超聲心動圖評價動脈瘤性蛛網(wǎng)膜下腔出血患者心腦功能損傷程度的前瞻性研究

摘要：目的" 應用超聲心動圖評價動脈瘤性蛛網(wǎng)膜下腔出血（aSAH）發(fā)生后早期及晚期心臟功能的變化。方法" 納入2018年5月～2023年5月于首都醫(yī)科大學附屬北京中醫(yī)醫(yī)院確診為aSAH的患者83例。按心肌肌鈣蛋白（cTnI）水平將其分為高cTnI組（cTnI≥0.3 ng/mL，n=25）及低cTnI組（cTnIlt;0.3 ng/mL，n=58）。超聲心動圖評價左室長軸應變及徑向應變。分別計算得出整體長軸應變（GLS）及每個節(jié)段長軸應變達峰時間變異程度（LT-Dispersion）、每個節(jié)段徑向應變達峰時間變異程度（RT-Dispersion）及乳頭肌水平左室短軸切面左室前間隔與左室后壁徑向應變達峰時間差值（APT）。結(jié)果" 發(fā)生后早期高cTnI組LT-Dispersion、RT-Dispersion、APT及GLS受損更為顯著（Plt;0.05）；2組發(fā)生后晚期LT-Dispersion、RT-Dispersion、APT及GLS較發(fā)生后早期有明顯改善（Plt;0.05），低cTnI組改善程度較高cTnI組更顯著（Plt;0.05）。結(jié)論" GLS及反映左室局部運動不協(xié)調(diào)的指標LT-Dispersion、RT-Dispersion及APT與表現(xiàn)為cTnI升高的aSAH心腦損傷密切相關(guān)。超聲心動圖評價動脈瘤性蛛網(wǎng)膜下腔出血患者心腦功能損傷程度具有重要的臨床應用價值。

關(guān)鍵詞：蛛網(wǎng)膜下腔出血；動脈瘤性；心腦功能損傷；超聲心動圖

Echocardiographic evaluation of neurocardiac injury in patients with aneurysmal subarachnoid hemorrhage： a prospective study

QI Zhi1， ZHAO Chongchong2， LIU Xuemei1， QU Zhicheng3， CHEN Peng4， YUAN Fang4， WANG Ying1， CHEN Sidan1， TAN Chi1，" " " "DONG Xin5

1Department of Ultrasound， 3Department of Emergency， 4Department of Acupuncture， Beijing Hospital of Traditional Chinese Medicine， Capital Medical University， Beijing 100010， China; 2Department of Neurology， The Second Hospital of Lanzhou University， Lanzhou 730030， China; 5Department of Ultrasound， Shunyi Hospital， Beijing Hospital of Traditional Chinese Medicine， Capital Medical University， Beijing 101300， China.

Abstract： Objective To discuss changes in cardiac function from early stage after aneurysmal subarachnoid hemorrhage （aSAH） to shortly later stage using echocardiography. Methods We prospectively studied 83 patients with aSAH in Beijing Hospital of Traditional Chinese Medicine from May 2018 to May 2023. These patients were divided into the highly positive cTnI group （cTnI≥0.3 ng/mL， n=25） and the mildly positive cTnI group （cTnIlt;0.3 ng/mL， n=58） according to cTnI level. Longitudinal strain and radial strain were acquired by strain echocardiography. Global longitudinal strain （GLS）， the standard deviation of time-to-peak longitudinal strain from LV segments （LT-Dispersion）， the standard deviation of time?to?peak radial strain from LV segments （RT?Dispersion） and the time?to?peak radial strain difference between LV anterior septum and posterior wall in left ventricular short axis view at papillary muscle level （APT） were measured and calculated. Results At early stage， LT-Dispersion， RT-Dispersion， APT and GLS in highly positive cTnI group were associated with more serious neurocardiac damage than others （Plt;0.05）. Improvements （later stage vs early stage） of GLS， LT?Dispersion， RT?Dispersion and APT were more significantly better in the mildly positive cTnI group than in the highly positive cTnI group （Plt;0.05）. Conclusion GLS and left ventricular regional discoordination measured by LT-Dispersion， RT-Dispersion and APT were significantly associated with neurocardiac injury severity after aSAH as reflected by elevated cTnI. Novel echocardiographic analysis to detect neurocardiac injury severity in patients with aSAH has promise for clinical utility.

