超聲心動圖多模態(tài)技術(shù)在動態(tài)監(jiān)測腫瘤化療心臟毒性中的應(yīng)用效果觀察

賈娟 于慧娟 黃蕾 焦方杰 浮志坤

450016 鄭州市第七人民醫(yī)院超聲影像科(賈娟、于慧娟、黃蕾、焦方杰)，心血管科(浮志坤)

化療所致心臟毒性指的是化療對心肌細胞的損傷致心臟或循環(huán)系統(tǒng)功能障礙[1]。蒽環(huán)類藥物主要通過引起心肌細胞脂質(zhì)過氧化、氧化應(yīng)激、凋亡和壞死以及干擾其自我保護而引起心功能不全和心力衰竭[2]。常規(guī)超聲心動圖以其操作簡單、經(jīng)濟等優(yōu)勢被廣泛應(yīng)用于心功能評價。然而，由于常規(guī)超聲心動圖依賴于特定的幾何假設(shè)，無法準確檢測局部心功能損傷[3]。近年來研究發(fā)現(xiàn)，基于心臟的三維斑點追蹤技術(shù)(three-dimensional speckle tracking，3D-STI)、實時二維超聲心動圖(real-time two-dimensional echocardiography，RT-2DE)、超聲造影(contrast-enhanced ultrasound，CEUS)及組織多普勒成像(tissue Doppler imaging，TDI)可以克服傳統(tǒng)超聲心動圖的缺陷，更準確地評價心功能[4]。3D-STI是近年來發(fā)展起來的一種新型超聲技術(shù)。其可以方便、無創(chuàng)、實時地獲取三維空間的心肌扭轉(zhuǎn)和應(yīng)變參數(shù)，反復(fù)監(jiān)測化療藥物對心臟的毒性，便于臨床調(diào)整治療方案[5]。RT-2DE能清晰、直觀、實時地顯示心臟的結(jié)構(gòu)形態(tài)，克服了M型超聲心動圖的局限性，更適合于評價心肌收縮和心室功能[6]。CEUS定性定量指標與左室收縮功能相關(guān)，可用于定量評價心肌微循環(huán)功能[7]。TDI可以通過迅速獲得心肌局部運動速度來評價心肌功能，受容積負荷和心室充盈壓的影響較小。結(jié)合常規(guī)超聲能更好地評價左室舒張功能[8]。目前，大量研究證實2D-STI能靈敏地檢測化療后左室收縮功能的減弱，但是很少有通過多種心臟超聲手段綜合研究評估化療后是否存在心室收縮和舒張功能障礙，且優(yōu)勢特點還未有深入闡明和報道。本研究旨在采用2D-STI、RT-3DE、CEUS及TDI綜合評價動態(tài)監(jiān)測腫瘤化療所致心臟毒性。

1 對象和方法

1.1 研究對象

選擇2018年1月至2021年1月鄭州市第七人民醫(yī)院就診的化療患者38例(化療組)。男性22例，女性16例；年齡38～60歲，平均年齡(51.22±10.17)歲。同期選擇健康志愿者40例為對照組。其中男22例，女18歲；年齡40～60歲，平均年齡(50.19±12.06)歲

納入標準：(1)為單一類型的原發(fā)性惡性腫瘤，且單純以蒽環(huán)類藥物作為化療用藥，同期未放療或使用其他化療藥物；(2)心電圖未見明顯異常；(3)無高血壓、糖尿病等基礎(chǔ)疾??；(4)肝腎功能未見明顯異常；(5)知情同意參與本研究。排除標準：(1)聲像圖質(zhì)量較低；(2)重度瓣膜性心臟??；(3)病情不穩(wěn)定；(4)嚴重呼吸困難以致無法屏氣及合并心律失常；(5)不配合研究者。本研究符合醫(yī)學(xué)倫理學(xué)要求。

