三維斑點(diǎn)追蹤技術(shù)聯(lián)合E/e′在膿毒癥心肌功能障礙診斷中的應(yīng)用價(jià)值*

唐鐘祥 朱智勇 張燕華 張?jiān)?曾韻怡

膿毒癥是病原微生物嚴(yán)重感染引起的宿主反應(yīng)失調(diào)導(dǎo)致的致命性器官功能障礙，其誘發(fā)的心肌功能障礙（sepsis induced myocardial dysfunction，SIMD）是造成膿毒癥休克的常見(jiàn)原因，嚴(yán)重時(shí)可導(dǎo)致患者死亡[1-2]。SIMD 發(fā)病機(jī)制目前尚未明確，有研究發(fā)現(xiàn)，膿毒癥病情進(jìn)展過(guò)程中可產(chǎn)生多種影響線粒體自律性調(diào)節(jié)和心肌纖維功能的細(xì)胞因子，是導(dǎo)致心肌細(xì)胞凋亡的相關(guān)因素，并進(jìn)一步導(dǎo)致SIMD 發(fā)生，心肌功能受損嚴(yán)重程度常與SIMD 患者不良預(yù)后有關(guān)[3-4]。因此，采用簡(jiǎn)便可靠的檢查手段早期識(shí)別、診斷SIMD，對(duì)臨床診療方案制定具有重要意義。以往臨床多采用常規(guī)超聲心動(dòng)圖對(duì)膿毒癥患者心臟功能指標(biāo)進(jìn)行評(píng)估，但較易受心臟前后負(fù)荷影響，影響其評(píng)估的準(zhǔn)確度[5]。舒張?jiān)缙诙獍暄鞣逯邓俣菶/舒張?jiān)缙诙獍臧戥h(huán)峰值速度e'（E/e'）是舒張?jiān)缙诙獍昙馓幯鞣逯邓俣菶 與二尖瓣環(huán)處心肌運(yùn)動(dòng)速度e'的比值，常作為超聲心動(dòng)圖多普勒組織成像技術(shù)的衍生指標(biāo)，在心肌收縮、舒張功能及左心室充盈壓評(píng)估中廣泛應(yīng)用[6]。三維斑點(diǎn)追蹤成像（3-dimensional apeckle tracking imaging，3D-STI）技術(shù)可通過(guò)追蹤心肌組織各回聲斑點(diǎn)獲得其運(yùn)動(dòng)的全方面信息，對(duì)心臟和智能體及局部功能進(jìn)行評(píng)價(jià)[7]。本研究主要探討分析3D-STI技術(shù)聯(lián)合E/e'在SIMD 早期診斷的價(jià)值，旨在為臨床相關(guān)診療方案的制訂提供參考。

1 資料與方法

1.1 一般資料 選取2020 年1 月-2021 年12 月廣東省中西醫(yī)結(jié)合醫(yī)院收治的90 例膿毒癥患者。納入標(biāo)準(zhǔn)：年齡20～75 歲；符合文獻(xiàn)[8]膿毒癥診斷標(biāo)準(zhǔn)；均接受心臟超聲心動(dòng)圖檢查，且圖像清晰；心率60～110 次/min；臨床資料完整。排除標(biāo)準(zhǔn)：合并嚴(yán)重臟器功能不全；合并嚴(yán)重心率失常或心肌受損的心臟疾?。缓喜⑾刃牟?、肥厚型心肌??；入院24 h 內(nèi)死亡；合并惡性腫瘤。參照文獻(xiàn)[9]，根據(jù)是否出現(xiàn)SIMD 將其分為SIMD 組57 例和非SIMD 組33 例。另選取同期于本院行超聲心動(dòng)圖檢查的45 例健康體檢者（health control，HC）納入HC 組。HC 組納入標(biāo)準(zhǔn)：年齡20～75 歲；接受心臟超聲心動(dòng)圖檢查，且圖像清晰；臨床資料完整。HC組排除標(biāo)準(zhǔn)：存在膿毒癥或其他組織器官急慢性感染性疾??；合并嚴(yán)重臟器功能不全；合并嚴(yán)重心率失常或心肌受損的心臟疾?。缓喜⑾刃牟?、肥厚型心肌??；合并惡性腫瘤。本研究經(jīng)廣東省中西醫(yī)結(jié)合醫(yī)院醫(yī)學(xué)倫理委員會(huì)通過(guò)，患者及其家屬均知情同意。

