實(shí)時(shí)三維超聲及斑點(diǎn)追蹤技術(shù)評(píng)價(jià)非酒精性肝硬化患者左心房功能

向覃言秋，孫 陽*，王志剛，成 涓>

(1.重慶醫(yī)科大學(xué)附屬第二醫(yī)院超聲科，重慶 400010；2.超聲分子影像重慶市重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，重慶 400010)

肝硬化患者可因心肌異常而致左心功能障礙[1]，靜息狀態(tài)下臨床癥狀隱匿，但于外科手術(shù)等應(yīng)激狀態(tài)下可發(fā)生心血管并發(fā)癥，甚至心力衰竭[2]；早期發(fā)現(xiàn)肝硬化患者左心功能異常可及時(shí)治療并避免心力衰竭等不良預(yù)后。本文采用實(shí)時(shí)三維超聲心動(dòng)圖(real-time three-dimensional echocardiography， RT-3DE)及二維斑點(diǎn)追蹤(two-dimensional speckle tracking imaging， 2D-STI)技術(shù)定量評(píng)價(jià)不同程度肝硬化患者左心房形態(tài)、功能改變。

1 資料與方法

1.1 一般資料 收集2017年2月—7月我院確診為非酒精性肝硬化患者60例(肝硬化組)，男51例，女9例，年齡23～79歲，平均(49.5±11.4)歲；均經(jīng)臨床、實(shí)驗(yàn)室、影像學(xué)檢查明確診斷為肝硬化，其中乙型肝炎性肝硬化50例，隱源性肝硬化3例，丙型肝炎性肝硬化2列，原發(fā)性膽汁淤積性肝硬化2例，自身免疫性肝硬化1例，自身免疫性肝炎并原發(fā)性膽汁淤積性肝硬化1例，肝豆?fàn)詈俗冃?例；排除酒精性肝硬化患者。所有患者均無原發(fā)性心肺疾病、代謝綜合征(高血壓、糖尿病等)、甲狀腺功能亢進(jìn)、中重度貧血、心包積液及左側(cè)胸腔積液等；根據(jù)患者Child-Pugh肝功能分級(jí)，分為A級(jí)、B級(jí)、C級(jí)三個(gè)亞組，每亞組20例。選取同期性別、年齡匹配的健康志愿者16名(對(duì)照組)，男12名，女4名，年齡20～65歲，平均(39.9±12.4)歲；均無肝腎疾病、心肺疾病，無高血壓、糖尿病病史，體格檢查及心臟超聲檢查未見異常，竇性心率。本研究經(jīng)醫(yī)院倫理委員會(huì)批準(zhǔn)，所有受試者均知情同意。

1.2 儀器與方法 采用Philips iE33超聲診斷儀，配備二維探頭S5-1(頻率2.0～3.5 MHz)及三維探頭X3-1(頻率1～5 MHz)。

1.2.1 常規(guī)超聲及M型超聲檢查 采用常規(guī)超聲于胸骨旁左心室長(zhǎng)軸切面測(cè)量左心房前后徑(LAD1)，于心尖四腔心切面測(cè)量左心房左右徑(LAD2)及左心房上下徑(LAD3)；采用M型超聲測(cè)量左心室舒張末內(nèi)徑(left ventricular end-diastolic diameter， LVEDD)、左心室收縮末內(nèi)徑(left ventricular end-systolic diameter， LVESD)，室間隔厚度(interventricular septum thickness， IVST)及左心室后壁厚度(left ventricular posterior wall thickness， LVPWT)，計(jì)算左心室射血分?jǐn)?shù)(left ventricular ejection fraction， LVEF)。

1.2.2 PWD及TDI 采用PWD于心尖四腔心切面測(cè)量二尖瓣舒張期早期峰值流速(E)、二尖瓣舒張晚期峰值流速(A)，計(jì)算E/A值。TDI：于心尖四腔心切面將取樣容積置于二尖瓣環(huán)房間隔側(cè)及二尖瓣環(huán)側(cè)壁處，測(cè)量二尖瓣舒張?jiān)缙谶\(yùn)動(dòng)速度(Em)及舒張晚期運(yùn)動(dòng)速度(Am)，計(jì)算Em/Am及E/Em值。

