斑點(diǎn)追蹤技術(shù)在評(píng)估主動(dòng)脈瓣狹窄患者左心室功能中的臨床應(yīng)用價(jià)值

陳嘉瑤 陳詩雁 歐陽良艷 祝志敏 陳菲 邱少東

廣州醫(yī)科大學(xué)附屬第二醫(yī)院超聲科，廣州 510260

隨著年齡增長，正常瓣葉逐漸向瓣膜僵硬、鈣化及瓣膜狹窄發(fā)展，瓣膜病變一旦開始，必然逐漸進(jìn)展［1］。主動(dòng)脈瓣狹窄（aortic stenosis，AS）作為最常見的心臟瓣膜疾病，其患病率逐年增高，早期輕度的AS 預(yù)后較好，隨著患者年齡增加和狹窄程度加重，左心室射血壓力增加，出現(xiàn)心肌肥厚和心肌供血不足，左室收縮及舒張功能減低［2］。目前，已有的心臟檢查方法包括心臟磁共振、心電圖、心肌標(biāo)志物及超聲心動(dòng)圖。心臟磁共振費(fèi)用昂貴且后期處理要求較高，普通心電圖及心肌標(biāo)志物檢測因存在時(shí)間窗，均存在應(yīng)用局限性，超聲心動(dòng)圖檢查具備成本低、無輻射、可重復(fù)性好的優(yōu)點(diǎn)。針對(duì)左室射血分?jǐn)?shù)（left ventricular ejection fraction，LVEF）正常的AS患者，普通經(jīng)胸超聲心動(dòng)圖對(duì)于心肌早期損傷的檢出敏感性較差，斑點(diǎn)追蹤技術(shù)（speckle-tracking imaging，STI）作為在普通超聲心動(dòng)圖基礎(chǔ)上發(fā)展的新技術(shù)，可追蹤心肌組織的運(yùn)動(dòng)軌跡，從而進(jìn)一步分析心肌組織整體與部分各個(gè)方向的變形能力，且無角度依賴性，因此，被廣泛應(yīng)用于臨床診療工作中，以評(píng)估心肌的真實(shí)狀態(tài)［3］。STI可在LVEF仍正常時(shí)發(fā)現(xiàn)AS患者的左室心肌應(yīng)變能力下降，本文就STI在AS患者左心室功能評(píng)估、手術(shù)療效評(píng)價(jià)、術(shù)后并發(fā)癥預(yù)測和預(yù)后評(píng)估中的應(yīng)用作一綜述。

STI的原理及檢查參數(shù)

STI是基于心肌組織和超聲波聲束間的相互作用，產(chǎn)生斑點(diǎn)這一特定的聲學(xué)標(biāo)志物，實(shí)時(shí)記錄感興趣區(qū)心肌組織每一幀的位置，比較前后兩幀的位置變化，追蹤整個(gè)心動(dòng)周期內(nèi)的斑點(diǎn)位移情況，從而達(dá)到對(duì)心肌運(yùn)動(dòng)速度、位移、應(yīng)變等參數(shù)進(jìn)行評(píng)估的目的。STI與普通超聲心動(dòng)圖相比，時(shí)間分辨率較高、無角度依賴性、不受心臟擺動(dòng)的影響，可得到更客觀準(zhǔn)確的測量參數(shù)［4］。同時(shí)，在2D-STI 基礎(chǔ)上發(fā)展而來的3D-STI 不僅僅局限于平面位移，能更準(zhǔn)確地反映心肌組織在三維空間的復(fù)雜運(yùn)動(dòng)情況，從而再引入面積應(yīng)變這一參數(shù)。STI可通過對(duì)感興趣區(qū)心肌組織進(jìn)行計(jì)算，獲得相關(guān)力學(xué)參數(shù)，常用的參數(shù)包括：左心室整體縱向應(yīng)變（global longitudinal strain，GLS）、左心室整體環(huán)向應(yīng)變（global circumferential strain，GCS）、左心室整體徑向應(yīng)變（global radial strain，GRS）、左心室整體面積應(yīng)變（global area strain，GAS）、3D 應(yīng)變（3D strain）、旋轉(zhuǎn)角度（rotation）、心尖扭轉(zhuǎn)角度（twist，LVtw）及其應(yīng)變率。目前，僅GLS 有統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)值參考，美國超聲心動(dòng)圖學(xué)會(huì)認(rèn)為2D-GLS值的正常范圍為在（-20±2）%［5］。研究發(fā)現(xiàn)，3D-GLS 的平均值為-19.1%，絕對(duì)值波動(dòng)在15.8%～23.4%，總體上3D-GLS的平均值為-18.1%，與2D-GLS 的正常值范圍大致相同［6］。因GLS 對(duì)心肌微小損傷較為敏感，且有正常參考值范圍，其成為臨床應(yīng)用最為廣泛可靠的應(yīng)變參數(shù)。