1.2 儀器與方法 于患者入院24 h 內(nèi)和體檢者體檢當(dāng)天，使用Toshiba artidassh880cv 型超聲診斷儀對(duì)所有納入對(duì)象進(jìn)行超聲心動(dòng)圖檢查，探頭包括PST-30SBT 和PST-25SX，圖像分析選用自帶的3DT 分析軟件。研究對(duì)象均平臥位及左側(cè)臥位，連接同步心電圖后采用PST-30SBT 探頭進(jìn)行彩超檢查，采集左心室射血分?jǐn)?shù)（left ventricular ejection fraction，LVEF）、左心室舒張末期容積（left ventricular enddiastolic volume，LVEDV）、左心室收縮末期容積（left ventricular end-systolic volume，LVESV）等 數(shù)據(jù)。更換PST-25SX 探頭后將其置于受檢者左心室心尖部，取標(biāo)準(zhǔn)的四腔心和兩腔心切面，使用full 4D 模式顯示左側(cè)心尖段、中間段、基底段切面和右側(cè)心尖四腔、兩腔切面，檢查完畢后存儲(chǔ)左心室全容積動(dòng)態(tài)圖像。所有操作均由同一組經(jīng)驗(yàn)豐富的超聲影像科醫(yī)師完成。

1.3 圖像分析

1.3.1 E/e' 使用3DT 模式分析存儲(chǔ)的動(dòng)態(tài)圖像，在選定的心動(dòng)周期內(nèi)標(biāo)記四腔心和兩腔心切面的二尖瓣前后葉瓣環(huán)和心尖處內(nèi)膜3 個(gè)點(diǎn)，操作軟件自動(dòng)勾畫(huà)左室心內(nèi)膜和心外膜曲線，觀察左心收縮和舒張末期標(biāo)記情況，圖像清晰度欠佳時(shí)進(jìn)行手動(dòng)調(diào)節(jié)，軟件自動(dòng)計(jì)算LVSEV、LVEDV、LVEF、二尖瓣口血流測(cè)量包括舒張?jiān)缙冢‥）和舒張晚期（A）峰值速度，測(cè)量二尖瓣環(huán)舒張?jiān)缙诜逯颠\(yùn)動(dòng)速度（e'），計(jì)算E/e'。

1.3.2 3D-STI 指標(biāo) 取心尖四腔心切面，進(jìn)入4D模式通過(guò)調(diào)節(jié)聲束角度和深度清晰顯示左心室心內(nèi)膜，完成三維容積成像后將數(shù)據(jù)傳輸至相應(yīng)工作站。運(yùn)行程序計(jì)算左心室總體縱向應(yīng)變（left ventricular global longitudinal strain，LVGLS）、左心室 總體圓應(yīng) 變（left ventricular global circumferential stain，LVGCS）、左心室 總體徑 向應(yīng)變（left ventricular global radial stain，LVGRS）和左心室總體面積應(yīng)變（left ventricular global area stain，LVGAS）等3D-STI指標(biāo)。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)處理 數(shù)據(jù)分析用SPSS 22.0 統(tǒng)計(jì)學(xué)軟件，計(jì)量資料用（x-±s）表示，差異采用單因素方差分析（One-Way ANOVA），兩組對(duì)比采用LSD-t分析；計(jì)數(shù)資料用率（%）表示，組間差異用χ2檢驗(yàn)；受試者操作特性（receiver operating characteristic curve，ROC）曲線分析3D-STI 聯(lián)合E/e'診斷膿毒癥SIMD 的價(jià)值；P＜0.05 表示差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 SIMD 組、非SIMD 組 和HC 組基線 資料比較 SIMD 組和非SIMD 組膿毒癥患者及HC 組年齡、性別、體重指數(shù)（BMI）、合并基礎(chǔ)病等基線資料差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05），有可比性，見(jiàn)表1。

表1 SIMD組、非SIMD組和HC組基線資料比較

2.2 膿毒癥SIMD 患者典型3D-STI 影像表現(xiàn) 本研究納入的90 例膿毒癥患者3D-STI 影像表現(xiàn)為左室壁和室間隔明顯增厚，二尖瓣環(huán)處S'波受負(fù)荷條件和心肌順應(yīng)性影響較小，其速度可對(duì)左室收縮功能進(jìn)行有效評(píng)估，全心縱向應(yīng)變呈現(xiàn)明顯下降表現(xiàn)，典型病例見(jiàn)圖1。膿毒癥SIMD 患者LVEF 明顯低于非SIMD 患者，3D-STI 影像顯示整體縱向應(yīng)變下降，呈節(jié)段性改變，其中以中間段及心尖段下降最為明顯。典型病例見(jiàn)圖2。

圖1 膿毒癥患者典型3D-STI影像表現(xiàn)

圖2 膿毒癥SIMD患者典型3D-STI影像表現(xiàn)