1.2.3 2D-STI 在標(biāo)準(zhǔn)心尖四腔心、二腔心及三腔心切面獲取連續(xù)3個(gè)心動(dòng)周期圖像，于QLAB工作站進(jìn)行圖像分析。于TMQA模式下描繪左心房心內(nèi)膜邊界，獲得左心房各節(jié)段時(shí)間—應(yīng)變(應(yīng)變率)曲線(圖1)，計(jì)算左心房整體收縮期、舒張?jiān)缙诤褪鎻埻砥谄骄逯祽?yīng)變(mSs、mSe、mSa)、左心房整體收縮期、舒張?jiān)缙诤褪鎻埻砥谄骄逯祽?yīng)變率(mSRs、mSRe、mSRa)及左心房僵硬度(left atrial stiffness, LASt)，LASt=E/(Em×mSs)。

1.2.4 RT-3DE檢查 于四腔心切面觀察圖像，待心內(nèi)膜顯示清晰、心率平穩(wěn)后儲(chǔ)存連續(xù)3個(gè)心動(dòng)周期的圖像。于3DQA模式下，在左心房放置3個(gè)垂直交叉的參考平面，于第1幀及第7幀圖像進(jìn)行描點(diǎn)標(biāo)記及容積跟蹤，獲得左心房時(shí)間—容積變化曲線，讀取左心房容積(left atrial volume， LAV)。于曲線峰值點(diǎn)讀取左心房最大容積(LAVmax)，波谷點(diǎn)讀取左心房最小容積(LAVmin)，對(duì)照心電圖于P波起始點(diǎn)讀取左心房收縮前容積(LAVpre)。計(jì)算左心房功能參數(shù)：左心房總射血分?jǐn)?shù)(left atrial total emptying fraction， LATEF)=(LAVmax-LAVmin)/LAVmax×100%，左心房主動(dòng)射血分?jǐn)?shù)(left atrial active ejection fraction， LAAEF)=(LAVpre-LAVmin)/LAVpre×100%，左心房被動(dòng)射血分?jǐn)?shù)(left atrial passive ejection fraction， LAPEF)=(LAVmax-LAVpre)/LAVmax×100%，左心房擴(kuò)張指數(shù)(left atrial expansion index， LAEI)=(LAVmax-LAVmin)/LAVmin。

圖1 以2D-STI技術(shù)于心尖兩腔心切面測(cè)量左心房應(yīng)變 A.對(duì)照組； B.肝硬化組

1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法 采用SPSS 17.0統(tǒng)計(jì)分析軟件，計(jì)量資料用±s表示。采用獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)比較肝硬化組與對(duì)照組臨床資料，多組間比較采用單因素方差分析，兩兩比較采用LSD檢驗(yàn)。2組間性別比較采用χ2檢驗(yàn)。LASt與左心房功能、結(jié)構(gòu)參數(shù)的相關(guān)性采用Spearman相關(guān)性分析。P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

肝硬化組與對(duì)照組性別、年齡、體質(zhì)量指數(shù)、收縮壓、舒張壓及脈壓差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P均>0.05)，心率差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.001，表1)。

2.1 常規(guī)超聲參數(shù) 對(duì)照組、Child-Pugh A級(jí)、B級(jí)、C級(jí)各亞組間LAD1、LAD2、LAD3、LVEF、E/Em、Em/Am總體差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P均<0.05)；各亞

組與對(duì)照組間LVEDD、LVESD、IVST、LVPWT、E/A差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P均>0.05)，兩兩比較結(jié)果見表2。

2.2 RT-3DE及應(yīng)變參數(shù) 對(duì)照組、Child-Pugh A級(jí)、B級(jí)、C級(jí)亞組間LAVmax、LAVpre、LAVmin、LATEF、LAEI、mSs、mSRs、LAPEF、mSe、mSRe、LAAEF、mSa、mSRa及LASt總體差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P均<0.05)，兩兩比較結(jié)果見表3。

2.3 相關(guān)性分析 對(duì)照組及肝硬化組LASt與LAEI(r=-0.34，P<0.01)、mSs(r=-0.65，P<0.01)、mSRs(r=-0.44，P<0.01)、LAPEF(r=-0.33，P<0.01)、mSe(r=-0.38，P<0.01)、mSRe (r=-0.47，P<0.01)呈負(fù)相關(guān)；與LATEF(r=0.17，P=0.14)、LAVmax(r=0.09，P=0.46)、LAVpre(r=0.19，P=0.19)、LAVmin(r=-0.06，P=0.61)、LAAEF(r=0.21，P=0.10)、mSa(r=-0.21，P=0.85)、mSRa(r=0.19，P=0.99)無相關(guān)性。