STI對(duì)AS患者保守治療時(shí)左心室功能的評(píng)估

美國心臟協(xié)會(huì)和美國心臟病學(xué)會(huì)發(fā)布指南建議將LVEF＜50%作為對(duì)AS 患者進(jìn)行手術(shù)干預(yù)的一級(jí)指標(biāo)，然而，即使已出現(xiàn)臨床癥狀的輕度AS 甚至重度AS 病例，往往因?yàn)樾呐K強(qiáng)大的代償能力可始終維持LVEF在正常范圍，這也是導(dǎo)致LVEF 患者術(shù)后生存率下降和生存時(shí)間縮短的部分原因［7］。STI 可通過應(yīng)變參數(shù)變化評(píng)估監(jiān)測AS 患者LVEF正常時(shí)左室心肌功能的變化。

Lancellotti 等［8］應(yīng)用2D-STI 對(duì)173 例無癥狀的重度AS患者進(jìn)行分析，探索左心室后負(fù)荷對(duì)左室心肌收縮功能和LVEF 的影響，多因素分析提示GCS、左心房面積指數(shù)與左心室后負(fù)荷增加獨(dú)立相關(guān)，而與LVEF 無顯著相關(guān)性，表明LVEF 明顯低估了存在室壁肥厚時(shí)左室心肌損害的程度，尤其是低心排量患者普遍存在心肌損傷而常規(guī)超聲心動(dòng)圖不易識(shí)別，說明2D-STI 有助于確定哪些患者可受益于早期手術(shù)。Ng 等［9］對(duì)420 例不同程度AS 患者進(jìn)行2D-STI分析，研究發(fā)現(xiàn)隨著AS程度加重，GLS、GRS、GCS及其應(yīng)變率逐漸下降。趙寶存等［10］應(yīng)用3D-STI對(duì)AS患者左室整體應(yīng)變及扭轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)進(jìn)行分析，研究發(fā)現(xiàn)隨著狹窄程度增加，GLS、GRS、GCS逐漸降低，主動(dòng)脈瓣面積作為嚴(yán)重程度的衡量指標(biāo)，是多向應(yīng)變和應(yīng)變率的獨(dú)立決定因素，隨著狹窄加重，心肌應(yīng)變能力逐漸下降，提示AS患者可獲益于早期手術(shù)。

Galli等［11］應(yīng)用2D-STI對(duì)126例嚴(yán)重AS患者進(jìn)行分析，結(jié)果發(fā)現(xiàn)隨著瓣膜動(dòng)脈阻抗增加，GLS、GCS逐漸下降；其中心內(nèi)膜下心肌首先出現(xiàn)損傷，隨著瓣膜阻抗增加，繼而心肌層也出現(xiàn)損傷，提示在患者瓣膜阻抗較小時(shí)應(yīng)及時(shí)手術(shù)。與之相似的是Bi 等［12］應(yīng)用2D-STI 和3D-STI 對(duì)168 例重度AS 且LVEF＞50%的患者左心室后負(fù)荷增加對(duì)心肌應(yīng)變和旋轉(zhuǎn)的影響進(jìn)行研究，研究發(fā)現(xiàn)患者的GLS、GRS 均顯著下降，為維持正常的LVEF，GCS、Rotation、LVtw 均升高，且2D-STI和3D-STI的一致性相關(guān)系數(shù)較高；下降的GLS與增加的瓣膜動(dòng)脈阻抗相關(guān)性較高，說明隨著狹窄的加重，GLS呈現(xiàn)逐漸下降的趨勢，左心室心肌損傷程度加重。GLS、GRS、GRS、Rotation、LVtw 及其應(yīng)變率作為STI 的重要參數(shù)，作為LVEF 的補(bǔ)充指標(biāo)，可在疾病早期證明心肌損傷存在，提示對(duì)AS 患者進(jìn)行早期干預(yù)治療以維持心肌應(yīng)變能力的必要性。

