相對(duì)壓成像技術(shù)評(píng)估乙肝肝硬化患者左室功能的臨床價(jià)值

周 康 盧天祺 畢士玉 蔣 健 楊秀華 張 巍

肝硬化是一種臨床常見(jiàn)的消化系統(tǒng)疾病，其發(fā)病率呈逐年遞增趨勢(shì)，肝硬化性心肌?。╟irrhotic cardiomyopathy，CCM）作為其并發(fā)癥之一，發(fā)生率約為40%～50%［1］。CCM 定義為在無(wú)明顯心臟疾病情況下出現(xiàn)的左室收縮及充盈對(duì)于壓力的鈍性反應(yīng)及電生理功能異常，起病隱匿。臨床常通過(guò)左室收縮功能壓力試驗(yàn)及聯(lián)合心電圖等相關(guān)檢查進(jìn)行診斷。而肝硬化患者在接受肝移植、經(jīng)頸靜脈肝內(nèi)門(mén)-體靜脈支架分流術(shù)等應(yīng)激狀態(tài)下，心功能不全甚至心力衰竭等不良事件的發(fā)生率可因此增加［2］，圍手術(shù)期心功能不全的防治在臨床上仍是一個(gè)挑戰(zhàn)［3］。既往研究［4］評(píng)估左室功能的改變主要基于左室形態(tài)、結(jié)構(gòu)、室壁運(yùn)動(dòng)等方面，血流向量成像（vector flow mapping，VFM）技術(shù)可通過(guò)分析目標(biāo)心腔內(nèi)血流流體力學(xué)變化評(píng)價(jià)心臟功能，其衍生的相對(duì)壓成像（relative pressure imaging，RPI）技術(shù)獲得的左室內(nèi)相對(duì)壓差（intraventricular pressure differences，IVPDs）與相對(duì)壓力梯度（intraventricular pressure gradients，IVPGs）可以有效評(píng)價(jià)左室排空及充盈過(guò)程中的心肌生理變化，其中IVPDs 也可作為定量評(píng)價(jià)左室舒張功能的新指標(biāo)［5-6］。本研究應(yīng)用RPI技術(shù)檢測(cè)心功能正常的乙肝肝硬化患者左室收縮及舒張各期IVPDs 和IVPGs，旨在探討其左室早期心功能變化以指導(dǎo)臨床預(yù)防CCM的發(fā)生。

資料與方法

一、研究對(duì)象

前瞻性招募2022 年4～10 月我院收治的乙肝肝硬化患者39 例，其中男33 例，女6 例，年齡23～62 歲，平均（50.21±8.07）歲。納入標(biāo)準(zhǔn)：①肝硬化診斷標(biāo)準(zhǔn)符合2019 版乙型肝炎防治指南［7］；②根據(jù)2020 版《超聲心動(dòng)圖評(píng)估心臟收縮和舒張功能臨床應(yīng)用指南》［8］提示左心收縮功能及舒張功能正常者。排除標(biāo)準(zhǔn)：①急性心力衰竭、急性心肌梗死、心律失常、急性心肌炎、心包疾病、先天性心臟病、嚴(yán)重瓣膜疾病及各型心肌疾病；②慢性系統(tǒng)性疾病，如各種原發(fā)及繼發(fā)原因所致的高血壓、慢性呼吸系統(tǒng)疾病、慢性腎臟疾病、慢性甲狀腺疾病等；③嚴(yán)重感染、服用影響心功能和循環(huán)功能指標(biāo)藥物（如血管活性藥物或硝酸酯類(lèi)藥物等）、血液透析或肝移植；④妊娠期或哺乳期婦女。另選同期健康體檢者31例作為對(duì)照組，其中男23例，女8例，年齡27～61歲，平均（47.10±9.33）歲。本研究經(jīng)我院醫(yī)學(xué)倫理委員會(huì)批準(zhǔn)，所有研究對(duì)象均簽署知情同意書(shū)。

