實時三維超聲技術在系統性紅斑狼瘡患者早期右心功能受損評價中的應用

賴寶春 林 寧▲ 蘭三榮 嚴 青

1.福建省立醫院超聲科，福建福州 350001；2.福建省立醫院風濕免疫科，福建福州 350001；3.福建醫科大學省立臨床學院，福建福州 350001

系統性紅斑狼瘡（systemic lupus erythematosus，SLE）是臨床常見的類風濕性疾病，患者的心血管系統常被累及而出現功能受損[1-3]，繼發的肺動脈高壓（pulmonary arterial hypertension，PAH） 是嚴重的并發癥，合并PAH的患者右室功能損害已較明確，在未合并PAH時右室收縮功能損傷的早期檢出意義重大，有利于及早對SLE患者右心功能進行干預。本研究應用實時三維超聲心動圖 （real-time 3-dimensional echocardiography，RT-3DE）對SLE患者的早期右室收縮功能改變進行評價。

1 資料與方法

1.1 一般資料

選取2016 年9月～2019年9 月于福建省立醫院風濕科住院的SLE活動期（SLEDAI評分＞5分）患者作為病例組，共30例，均符合2010年中華醫學會風濕病學分會修訂的SLE診斷標準[3]，肺動脈收縮壓均＜40mm Hg（即未合并繼發性PAH），并除外其他可能影響右心功能的相關疾病：肺栓塞、COPD病史、嚴重心臟瓣膜病、心肌病、心包積液、原發性肺動脈高壓、肝硬化等。對照組30例，均為健康志愿者。該研究經過福建省立醫院醫學倫理委員會批準，取得研究對象同意，并簽署知情同意書。兩組一般資料方面差異無統計學意義（P＞0.05），見表1。

1.2 儀器與方法

采用GE Vivid E95超聲診斷儀，配備頻率1.7 ～ 3.3MHz的M5Sc二維探頭、三維全容積探頭，以及三維圖像后處理工作站。于二維常規標準切面下測量：右房內徑（right atrial diameter，RAD）、右室內徑（right ventricular diameter，RVD）、肺動脈主干內徑（pulmonary artery diameter，MPA），測量三尖瓣反流壓差（圖1），肺動脈收縮壓=右房室壓差+右房壓，右房室壓差=三尖瓣反流壓差（排除右室流出道及肺動脈瓣狹窄）。在心尖四腔心切面，啟用M型超聲模式，將取樣線放置于右室游離壁三尖瓣環處，獲取該部位的運動曲線，測量收縮期平面位移（tricuspid annular plane systolic excursion，TAPSE），見圖2。接著啟用組織多普勒技術，于右室游離壁三尖瓣環處，測量收縮期運動峰值速度（tricuspid annulus systolic peak velocity，S），見圖3。再將三維探頭置于心尖部，調整參數后確保取樣范圍完整包容右心室，獲取4個心動周期圖像，系統自動組成三維全容積圖像，導入工作站，軟件將自動切割，操作者收縮末期手動勾勒右心室心內膜邊界，系統自動生成感興趣區，運行程序，可自動計算出右室的各個參數，包括收縮末及舒張末期容積，射血分數（ejection fraction ，RVEF），整體縱向應變（Global Longitudinal Strain， GLS），見圖4，檢查過程中，受檢者均連接心電圖，取三次測量的平均值作為最終數據。

圖1 測量三尖瓣返流壓差，用于估測肺動脈收縮壓

圖2 啟用M型超聲心動圖，測量收縮期三尖瓣環平面位移（TAPSE）

圖3 啟用組織多普勒，測量收縮期三尖瓣環運動峰值速度（S）

表1 兩組一般資料比較

表2 兩組常規超聲結果比較

表2 兩組常規超聲結果比較

組別 RAD（mm） RVD（mm） MPA（mm） PASP（mm Hg） TAPSE（mm） S（cm/s）病例組 35.48±2.91 33.83±3.58 25. 20±2.09 24. 78±2.57 16.98±1.39 12.1±1.15對照組 34.20±3.01 35.08±2.67 24. 77±3.63 25. 79±3.07 17.50±1.42 12.6±1.35 t 1.683 -1.529 0.566 -1.372 -1.416 -1.602 P 0.098 0.132 0.574 0.175 0.162 0.115