Keywords： subarachnoid hemorrhage; aneurysmal; neurocardiac injury; echocardiography.

收稿日期：2023-10-02

基金項目：首都醫(yī)科大學附屬北京中醫(yī)醫(yī)院兩院課題（LY201808）

作者簡介：齊" 治，博士，副主任醫(yī)師，E-mail： qizhimaomao@126.com

通信作者：趙翀翀，博士，主任醫(yī)師，E-mail： zhaocc@lzu.edu.cn；劉雪梅，碩士，主任醫(yī)師，E-mail： kaidongliu102@sina.com。趙翀翀、劉雪梅為共同通信作者。

動脈瘤性蛛網(wǎng)膜下腔出血（aSAH）為蛛網(wǎng)膜下腔出血（SAH）最為常見的類型［1］ 。出血激活交感神經(jīng)系統(tǒng)產(chǎn)生兒茶酚胺進入血液循環(huán)，影響心腦系統(tǒng)功能，aSAH患者常伴有表現(xiàn)為短暫的一過性的心臟功能損害的自限性應激性心肌病［2］ 。既往對這種應激性心肌病的研究包括：心電圖異常［3-4］ ，肌酸激酶同工酶、心肌肌鈣蛋白（cTnI）及心房尿鈉肽升高［5］ 以及超聲心動圖對節(jié)段性室壁運動異常以及左室收縮功能異常的評價［6-7］ 。傳統(tǒng)超聲心動圖指標節(jié)段性室壁運動異常、左室射血分數(shù)（LVEF），為評價aSAH心腦功能的損傷提供了豐富而有力的信息，但是同時也存在敏感性較低，易產(chǎn)生假陰性結(jié)果的缺點。二維斑點追蹤成像技術(shù)（2D-STI）的最大優(yōu)勢在于不存在角度依賴性，可以為急性期aSAH患者心臟功能的評價，特別是LVEF保留的aSAH患者，提供更多的確診和支持信息［8-11］ 。既往2D-STI研究通過左室整體長軸應變（GLS）評價aSAH患者的左室收縮功能，但對于左室運動協(xié)調(diào)性及同步性研究罕見。本研究通過傳統(tǒng)超聲心動圖指標及2D-STI應變指標，更加側(cè)重于對左室運動協(xié)調(diào)性及同步性的變化研究，揭示aSAH心腦功能損傷程度及病理生理學演變過程，為臨床診斷及治療提供更多的支持和信息。

