STI評價射血分數保留性心力衰竭患者左心室扭轉運動變化的研究

張 軼，李慎義，陳紅天，龍湘黨，謝娟娟，伍 媛

（湖南省人民醫院超聲科，湖南 長沙 410005）

射血分數保留性心力衰竭 （Heart failure with preserved ejection fraction，HFpEF）是一組存在心力衰竭的臨床癥狀和體征，而左室射血分數（EF）正常或輕度受損（EF≥50%），存在左室舒張功能異常的綜合征[1]。隨著中國人口老齡化加重，與高血壓、冠心病及高齡相關的HFpEF發病率逐年升高，占心力衰竭患者的50%左右[2]，該病死亡率高，預后與EF降低的充血性心力衰竭患者基本一致[3]，引起臨床的日益高度重視。

斑點追蹤成像 （Speckle tracking imaging，STI）是超聲定量定性評價心肌功能的新技術，目前有學者用以評價HFpEF患者的左室長軸、短軸及徑向功能[4]及左房功能[5-6]，但對左室扭轉運動參數的評估，目前國內外少見報導。扭轉運動是左室做功的重要組成部分，近年來常被作為心肌整體和局部功能的評估新指標[7]。本研究旨在應用STI技術評價HF-pEF患者左心室扭轉運動特征，為進一步了解HF-pEF心肌功能變化提供一種敏感、準確的方法。

1 資料與方法

1.1 研究對象

2015年6月10日—2017年1月10日在我院診斷為HFpEF的患者63例，其中男20例，女43例，平均年齡（60.44±8.43）歲（49～74 歲），平均心率（71.62±9.95）次/min，均為竇性心率；其中 37 例合并高血壓，59例合并冠心病，17例合并糖尿病。診斷標準為患者有心衰癥狀且常規超聲心動圖檢查顯示左室舒張功能受損，但EF值保留（EF≥50%）。排除急性冠脈綜合征、明顯瓣膜病、先心病、肺疾病、腎臟疾病患者及心律不齊患者。40例年齡與性別匹配的健康志愿者為對照組，男14例，女26例，年齡45～70歲，平均（58.05±7.19）歲，均無高血壓、冠心病、糖尿病、先心病及心臟瓣膜病變，常規超聲心動圖和心電圖無明顯異常 （受試者一般資料及常規超聲測值見表1）。

表1 受試者一般資料及常規超聲心動圖參數（±s）

表1 受試者一般資料及常規超聲心動圖參數（±s）

注：LVDD：左室舒張末期內徑；LVPW：左室后壁厚度；IVS：室間隔厚度；EF：射血分數；LAVI：左房容積指數；E：二尖瓣口舒張早期峰值流速；E/A：二尖瓣口舒張早期峰值流速與舒張晚期峰值流速比值；E/e'：二尖瓣口舒張早期和血流峰值與組織多普勒二尖瓣環舒張早期峰值速度之比。

年齡（歲） 58.05±7.19 60.44±8.43 1.545 0.217身高（cm） 160.15±7.45 161.11±9.40 0.299 0.586體質量（kg） 61.63±7.28 64.54±8.16 3.391 0.068心率（次/min） 74.43±8.32 71.62±9.95 2.201 0.141 LVDD（mm） 44.40±3.56 45.27±3.40 1.543 0.217 LVPW（mm） 9.87±0.79 11.02±1.11 32.31 0.000 IVS（mm） 10.09±0.83 11.28±1.08 35.39 0.000 EF（%） 64.23±5.53 61.81±7.83 2.889 0.092 LAVI（mL/m2） 26.08±3.48 39.87±7.80 110.649 0.000 E（cm/s） 77.20±13.35 60.63±10.15 50.871 0.000 E/A 1.33±0.14 0.75±0.15 345.878 0.000 E/e' 6.38±0.81 9.56±2.20 76.579 0.000對照組（n=40） HFpEF組（n=63） F值 P值

1.2 儀器和方法

GE Vivid E9彩色多普勒超聲診斷儀，M5S探頭，頻率為1.7～3.3 MHz。受試者處于平靜狀態、左側臥位，連接心電圖后進行檢查。常規超聲檢查參數包括左室舒張末期內徑（LVDD）、左室后壁舒張末期厚度（LVPW）、室間隔厚度（IVS）、射血分數（EF）、左房容積指數 （LAVI）、二尖瓣口舒張早期峰值流速（E）、舒張晚期峰值流速（A）、E/A、二尖瓣口舒張早期和血流峰值與組織多普勒二尖瓣環舒張早期峰值速度之比（E/e'）。