3 討論

既往研究[3]多關(guān)注肝硬化患者左、右心室改變，對(duì)左心房形態(tài)、功能改變的報(bào)道較少。肝硬化患者由于內(nèi)臟及外周血管舒張，使有效血容量不足，交感神經(jīng)系統(tǒng)激活，甲腎上腺素水平升高使心肌細(xì)胞收縮功能受損，誘導(dǎo)心肌細(xì)胞重塑[4]。腎素-血管緊張素-醛固酮系統(tǒng)活性升高，鈉水潴留致容量負(fù)荷加大，心肌細(xì)胞代償性肥大，左心室舒張順應(yīng)性受損[5-6]；且肝硬化患者肝功能受損，細(xì)胞內(nèi)毒素滅活減少、炎癥因子增加均可降低心肌細(xì)胞反應(yīng)性使其發(fā)生纖維化，提示肝硬化患者心房肌纖維化及左心室舒張功能減低為其左心房功能障礙的主要原因。

本研究結(jié)果表明肝硬化患者靜息狀態(tài)下心率加快，提示可能存在高循環(huán)動(dòng)力綜合征，導(dǎo)致心輸出量不斷增加，肝硬化患者靜息LVEF隨疾病程度加重而升高，與Pagourelias等[7]研究結(jié)果一致。本研究肝硬化組LAD1、LAD2、LAD3、LAVmax、LAVpre、LAVmin隨肝硬化程度加重逐漸增大，提示其左心房容積增大趨勢(shì)與肝硬化受損程度一致。肝硬化患者左心室舒張順應(yīng)性受損，左心室高充盈壓力使左心房血液流入受阻，左心房?jī)?nèi)殘留血量增多，導(dǎo)致心房容積增大。E/Em可準(zhǔn)確評(píng)價(jià)左室舒張順應(yīng)性[8-9]。本研究中E/Em升高，提示隨肝硬化程度進(jìn)展，左心室舒張功能受損加重。

表1 2組基本資料比較

表2 各亞組與對(duì)照組間常規(guī)超聲參數(shù)比較(±s)

表2 各亞組與對(duì)照組間常規(guī)超聲參數(shù)比較(±s)

組別LAD1(mm)LAD2(mm)LAD3(mm)LVEF(%)LVEDD(mm)LVESD(mm)Child?PughA級(jí)亞組36．49±4．42?38．57±3．76?50．55±6．17?69．66±5．05? 46．15±7．4828．20±4．20Child?PughB級(jí)亞組38．28±5．12?40．07±6．09?51．10±4．90?69．81±5．17?47．85±5．9828．98±4．91Child?PughC級(jí)亞組38．44±4．98?40．69±5．47?51．82±8．37?73．56±6．79?#◆47．99±4．8528．13±3．51對(duì)照組30．24±3．5735．14±3．5743．37±5．1765．86±5．0544．93±5．5528．13±4．25F值12．0764．4349．1066．1461．0380．679P值<0．0010．006<0．0010．0010．3810．568組別IVST(mm)LVPWT(mm)E/AEm/AmE/EmChild?PughA級(jí)亞組9．27±0．819．81±1．351．26±0．351．14±0．32?8．34±1．69?Child?PughB級(jí)亞組9．81±1．639．87±1．151．19±0．321．00±0．35?8．38±2．64?Child?PughC級(jí)亞組9．97±1．379．83±2．441．18±0．300．94±0．37?8．79±1．79?對(duì)照組9．32±1．249．32±0．911．31±0．391．40±0．355．79±2．05F值0．9550．4520．5356．2847．213P值0．4190．7170．6600．001<0．001

注：*：與對(duì)照組比較，P<0.05；#：與Child-Pugh A級(jí)亞組比較，P<0.05；◆：與Child-Pugh B級(jí)亞組比較，P<0.05

表3 各亞組與對(duì)照組間RT-3DE及應(yīng)變參數(shù)比較(±s)

表3 各亞組與對(duì)照組間RT-3DE及應(yīng)變參數(shù)比較(±s)