1.2 方法

所有患者分別在化療2、4、6周期后，應(yīng)用多種方法分別檢測心功能。(1)RT-2DE：患者采取平躺姿勢。首先，采用常規(guī)胸骨旁左心室長軸切面同步連接心電圖。M型超聲測量房室大小和壁厚，雙平面Simpson法測量左室射血分數(shù)(left ventricular ejection fraction，LVEF)，脈沖多普勒測量二尖瓣口頻譜多普勒E、A峰；(2)TDI：使用ACUSON X150高端彩色多普勒超聲診斷儀(上海寰熙醫(yī)療器械有限公司)探頭頻率為2～4 MHz?；颊卟捎米笈P位，常規(guī)檢查心臟結(jié)構(gòu)、左室舒張功能和每個瓣膜的血流動力學(xué)。測量參數(shù)：采用Teichhohz法測量LVEF和短軸縮短率(fractional shortening，F(xiàn)S)。左室舒張功能測定包括E/A、E峰減速時間(deceleration time，DT)；(3)3D-STI：采用GE Vivid E9心血管彩色多普勒超聲診斷系統(tǒng)(上海靈增商貿(mào)有限公司)和4V～d容積探頭采集心尖四腔心切面，進入4D全容積成像模式，幀頻>心率×40%，確保完整清晰地顯示左心室及其心內(nèi)膜表面的所有輪廓，并存儲連續(xù)三個心動周期的動態(tài)圖像。離線使用四維自動左心室功能分析軟件自動跟蹤和追蹤左心室心內(nèi)外膜。如果與實際情況不一致，可手動調(diào)整描畫。該軟件自動生成左心室整體圓周應(yīng)變(left ventricular global circumferential strain，LVGCS)、左心室整體徑向應(yīng)變( left ventricular global radial strain，LVGRS)、左心室整體縱向應(yīng)變(left ventricular global longitudinal strain，LVGLS)、左心室扭轉(zhuǎn)角度峰值(peak left ventricular torsion angle，LVPtw)和左心室扭矩(left ventricular torque，LVTor)。判斷心室壁運動是否正常，標準是根據(jù)自動生成軟件反映左心室心肌17段牛眼圖的顏色變化。一旦發(fā)生≥ 兩次“×”則除外。所有上述圖像和測量值均由兩位經(jīng)驗豐富的醫(yī)生進行分析；(4)CEUS：采用GE Vivid E9心血管彩色多普勒超聲診斷系統(tǒng)，與同步心電圖相連，調(diào)整參數(shù)使圖像顯示最佳，增益60%左右，深度5 cm，機械指數(shù)1.2。胸骨旁左室長軸切面測量舒張末期左心室內(nèi)徑(left ventricular end-diastolic diameter，LVED)和左心房的前后徑(left atrial diameter，LAD)，M型超聲測量LVEF和E/A。

1.3 統(tǒng)計學(xué)方法

2 結(jié)果

2.1 兩組RT-2DE各參數(shù)比較

化療組中，化療2、4、6周期后三個周期比較，檢測的LVEF、E峰、A峰的差異均無統(tǒng)計學(xué)意義(均為P>0.05)。與對照組比較，化療組化療6周期后檢測的LVEF、E峰、A峰的差異均無統(tǒng)計學(xué)意義(均為P>0.05)，見表1、圖1。

表1 兩組的實時二維超聲心動圖各參數(shù)比較

2.2 兩組TDI各參數(shù)比較

化療組中，化療2、4、6周期后三個周期比較，檢測的LVEF、DT等的差異均無統(tǒng)計學(xué)意義(均為P>0.05)，而FS、E/A、DT等的差異均存在統(tǒng)計學(xué)意義(均為P<0.05)。與對照組比較，化療組化療6周期后檢測的LVEF、DT的差異均無統(tǒng)計學(xué)意義(均為P>0.05)，而FS、E/A的差異均存在統(tǒng)計學(xué)意義(均為P<0.05)，見表2、圖1。

表2 兩組的組織多普勒成像各參數(shù)比較

2.3 兩組3D-STI各參數(shù)比較

化療組中，化療2、4、6周期后三個周期比較，檢測的LVEF、LVGRS的差異均無統(tǒng)計學(xué)意義(均為P>0.05)，而LVGCS、LVGLS、LVPtw、LVTor的差異均存在統(tǒng)計學(xué)意義(均為P<0.05)。與對照組比較，化療組化療6周期后檢測的LVEF、LVGRS的差異均無統(tǒng)計學(xué)意義(均為P>0.05)，而LVGCS、LVGLS、LVPtw、LVTor的差異均存在統(tǒng)計學(xué)意義(均為P<0.05)，見表3、圖1。

表3 兩組的三維斑點追蹤技術(shù)各參數(shù)比較

圖1 采用三維斑點追蹤技術(shù)(A)、實時二維超聲心動圖(B)、超聲造影(C)及組織多普勒成像(D)分別檢測心功能

2.4 兩組CEUS各參數(shù)比較

化療組中，化療2、4、6周期后三個周期比較，檢測的LVED、LAD、LVEF水平和間隔E/A<1比例的差異均存在統(tǒng)計學(xué)意義(均為P<0.05)。與對照組比較，化療組化療6周期后檢測的LVED、LAD、LVEF水平和間隔E/A<1比例的差異均存在統(tǒng)計意義(均為P<0.05)，見表4、圖1。