圖4 三維超聲心動圖測量RVEDV、RVESV、RVSV、GLS

1.3 統計學方法

2 結果

2.1 兩組常規超聲指標比較

兩組RAD、RVD、MPA、PASP、TAPSE、S等無明顯差異（P＞0.05），見表2。

2.2 兩組三維超聲指標比較

兩組RVEDV、RVESV、RVEF 均無明顯差異，而病例組GLS明顯降低（P＜0.05）。見表3。

表3 兩組三維超聲測量結果比較

表3 兩組三維超聲測量結果比較

組別 RVEDV（mL）RVESV（mL）RVFE（%） GLS（%）病例組 78.56±3.59 42.93±3.42 43.86±3.08 -19.70±2.82對照組 76.53±8.28 41.40±4.42 44.63.±3.96 -21.62±3.79 t 1.233 1.292 -0.838 -2.214 P 0.223 0.141 0.406 0.031

3 討論

SLE是常見的自身免疫性疾病，會產生多種自身抗體攻擊全身多個系統，長期的肺間質和肺血管損害引起肺動脈壓力增高。合并PAH的患者右室功能損害已較明確[4-5]：后負荷增加導致右心室擴大、右室心肌受損，繼而發生右心室功能不全，甚至猝死。但研究表明有相當一部分患者早期無典型癥狀，常規超聲檢查無明顯右心構型改變及PAH，但已經合并早期右心收縮功能損傷[6-7]。有研究表明肺動脈高壓患者的死亡率并不是簡單地取決于肺動脈高壓的嚴重程度，而是與右心室射血分數關系更大[8]，右室功能的及時、準確監測顯得尤為重要。但常規超聲檢查SLE患者早期右心收縮功能受損檢查敏感性較低，臨床上急需敏感、有效的檢查指標早期檢測該類患者右室功能的變化，從而指導早期臨床治療。

目前用于右心功能評價的方法有以下幾種：放射性核素掃描是將核素標記物經靜脈注射進入血液循環，測定右室射血分數，但操作復雜、費用高，不宜常規開展。磁共振可以實現三維立體成像，心室壁與血液之間對比性較好，但其不適用于體內有金屬的患者，且檢查耗時、費用較高。64排螺旋CT可重建心臟圖像，評價心臟功能，但有放射性損害，而且在右室數據的獲取方面同步性差。超聲心動圖具有實時監測、無放射損害及可重復檢查的優點，價格低廉，在右心功能評價中發揮了越來越大的作用，其中二維及多普勒超聲檢查是臨床中最為常用的方法，可以測量右心大小、肺動脈內徑，估測肺動脈壓力，但是右心室形態不規則，與左心室截然不同，以上技術很難準確評估其功能狀態[9-10]。

右室心肌分為三層，其運動可分解為縱向、徑向、旋轉、扭轉等部分，其中淺層縱行心肌為其主要組成部分，其收縮在右心室收縮中占比約75%[11]，起到關鍵作用，因此可以認為評價右心室收縮功能主要是評價縱向心肌的功能，長軸方向上的心肌形變尤為重要[12]，故本試驗選擇研究右室長軸縱向收縮功能。常規的指標中，M型超聲心動圖測量的TAPSE與磁共振成像測得的RVEF有較高的相關性，還可能與患者的長期預后有關[13]，但M型超聲具有較高的角度依賴性，患者的呼吸運動對結果影響大，心率不齊時測值經常不準確。組織多普勒技術測量的S能夠反映心肌整體運動[14-15]，但由于該技術基于多普勒原理，室壁運動方向與聲束之間的夾角對檢查結果影響較大，也有明顯的局限性。