STI對(duì)AS患者主動(dòng)脈瓣置換術(shù)（TAVR）后左心室功能的評(píng)估

長病程的AS 最終損害左心室功能，隨著病程進(jìn)展和病情加重，與保守治療相比，瓣膜置換手術(shù)成為無手術(shù)禁忌證AS 患者的最佳選擇，瓣膜置換術(shù)后主動(dòng)脈瓣有效面積增大，左室流出道梗阻解除、左心室后負(fù)荷降低可使左室收縮功能得到不同程度的恢復(fù)［13］。STI 所能提供的應(yīng)變參數(shù)可作為常規(guī)超聲心動(dòng)圖之外的補(bǔ)充指標(biāo)，其術(shù)前術(shù)后的對(duì)比可表現(xiàn)AS 患者術(shù)后的心肌狀態(tài)，幫助臨床更全面評(píng)估手術(shù)療效。

Schattke 等［14］對(duì)30例行經(jīng)導(dǎo)管TAVR 的AS患者進(jìn)行術(shù)前和術(shù)后1 周進(jìn)行包含2D-STI 在內(nèi)的超聲心動(dòng)圖檢查，分析左心室收縮及舒張功能的變化，研究發(fā)現(xiàn)術(shù)后1 周左心室心肌基底段、中間段的GLS得到明顯改善，而射血分?jǐn)?shù)無明顯差異，表明2D-STI 可在射血分?jǐn)?shù)改變之前更早發(fā)現(xiàn)TAVR 后患者早期局部心肌收縮功能的提高。Naeim 等［15］對(duì)80 例接受TAVR 的嚴(yán)重AS 患者進(jìn)行了術(shù)前2D-STI 檢查，并持續(xù)（8±3）個(gè)月的隨訪，結(jié)果發(fā)現(xiàn)無論術(shù)前EF 是否保留，術(shù)后患者GLS 均顯著提高，LVtw 下降接近正常值，其中低射血分?jǐn)?shù)組GLS 及其應(yīng)變率顯著增加，證實(shí)AS 患者術(shù)后應(yīng)變及相應(yīng)應(yīng)變率、扭轉(zhuǎn)角度均趨向生理值，左心室收縮功能得到改善，明確AS 患者可獲益于TAVR。Rost 等［16］對(duì)40 例嚴(yán)重AS 患者進(jìn)行主動(dòng)脈瓣置換術(shù)前、術(shù)后1 周及術(shù)后6 月進(jìn)行包含STI 在內(nèi)的超聲心動(dòng)圖檢查，同樣發(fā)現(xiàn)術(shù)后6 月GLS、GRS、GRS 結(jié)果較術(shù)前改善，同時(shí)發(fā)現(xiàn)左心室質(zhì)量較術(shù)前減小，心肌功能在瓣膜置換手術(shù)后得到明顯改善，表明了外科手術(shù)對(duì)嚴(yán)重AS 患者的必要性。Marcus 等［17］對(duì)37 例先天性AS 接受球囊擴(kuò)張成形手術(shù)的兒童患者進(jìn)行術(shù)前、術(shù)后1個(gè)月、術(shù)后6個(gè)月及術(shù)后3年的2D-STI追蹤觀察，術(shù)后6 個(gè)月中期隨訪發(fā)現(xiàn)GLS、GRS、GRS 均較術(shù)前明顯改善，而術(shù)后3年各方面收縮應(yīng)變率與術(shù)后6個(gè)月結(jié)果差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，表明人工干預(yù)手段可明顯改善患兒預(yù)后，但部分應(yīng)變指標(biāo)不能完全恢復(fù)至正常范圍，可能與干預(yù)不及時(shí)有關(guān)。普通經(jīng)胸超聲心動(dòng)圖不能對(duì)先天性AS 患兒心臟功能和心肌重構(gòu)進(jìn)行充分監(jiān)測，存在漏診亞臨床心肌收縮功能障礙的可能，因此，有必要對(duì)此類患者進(jìn)行2D-STI 檢查以了解心肌功能的真實(shí)狀態(tài)。