表4 兩組的超聲造影各參數(shù)比較

3 討論

蒽環(huán)類藥物引起的心臟毒性可分為兩類：急性和慢性。急性發(fā)作的特點是短暫性心包炎、QT間期延長和急性心律失常。大多數(shù)患者在初次治療時發(fā)現(xiàn)，并在治療后兩周內(nèi)恢復(fù)，發(fā)病率低。慢性可發(fā)生在治療開始至治療結(jié)束后1年，或治療結(jié)束后超過1年。其主要特征是心功能不可逆地減弱，可導(dǎo)致心功能進行性損害。少部分患者在晚期會出現(xiàn)嚴重心力衰竭甚至死亡[9]。因此，化療引起的慢性心臟毒性起病隱匿，初期癥狀不明顯，但晚期可發(fā)生嚴重心力衰竭。在出現(xiàn)明顯心力衰竭之前準確檢測化療引起的心臟毒性是非常重要的[10]。近年來發(fā)展迅速的2D-STI、RT-2DE、CEUS及TDI能更準確地評價心室功能。本研究旨在探討上述超聲心動圖對化療所致心臟毒性的診斷價值[11]。

LVEF是評價化療致心臟毒性的傳統(tǒng)方法，但化療早期心臟毒性為亞臨床表現(xiàn)，且LVEF多處于正常值，常規(guī)超聲心動圖很難辨別。LVEF下降代表心肌功能儲備耗竭[12]。本研究顯示化療組在化療6個周期后的LVEF與基礎(chǔ)狀態(tài)比較無統(tǒng)計學(xué)差異(P>0.05)，說明LVEF無法檢測化療早期的心肌受損。TDI檢查內(nèi)容主要有胸骨旁左室長軸切面、心室短軸切面及心尖四腔等，可全面掌握心臟功能，TDI診斷可對患者早期心臟舒張功能進行監(jiān)測，在測定心臟功能的同時，對其是否發(fā)生心臟舒張功能改變進行早期監(jiān)測[13]。本研究結(jié)果顯示：兩組患者FS、E/A比較差異有經(jīng)濟學(xué)意義(均為P<0.05)， LVEF、DT指標無統(tǒng)計學(xué)差異(均為P>0.05)。提示TDI可有效診斷蒽環(huán)類藥藥物對腫瘤患者的心臟毒性。TDI監(jiān)測不但能測定患者的心臟功能，而且可以監(jiān)測患者早期心臟舒張功能改變。因此，TDI可有效診斷腫瘤患者的心臟毒性[14]。本研究，將3D-STI應(yīng)用于腫瘤患者化療可能產(chǎn)生的心臟毒性的評估中。獲取的扭轉(zhuǎn)和應(yīng)變參數(shù)反映了左心室的扭轉(zhuǎn)與形變情況，其中LVGLS、LVPtw、LVTor存在一定的臨床應(yīng)用價值。本研究結(jié)果顯示，LVGCS、LVGLS隨化療時間延長呈下滑趨勢(均為P<0.05)。其中LVGLS在不同化療周期比較，均存在統(tǒng)計學(xué)差異(P<0.05)，提示化療時間延長、藥物劑量累積會引起左心室心肌形變能力降低，收縮力減弱、心肌毒性加重，與國內(nèi)研究結(jié)果一致。

心肌收縮程度、肌纖維排列方式及運動平衡是左心室扭轉(zhuǎn)的關(guān)鍵影響因素，而左心室扭轉(zhuǎn)與心臟功能存在緊密的關(guān)系。因此，當(dāng)化療致心肌收縮功能減弱時，心肌形變能力降低，左心室扭轉(zhuǎn)異常[15]，與本研究中LVPtw、LVTor降低的結(jié)果一致。心內(nèi)外膜肌纖維運動不平衡性直接影響左心室扭轉(zhuǎn)異常。如果化療藥物累積心內(nèi)膜下，心內(nèi)膜肌纖維運動最先受到影響，其扭轉(zhuǎn)角度降低，進而左心室整體旋轉(zhuǎn)角度絕對值降低[16]，闡釋了本研究中LVPtw隨化療時間延長而就降低的原因。LVTor是由扭轉(zhuǎn)角度與左心室長徑相比得出，故可作為評估心肌損傷的指標。CEUS定量分析也顯示化療6周期后患者的心肌灌注異常。冠狀動脈異常扭曲、直徑過小、微血管受壓、血管內(nèi)皮細胞腫脹、炎癥等均可引起冠狀動脈血流速度變慢，CEUS灌注異?？稍缙诜从郴熤滦募∥⒀懿∽儭?因此，CEUS對化療致心肌微血管病變的早期檢測可為臨床診斷和治療化療致心臟毒性提供新方法[17]。

本研究有一些局限性。為單中心研究，樣本量小，隨訪時間短。綜上所述，在接受蒽環(huán)類藥物化療腫瘤患者會導(dǎo)致心臟毒性，臨床診療過程中采用2D-STI、CEUS及TDI能顯著提高化療后所致的心臟毒性的診斷效能，對指導(dǎo)臨床具有重要意義。

利益沖突：無