2.3 SIMD 組、非SIMD 組和HC 組超聲心動(dòng)圖參數(shù)水平比較 SIMD 組、非SIMD 的LVEDV、LVESV及E/e'均高于HC 組，LVEF 低于HC 組，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05）；SIMD 組LVEDV、LVESV 和E/e'均明顯高于非SIMD 組，LVEF 明顯低于非SIMD組，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05）。見(jiàn)表2。

表2 SIMD組、非SIMD組和HC組超聲心動(dòng)圖參數(shù)水平比較（）

表2 SIMD組、非SIMD組和HC組超聲心動(dòng)圖參數(shù)水平比較（）

*與HC 組比較，P＜0.05；#與非SIMD 組比較，P＜0.05。

2.4 SIMD 組、非SIMD 組 和HC 組3D-STI 指 標(biāo)水平比較 SIMD 組、非SIMD 組和HC 組LVGLS、LVGCS、LVGRS 和LVGAS 等3D-STI 指標(biāo)絕對(duì)值差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05），且SIMD 組LVGLS、LVGCS、LVGRS 和LVGAS 絕對(duì)值均明顯低于非SIMD 組和HC 組，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05），見(jiàn)表3。

表3 SIMD組、非SIMD組和HC組3D-STI指標(biāo)水平比較[%，（）]

表3 SIMD組、非SIMD組和HC組3D-STI指標(biāo)水平比較[%，（）]

*與HC 組比較，P＜0.05；#與非SIMD 組比較，P＜0.05。

2.5 3D-STI 聯(lián) 合E/e' 診斷膿毒癥SIMD 的 價(jià)值 ROC 分析結(jié)果顯示，E/e'診斷膿毒癥SIMD 的曲線下面積（area under the curve，AUC）為0.704（P=0.002），敏感度、特異度 分別為89.47%、57.58%，截?cái)嘀?為11.85%，見(jiàn) 圖3。LVGLS、LVGCS、LVGRS 和LVGAS 診斷膿毒癥SIMD 的AUC 分別為0.856、0.713、0.701 和0.715，敏感度分別為78.95%、61.40%、91.23%和75.44%，特異度分別為78.79%、93.94%、51.52%和72.73%，見(jiàn)圖4。3D-STI 參數(shù)聯(lián)合E/e'診斷膿毒癥SIMD 的AUC 為0.905，敏感度、特異度分別為94.74%和75.80%，見(jiàn)圖5。見(jiàn)表4。

表4 3D-STI參數(shù)聯(lián)合E/e′診斷膿毒癥SIMD的ROC特征

圖3 E/e′診斷膿毒癥SIMD的ROC曲線

圖4 3D-STI參數(shù)診斷膿毒癥SIMD的ROC曲線

圖5 3D-STI參數(shù)聯(lián)合E/e′診斷膿毒癥SIMD的ROC曲線

3 討論

膿毒癥患者因高心輸出量、血管張力下降和心肌細(xì)胞凋亡導(dǎo)致的SIMD 是引起患者膿毒癥休克、心血管衰竭和死亡的主要原因，早期診斷和積極預(yù)防治療對(duì)提高患者生存率具有重要意義[10]。目前診斷膿毒癥SIMD 尚缺乏高度特異性的金標(biāo)準(zhǔn)，臨床多通過(guò)患者E/e'比值變化等超聲心動(dòng)圖異常表現(xiàn)結(jié)合相關(guān)癥狀體征和生物學(xué)標(biāo)志物進(jìn)行評(píng)估[11-12]。3D-STI 是評(píng)估心肌組織及功能的新型多普勒衍生技術(shù)，可動(dòng)態(tài)追蹤心肌聲學(xué)斑點(diǎn)的三維運(yùn)動(dòng)軌跡，通過(guò)動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)多角度對(duì)心臟全容積圖像進(jìn)行連續(xù)分析，達(dá)到評(píng)估心肌組織運(yùn)動(dòng)的目的[13-15]。本研究主要探討分析3D-STI 參數(shù)聯(lián)合E/e'對(duì)膿毒癥SIMD 的診斷價(jià)值。