二、儀器與方法

1.常規(guī)超聲心動(dòng)圖檢查：使用富士醫(yī)療Arietta 850彩色多普勒超聲診斷儀，S121 心臟探頭，頻率3.0～6.0 MHz；配備心電肢體導(dǎo)聯(lián)及VFM 圖像后續(xù)分析專(zhuān)用工作站。受檢者靜息至少15 min 后，取左側(cè)臥位，同步連接心電肢體導(dǎo)聯(lián)，于胸骨旁標(biāo)準(zhǔn)左室長(zhǎng)軸切面獲取室間隔舒張末期厚度（IVSD）、左室后壁舒張末期厚度（LVPWD）、左室舒張末期內(nèi)徑（LVEDD）、心率（HR）；采用頻譜多普勒于標(biāo)準(zhǔn)心尖四腔心切面獲取二尖瓣口舒張?jiān)纭⑼砥谘鞣逯邓俣龋‥、A）及E/A；采用組織多普勒獲取二尖瓣環(huán)室間隔處舒張?jiān)缙诤屯砥谶\(yùn)動(dòng)峰值速度（Se’和Sa’）、二尖瓣環(huán)左室側(cè)壁處舒張?jiān)缙诤屯砥谶\(yùn)動(dòng)峰值速度（Le’和La’）、E 與二尖瓣環(huán)間隔及側(cè)壁處舒張?jiān)缙谶\(yùn)動(dòng)峰值速度平均值的比值（平均E/e’）；應(yīng)用雙平面Simpson 法測(cè)量左室射血分?jǐn)?shù)（LVEF），于心尖兩腔心及四腔心切面二尖瓣開(kāi)放前1～2 幀左房?jī)?nèi)徑最大時(shí)凍結(jié)圖像，測(cè)量并獲取左房容積指數(shù)（LAVI）。

2.RPI圖像采集及軟件分析：存取心尖三腔心動(dòng)態(tài)圖像，并以Dicom 格式拷入專(zhuān)用工作站。取3 個(gè)心動(dòng)周期中圖像最穩(wěn)定、清晰的周期，手工描記心內(nèi)膜，在左室流入道及流出道處繪制時(shí)間-流量曲線(xiàn)，并結(jié)合心電圖及二維超聲心動(dòng)圖中瓣膜啟閉共同識(shí)別心動(dòng)周期中等容收縮期、快速射血期、等容舒張期、快速充盈期、緩慢充盈期和心房收縮期，并記錄上述各時(shí)相對(duì)應(yīng)幀頻；進(jìn)入RPI分析界面，在各時(shí)相對(duì)應(yīng)幀頻測(cè)量心尖至二尖瓣環(huán)中點(diǎn)的壓力梯度曲線(xiàn)，分別記錄各時(shí)相相對(duì)壓最大時(shí)的IVPDs、IVPGs。見(jiàn)圖1。

圖1 根據(jù)時(shí)間-流量曲線(xiàn)劃分心動(dòng)周期各時(shí)相及IVPDs、IVPGs 獲取方法示意圖

3.圖像質(zhì)量控制：所有受檢者常規(guī)超聲心動(dòng)圖數(shù)值測(cè)量及VFM圖像采集均由同一高年資超聲醫(yī)師（10年以上常規(guī)超聲心動(dòng)圖檢查經(jīng)驗(yàn)，且經(jīng)VFM 圖像采集培訓(xùn)并成功采集50 例以上）完成，存在疑問(wèn)時(shí)與另一經(jīng)過(guò)培訓(xùn)的高年資醫(yī)師（執(zhí)業(yè)20 年以上的超聲醫(yī)師）討論解決。工作站圖像處理均由經(jīng)過(guò)培訓(xùn)的第3名超聲醫(yī)師完成。超聲圖像存取及數(shù)據(jù)采集嚴(yán)格按照2020版《超聲心動(dòng)圖評(píng)估心臟收縮和舒張功能臨床應(yīng)用指南》［8］采集標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行。VFM 圖像采集按照儀器默認(rèn)采集標(biāo)準(zhǔn)：①圖像清晰及彩色多普勒速度調(diào)節(jié)適宜，心內(nèi)膜顯示清晰、完整，多普勒血流信號(hào)可以較好充盈左室腔而不混疊；②取樣框可以完整包含左室腔及心內(nèi)膜；③圖像幀率≥60 Hz；④心電肢體導(dǎo)聯(lián)連接完好，心電波形同步清晰顯示；⑤采集的VFM 圖像包含3 個(gè)完整心動(dòng)周期。

三、統(tǒng)計(jì)學(xué)處理

結(jié)果

一、兩組一般資料及常規(guī)超聲心動(dòng)圖參數(shù)比較

與對(duì)照組比較，乙肝肝硬化組LVEDD、IVSD、LVPWD、LAVI、A、Sa’、La’及平均E/e’均增高，Le’減低，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（均P＜0.05）；兩組年齡、性別、體質(zhì)量指數(shù)、體表面積、心率、E、E/A、Se’、LVEF 比較差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。見(jiàn)表1。