組別LAVmax(ml)LAVpre(ml)LAVmin(ml)LATEF(%)LAEImSsmSRsChild?PughA級(jí)亞組42．17±11．69?28．69±7．14? 16．37±6．02?61．06±9．19? 1．82±0．59?30．57±5．37? 2．47±0．49?Child?PughB級(jí)亞組46．10±12．07?32．08±9．08?18．91±4．32?66．43±8．03?2．11±0．67?#31．03±4．63?2．61±0．53?Child?PughC級(jí)亞組50．01±15．33?#38．97±12．33?#◆20．38±9．38?60．54±11．10?◆1．84±0．71?24．48±4．16?#◆1．70±0．26?#◆對(duì)照組29．31±7．1919．97±3．9012．76±1．8654．33±2．531．22±0．1427．53±0．932．19±0．46F值8．96113．4833．1585．9866．81310．1688．078P值<0．001<0．0010．0320．001<0．001<0．001<0．001組別LAPEF(%)mSemSReLAAEF(%)mSamSRaLAstChild?PughA級(jí)亞組30．34±7．6011．03±2．67-1．74±0．49 44．31±11．26?-2．47±1．07?-2．62±0．82?0．29±0．12?Child?PughB級(jí)亞組25．87±7．86?10．05±2．40?-1．59±0．39?53．25±9．87?#-2．69±0．97?-2．73±0．52?0．30±0．89?Child?PughC級(jí)亞組20．14±7．82?#9．19±2．01?#-1．43±0．37?#49．15±11．87?-1．83±0．66#◆-2．16±0．45#◆0．37±0．97?#◆對(duì)照組31．55±5．0311．92±1．35-1．90±0．3734．27±3．18-1．52±0．31-2．17±0．360．23±0．48F值7．8405．2344．23611．9487．2634．9216．155P值<0．0010．0030．008<0．001<0．0010．0040．001

注：*：與對(duì)照組比較，P<0.05；#：與Child-Pugh A級(jí)亞組比較，P<0.05；◆：與Child-Pugh B級(jí)亞組比較，P<0.05

左心房通過“儲(chǔ)備”、“通道”、“輔泵”三大功能潛在調(diào)控左心室的充盈[10]。本研究顯示肝硬化不同時(shí)期左心房受損程度不同，Child-Pugh A級(jí)、B級(jí)亞組LAEI、mSs、mSRs較對(duì)照組升高(P均<0.05)，表明代償期及輕度失代償期肝硬化患者“儲(chǔ)備”功能明顯增強(qiáng)，左心房容積增大，以增加左心房?jī)?nèi)血流量，維持左心室充盈壓的動(dòng)態(tài)平衡；Child-Pugh C級(jí)亞組mSs、mSRs較對(duì)照組減低(P均<0.05)，表明重度失代償期患者“儲(chǔ)備”功能減低，隨左心房容積進(jìn)一步增大，心肌纖維化致“儲(chǔ)備”功能失代償。

本研究結(jié)果顯示Child-Pugh A級(jí)亞組LAPEF、mSe、mSRe與對(duì)照組差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P均>0.05)，B級(jí)、C級(jí)亞組減低(P均<0.05)，提示隨著肝硬化程度加重，左心房“管道”功能降低。在左心室收縮期即左心房舒張?jiān)缰衅冢笮姆孔鳛榉戊o脈與左心室間的管道輔助左心室充盈。肝硬化患者心肌肥厚、順應(yīng)性下降，舒張?jiān)缙诜戊o脈與左心室間壓差降低，心室對(duì)心房的抽吸作用減弱，導(dǎo)致左心房“管道”功能減低。

本研究中Child-Pugh A級(jí)、B級(jí)亞組LAAEF、mSa、mSRa較對(duì)照組升高(P均<0.05)，C級(jí)亞組mSRa、mSa低于A級(jí)、B級(jí)亞組，LAAFE低于B級(jí)亞組(P均<0.05)，提示在左心室舒張功能受損早中期，代償期及輕度失代償期患者“輔泵”功能增強(qiáng)，重度失代償期“輔泵”功能減低。隨著左心房“管道”功能降低，左心房?jī)?nèi)殘留血容量增多，左心房壓持續(xù)增高；為維持正常心輸出量，左心房主動(dòng)射血能力升高。在重度失代償期，隨心房肌細(xì)胞進(jìn)一步拉長(zhǎng)，發(fā)生心肌纖維化，左心房重構(gòu)，使主動(dòng)射血功能失代償。

本研究中LASt與LAEI、mSs、mSRs、LAPEF、mSe、mSRe均呈負(fù)相關(guān)(P均<0.01)，提示LASt同左心房的“儲(chǔ)備”、“通道”功能關(guān)系密切，與羅田田等[11]研究結(jié)果一致；LASt與LAVmax、LAVpre、LAVmin均無明顯相關(guān)(P均>0.05)，提示左心房容積增大不能作為獨(dú)立指標(biāo)評(píng)價(jià)左心房纖維化及左心室舒張功能降低，與D'Ascenzi等[12]及Sampaio等[13]研究結(jié)果相符。

總之，肝硬化患者左心房功能受損與肝硬化嚴(yán)重程度相關(guān)；RT-3DE聯(lián)合2D-STI技術(shù)可準(zhǔn)確評(píng)估其左心房形態(tài)及功能變化。

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