實時三維超聲心動圖及二維斑點追蹤技術(shù)評價肝硬化病人右心室收縮功能的臨床研究

李 哲,李奕瑩,陳 武

肝硬化(hepatocirrhosis,HC)是臨床常見的慢性進行性肝病,其特點是肝功能的進行性損害及門脈高壓,并可引起全身多系統(tǒng)受累,若累及心血管系統(tǒng)則表現(xiàn)為心率加快、心排血量增加、全身血管阻力降低及心功能不全等[1]。1989年首次將肝硬化引起的心功能不全定義為肝硬化性心肌病(cirrhotic cardiomyopathy,CCM),其特征是心臟收縮和舒張功能障礙、電生理活動異常等[2]。研究顯示,近40%的肝硬化病人發(fā)生CCM[3],并且與腹腔積液、肝腎綜合征等肝硬化并發(fā)癥密切相關(guān),對病人外科手術(shù)的風(fēng)險及預(yù)后影響較大[4]。研究顯示,肝硬化病人右心室功能下降早于左心室,并且對肝硬化病人右心室功能的評估在預(yù)測病人原位肝移植(orthotopic liver transplantation,OLT)、經(jīng)頸靜脈肝內(nèi)門腔靜脈分流術(shù)(trans jugular intrahepatic portosystemic shunt,TIPS)等不良預(yù)后方面優(yōu)于左心室[5]。本研究使用實時三維超聲心動圖(real-time three-dimensional echocardiography,RT-3DE)及二維斑點追蹤技術(shù)(two dimensional speckle tracking imaging,2D-STI)評估不同嚴(yán)重程度的肝硬化病人右心室形態(tài)結(jié)構(gòu)及收縮功能的改變,為臨床發(fā)現(xiàn)右心室心肌受損情況,盡早采取治療措施以預(yù)防心力衰竭的發(fā)生提供依據(jù)。

1 資料與方法

1.1 研究對象 選取2021年8月—2022年4月山西醫(yī)科大學(xué)第一醫(yī)院介入科、肝膽胰外科收治的肝硬化病人90例作為研究對象,其中,女52例,男38例;年齡(48.8±3.6)歲;酒精性及膽汁性肝硬化10例,肝炎性肝硬化62例,原因不明性肝硬化8例,其他原因性肝硬化10例。根據(jù)終末期肝病模型評分(model for end-stage liver disease,MELD)評估病人肝病嚴(yán)重程度,計算公式為:MELD=3.8×ln[總膽紅素(TBIL)]+11.2×ln凝血酶原國際標(biāo)準(zhǔn)化比值(INR)+9.6×ln[肌酐(Scr)]+6.4×病因(膽汁性或酒精性肝硬化為0,其他為1),得分取整數(shù),評分越高表明肝臟受損越重[6]。根據(jù)MELD評分將病人分為3組:MELD評分≤12分組(27例)、MELD評分13～18分組(41例)、MELD評分≥19分組(22例)。另選取健康志愿者40名作為對照組,其中,男17名,女23名,年齡(48.5±2.5)歲。本研究經(jīng)醫(yī)院醫(yī)學(xué)倫理委員會審核批準(zhǔn),所有受試者均簽署知情同意書。

1.2 納入與排除標(biāo)準(zhǔn) 納入標(biāo)準(zhǔn):年齡≥18歲;病理或影像學(xué)診斷為肝硬化者。排除標(biāo)準(zhǔn):<18歲;合并冠心病、心肌病、高血壓、心律失常、中度以上嚴(yán)重瓣膜病、先天性心臟病、心臟手術(shù)病史、糖尿病、腎衰竭、甲狀腺功能亢進、惡性腫瘤病史、家族遺傳性疾病等者。

1.3 方法

1.3.1 一般資料的收集 所有腹腔積液病人在檢查前均未行穿刺。收集病人入院以后首次生化指標(biāo),包括天門冬氨酸氨基轉(zhuǎn)移酶(AST)、丙氨酸氨基轉(zhuǎn)移酶(ALT)、凝血酶原時間(PT)、TBIL、Scr、INR等。

1.3.2 2D-STI參數(shù)的獲得 采用配有S5-1二維超聲探頭的Philips CVx超聲診斷系統(tǒng)。囑病人平靜呼吸,連接心電圖后取左側(cè)臥位,使用二維超聲探頭采集以右心室為主的心尖四腔心切面的超聲圖像,采集圖像時需注意待圖像滿意后,囑病人屏氣后采集3個以上心動周期的動態(tài)圖像并儲存,隨后點擊Speckle tracking進入應(yīng)變模式,獲得右心室游離壁縱向應(yīng)變(RVFWSL)、右心室四腔心應(yīng)變(RV4CSL)、右心室游離壁心尖段縱向應(yīng)變(Api-RVSL)、右心室游離壁中間段縱向應(yīng)變(Med-RVSL)、右心室游離壁基底段縱向應(yīng)變(Bas-RVSL)。