表1 兩組一般資料及常規(guī)超聲心動(dòng)圖參數(shù)比較

二、兩組RPI參數(shù)比較

與對(duì)照組比較，乙肝肝硬化組心房收縮期IVPDs、IVPGs 均增高，緩慢充盈期IVPDs 減低，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（均P＜0.05）。見(jiàn)表2和圖2，3。

表2 兩組RPI參數(shù)比較

圖2 對(duì)照組一健康體檢者（男，52歲）各時(shí)相RPI圖（紅色代表IVPDs高，藍(lán)色代表IVPDs低）

圖3 乙肝肝硬化組一患者（男，52歲）各時(shí)相RPI圖（紅色代表IVPDs高，藍(lán)色代表IVPDs低）

三、乙肝肝硬化組RPI 參數(shù)與常規(guī)超聲心動(dòng)圖所測(cè)左室舒張功能參數(shù)的相關(guān)性分析

乙肝肝硬化組心房收縮期IVPDs、IVPGs與A、Sa’、La’、平均E/e’均呈正相關(guān)（均P＜0.01），與E/A、Se’、Le’均呈負(fù)相關(guān)（均P＜0.01），與E 無(wú)相關(guān)性；緩慢充盈期IVPDs 與E、A 均呈負(fù)相關(guān)（均P＜0.05），與E/A、平均E/e’、Le’、La’、Se’、Sa’均無(wú)相關(guān)性。見(jiàn)表3。

表3 乙肝肝硬化組RPI參數(shù)與常規(guī)超聲心動(dòng)圖所測(cè)左室舒張功能參數(shù)的相關(guān)性分析

討論

判斷心臟的結(jié)構(gòu)改變及心腔血流流體運(yùn)動(dòng)模式是否異?？梢匀?、準(zhǔn)確地評(píng)估心臟功能，繼而為相關(guān)疾病的診斷及規(guī)范治療提供重要指導(dǎo)。心臟MRI、造影劑成像測(cè)速及VFM 技術(shù)是評(píng)估心腔內(nèi)血流流場(chǎng)狀態(tài)的主要技術(shù)，其中VFM 技術(shù)是基于超聲心動(dòng)圖中心肌斑點(diǎn)追蹤技術(shù)及心腔多普勒血流進(jìn)行的矢量分析，具有更加簡(jiǎn)便、經(jīng)濟(jì)、無(wú)創(chuàng)的優(yōu)勢(shì)［9］?；谠摷夹g(shù)衍生的RPI技術(shù)可以通過(guò)無(wú)創(chuàng)分析心腔內(nèi)心肌與血流之間的作用關(guān)系，較常規(guī)超聲心動(dòng)圖提供更多血流流體參數(shù)如IVPDs、IVPGs，可視化、定量化心腔內(nèi)壓力值及壓力梯度分布等空間分布信息，相關(guān)左室模型研究［10］已證實(shí)無(wú)論體內(nèi)還是體外RPI參數(shù)均與心腔內(nèi)導(dǎo)管壓力測(cè)值具有很好的相關(guān)性，因此可以通過(guò)評(píng)估心腔內(nèi)血流流體的細(xì)微改變導(dǎo)致的IVPDs、IVPGs 異常來(lái)提示心功能的早期異常。本研究旨在應(yīng)用RPI技術(shù)評(píng)估常規(guī)心動(dòng)圖提示心功能正常的乙肝肝硬化患者左室功能變化情況。

本研究常規(guī)超聲心動(dòng)圖檢查結(jié)果顯示，乙肝肝硬化組IVSD、LVPWD、LVEDD、LAVI 均增高，與對(duì)照組比較差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（均P＜0.05）；提示乙肝肝硬化患者心臟存在異構(gòu)，左心容積相對(duì)增大。乙肝肝硬化組A、Sa’、La’及平均E/e’均增高，Le’減低，與對(duì)照組比較差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（均P＜0.05）；兩組LVEF比較差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義；提示心功能正常的乙肝肝硬化患者左心舒張功能已存在一定程度的損傷，收縮功能改變不明顯。但是常規(guī)超聲心動(dòng)圖參數(shù)A、Sa’、La’、E/e’、Le’易受左室前后負(fù)荷及節(jié)段運(yùn)動(dòng)異常等因素的影響；平均E/e’通常用于評(píng)估左室充盈壓，卻存在臨床意義不明區(qū)域（該值為8～14）［11］；LAVI 的增大可以反映長(zhǎng)期累積的左室充盈壓水平，卻無(wú)法直觀顯示左室充盈壓數(shù)值，也存在運(yùn)動(dòng)員等特殊人群正常心功能狀態(tài)下該值增高情況［8］，因此上述常規(guī)超聲心動(dòng)圖參數(shù)難以客觀定量評(píng)估心功能正常的乙肝肝硬化患者左室舒張功能損傷程度。