近年來，斑點追蹤成像技術（speckle tracking imaging technology，STI）在臨床中的應用日漸成熟，其可以在灰階圖像中，對室壁的散射斑點進行追蹤，基于時間與空間圖像處理算法，獲得室壁的運動信息，而且克服了角度依賴性[16]，其基本原理是應變（strain，S）成像，應變即形變，是指心肌長度的變化，可以認為是長度變化的百分數，所以可以量化心肌的變形能力，更客觀的反映心肌的收縮性能，而不是簡單地測量組織運動的位移， STI技術為定量分析右心功能提供了一種嶄新的方法，其又可分為二維（two-dimension，2D）及三維（threedimension ，3D）成像技術，多項研究表明2D-STI可以較敏感地檢測出缺血性心肌病患者心肌收縮性能的下降[17]，但研究限于單平面內。由于右心室形態復雜，流入道和流出道各節段心肌無法在同一切面上同時顯示，而且心臟自身的跳動會導致跨平面失追蹤現象，故應用2D-STI定量評估右心室功能往往產生較大的誤差。而近年來發展的3D-STI克服了二維應變成像的局限性，更能反映室壁心肌力學狀態，因而可以更完整的評價心肌的整體及局部運動[18]，提高了右室心肌功能評估的準確性。早期研究表明[19]，縱向心肌纖維更容易受到各種因子的影響，縱向應變可早期預測心肌受損情況， 3D-STI測量的右心室GLS正是通過測量右室縱向心肌纖維的應變來反映右室心肌整體的收縮功能[20]。

本研究發現，無肺動脈高壓的SLE患者的RAD、 RVD、MPA、TAPSE、S等參數與對照組比較均無明顯差異，而GLS已顯著降低，考慮常規的超聲指標不能敏感地發現SLE患者早期的右室功能改變。究其原因， SLE患者早期病情較輕、無肺動脈高壓，心功能改變可能僅限于心肌的受損，尚不足引起明顯的心臟腔室大小及肺動脈壓力的變化，因而常規超聲指標沒有明顯改變，GLS則可直接評價心肌運動。本研究中病例組TAPSE、S與對照組相比也無明顯差異，考慮因為其具有角度依賴性等局限性，并不能準確、敏感地檢出SLE患者右室縱軸方向的心肌收縮功能改變。對于常規超聲心動圖上顯示右心徑線及右心功能在正常范圍的SLE患者，GLS可以更敏感地發現早期右心功能改變。

本研究結果還顯示：與正常人相比，病例組的右室RVEF無明顯差異，而右室GLS降低，表明右心室縱向心肌的形變能力早于右室RVEF出現下降，考慮是因為縱向心肌纖維重構的發生時間較早，縱向心肌功能受損導致了病例組右室縱向應變的降低。三維超聲測量的RVEF反映的是右室整體的泵功能，受到前、后負荷的影響，本研究表明患者右室整體泵功能指標尚在正常范圍，其右室心肌已出現功能下降，心肌受損的機制可能是因為：SLE患者的血液處于高凝狀態，心肌血供相對減少，繼發功能障礙[21]；自身抗體引起局部血小板聚集、血栓形成，同時激活補體，導致心內膜炎[22]；免疫復合物對血管壁造成損傷，引起局部心肌缺血、缺氧[23]。也正因為無典型癥狀，臨床上很多的SLE患者未能早期發現心臟功能改變、也失去了早期干預的機會。

本研究的不足之處：本研究為單中心研究，樣本量相對較少，同時沒有針對不同的肺動脈壓力進行分層研究，其結論需要多中心，大樣本的研究進一步證實。

綜上所述，RT-3DE的GLS可以提高SLE患者早期右室心肌功能下降的檢出率，為右心室亞臨床功能異常的檢出、及時干預提供了重要依據。