1.3.3 RT-3DE參數(shù)獲得 采用配有X5-1三維超聲探頭的Philips CVx超聲診斷系統(tǒng),并配備有全自動三維超聲右心室定量軟件。在以右心室為主四腔心切面獲取右心室三維全容積圖像,同樣囑咐病人屏氣后采集3個以上心動周期的動態(tài)圖像并儲存,運用全自動三維超聲右心室定量軟件分析圖像,獲得右心室舒張末期基底段橫徑(RVDd-base)、右心室舒張末期中間段橫徑(RVDd-mid)、右心室長徑(RVLD)、右心室射血分?jǐn)?shù)(RVEF)、三尖瓣收縮期位移(TAPSE)、右心室面積變化分?jǐn)?shù)(RVFAC)。

所有參數(shù)均由兩位經(jīng)驗豐富的醫(yī)師分析圖像獲得。

2 結(jié) 果

2.1 各組一般資料比較 與對照組比較,MELD評分≤12分組、MELD評分13～18分組、MELD評分≥19分組AST、ALT、Scr、TBIL、INR升高,差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)。與MELD評分≤12分組比較,MELD評分13～18分組、MELD評分≥19分組AST、ALT、Scr、TBIL、INR升高,差異均有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)。與MELD評分13～18分組比較,MELD評分≥19分組AST、ALT、Scr、TBIL、INR升高,差異均有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)。詳見表1。

表1 各組一般資料比較(±s)

2.2 各組右心室2D-STI參數(shù)比較 與對照組比較,MELD評分13～18分組、MELD評分≥19分組Bas-RVSL、Med-RVSL、Api-RVSL、RVFWSL、RV4CSL降低,差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05),MELD評分≤12分組RVFWSL降低,差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05);與MELD評分≤12分組比較,MELD評分13～18分組Med-RVSL、Api-RVSL降低,差異均有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05),MELD評分≥19分組Bas-RVSL、Med-RVSL、Api-RVSL、RVFWSL、RV4CSL降低,差異均有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05);與MELD評分13～18分組比較,MELD評分≥19分組Bas-RVSL、Med-RVSL、Api-RVSL、RVFWSL、RV4CSL降低,差異均有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)。詳見表2。

表2 各組2D-STI參數(shù)比較(±s) 單位(%)

2.3 各組右心室RT-3DE參數(shù)比較 與對照組比較,MELD評分≤12分組、MELD評分13～18分組、MELD評分≥19分組RVDd-base升高,RVEF、TAPSE、RVFAC降低,差異均有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05);與MELD評分≤12分組比較,MELD評分13～18分組、MELD評分≥19分組RVDd-base升高,RVEF、TAPSE、RVFAC降低,差異均有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05);與MELD評分13～18分組比較,MELD評分≥19分組RVDd-base升高,RVEF、TAPSE、RVFAC降低,差異均有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)。詳見表3。

表3 各組RT-3DE參數(shù)比較(±s)

2.4 MELD評分與右心室心肌縱向應(yīng)變的相關(guān)性 肝硬化病人MELD評分與RVFWSL(r=-0.702,P<0.05)、RV4CSL(r=-0.803,P<0.05)呈負相關(guān)。詳見表4。

表4 MELD評分與右心室心肌縱向應(yīng)變的相關(guān)性

3 討 論

肝硬化病人由于體內(nèi)β腎上腺素能受體異常、鈣離子信號傳導(dǎo)通路異常,以及受到一氧化氮、一氧化碳、硫化氫等心臟收縮抑制因子的影響,導(dǎo)致心臟電生理傳導(dǎo)發(fā)生異常,對正常生理或藥理性刺激的收縮性反應(yīng)下降,且收縮功能的下降可能與心肌細胞的壞死與凋亡有關(guān)[7]。肝硬化病人由于長期處于高動力循環(huán)狀態(tài)以及腹腔積液對肺循環(huán)壓迫等原因,導(dǎo)致右心室負荷不斷增加,繼而出現(xiàn)右心室結(jié)構(gòu)和功能的受損[1]。由于右心室?guī)缀涡螤畈灰?guī)則,常規(guī)的二維超聲難以準(zhǔn)確地評估右心室整體的功能結(jié)構(gòu),因此本研究使用RT-3DE,可降低二維超聲測量帶來的誤差。CCM屬于亞臨床心肌病,傳統(tǒng)的超聲測量方式往往不夠全面、靈敏,難以發(fā)現(xiàn)心臟收縮功能微弱的變化,而2D-STI可檢測到更加細微的心肌功能障礙,能更早地發(fā)現(xiàn)心肌功能異常[8],故本研究將2D-STI與RT-3DE聯(lián)合,更加全面、準(zhǔn)確地發(fā)現(xiàn)肝硬化病人右心室結(jié)構(gòu)及功能的變化,綜合反映其右心室功能受損情況,為臨床盡早干預(yù)提供參考。