囑受試者呼氣末屏氣，存儲心律穩定的連續3個心動周期的左室心尖和心底短軸動態圖像，心底為平二尖瓣瓣尖水平，心尖為緊貼乳頭肌下方水平，并盡可能使心室腔保持圓形。使用STI軟件脫機分析收縮期扭轉參數：心尖旋轉角度峰值（Par）、心底旋轉角度峰值（Pbr）、扭轉角度峰值（Ptw）、扭轉速度峰值（PtwV）、扭轉角度達峰時間占收縮期持續時間百分比（TPK%）及舒張期解旋參數：解旋速度峰值（PutwV）、等容舒張期解旋百分比（Iutw%）（圖1，2）。

圖1 STI分析1例正常對照組心尖旋轉角度峰值（Par）示意圖，顯示為 9.75°。Figure 1.STI analysis of peak apical rotation angle in a normal control group at 9.75°.

圖2 STI分析1例HFpEF患者心尖旋轉角度峰值示意圖，顯示為 5.78°。Figure 2.STI analysis of peak apical rotation angle in a HFpEF at 5.78°.

1.3 重復性檢驗

檢查者間重復性檢驗：由2名資歷相同的檢查者從受試者中隨機抽取30例使用STI軟件分析上述參數，變異系數為（7.7±2.5）%；檢查者內重復性檢驗：同一名檢查者間隔2周重復3次從受試者中隨機抽取30例使用STI軟件分析上述參數，變異系數為（7.0±3.8）%。

1.4 統計方法

使用 SPSS（13.0）軟件系統分析數據，數值以均值±標準差 （±s）表示'使用方差檢驗比較組間差異，P＜0.05為有統計學意義。采用直線相關關系分析扭轉參數與常規超聲指標間的關系。

2 結果

HFpEF組一般資料與正常組無明顯差異，常規超聲心動圖檢查顯示HFpEF組LVDD、LVSD、EF與正常組相比差異無明顯統計學意義 （P＞0.05）。LVPW、IVS、LAVI、E、E/A、E/e'均與對照組有明顯統計學差異（P＜0.01）（表2）。 STI分析扭轉參數顯示，收縮期 Par降低，差異有統計學意義（P＜0.05）；收縮期其他參數Pbr、Ptw、PtwV、TPK%雖然均有所下降，但與對照組差異無明顯統計學意義（P＞0.05）。舒張期解旋參數PutwV、Iutw%下降，差異均有明顯統計學意義（P＜0.01）。

表2 HFpEF患者與對照組扭轉及解旋參數比較（±s）

表2 HFpEF患者與對照組扭轉及解旋參數比較（±s）

注：Par：心尖旋轉角度峰值；Pbr：心底旋轉角度峰值；Ptw：扭轉角度峰值；PtwV：扭轉速度峰值；TPK%：扭轉角度達峰時間百分比；PutwV：解旋速度峰值；Iutw%：等容舒張期解旋百分比。

對照組（n=40） HFpEF（n=63） F值 P值Par（°） 9.20±1.61 8.46±1.90 3.301 0.044 Pbr（°） -6.86±1.90 -6.47±1.56 1.316 0.254 Ptw（°） 16.07±2.85 14.93±3.02 3.223 0.061 PtwV（°/s） 93.25±11.59 89.40±13.19 2.293 0.133 TPK%（%） 87.93±6.61 85.27±9.09 2.637 0.108 PutwV（°/s） 91.33±14.57 76.21±17.04 21.488 0.000 Iutw%（%） 55.14±10.62 41.28±12.92 38.585 0.000

相關分析顯示：所有受試者Ptw與EF有明顯的相關關系，相關系數為 0.473，而 Pbr、PtwV 和 TPK則與EF無明顯相關關系。舒張期解旋參數PutwV、Iutw%與E/A呈正相關關系，相關系數分別為0.717、0.712（圖3，4）；而與 LAVI呈負相關關系，相關系數分別為-0.713、-0.753（圖5，6）。

圖3 相關分析顯示PutwV與E/A呈正相關關系。Figure 3.Correlation analysis shows positive correlation between PutwV and E/A.

