应用超声心动图探讨心脏再同步化治疗患者的应变率与左心室舒张功能的关系

兰亭玉，王浩，孙欣

应用超声心动图探讨心脏再同步化治疗患者的应变率与左心室舒张功能的关系

兰亭玉，王浩，孙欣

目的：本研究旨在应用二维斑点追踪超声心动图（2D-STE）技术探讨心脏再同步化治疗（CRT）患者2D-STE舒张早期应变率参数与左心室舒张功能之间的关系。

二维斑点追踪超声心动图；应变率；心脏再同步化治疗；左心室舒张功能

(Chinese Circulation Journal, 2014,29:899.)

心脏再同步化治疗（CRT）对于宽QRS波、射血分数降低、进展性心力衰竭（HF）是有益的。与CRT对收缩功能的影响广泛研究相反，关于CRT对舒张功能的影响的研究存在着争论。一些研究认为，CRT反应患者左心室充盈压有改善，而另一些研究认为这种效果不是很明确[1]。在临床上，目前常用二尖瓣舒张早期峰值流速和二尖瓣环舒张早期运动速度的比值（E/E’）来评估左心室充盈压。然而，近来的研究认为此参数不同程度的受到左心室构型等因素影响，存在一定的局限性。二维斑点追踪超声心动图（2D-STE）评价与左心室负荷无关的左心室松弛特性能够克服E/E’值的限制[2]。2D-STE是定量评估心肌节段性形变的超声技术[3]，该技术已经经过标记的核磁共振成像所验证[4,5]。本研究应用2D-STE技术，评价CRT反应不同对左心室舒张功能的影响，探讨用2D-STE参数评估CRT超声心动图反应性的有效截点。

1 对象方法

研究对象：2012-09至2013-01入选的70例患者根据目前CRT指南，心力衰竭患者达药物治疗最佳≥2个月，左心室射血分数（LVEF）≤35%, QRS≥120 ms，纽约心功能分级Ⅱ～Ⅳ级。并除外持续性心房颤动，严重的瓣膜病，心肌梗死，肺动脉高压及经胸声窗不佳致图像不清晰无法分析者。

仪器与方法： 采用GE Vivid E9彩色超声诊断仪，M5S探头，频率1.7～3.4 MHz。探测深度为14～16 cm，扫描角度为90～120°，2D-STE帧频为60～90帧/秒。外接Echopac数字超声工作站。受检者左侧卧位，常规记录二尖瓣前向血流脉冲频谱，组织多普勒室间隔侧二尖瓣环运动速度，双平面Simpson’s法测量左心室射血分数。为了评估左心室整体应变率，留取左心室短轴的心尖水平、乳头肌水平和二尖瓣水平图像及心尖四腔心、三腔心、两腔心切面连续4～5个心动周期动态图像，存贮于内置硬盘，并备份于DVD光盘，供脱机分析处理。

2D-STE图像分析：应用Echopac专用软件进行分析。于心内膜显示最清楚时冻结二维灰阶图像，沿左心室心内膜边界手动勾画轮廓，系统自动生成感兴趣区，并将左心室壁均分为6个节段进行自动追踪（如图1所示）。由2D-STE获得的评估左心室舒张功能的参数有：舒张早期纵向应变率（LSRe）；舒张早期圆周应变率（CSRe）；舒张早期径向应变率（RSRe）；舒张早期旋转率（RotRe）。（应变率指标在统计分析时取绝对值，LSRe由心尖3个切面经软件分析获得，CSRe、RSRe和RotRe由不同水平3个左心室短轴切面经软件分析获得，每个参数取3个切面18个节段的平均值）。

图1 二维斑点超声心动图图像

2 结果

患者的一般情况：患者的一般情况如表1所示。70例患者中，41例（58.6%）患者在12个月的随访中达到了CRT超声心动图反应性的随访标准为CRT超声心动图反应组（12个月随访中左心室收缩末容积减少≥15%）。29例（41.4%）患者为超声心动图未达到反应性随访标准的为CRT超声心动图未反应组。

患者左心室舒张功能：在12个月的随访中，CRT超声心动图反应组观察到，舒张早期二尖瓣峰值流速（E）、E/舒张晚期二尖瓣峰值流速（A）、E/舒张早期二尖瓣环峰值流速（E’）值比基线值降低和减速时间（DT）的延长，左心房容积明显减少，差异有统计学意义（P均＜0.05）。CRT超声心动图未反应组在12个月随访中，E’值降低，E/E’值的增加和DT延长。表2

表1 患者的一般情况

表1 患者的一般情况

注：ACEI：血管紧张素转换酶抑制剂 LVEDV：左心室舒张末容积LVESV：左心室收缩末容积 LVEF：左心室射血分数 E：舒张早期二尖瓣峰值流速 E’：舒张早期二尖瓣环峰值速度 A：舒张晚期二尖瓣峰值流速 CRT：心脏再同步化治疗

