經食道超聲斑點追蹤技術評估老年冠狀動脈旁路移植術病人左心舒張功能的研究

龔嬋娟 桂波 朱琳佳

室壁運動異常導致的左心舒張功能受損常早于整體收縮功能減退，是冠心病病人能早期檢測到的重要指標之一[1]，因此臨床工作者越來越關注左心舒張功能的評價指標。通過心導管法測量的左室舒張末期壓力(left-ventricular end-diastolic pressure, LVEDP)及肺毛細血管楔壓(pulmonary capillary wedge pressure, PCWP)是評價圍術期左室舒張功能的常用指標[2]。經食道超聲心動圖(transesophageal echocardiography, TEE)獲得的某些舒張功能參數已證實與PCWP有一定的相關性，但常規超聲舒張功能參數具有角度依賴性，準確性及敏感性欠佳，對心室壁運動狀況不能定量評價，漏診率較高[3]。二維斑點追蹤技術(2-dimensional speckle tracking imaging, 2DSTI)基于對感興趣區域組織像素的實時檢測和追蹤，可對心肌運動的速度、位移、應變及成角等參數進行定量分析，能規避常規超聲技術角度依賴性等缺陷[4]。本研究旨在應用經食道超聲2DSTI技術對老年冠心病手術病人左室舒張功能進行評估，分析各舒張時期應變率指標(strain based indices, SBIs)與PCWP的相關性，觀察不停跳冠狀動脈旁路移植術(off-pump coronary artery bypass graft, off-pump CABG)前后左心舒張功能變化，探討該技術在老年冠心病病人圍術期管理中的應用價值。

1 資料與方法

1.1 臨床資料 本研究已通過南京醫科大學第一附屬醫院倫理委員會批準(2020-SR-079)。選擇2020年5月1日至12月30日行off-pump CABG的病人49例，均簽署知情同意書。男39例，女10例，年齡60～75歲，平均(67.72±6.03)歲；BMI為18～28；美國麻醉醫師協會(ASA) Ⅱ～Ⅲ級；其中吸煙、高血壓、糖尿病、血脂異常和高尿酸者分別為41例、40例、25例、15例和3例。入組標準：術前左室收縮功能正常(LVEF>50%)，無左室室壁瘤或室壁矛盾運動。排除標準：嚴重心律失常(病態竇房結綜合征、頻發室性早搏、頻發房性早搏、心房顫動、傳導阻滯)；近期心肌梗死(≤3個月)；中重度二尖瓣病變、二尖瓣置換術后；中重度呼吸系統疾??；胃食道手術史、消化道潰瘍、食管靜脈曲張史者；術前凝血狀態異常；拒絕參加本次研究。

1.2 方法 本研究應用彩色多普勒超聲診斷儀(Philips EPIQ 7C，美國飛利浦公司)及X2-7t經食道超聲探頭。使用Philips QLab 10.0工作站軟件包進行脫機處理分析。

1.2.1 麻醉方法：病人入室后進行常規麻醉誘導：靜脈注射咪達唑侖0.1 mg/kg，枸櫞酸芬太尼注射液8μg/kg，依托咪酯0.3 mg/kg，順式阿曲庫銨0.2 mg/kg，完成氣管插管后行機械通氣。術中采用七氟醚靜吸復合麻醉，維持合適麻醉深度(腦電雙頻指數40～60)。

1.2.2 漂浮導管置入：麻醉誘導后經頸內靜脈置入鞘管，將連接壓力傳感器的Swan-Ganz 漂浮導管從鞘管內置入，到達右心房后將漂浮導管前端套囊充氣，觀察漂浮導管壓力波形變化，確定導管前端經過三尖瓣到達右心室，最終隨血流經過肺動脈瓣到達肺小動脈，出現PCWP波形。

1.2.3 超聲圖像及SBIs獲取：探頭放置后5 min為時間點T0，完成冠狀動脈血運重建后30 min為時間點T1。分別在T0、T1時間點留取連續3個心動周期經食道中段四腔心、兩腔心、三腔心圖像，并轉存入工作站。在工作站中選中同一時間點四腔心、兩腔心、三腔心切面，使用CMQ軟件進行分析，得到3個切面的長軸應變率曲線。在左室各節段應變率曲線中，白色串珠狀曲線為應變平均值，以主動脈瓣關閉(aortic valve closure, AVC)和二尖瓣開放(mitral valve open, MVO)時間線為分界點。在一個心動周期內，AVC與MVO之間為等容舒張期。AVC和MVO之間白色串珠曲線最大值為等容舒張期應變率(strain rate during isovolumic relaxation，SRIVR)。MVO右側第1個正向白色串珠曲線最大值為舒張早期應變率(strain rate during early diastole，SRe)。心電圖p波后(即心室舒張晚期)第2個白色串珠曲線最大值為舒張晚期應變率(strain rate during late diastole，SRa)。四腔心、兩腔心、三腔心切面各時期應變率的平均值分別記作左室各時期整體應變率(圖1)。