圖4 相關分析顯示Iutw%與E/A呈正相關關系。Figure 4.Correlation analysis shows positive correlation between Iutw%and E/A.

圖5 相關分析顯示PutwV與LAVI呈負相關關系。Figure 5.Correlation analysis shows negative correlation between PutwV and LAVI.

圖6 相關分析顯示Iutw%與LAVI呈負相關關系。Figure 6.Correlation analysis shows negative correlation between Iutw%and LAVI.

3 討論

HFpEF的主要病理生理改變是由于鈣超載導致左心室主動松弛受損及心肌僵硬度增加，使舒張功能損傷，左心室等容舒張期延長、充盈緩慢、射血阻力增加，舒張末期壓增高[8]。所有可以導致左心室主動松弛受損及心肌僵硬度增加的因素均可引發該病，包括高血壓、冠狀動脈粥樣硬化性心臟病、心瓣膜病、心包疾病、糖尿病、心房纖顫、心肌淀粉樣變性等。

常規二維超聲檢查以其無創、簡便、準確等優勢，在判斷左室舒張功能異常方面占有一席之地，評價指標主要包括二尖瓣口舒張早期和晚期峰值血流速度之比（E/A）、二尖瓣口舒張早期和血流峰值與組織多普勒二尖瓣環舒張早期峰值速度之比（E/e'）及LAVI。E/A的變化能反映左心室舒張功能受損的程度，但該指標的測量易受心率、心肌舒縮狀態、瓣膜返流等因素的影響。E/e'是目前超聲心動圖中對左室舒張功能不全具有價值的評估指標之一，不受心臟前后負荷、心率及其他血流動力學因素變化的影響[9]。LAVI是用體表面積校正后的左房容積，消除身高、體質量方面的個體差異，能較準確地反映左室舒張功能不全的程度[10]。

STI技術不依賴角度，能準確評估左房功能、左室長軸及短軸方位功能，能為臨床提供新的局部和整體心功能量化指標[11]。有研究表明HFpEF患者盡管左室整體射血功能保存，但收縮期的局部功能已經受損[12]，因此STI分析局部應變和旋轉參數變化能更準確的評估左室心肌功能的變化。

HFpEF主要病理改變是心臟舒張功能障礙，此時左室僵硬度增加，左房相應的擴大，功能隨之發生改變。國外研究表明左房功能障礙是HFpEF嚴重程度的標志，且在HFpEF的病理生理過程中起重要作用[13-14]。LAVI的增大與HFpEF患者舒張期解旋參數下降呈相關關系，因此能作為評價左室舒張功能不全程度的指標之一。

收縮期扭轉是左室心尖相對心底的沿左室長軸的旋轉運動，它的解剖學基礎是螺旋狀的心肌纖維環[15]。正常人大部分解旋位于等容舒張期，這種解旋與細胞外基質內解旋力的快速釋放和已縮短的肌小節恢復原有長度有關[16]，它決定心肌在等容舒張期的松弛性，有助于舒張期血液從左房灌入左室。HFpEF患者舒張期心肌細胞鈣離子轉運異常，心肌細胞回復原有長度的能力減低，因此解旋的速度減慢、時間延后至等容舒張期以后，即出現Iutw%的降低[17]。本研究顯示HFpEF組PutwV下降，Iutw%減少，且與E/A、LAVI有一定相關關系，均因心肌在病理狀態下舒張能力下降所致。

本研究的局限性：①沒有考慮到患者的服藥史，這可能會對結果產生一定的影響，因為一些藥物可能會對左室收縮和舒張功能產生影響。②本研究樣本量有限，心底的旋轉角度以及扭轉角度、速度、達峰時間百分比雖然均有所降低，但與正常對照組差異無明顯統計學意義，有待于加大樣本量做進一步研究。

應用STI分析左室扭轉參數的變化，可以敏感的顯示左室舒張功能降低，并能確認一些HFpEF患者收縮功能障礙的程度，盡管患者的常規超聲檢查顯示EF在正常范圍。收縮期心尖旋轉角度對于左室心肌力學的變化敏感，能在EF沒有明顯減低的情況下就能反映左室功能的改變，可以作為HFpEF患者早期心肌功能診斷指標之一。