RPI 技術(shù)基于對(duì)心肌力學(xué)特性的反映，通過(guò)顯示左室腔內(nèi)血液流體壓力及梯度的分布特征進(jìn)而判斷左室舒張功能是否存在亞臨床期異常。本研究結(jié)果顯示，乙肝肝硬化組心房收縮期IVPDs、IVPGs 均增高，緩慢充盈期IVPDs減低，與對(duì)照組比較差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（均P＜0.05），與既往研究［12］結(jié)果一致，提示臨床診斷為心功能正常的乙肝肝硬化患者左室腔內(nèi)出現(xiàn)充盈壓增高及壓力梯度的重新分布，分析原因可能為乙肝肝硬化患者一方面出現(xiàn)心肌普遍不同程度纖維化及心肌細(xì)胞肥大，導(dǎo)致左室壁僵硬重構(gòu)，使得反映左室舒張功能的心肌松弛性、順應(yīng)性及心肌彈性間的平衡被打破［13］；另一方面其左心高輸出低阻力的循環(huán)模式及疾病相關(guān)免疫活動(dòng)釋放的炎癥因子及血管擴(kuò)張因子如NO 等［14］影響了左室舒張期充盈壓，兩方面因素互為影響遞進(jìn)，共同導(dǎo)致乙肝肝硬化患者心房收縮期IVPDs、IVPGs 均增高，緩慢充盈期IVPDs 減低。本研究乙肝肝硬化組收縮期IVPDs、IVPGs 與對(duì)照組比較差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，提示肝硬化患者早期左室舒張功能損傷程度較收縮功能更為明顯，提示臨床可以通過(guò)測(cè)定乙肝肝硬化舒張期IVPDs、IVPGs 評(píng)估早期心功能損傷。研究［15］表明CCM 患者大多僅表現(xiàn)亞臨床心功能障礙，且左心舒張功能障礙較收縮功能障礙更為常見(jiàn)，患病率25.7%～81.4%，考慮與肝硬化異常循環(huán)及心肌損傷有關(guān)。另外，本研究相關(guān)性分析顯示，乙肝肝硬化組心房收縮期IVPDs、IVPGs 與A、Sa’、La’、平均E/e’均呈正相關(guān)（均P＜0.01），與E/A、Se’、Le’均呈負(fù)相關(guān)（均P＜0.01）；緩慢充盈期IVPDs與E、A 均呈負(fù)相關(guān)（均P＜0.05）。表明IVPDs 和IVPGs與一系列提示舒張功能異常的常規(guī)超聲心動(dòng)圖參數(shù)均有較好的相關(guān)性，可以作為量化指標(biāo)，為客觀評(píng)估心功能正常乙肝肝硬化患者早期心功能損傷，尤其是舒張功能損傷提供依據(jù)。

本研究的局限性：①為單中心的小樣本研究，僅納入我院乙肝肝硬化患者，還需進(jìn)行多中心、大樣本研究進(jìn)一步驗(yàn)證RPI技術(shù)在評(píng)估心臟舒張功能中的價(jià)值；②VFM 技術(shù)目前僅能顯示心腔內(nèi)二維血流狀態(tài)，因此無(wú)法三維立體評(píng)價(jià)左室流場(chǎng)變化；③未獲取乙肝肝硬化患者肝臟病理結(jié)果，其纖維化分級(jí)等未納入分析，待今后進(jìn)一步深入探討。

綜上所述，RPI 可定量評(píng)估心功能正常的乙肝肝硬化患者左室內(nèi)IVPDs 及IVPGs，為臨床評(píng)估乙肝肝硬化患者亞臨床左室舒張功能異常提供了新指標(biāo)，在簡(jiǎn)化評(píng)估流程、判斷舒張功能損傷程度方面具有較好的臨床價(jià)值。