1" 資料與方法

1.1" 一般資料

收集2018年5月～2023年5月于首都醫(yī)科大學附屬北京中醫(yī)醫(yī)院住院的首發(fā)aSAH患者。納入標準：診斷標準依據(jù)中國蛛網(wǎng)膜下腔出血診治指南（2015）［12］ 。根據(jù)患者癥狀、體征、CT檢查結(jié)果進行快速診斷，并根據(jù)CT檢查結(jié)果填寫Fisher量表進行評分，評分標準：0分，未見出血或僅腦室內(nèi)出血或?qū)嵸|(zhì)內(nèi)出血；1分，僅見基底池出血；2分，僅見周邊腦池或側(cè)裂池出血；3分，廣泛蛛網(wǎng)膜下腔出血伴腦實質(zhì)出血；4分，基底池和周邊腦池、側(cè)裂池較厚積血。排除標準：既往有嚴重神經(jīng)系統(tǒng)病變病史，包括嚴重頭痛、腦卒中、腦梗死、神經(jīng)系統(tǒng)變性疾病、運動障礙、嚴重神經(jīng)系統(tǒng)外傷史、神經(jīng)系統(tǒng)手術(shù)史以及先天性神經(jīng)系統(tǒng)發(fā)育不良性疾病；既往有心肌梗死病史、心臟手術(shù)病史、中－重度瓣膜反流、心房顫動、嚴重室性心律失常、心肌病、先天性心臟病；肝腎功能不全者；妊娠期、哺乳期婦女；聲窗嚴重不佳者。依據(jù)入選標準及排除標準，共入選83例患者。按cTnI水平將其分為高cTnI組（cTnI≥0.3 ng/mL，n=25）及低cTnI組（cTnIlt;0.3 ng/mL，n=58），兩組性別、年齡、高血壓的差異無統(tǒng)計學意義（Pgt;0.05），兩組Fisher's評分的差異有統(tǒng)計學意義（Plt;0.05，表1）。本實驗設計為前瞻性研究，分別于aSAH發(fā)生后0～5 d（早期）及7～12 d（晚期）對患者進行各項實驗室檢查、電生理檢查及超聲心動圖檢查。本研究通過首都醫(yī)科大學附屬北京中醫(yī)醫(yī)院倫理委員會審批（審批號：2023BL02-053-01）。

1.2" 超聲心動圖檢查

分別于aSAH發(fā)生后0～5 d及7～12 d，對所有入選患者應用Philips CX 50便攜超聲診斷儀及GE Vivid iq便攜超聲診斷儀進行超聲心動圖檢查。靜息狀態(tài)下，受試者取左側(cè)臥位，同步連接心電導聯(lián)，使用頻率為2～4 MHz扇掃探頭進行常規(guī)經(jīng)胸超聲心動圖檢查。所有圖像數(shù)據(jù)均連續(xù)采集3個心動周期，并存儲于超聲診斷儀硬盤中，再輸入計算機做進一步分析。應用Qlab 9.0軟件及EchoPAC軟件進行2D-STI分析，所采用聲學切面分別為經(jīng)胸骨旁左室短軸系列切面（自二尖瓣瓣環(huán)水平至心尖平），心尖四腔心、兩腔心及三腔心切面，并保證幀頻足夠（60～90幀/s），此過程中囑患者控制呼吸，動態(tài)電影取樣時長為3個心動周期。

于心尖四腔心切面勾畫左心室心內(nèi)膜邊界，根據(jù)美國超聲心動圖學會標準應Simpson's法測量并計算得出LVEF［13］ 。將左心室分為18個節(jié)段，對每個節(jié)段室壁運動進行評分，并計算室壁運動評分指數(shù)（WMSI）［14］ 。

應用Qlab 9.0軟件對所儲存動態(tài)二維圖像進行二維長軸應變及二維徑向應變成像分析，于心內(nèi)膜顯示最清楚時（通常是收縮末期）凍結(jié)二維灰階圖像，沿左室心內(nèi)膜及心外膜邊界手動勾畫輪廓，并進行微調(diào)。軟件記錄出每個節(jié)段的二維應變及每個節(jié)段應變達峰時間，計算每個節(jié)段長軸應變達峰時間變異程度（LT-Dispersion），每個節(jié)段徑向應變達峰時間變異程度（RT-Dispersion）及乳頭肌水平左室短軸切面左室前間隔與左室后壁徑向應變達峰時間差值（APT）。整體長軸應變（GLS）由軟件直接計算得出。

于心尖四腔心切面二尖瓣瓣尖下約1 cm處記錄二尖瓣前向血流頻譜，測量二尖瓣血流頻譜舒張早期E峰、舒張晚期A峰。在TDI模式下，測量側(cè)壁側(cè)二尖瓣瓣環(huán)舒張早期峰值流速速度Ea［15］ 。

