三維斑點追蹤技術評價心臟移植患者術后早期左心功能

周年偉　潘翠珍△　舒先紅　趙盈潔　陳　昊　王春生

(1復旦大學附屬中山醫院心電圖室,2心外科　上海　200032;3上海市影像醫學研究所　上海　200032;4上海市心血管病研究所　上海　200032)

三維斑點追蹤技術評價心臟移植患者術后早期左心功能

周年偉1,3,4潘翠珍1,3,4△舒先紅1,3,4趙盈潔1,3,4陳昊2,4王春生2,4

(1復旦大學附屬中山醫院心電圖室,2心外科上海200032;3上海市影像醫學研究所上海200032;4上海市心血管病研究所上海200032)

【摘要】目的應用三維斑點追蹤技術評價心臟移植患者術后早期左心功能的變化情況。方法分析55例心臟移植患者的三維超聲圖像,運用后處理軟件評價術后1個月及術后12個月左室收縮功能、容積等指標,比較術后早期左心功能的變化。結果55例心臟移植患者中2例失訪,其余53例中10例出現了排異反應(排異組),43例未出現排異反應(無排異組)。組內比較發現排異組術后12個月左室舒張末容積(left ventricular end diastolic volum,LVEDV)、左室收縮末容積(left ventricular endstolic volume,LVESV)、左室每搏量(left ventricular stroke volume,LVSV)和心肌質量(MASS)較術后1個月明顯減小,無排異組術后1個月及12個月左心功能無明顯差異。組間比較發現術后1個月兩組左心功能無明顯差異,而術后12個月排異組LVEDV、LVSV、MASS、左室整體長軸應變(GPSL)較無排異組明顯減小(P值均<0.05)。結論心臟移植術后早期左心功能發生變化,三維斑點追蹤技術能較靈敏地反映心臟移植患者左心功能的變化。

【關鍵詞】三維斑點追蹤;心臟移植;左心室功能

心臟移植是終末期心衰患者的一種有效治療方法,患者術后早期生存率隨著藥物治療的進步及并發癥的有效控制等得到了較大提高,但長期生存率并不理想[1],早期監測心臟移植術后功能狀態的改變意義較大。以往研究主要關注心臟移植患者與正常人的心功能比較[2-3],并不能客觀反映移植心臟的功能,因為心臟移植患者的自身狀況與正常人有很大差別,我們更需要觀察移植心臟自身的功能改變。三維斑點追蹤技術是評估心肌功能的新技術[4],不受聲束角度依賴、周圍心肌牽拉和整體運動的干擾,能夠更加客觀地反映移植心臟的功能狀態。本研究利用三維斑點追蹤技術評價移植心臟術后其早期功能變化情況。

資 料 和 方 法

研究對象55例復旦大學附屬中山醫院心臟移植隨訪患者,除2例肥厚型心肌病繼發擴張型心肌病、2例心臟腫瘤、1例限制型心肌病、3例缺血型心肌病終末期外,其余患者心臟移植原因均為擴張型心肌病終末期。分析術后1個月及術后12個月患者的二維及三維超聲心動圖資料,其中2例患者失訪,所有患者術后常規免疫抑制方案為強的松+環孢素(或他克莫司)+驍悉。根據心內膜心肌活檢及臨床隨訪情況,將患者分為無排異組與排異組。排異組:隨訪1年內患者臨床表現或臨床檢查提示有排異反應,入院行激素沖擊治療,或心內膜活檢提示心肌排異反應>ΙB級,共10例,其中男性8例,女性2例,平均年齡(48.50±14.40)歲。無排異組:隨訪1年內未出現排異反應的臨床癥狀,臨床檢查均正常,共43例,男性34例,女性9例,平均年齡(43.58±14.51)歲。

儀器應用Philips iE33超聲心動圖儀,S5探頭,頻率1～5 MHz。囑患者平靜呼吸,連接心電圖,測量常規超聲心動圖指標;實時三維超聲心動圖檢查采用X3-1 探頭(頻率1 ～3 MHz),脫機數據分析采用Tom Tec 處理工作站及相應的4D LV-Function心功能分析軟件。

圖像處理受檢者取左側臥位,平靜呼吸,連接肢體導聯心電圖并同步記錄。常規超聲心動圖檢查:包括左心室射血分數等指標。實時三維超聲心動圖檢查:選用實時三維探頭顯示并調節心尖四腔心切面,充分顯示左心室,獲取全容積成像數據庫,將采集的資料儲存到光盤,進行脫機分析。

