實時三維超聲心動圖與斑點追蹤技術評價系統性紅斑狼瘡患者左心房結構與功能

宋焱，趙瑞，李名龍

（1.安徽省蕪湖市第二人民醫院心功能科；2.皖南醫學院弋磯山醫院超聲醫學科；蕪湖241001）

系統性紅斑狼瘡(systemic lupus erythematosus，SLE)是一種累及多器官的自身免疫性炎癥性結締組織病。患者因體內產生大量致病性自身抗體，并與體內相應的自身抗原結合形成相應的免疫復合物從而導致機體的多系統損害，其中心臟損害發生率較高。近年來隨著臨床診療水平的不斷提高，SLE患者的早期死亡率已明顯下降，但心血管疾病的發生率仍在不斷增加[1]。目前國內外雖有一些超聲關于SLE患者心臟結構與功能方面的研究報道，但針對SLE患者左心房結構和功能改變的報道較少，而左心房的改變是心臟整體構型及功能改變趨勢及心血管事件發生的有效預測因數之一。因此，本研究采用評價心腔結構及功能的實時三維超聲心動圖 (real-time three-dimensional echocardiography，RT-3DE)和二維斑點追蹤技術(two-dimensional speckle tracking，2D-STE)來嘗試評估SLE患者左心房結構及功能的變化。

1 資料與方法

1.1 臨床資料 病例選取2018年3月-2019年3月來我院就診且被臨床確診的SLE患者共45例，年齡23-52歲，平均(37.3±9.7)歲，男女比例4：41。所有病例需排除先天性心臟病、風濕性心臟瓣膜病、冠心病、原發性高血壓病及慢性阻塞性肺疾病。所有患者需符合美國風濕病協會（ARA）1997年提出的SLE修訂診斷標準,并根據1992年發布的SLEDAI的評分[2]，將患者組分為：B組25例（病情中度活動及以下組，0-15分），年齡23-51歲，平均(37.1±8.4)歲，男女比例2：23，C組20例（病情中度活動以上組，≥15分），年齡25-52歲，平均(38.3±9.6)歲，男女比例2：18。對照組為A組：選取在我院體檢正常的30例自愿者，男3例，女27例，年齡22-51歲，平均(37.5±8.3)歲，男女比例3：27。每位患者檢查及所使用的數據均需本人口頭知情同意。

1.2 儀器與方法 運用Philips EPIQ 7C型彩色多普勒超聲診斷儀，儀器配有二維心臟探頭(S5-1)，頻率為1～5 MHz；三維心臟探頭(X5-1)，頻率為1～5 MHz。同時接入心電圖，依據美國超聲心動圖協會（ASE）制定的標準化流程進行操作[3]，分別在心尖三腔觀、四腔觀及兩腔觀切面采集3個心動周期的二維動態圖像，開啟Qlab軟件自動追蹤左房側壁、房間隔、前壁、下壁及后壁應變率曲線。自動追蹤不滿意時可手動調整位置及寬度，使其符合左房壁的厚度及運動軌跡。測量出左房各壁的左室收縮期的峰值應變率(SRs)、左室舒張早期的左心房峰值應變率(SRe)、左室舒張晚期的左心房峰值應變率(SRa)，計算出左房壁整體各時期的峰值應變率平均值(mSRs、mSRe、mSRa)。mSRs=（側壁SRs+房間隔SRs+前壁SRs+下壁SRs+后壁SRs）/5；mSRe=（側壁SRe+房間隔SRe+前壁SRe+下壁SRe+后壁SRe）/5；mSRa=（側壁SRa+房間隔SRa+前壁SRa+下壁SRa+后壁SRa）/5。

將探頭切換至X5-1，探頭置于心尖四腔，調整探頭深度，保持圖像幀數大于15幀/s。囑病人緩慢呼吸，于呼氣末啟動“Full volume”鍵，采集3個心動周期的動態圖像，手動描繪左房心內膜取得左房容積圖像，隨后儀器內置軟件會自動分析出左房容積-時間曲線，得到左心房最大容積(LAVmax)、左心房最小容積(LAVmin)。結合心電圖，在平臺期測得左心房收縮前容積（LAVpre）。由公式算出：左心房被動射血分數 （LAPEF）=（LAVmax-LAVpre）/LAVmax×100%，左心房主動射血 分 數 （LAAEF）=（LAVpre-LAVmin）/LAVpre×100%，左心房每搏量（LASV）=LAVmax-LAVmin，左心房整體射血分數（LAEF）=LASV/LAVmax×100%。