陳小果等［18］利用STI 探討了不同的TAVR 術(shù)式對(duì)AS 患者預(yù)后的影響，結(jié)果顯示二葉式主動(dòng)脈瓣術(shù)和三葉式主動(dòng)脈瓣術(shù)患者的左心室應(yīng)變?cè)谛g(shù)后早期均有顯著改善，并隨著時(shí)間延長，心肌應(yīng)變能力進(jìn)一步提高，同時(shí)，在長期隨訪中發(fā)現(xiàn)2種術(shù)式基本同等獲益。丁錢山等［19］采用3D-STI技術(shù)對(duì)40 例接受TAVR 的重度AS 患者左心室心肌功能變化進(jìn)行評(píng)估，研究發(fā)現(xiàn)術(shù)后3 個(gè)月LVEF 與術(shù)前相比無明顯差異，而GLS、GRS、3D-strain 均明顯增加，盡管術(shù)后3 個(gè)月GLS 與GCS 尚未完全恢復(fù)，但短期內(nèi)左心室心肌應(yīng)變能力的提高證實(shí)瓣膜置換手術(shù)可快速改善左心室收縮功能。由此可見，應(yīng)變的變化比LVEF 更為敏感，作為心肌功能改善的證據(jù)，可幫助臨床醫(yī)生正確評(píng)估患者手術(shù)效果。

STI對(duì)AS術(shù)后并發(fā)癥及結(jié)局的預(yù)測

與LVEF 相比，3D-STI 對(duì)亞臨床左心室收縮功能障礙的評(píng)估更加準(zhǔn)確與敏感。AS 患者在LVEF 下降之前已表現(xiàn)出GLS 下降，GLS 可預(yù)測AVR 后心力衰竭和心肌功能受損的風(fēng)險(xiǎn)增加。在一項(xiàng)104 例無癥狀且保留LVEF 的嚴(yán)重AS患者的研究中，GLS 和GRS 都是心臟不良事件的獨(dú)立預(yù)測因子，在校正左心室質(zhì)量指數(shù)和主動(dòng)脈瓣平均壓力梯度后，GLS 仍是主要不良心臟事件（major adverse cardiac events，MACE）的獨(dú)立預(yù)測因子［20］。應(yīng)用3D-STI對(duì)AS 患者進(jìn)行前瞻性研究是有必要的，其可預(yù)測MACE 的發(fā)生，從而評(píng)估手術(shù)風(fēng)險(xiǎn)。

Kusunose 等［21］采用STI 對(duì)395 例中度至重度AS 患者的左心室收縮功能進(jìn)行了回顧性研究，其采用Cox 比例風(fēng)險(xiǎn)模型對(duì)左心室GLS與病死率的相關(guān)性進(jìn)行分析，結(jié)論表明，GLS 可作為AS 患者病死率的獨(dú)立預(yù)測因子。Kearney 等［22］探討了GLS 與行保守治療的AS 患者全因病死率的關(guān)系并進(jìn)行了2 年隨訪，通過數(shù)據(jù)分析得出GLS 是AS 患者全因病死率的強(qiáng)獨(dú)立預(yù)測因子，將GLS 納入風(fēng)險(xiǎn)模型可輔助臨床更準(zhǔn)確地判斷AS 患者的手術(shù)時(shí)機(jī)、降低手術(shù)風(fēng)險(xiǎn)。Teraguchi 等［23］應(yīng)用STI 對(duì)44 例保留EF 的重度AS 患者進(jìn)行組織追蹤二尖瓣環(huán)位移（tissue-tracking mitral annular displacement，TMAD），探索其與勞力性呼吸困難、因心衰住院、LVEF 下降和心源性死亡等心臟不良事件的關(guān)系，結(jié)果證實(shí)發(fā)生心臟不良事件的患者TMAD 明顯受損，采用STI可快速分析得出TMAD，TMAD 作為心臟不良事件的預(yù)測因子，可納入重度AS患者的常規(guī)評(píng)估中。Levy 等［24］進(jìn)行了一項(xiàng)多中心前瞻性研究，研究納入58 例接受瓣膜置換手術(shù)的嚴(yán)重AS 患者，單因素分析發(fā)現(xiàn)患者術(shù)前的GLS 是術(shù)后房顫發(fā)生的獨(dú)立預(yù)測因子，最佳截?cái)嘀禐?15%，靈敏度為82%，特異度為53%。