圖1 CMQ軟件獲取左室應變率指標

1.3 觀察指標 (1)T0與T1時間點SRIVR、SRe及SRa與同時點PCWP的相關性；(2)T0與T1時間點SRIVR、SRe及SRa預測PCWP增高的診斷效能；(3)T0與T1時間點病人SRIVR、SRe、SRa及PCWP的變化情況。

1.4 統計學方法 采用SPSS 22.0進行統計分析，計量資料以均數±標準差表示，組間比較采用t檢驗；采用Pearson相關系數描述SRIVR、SRe及SRa與PCWP的相關性。繪制ROC曲線，評估SRIVR、SRe和SRa對PCWP增高的診斷效能。以P<0.05為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 冠脈血運重建前后病人左心舒張功能變化 與T0時間點相比，T1時間點病人SRIVR與SRa明顯改善(P< 0.05)，而PCWP、SRe無明顯改變。見表1。

表1 病人不同時間點左心舒張功能變化

2.2 各時期SBIs與PCWP的相關性 在T0時間點，SRIVR與PCWP呈強負相關(r=-0.78，P<0.001)，SRe和SRa與PCWP無明顯相關性(r=0.07、0.20，P>0.05)；在T1時間點，SRIVR與PCWP呈強負相關(r=-0.72，P<0.001)，SRe和SRa與PCWP無明顯相關性(r=0.17、-0.03，P>0.05)。

2.3 各時期SBIs預測PCWP增高的診斷效能 以PCWP≥12 mmHg為陽性，繪制ROC曲線。T0時間點， SRIVR、SRe、SRa預測PCWP≥12 mmHg的AUC分別為0.88、0.55、0.52；T1時間點，SRIVR、SRe、SRa預測PCWP≥12 mmHg的AUC分別為0.89、0.56、0.55。

3 討論

隨著應變和應變率成像技術的出現，超聲心動圖可量化心肌運動，敏感、高效地診斷早期心功能異常[4]。2DSTI自動追蹤感興趣區域心肌組織信號，可對心肌各個運動方向的位移、應變、應變率以及心臟扭轉等進行定量分析[5-6]。本研究結果證實，經食道超聲2DSTI作為一項無創技術手段，與PCWP相比，可更敏感反映冠脈血運重建前后左心舒張功能變化，定量評價局部心肌舒張功能。

Magoon等[7]首先報道，冠脈搭橋手術病人舒張期應變和應變率與PCWP之間存有一定的相關性，并提出超聲相關斑點追蹤SBIs可替代有創PCWP監測。囿于軟件限制，該研究未準確測量SRIVR，僅簡單合并心肌收縮期和舒張期應變指標。SRIVR反映等容舒張期心肌運動狀況，能避免前后負荷及心房功能對研究結果造成的偏差。本研究精確測量SRIVR、SRe、SRa 3個指標，結果顯示在冠脈血運重建前后 SRIVR與PCWP呈顯著相關，而舒張早期及舒張晚期應變率與PCWP無明顯相關性。

通過心導管術測量的PCWP是常用的血流動力學監測指標，可直觀評價心臟舒張功能[8]，但其價格昂貴，操作復雜，易引發血管穿刺相關血腫、假性動脈瘤及血栓等并發癥[9-10]。Wang等[11]發現對于非手術病人，可以通過SRIVR評估左室舒張功能變化，但麻醉與血運重建對心臟舒張功能的影響尚未見報道。本研究對行off-pump CABG老年病人，在術中冠脈血運重建前后應用2DSTI實時測量SBIs，評估SBIs用于預測PCWP增高的敏感性。結果提示，SRIVR是PCWP≥12 mmHg的最佳預測因子，可有效預警PCWP升高。對于高風險危重癥病人，可在圍術期使用2DSTI技術替代漂浮導管評估心臟功能，減少有創監測引發的損傷。

術中應用超聲即時評估左心舒張功能變化的報道較少。本研究通過經食道超聲2DSTI測量冠脈血運重建前后左心舒張功能SBIs，結果顯示SRIVR及SRa在冠脈血運重建后有明顯改善，而SRe與PCWP無明顯改變，這提示2DSTI可更敏感、精準評估心臟舒張功能變化。左室舒張末期涉及左心房收縮射血，冠脈血運重建后SRa改善，可能源于左心房壁薄，結構較心室肌層次單一[12]，冠脈血運重建后竇房結支血運增加[13]，收縮功能改善更顯著，導致心房收縮期心室肌應變能力增強。經漂浮導管監測PCWP的干擾因素較多[14]，包括二尖瓣功能及前后負荷等，導致測量誤差，因此其精確性常受到質疑。

本研究尚存在幾點不足。首先，本試驗使用漂浮導管測量PCWP代替左室前負荷，并未直接測量左室舒張末壓值。其次，本研究未將左心房功能相關參數納入評估。最后，本研究為單中心小樣本量臨床試驗，尚需要多中心大樣本數據加以佐證。

綜上所述，經食道超聲斑點追蹤技術可以早期、敏感、準確地反映off-pump CABG老年病人血運重建后左心舒張功能變化，具有良好的臨床應用前景。