以上參數的測量均由操作者本人測量2次，再由另一名觀察者測量1次，計算操作者自身2次之間及不同操作者之間參數的一致性。

1.3 統計學方法 應用SPSSl7．0軟件進行統計學分析，計量資料以()表示，各組測量值均采用3次重復測量后取得平均值。對3組獨立樣本資料比較進行單因素方差分析。兩組之間的參數比較進行兩樣本t檢驗。操作者本人和觀察者之間的一致性檢驗用Kappa分析。分析兩變量的相關性采用Pearson相關分析。以P＜0．05為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 一般情況 各組間的性別、年齡、心率、血壓和體質量指數差異無統計學意義(均P＞0.05)(表1)。

表1 對照組與各病例組一般臨床資料比較(）

表1 對照組與各病例組一般臨床資料比較(）

注：1mmHg=0.133kPa

參數 A組（30例） B組（25例） C組（20例）男女比例年齡范圍（歲）平均年齡（歲）心率（次/分）收縮壓（mmHg）舒張壓（mmHg）體質量指數（kg/m2）3：27 22-51 37.5±8.3 71.13±9.01 125.78±5.91 80.03±4.02 27.67±2.96 2：23 23～51 37.1±8.4 73.79±10.89 130.17±8.62 81.07±5.07 25.69±3.07 2：18 25～52 38.34±9.6 74.59±11.61 129.73±9.71 79.86±5.96 25.74±3.14

2.2 左心房三維容積參數比較 與A組比較，B組LAVmax、LAVpre、LAVmin、LAAEF及LASV增大，LAPEF及LAEF減小，差異均有統計學意義（P＜0.05）。C組LAAEF及LASV對比B組減低，LAVmax、LAVpre、LAVmin、LAAEF及LASV增大，差異均有統計學意義（P＜0.05）(表2)。

表2 對照組與各病例組左心房三維容積參數比較(）

表2 對照組與各病例組左心房三維容積參數比較(）

注：與A組比較。a P＜0．05；與B組比較。b P＜O．05

參數 A組（30例） B組（25例） C組（20例）LAVmax（ml）LAVpre（ml）LAVmin（ml）LAPEF（%）LAAEF（%）LASV（ml）LAEF（%）44.78±3.16 25.87±2.93 17.74±2.15 36.95±4.80 25.79±3.46 17.76±4.72 55.26±3.36 51.76±7.16a 37.73±7.98a 23.56±8.03a 28.11±7.95a 30.72±5.58a 25.13±7.63a 51.13±3.57a 63.36±14.89ab 55.97±11.76ab 49.39±8.17ab 16.34±7.91ab 15.76±6.55ab 13.12±6.02ab 35.37±4.51ab

2.3 左心房應變率參數比較 與A組比較，B組mSRa增大，而mSRs及mSRe降低，差異均有統計學意義（P＜0.05）。C組mSRa對比B組減低，mSRs及mSRe進一步降低，差異均有統計學意義（P＜0．05）。(表3)

表3 對照組與各病例組左心房應變率參數比較(）

表3 對照組與各病例組左心房應變率參數比較(）

注：與A組比較，a P＜0．05；與B組比較，b P＜O．05

參數 A組（30例） B組（25例） C組（20例）mSRa（s-1）mSRs（s-1）mSRe（s-1）2.35±0.27 2.41±0.35 2.25±0.31 2.67±0.62a 1.85±0.39a 1.57±0.55a 1.29±0.47ab 1.13±0.39ab 1.31±0.57ab

2.4 相關性分析 相關性分析結果顯示，mSRe與LAPEF、mSRa與LAAEF、mSRs與LAEF均呈正相關(r=0.518、0.404、0.476,均P＜0.05)。mSRs與SLE DAI評分相關性最好,呈負相關(r=-0.517,P＜0.05)。2.5重復性檢驗 操作者自身的兩次記錄的數據指標的一致性Kappa=0.89，操作者自身與觀察者記錄數據指標的一致性Kappa=0.83。