三維超聲數據分析將所采集的左心室全容積圖像導入Tom Tec 工作站,用實時三維軟件行定量分析。在Tom Tec 4D Analysis 3.0軟件中,要求在左心室四腔、三腔及兩腔心觀定義二尖瓣及左室心尖位置,軟件自動追蹤心內膜,分析得到左室舒張末容積(left ventricular and diastolic volume,LVEDV)、左室收縮末容積(left ventricular end stolic volume,LVESV)、左室射血分數(left ventricular ejection fraction,LVEF),左室每搏量(left ventricular stroke volume,LVSV)、左室心肌質量(MASS)、左室整體長軸應變(global principal longitudinal strain,GLS)、整體環向應變(global principal circumferential strain,GCS)、整體徑向應變(global principal radial strain,GRS),左心室扭轉角度的峰值(peak twist,Ptw)和左心室扭轉角度峰值/左心室舒張期縱向長度(peak torsion,Ptor),(圖1)。

結果

心臟移植患者移植術后1個月與12個月左室常規二維功能指標比較發現無明顯變化(表1)。

表1　心臟移植患者術后1個月與12個月左室二維功能指標比較

LVEDD:Left ventricular end diastolic diameter;LVESD:Left ventricular end systolic diameter;IVST:Interventricular septal thickness;LVPWT:Left ventricular posterior wall thickness;LVEF:Left ventricular ejection fraction.

排異組(表2)與無排異組(表3)術后1個月與12個月左室功能指標比較發現,排異組術后12個月LVEDV、LVESV、LVSV及MASS較術后1個月明顯降低,無排異組術后1個月與12個月的左室功能指標無明顯變化。

表2　心臟移植排異患者移植術后1個月與12個月左室三維指標比較

LVEDV:Left ventricular end-diastolic volume;LVESV:Left ventricular end-systolic volume;LVSV:Left ventricular stroke volume;GPSL:Global principal longitudinal strain;GPSC:Global principal circumferential strain;GPSR:Global principal radial strain;Ptw:Peak twist;Ptor:Peak torsion.(1)vs.Postoperation 1 month,P<0.05.

表3　心臟移植無排異患者移植術后1個月與12個月左室三維指標比較

Abbreviations refer to Tab 2.

排異組術后1個月左室功能指標與無排異組無明顯差異(表4);但術后12個月LVEDV、LVSV、MASS及GPSL較無排異組明顯降低(表5)。

表4 排異組與無排異組術后1個月的左室三維功能指標比較

Abbreviations refer to Tab 2.

表5　排異組與無排異組術后12個月的左室三維功能指標比較

Abbreviations refer to Tab 2.vs.No-rejection group,(1)P<0.05,(2)P<0.01.

討論

隨著心臟移植技術的進步,患者的手術成功率及生活質量有了很大提高,但長期生存率及質量并不樂觀;排異反應、供體心臟的缺血時間、受體肺動脈高壓、心腔大小及免疫抑制藥的使用等都會對供體心臟的機能產生影響[5],移植心臟短期不會表現出明顯的功能異常,但實際上供體心臟的結構和功能在不斷變化,以“適應”新的環境。三維斑點追蹤應變技術能夠靈敏地監測心肌局部收縮功能變化,它是近年來應用于心臟檢查的新技術,基于二維應變的原理,在立體三維空間范圍追蹤每個聲學斑點的運動軌跡,可克服二維平面內追蹤的斑點丟失問題[6],并與MRI數據有很好的相關性[7]。該技術突破了常規二維超聲心動圖指標的局限性,多角度地去評判某一方向、局部的心肌功能,從而在整體上對心功能做出客觀正確的評判[8]。