本研究 中，SIMD 組、非SIMD 的LVEDV、LVESV 及E/e' 均高于HC 組，LVEF 低 于HC 組，且SIMD 組LVEDV、LVESV 和E/e'均明顯高于非SIMD 組，LVEF 明顯低于非SIMD 組。上述結(jié)果說(shuō)明膿毒癥患者普遍存在心肌收縮和舒張功能受損，LVEDV、LVESV、LVEF 和E/e'等超聲心動(dòng)圖參數(shù)與正常人群存在較大的差異，其中E/e'比值升高可能與膿毒癥SIMD 存在密切的相關(guān)性。膿毒癥SIMD患者常出現(xiàn)可逆性的心肌抑制，表現(xiàn)為左室功能早期改變和區(qū)域心肌顯著變化，但部分患者LVEF 仍處于正常范圍。張澤奎等[15]研究發(fā)現(xiàn)重測(cè)變異性和負(fù)荷依賴(lài)性也較易對(duì)膿毒癥SIMD 患者的LVEDV、LVESV、LVEF 測(cè)量造成誤差，限制了其在膿毒癥SIMD 早期診斷中的應(yīng)用。超聲心動(dòng)圖參數(shù)是反映心肌收縮和舒張功能的常見(jiàn)指標(biāo)，其中二尖瓣環(huán)平面收縮期離散度是評(píng)估心肌收縮功能的良好指標(biāo)，E/e'比值常用于評(píng)估左心室舒張功能不全，常作為膿毒癥休克患者生存率的獨(dú)立預(yù)測(cè)因子應(yīng)用于臨床中，表現(xiàn)為E/e'顯著升高[16]。本研究結(jié)果與李傳強(qiáng)等[17]的研究結(jié)果類(lèi)似，提示臨床應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注E/e'比值升高的膿毒癥患者，并及時(shí)給予有針對(duì)性的干預(yù)措施，以降低其發(fā)生SIMD 的風(fēng)險(xiǎn)。

本研究結(jié)果顯示，SIMD 組、非SIMD 組和HC組LVGLS、LVGCS、LVGRS 和LVGAS 等3D-STI指標(biāo)絕對(duì)值差異顯著，且SIMD 組LVGLS、LVGCS、LVGRS 和LVGAS 絕對(duì)值均明顯低于非SIMD 組和HC 組，說(shuō)明膿毒癥患者3D-STI 指標(biāo)絕對(duì)值呈現(xiàn)顯著降低趨勢(shì)，且與SIMD 存在密切的相關(guān)性。LVGLS、LVGCS、LVGRS 和LVGAS 是超聲心動(dòng)圖評(píng)估左心功能的常用測(cè)量指標(biāo)，其中LVGAS、LVGRS 主要通過(guò)徑向運(yùn)動(dòng)和面積反映心肌收縮功能，LVGCS 可在一定程度上反映心肌的固有收縮性[18]。而3D-STI 獲得的LVGLS 通過(guò)評(píng)價(jià)心肌纖維長(zhǎng)度在收縮末期-舒張末期的變化對(duì)心肌收縮功能進(jìn)行評(píng)價(jià)，反映了心肌局部和整體功能，與其他應(yīng)變參數(shù)比較，可更好地反映心肌舒縮功能異常變化[19-20]。本研究采用ROC 曲線評(píng)估3D-STI 聯(lián)合E/e'診斷膿毒癥SIMD 的價(jià)值，結(jié)果顯示E/e'診斷膿毒癥SIMD 的曲線下面積AUC 為0.704，敏感度、特異度分別為89.47%、57.58%，截?cái)嘀禐?1.85%，提示臨床應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注E/e'超過(guò)11.85%的膿毒癥患者。LVGLS、LVGCS、LVGRS 和LVGAS 診斷膿毒 癥SIMD 的AUC 分別為0.856、0.713、0.701 和0.715，敏感度分別為78.95%、61.40%、91.23%和75.44%，特異度分別為78.79%、93.94%、51.52%和72.73%。其中LVGLS 診斷膿毒癥SIMD 的AUC顯著高于LVGCS、LVGRS 和LVGAS 等參數(shù)，說(shuō)明LVGLS 是3D-STI 參數(shù)中對(duì)膿毒癥SIMD 具有最佳診斷價(jià)值的參數(shù)。3D-STI 參數(shù)聯(lián)合E/e'診斷膿毒癥SIMD 的AUC 為0.905，敏感度、特異度分別為94.74%和75.80%，顯著高于3D-STI 參數(shù)和E/e'單獨(dú)診斷的AUC，證實(shí)了3D-STI 參數(shù)聯(lián)合E/e'診斷膿毒癥SIMD 具有最佳診斷效能，可應(yīng)用于臨床膿毒癥SIMD 的篩查和診斷。

綜上所述，3D-STI 聯(lián)合E/e'可準(zhǔn)確評(píng)估膿毒癥患者左室舒縮功能，對(duì)膿毒癥SIMD 具有較好的診斷價(jià)值。本研究的不足之處在于未考慮3D-STI對(duì)患者心內(nèi)膜邊界的識(shí)別要求較高對(duì)研究結(jié)果的影響，部分病例影像圖像需進(jìn)行細(xì)微的手動(dòng)調(diào)節(jié)，后續(xù)仍需加大樣本量進(jìn)行深入研究驗(yàn)證，但本研究仍為膿毒癥SIMD 的臨床診斷提供了簡(jiǎn)便可靠的影像學(xué)評(píng)估手段。