3 討論

SLE是一種結締組織病，以自身抗體的產生和免疫復合物的形成與沉積為特點，心臟是系統性紅斑狼瘡病變常累及的重要臟器之一。大多數心臟受累患者在病程中并無典型的相關癥狀，臨床診斷困難、容易漏診，而心臟的損傷程度直接影響到SLE的生存狀態和遠期療效[4,5]。實時三維超聲心動圖（RT-3DE）的三維探頭由發射和接收超聲波晶片以矩陣的方式排列，從而得到一個金字塔狀的圖像數據，利用心臟立體圖像的連續動態采集，可以直接測量在同一心動周期下各個階段左心房容積的變化，克服了傳統二維超聲心動圖對左心房空間結構的假設造成的測量誤差，提供了更加全面的空間定位及復雜心腔結構測量的準確性，比傳統二維超聲心動圖更加接近左心房真實的容積值[6,7]。而二維斑點追蹤成像技術（2D-STI)是利用二維超聲心動圖像為基礎，選取一定范圍的心肌組織為感興趣區域，利用組織灰階圖像，對所需圖像內心肌組織聲學斑點自動逐幀追蹤，以速度向量的方式疊加心肌的速度大小及方向，從而獲取心肌組織的應變及應變率等一系列數值，可以評價心肌局部及整體的功能，不僅沒用角度的依賴性，而且在對左心房運動進行分析時，克服了左心室的牽拉運動及二尖瓣瓣環被動運動的影響[8]。

3.1 SLE患者左心房結構改變 Cross等在1932年對SLE進行了一系列的病理學研究，指出本病為全心炎，累及心包、心臟肌層和廣泛的心內膜[9]。本研究中，代表左心房結構的LAVmax、LAVpre、LAVmin在SLE患者中均有不同程度的增大，表明SLE患者心臟在病程過程中已發生重構。左房本身的心肌的纖維變性、纖維化及瘢痕形成和左心室充盈壓的增高，導致左房的增大。

3.2 SLE患者左心房功能改變 LAEF與mSRs、LAPEF與mSRe、LAAEF與mSRa都具有正相關性，其分別反映了左心房的儲蓄功能、管道功能及輔泵功能[10]。本研究中SLE患者LAPEF與mSRe、LAEF與mSRs均減小，表明了SLE患者左心房的儲蓄功能及管道功能的降低。左心房的管道功能主要來源于左心室舒張的抽吸作用,由于系統性紅斑狼瘡患者左心室心肌細胞受損,左室壁松弛延緩，心室舒張功能減退，致左心室對左心房的主動抽吸作用減弱，使左心房管道功能減低；而左心室舒張功能減退，左室充盈壓力的增高，肺靜脈與左心室之間相對壓差減小,由肺靜脈過左心房進入左心室血量減少,進而導致體循環回流至心臟的血流減少，反映出左心房的儲蓄功能下降。B組LAAEF與mSRa增高，反映左心房輔泵功能增強。根據Frank-Starling定律，B組SLE患者LAVpre增大，使左心房收縮前心肌初長度增大，使左心房心肌收縮前初長度增大，左心房的主動收縮能力有所增強，以代償SLE患者左心房儲蓄功能及管道功能的降低，維持心臟功能的整體平衡。C組LAAEF與mSRa減低，表明隨著SLE活動度嚴重程度的增大，心肌損害加重，左心房進一步重構增大，導致左心房功能呈失代償狀態，主動收縮能力下降。3.3 mSRs與SLEDAI評分相關性 SLEDAI評分與各參數相關性分析發現，隨著SLEDAI評分增高，心臟參數有不同程度的改變，說明SLEDAI評分越高，心臟損傷越嚴重[11]。各參數與SLEDAI評分相關性中，mSRs與SLEDAI評分相關性最好，呈負相關，mSRs可以代表左心房的儲蓄功能，也可以與LAEF的相關性反映左心房整體的收縮功能[12]，可以較好的預測和評估SLEDAI評分中心臟的累及損傷程度，是簡單而可靠的參數。

本研究尚有一些不足,一是樣本量較少,SLED AI評分未能更加細化分組；二是分析軟件對圖像質量要求較高,獲取數據的測量方法目前沒有統一的標準等。

總而言之，RT-3DE和2D-STI可以客觀的評估SLE患者左房整體結構與功能的改變及發展趨勢，有望成為臨床對SLE患者心臟損傷的監測及評價療效的重要手段。