1.3" 重復性分析

評價各測量指標的觀察者內(nèi)差異時，隨機抽取50個圖像由一位超聲檢查醫(yī)師進行測量，間隔1月后由同一檢查者再次對同批圖像進行測量。評價各測量指標的觀察者間差異時，隨機抽取50個圖像由一位超聲檢查醫(yī)師進行測量，再由另一位超聲檢查醫(yī)師在不知前次結(jié)果的情況下進行測量。觀察者內(nèi)和觀察者間的變異通過計算平均百分比誤差的方式進行評估，平均百分比誤差等于兩測量值之間的絕對差值與其二者均值的百分比。

1.4" 統(tǒng)計學分析

采用SPSS16.0軟件對數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計學分析，非評分類計量資料以均數(shù)±標準差表示，評分類計量資料中位數(shù)（上下四分位數(shù)）表示，計數(shù)資料以n（%）表示。采用兩因素兩水平重復測量分析對低cTnI組與高cTnI組早期與晚期數(shù)據(jù)變化進行比較；采用卡方檢驗對分類變量進行分析；采用獨立t檢驗對兩組臨床資料進行比較。以Plt;0.05為差異有統(tǒng)計學意義。

2" "結(jié)果

早期高cTnI組LT-Dispersion、RT-Dispersion、APT延長及GLS減低較低cTnI組更為顯著（Plt;0.05）。2組晚期LT-Dispersion、RT-Dispersion、APT及GLS較發(fā)生后早期有明顯改善（Plt;0.05），低cTnI組改善程度較高cTnI組更為顯著（Plt;0.05，表2、圖1）。

晚期2組WMSI，E/Ea及LVEF均較早期有所改善（Plt;0.05），但兩組間的改善程度差異無統(tǒng)計學意義（Pgt;0.05，表3）。

3" 討論

aSAH的心腦功能損傷廣泛存在。關(guān)于aSAH的心腦功能損傷的幾種病因假說存在爭議，包括冠狀動脈疾病、冠狀動脈痙攣及心肌梗死等［16］ 。然而，最為合理和易于接受的假說，是由于aSAH患者出血激活交感神經(jīng)系統(tǒng)產(chǎn)生兒茶酚胺進入血液循環(huán)，造成短暫的一過性的心臟功能損害，形成自限性應激性心肌病，導致心腦功能損傷［17］ 。特別是兒茶酚胺進入血液循環(huán)，造成了鈣離子的超負荷，導致心肌細胞的功能受損［18-19］ 。血清心肌酶水平的升高，特別是cTnI水平的升高，證實了aSAH患者心肌細胞的受損，而血清cTnI水平的高低代表著心肌細胞受損的程度，本研究中血清cTnI于aSAH發(fā)生早期（0～5 d）進行檢測，因其代表心肌細胞受損程度，以其為依據(jù)進行分組，分為高cTnI組及低cTnI組。隨著aSAH患者病程的進展，到aSAH發(fā)生晚期（7～12 d）血清cTnI水平逐漸回歸正常均值水平，也證實了aSAH患者一過性的自限性應激性心肌病的病理生理學轉(zhuǎn)歸［20］ 。

SAH中左室收縮功能異常的發(fā)生率約占10%［21］ 。aSAH的心腦功能損傷表現(xiàn)是多變的，一些常規(guī)評價指標，包括LVEF及WMSI，并不能完全準確地對其進行評估，這種評估不僅包括對早期出現(xiàn)左室收縮功能異常，但是超聲心動圖傳統(tǒng)參數(shù)“假陰性”的不敏感度，同時也包括對aSAH發(fā)生晚期左室收縮功能異常恢復情況的評估，尤其對LVEF保持的aSAH患者的評估更加有利。例如，晚期2組WMSI、E/Ea及LVEF均較早期有所改善，但2組之間的改善程度的差異無統(tǒng)計學意義。2D-STI中的應變與傳統(tǒng)評價左室收縮功能的超聲心動圖指標對比，可以更細微的評價心肌收縮功能的變化，其最大的優(yōu)勢在于不存在角度依賴性，進一步增加了評估的準確性［10-11］ 。GLS在2D-STI中研究最為廣泛，作為評價左室運動功能的重要的、穩(wěn)定的指標，與2D-STI中的左室圓周應變、左室徑向應變相比，具有更好的特異性及敏感度。早期高cTnI組的GLS明顯低于低cTnI組。晚期低cTnI組GLS的改善程度明顯高于高cTnI組。GLS作為傳統(tǒng)超聲心動圖評價（包括LVEF、WMSI等）指標的有益補充，對于aSAH的心腦損傷程度的評價是穩(wěn)定的、可靠的，可為臨床診斷和治療提供更多的信息和依據(jù)。