除GLS 外，旋轉(zhuǎn)角度、GCS 也是AS 患者重要的預(yù)后預(yù)測指標(biāo)。Holmes 等［25］探討了心尖旋轉(zhuǎn)角度（Apical rotation，ApRot）與AS 患者生存率的關(guān)系，將患者以中位數(shù)區(qū)分為ApRot 高和ApRot 低兩組，通過隨訪發(fā)現(xiàn)ApRot 高的患者在AVR 或保守治療后發(fā)生死亡時(shí)間較早，ApRot 的增加與生存率下降顯著相關(guān)。研究發(fā)現(xiàn)保守治療的AS 患者GCS 下降，隨訪發(fā)現(xiàn)2年內(nèi)的病死率和再入院率均升高［17］。

展 望

主動(dòng)脈瓣人工瓣膜-患者不匹配（prosthesis-patient mismatch，PPM）也是AS 患者術(shù)后常見的并發(fā)癥，Poulin等［26］對(duì)重度AS 行TAVR 術(shù)的患者的研究發(fā)現(xiàn)，無PPM 組患者應(yīng)變參數(shù)較PPM 組有更大改善，左心室重塑能力更強(qiáng)。因獲取判斷PPM 的幾何瓣口指數(shù)、有效瓣口面積及預(yù)計(jì)瓣口面積指數(shù)的步驟復(fù)雜，且存在很大主觀性，臨床評(píng)估PPM困難，應(yīng)變參數(shù)有望在未來成為判斷PPM 的輔助指標(biāo)。左心室的GLS 重復(fù)性較好，而左心房及右心室的應(yīng)變參數(shù)重復(fù)性較差，左心房、右心室的應(yīng)變成像對(duì)圖像質(zhì)量要求較左心室更高，提高圖像質(zhì)量或排除圖像質(zhì)量較差的STI 圖像，可提高其與四維計(jì)算機(jī)重建技術(shù)結(jié)果的一致性［27］。目前，針對(duì)AS 患者的左心房、右心室應(yīng)變研究相對(duì)較少，不同研究間結(jié)果一致性較差，未來更新機(jī)器成像質(zhì)量的提高、4D-STI技術(shù)的普及成熟有望實(shí)現(xiàn)對(duì)AS患者左心房、右心室心肌應(yīng)變更準(zhǔn)確的評(píng)估。

小結(jié)

已有大量臨床研究證實(shí)STI 是評(píng)估左心室功能不全的可靠診斷方法，多應(yīng)變參數(shù)、多模態(tài)STI可輔助臨床對(duì)AS患者進(jìn)行病情變化監(jiān)測、風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估、治療決策、預(yù)后判斷，選擇合適的手術(shù)時(shí)機(jī)對(duì)臨床及患者尤為重要［20-25］。同時(shí)，STI 對(duì)AS 患者術(shù)后左心室功能的監(jiān)測、并發(fā)癥的預(yù)測也具有重要意義。不可否認(rèn)，STI的應(yīng)用仍存在一定局限性，其對(duì)圖像質(zhì)量、對(duì)超聲醫(yī)生描繪心內(nèi)膜的熟練程度有較高要求，因STI具有無創(chuàng)、無輻射、實(shí)時(shí)監(jiān)測心肌功能等優(yōu)點(diǎn)，其仍為評(píng)估AS患者左心室功能有效可靠的輔助診斷及評(píng)估手段，可作為AS患者保守治療時(shí)隨訪、術(shù)前及術(shù)后復(fù)查的常規(guī)檢查項(xiàng)目。