與傳統(tǒng)的肝功能分級不同,MELD評分的變量由統(tǒng)計學(xué)方法篩選得出且均由客觀生化指標(biāo)組成,因此更具科學(xué)性、客觀性及穩(wěn)定性。MELD評分取值范圍較廣,因此可以在傳統(tǒng)肝功能分級的基礎(chǔ)上,于同級別肝硬化病人之中作出更加細致的區(qū)分[9]。原位肝移植及TIPS術(shù)作為肝硬化病人最主要的手術(shù)治療方式,MELD評分可預(yù)測病人的術(shù)后死亡率。有研究報道,MELD評分>18分的病人TIPS術(shù)后平均生存時間≤3個月;接受肝移植前病人的MELD評分越高,移植后病人存活率越低[10]。

本研究2D-STI參數(shù)比較結(jié)果顯示,在肝硬化的不同階段,右心室室壁各節(jié)段的縱向應(yīng)變呈不同程度的下降。右心室各節(jié)段的縱向應(yīng)變可反映右心室收縮功能的變化情況,MELD評分≥19分組病人與對照組比較,各節(jié)段及整體應(yīng)變下降明顯,說明MELD≥19分組病人右心室受累心肌較多,整體收縮功能較對照組明顯下降,可能是受累心肌細胞重塑后心臟功能受限及心肌細胞攝氧氣能力降低所致,這不僅增加了病人肝移植手術(shù)的風(fēng)險,還嚴(yán)重影響病人術(shù)后的生存率[11]。MELD評分≤12分組病人僅部分右室心肌細胞受到影響,因此右心室整體收縮功能下降不明顯。

本研究結(jié)果顯示,RT-3DE參數(shù)TAPSE、RVEF、RVFAC隨著MELD評分的增加而降低。TAPSE是反映右心室收縮功能改變最常用的參數(shù),重復(fù)性好,不受心率及節(jié)律的影響[12],在三維成像模式下檢測TAPSE彌補了在二維超聲心動圖下對測量角度的依賴性,準(zhǔn)確度更高。對照組及MELD評分≤12分組病人TAPSE數(shù)值近似,說明肝功能受損較輕的病人在右心室心腔略擴大的基礎(chǔ)下,通過異長自身調(diào)節(jié)機制增加容量負荷,從而增加了心排血量,發(fā)揮了一定的代償作用,尚未對右心室心肌的收縮力產(chǎn)生較大的影響[13]。RVEF是反映右心室收縮功能最直接的指標(biāo),有研究表明,RT-3DE測出的RVEF與MRI測量出的結(jié)果具有很好的一致性[14]。與對照組比較,隨著MELD評分的增加,RVEF下降程度增大,這可能是為了維持正常的右心排血量,右心室容量負荷不斷增加,導(dǎo)致右心室心肌不同程度受損,加上各種心臟收縮抑制因子的長期作用,導(dǎo)致右心室心肌收縮功能逐漸減弱,RVEF呈現(xiàn)下降趨勢[15]。RVFAC正常值>35%,能較好地反映右心室的收縮功能,三維模式下測量RVFAC避免了二維模式下測量復(fù)雜的步驟,且不受右心室內(nèi)乳頭肌、室上嵴等復(fù)雜結(jié)構(gòu)的影響[16],更加地方便、準(zhǔn)確。本研究結(jié)果顯示,MELD評分與RVFWSL、RV4CSL呈負相關(guān),說明隨著肝硬化嚴(yán)重程度的加重,右心室心肌收縮力呈現(xiàn)下降趨勢,右心室心肌受損越嚴(yán)重,提示在臨床工作中應(yīng)更加重視對早期肝硬化病人右心室心肌功能的評估,及時干預(yù)以減少心肌損害的發(fā)生。

綜上所述,肝硬化病人存在不同程度的右心室形態(tài)結(jié)構(gòu)損傷及功能障礙,且損傷程度隨著肝硬化病情的加重而加重。2D-STI及RT-3DE技術(shù)可以早期發(fā)現(xiàn)肝硬化病人右心室功能的下降,為臨床診療提供重要的參考依據(jù)。但由于本研究樣本量較少;部分病人受體位的影響及肺氣干擾,圖像質(zhì)量較差,測量結(jié)果存在一定誤差;少部分對照組病人缺少臨床生化指標(biāo),因此尚需大樣本量的研究進一步驗證本研究結(jié)果。