本研究采用三維超聲技術對心臟移植患者的心功能進行分析,排異組與無排異組患者進行橫向比較發現,術后1個月兩組患者的左室功能指標沒有明顯的差異,術后12個月排異組患者的左室LVEDV、LVSV、MASS明顯較無排異組變小;縱向比較發現,排異組術后12個月時三維超聲長軸應變較術后1個月減低,提示排異作用對左心的功能狀態產生了損傷,但常規的二維參數值沒有明顯變化,說明三維超聲能較靈敏地反映心臟功能的改變。我國心臟移植的主要病因為擴張性心肌病終末期,患者移植前常伴有肺動脈高壓、肺總阻力增高,李政等[9]認為移植心臟左室功能影響可能是術前肺循環阻力高、術后急性心肌排異反應、去神經作用和大劑量免疫抑制劑共同導致的;Stehlik等[10]研究表明移植心臟血管病變是影響移植心臟長期存活率的重要并發癥,是慢性排異反應的一種表現形式,表現為血管周圍炎癥、纖維化和動脈粥樣硬化,其病理學表現為彌漫的向心性動脈內膜增厚、中層平滑肌增生,最終導致移植物主干動脈及小動脈管腔狹窄乃至閉塞,對左心產生慢性損傷。目前對心臟移植排斥反應尚無較好的檢測方法,三維超聲的出現無疑提高了心臟移植排斥反應的早期檢出率,有助于患者的早期干預治療。

本研究中,無排異組在術后1個月及12個月隨訪自身前后對照,沒有出現明顯的心臟方面病情加重,可能是移植近中期移植心臟與受體處于相對平衡穩定的狀態,心功能處于代償階段,隨著受體對供體心臟的慢性損傷,供體心臟的機能逐漸下降。Bedanova等[11]研究表明大部分合并有可逆性肺動脈高壓的心衰患者在接受心臟移植后,肺動脈高壓會迅速下降,對左室的功能改變也產生了一定影響。移植后心臟的功能受多方面因素的影響,有待進一步隨訪研究。

本研究存在一定的局限性:由于臨床限制,未對所有參與研究的患者進行心內膜活檢證實排異反應;部分患者圖像質量欠佳,三維分析欠準確;未對心臟移植術后遠期的左心功能變化進行研究;入組患者偏少,有待進一步擴大研究樣本。

參考文獻

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Assessment of early left heart function in patients with heart transplant using three-dimensional speckle-tracking echocardiography

ZHOU Nian-wei1,3,4,PAN Cui-zhen1,3,4△, SHU Xian-hong1, 3,4,ZHAO Ying-jie1, 3,4,CHEN Hao2, 4,WANG Chun-sheng2,4

(1DepartmentofEchocardiography,2DepartmentofCardiacSurgery,ZhongshanHospital,FudanUniversity,Shanghai200032,China;3InstituteofMedicalImaging,Shanghai200032,China;4ShanghaiInstituteofCardiovascularDisease,Shanghai200032,China)

【Abstract】ObjectiveTo assess early left heart functional alteration in patients with heart transplantaion by three-dimensional speckle-tracking echocardiography.MethodsThree-dimensional images of 55 patients with heart transplantaion were analyzed using post-processing software to evaluate and compare the left ventricular systolic function,volume and other indicators at 1 and 12 months after surgery.ResultsFifty-five patients with heart transplantaion,with 2 cases lost to follow-up,were divided into the rejection group (n=10) and the no-rejection group (n=43).Intragroup comparison showed no difference for left ventricular function between 1 month and 12 months after transplantation in the no-rejection group while in the rejection group,left ventricular end diastolic volume (LVEDV),left ventricular end-stolic volume (LVESV),left ventricular stroke volume (LVSV),MASS at 12 months after transplantation were smaller than that at 1 month .Compared with the no-rejection group,the rejection group had similar left ventricular function at 1 month after heart transplantation,while at 12 months after surgery,their LVEDV,LVSV,MASS,and global principal longitudinal strain (GPSL) were significantly decreased (P<0.05).ConclusionsThe left ventricular function had changed early after heart transplantation.Three-dimensional speckle-tracking echocardiography can accurately determine the alteration of left ventricular function in patients with heart transplantaion.

【Key words】three-dimensional speckle-tracking;heart transplantation;left ventricular function

【中圖分類號】R654.2

【文獻標識碼】A

doi:10.3969/j.issn.1672-8467.2016.03.010

(收稿日期:2015-09-09;編輯:段佳)

上海市科學技術委員會資助項目(14411962500);國家自然科學基金(81371576)

△Corresponding authorE-mail:pan.cuizhen@zs-hospital.sh.cn

*This work was supported by the Program of Science and Technology Commission of Shanghai Municipality (14411962500) and the National Natural Science Foundation of China (81371576).