在心室舒張末期，正常竇房結(jié)激動引起心房的有序收縮并充盈心室，心室隨后進行有序而協(xié)調(diào)的收縮及舒張。機械性非同步化運動是指機械性激動和心腔收縮的不同步性，究其原因為局部室壁收縮不協(xié)調(diào)，繼而發(fā)生心電圖異常及心律失常。心電圖異常及心律失常在SAH中的發(fā)生率為25%～90%［22］ 。評價心室非同步化運動的超聲心動圖方法很多，包括組織多普勒成像，脈沖多普勒成像及2D-STI等，旨在關(guān)注不同室壁節(jié)段運動觸發(fā)時間，從而計算不同室壁節(jié)段觸發(fā)運動的時間差值，判斷整體心室運動的同步性及協(xié)調(diào)性。既往在臨床實踐中應用較多的評價方法，包括組織多普勒成像及脈沖多普勒成像，而應用2D-STI罕有。本研究在2D-STI中評價左室長軸應變及徑向應變，分別計算得出每個室壁節(jié)段的LT-Dispersion、RT-Dispersion及APT。通過統(tǒng)計學分析發(fā)現(xiàn)，早期高cTnI組LT-Dispersion、RT-Dispersion及APT延長較低cTnI組更為顯著。2組晚期LT-Dispersion、RT-Dispersion及APT較發(fā)生后早期有明顯改善，低cTnI組改善程度較高cTnI組更為顯著。LT-Dispersion、RT-Dispersion及APT用于評價左室局部運動不協(xié)調(diào)敏感、可靠，進而反映aSAH心臟功能的損傷程度。

作為評價左室收縮功能的傳統(tǒng)超聲心動圖指標WMSI、LVEF及反映左室舒張功能和左室充盈壓的傳統(tǒng)超聲心動圖指標E/Ea，晚期2組WMSI、E/Ea及LVEF均較早期有所改善，但2組之間改善程度的差異無統(tǒng)計學意義，說明aSAH作為自限性應激性心肌病在發(fā)病晚期左室收縮功能及舒張功能的明顯改善，但是傳統(tǒng)超聲心動圖指標并未體現(xiàn)兩組間前后變化的細微差異，需要更加敏感的評價方法進行補充，進一步驗證了2D-STI對于評價左室收縮功能、左室運動協(xié)調(diào)性及同步性的必要性和科學依據(jù)。

本試驗的局限性仍體現(xiàn)在較小的樣本量。由于aSAH病情嚴重程度及其自限性的心腦功能損害的采樣時間周期的特殊性，納入研究者的過程較為緩慢；本研究的研究對象為aSAH患者，排除了其他由于外傷等原因造成的SAH患者，納入標準較為嚴格，也限制了研究對象入組數(shù)量的增長。未來研究的改進重點仍著眼于繼續(xù)加大樣本含量以克服以上不足。

綜上，aSAH患者的心腦功能損傷是一種伴隨著短暫心臟功能受損的應激性心肌病。GLS及反映左室局部運動不協(xié)調(diào)的指標LT-Dispersion、RT-Dispersion及APT與表現(xiàn)為cTnI升高的aSAH心腦損傷密切相關(guān)。超聲心動圖評價aSAH患者心腦功能損傷程度具有重要的臨床應用價值。

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（編輯：郎" 朗）