CRT超声心动图末反应组 (n=29)年龄 (岁, x±s) 62.1± 2.68 60.5± 1.14男性比例[例 (%)] 26 (65) 17 (59)体重 (kg) 64.76±12.45 66.37±11.86体表面积 (m2) 1.65±0.27 1.81±0.32心率 (次/分) 68.5±6.0 68.1±5.7 NYHA纽约心功能分级[例 (%)]Ⅱ级 12 (30) 7 (24)Ⅲ级 27 (67) 19 (65)Ⅳ级 2 (4) 3 (16)控制心力衰竭的药物[例 (%)] ACEI类 38 (92) 27 (93)利尿剂 37 (90) 26 (90) β受体阻滞剂 32 (78) 23 (79) QRS (ms) 169.6± 73.6 174.8± 59.4 LVEDV (ml) 238.2± 56.9 243.7 ±52.4 LVESV (ml) 186.7±18.1 184.5±26.2 LVEF (%) 26.1±2.9 27.4 ±4.9 E (cm/s) 75.6±91.3 81.2 ±38.1 E’ (cm/s) 5.9 ±9.4 7.4 ±1.26 E/A 1.4± 2.7 1.6±3.1 E/E’ 13.4 ±7.3 13.5±9.2项目 CRT超声心动图反应组 (n=41)

表2 随访两组的左心室舒张功能各指标变化

表2 随访两组的左心室舒张功能各指标变化

注：与本组基线值相比*P＜0.05。DT：减速时间 LSRe：舒张早期纵向应变率 CSRe：舒张早期圆周应变率 RSRe：舒张早期径向应变率 RotRe：舒张早期旋转率。余注见表1

CRT超声心动图未反应组(n=29)基线值 12个月 基线值 12个月LVEDV (ml) 238.2±56.9 168.9±65.2*243.7±52.4 255.1±32.9*LVESV (ml) 186.7±18.1 114.3±36.4*184.5±26.2 187.3±69.3 LVEF (%) 26.1±2.9 38.7±1.8* 27.4±4.9 29.8±4.6*DT (ms) 200.8±86.8 235.6±65.1*193.1±121.9 213.4±141.8*E (cm/s) 75.6±91.3 63.2±24.6* 81.2±38.1 80.5±40.8 E’ (cm/s) 5.9±9.4 7.1±6.8 7.4±1.26 6.8±5.9*E/A 1.4±2.7 0.8±8.9* 1.6±3.1 1.8±2.9 E/E’ 13.4±7.3 11.1±3.6* 13.5±9.2 15.8±8.7*左心房容积 (ml) 74.5±36.8 69.5±27.2* 86.8±56.8 89.6±38.9*LSRE (S-1) 0.51±0.44 0.62±0.56* 0.48±0.57 0.50±0.39 CSRE (S-1) 0.98±0.60 1.12±0.67* 0.96±0.57 0.98±0.64 RSRE (S-1) 0.49±0.65 0.56±0.67* 0.53±0.76 0.55±0.62 RotRE (°/s) 40.72±24.28 43.79±26.43*39.48±26.75 41.98±21.65 CRT超声心动图反应组(n=41)

2D-STE所测舒张早期应变率与CRT超声心动图反应性之间的关系：以2D-STE所测舒张早期应变率预测CRT超声心动图反应性，绘制ROC曲线（如图2所示）。舒张早期纵向应变率（LSRe）、舒张早期圆周应变率（CSRe）、舒张早期径向应变率（RSRe）和舒张早期旋转率（RotRe）预测CRT超声心动图反应性的ROC曲线下面积分别为 0.920（P=0.046）、0.754（P=0.074）、0.690（P=0.047）和 0.596（P=0.049）。LSRe、RSRe、RotRe对 于预测CRT超声心动图反应性具有统计学意义，而且LSRe预测价值优于其他参数。因从患者ROC曲线得出LSRe CUT OFF值≥0.68预测CRT超声心动图反应的敏感性为83%，特异性为75%，在4个曲线中值最高。

图2 二维斑点追踪超声心动图所得的舒张早期应变率预测心脏再同步化治疗超声心动图反应性的ROC曲线

3 讨论

虽然CRT治疗对于心力衰竭患者能降低死亡率，改善临床症状、生存质量和功能分级[6,7]，但仍有一部分人未获益。除了与病人入选标准、肺动脉高压等并发症、左心室导线位置和CRT反应定义不同有关外，另一个原因是左心室舒张功能的作用[8]。然而与CRT对左室收缩功能广泛而深入的研究相比，CRT对左室舒张功能的影响的研究较少且存在着争议[1,9-11]。Waggoner等[10]于50名心力衰竭患者中用常规超声参数评估了短时间内CRT对左心室舒张功能的影响，4个月随访后，发现多普勒参数E/E’在CRT反应组有显著性改善，而非反应组没有显著性的改善。相比之下，负荷依赖性的左室舒张功能参数在CRT超声心动图反应组和未反应组均未见显著性改善。因此，该作者认为CRT对左心室充盈压的改善有益，而对左室松弛功能改善无益。Jansen等[9]对52例患者在CRT植入术前、3个月和12个月时进行一系列超声心动图检查，在左心室收缩功能改善的患者观察到左心室舒张功能的显著性改善。因此该研究认为在左心室收缩功能明显改善时，左心室松弛性和充盈压也有显著性改善[9]。本研究包括70名进行CRT治疗的心力衰竭患者。在12个月的随访中，CRT超声心动图反应组观察到E、E/ A、E/E’值的降低和DT时间的延长，依据美国超声心动图学会（ASE）关于超声心动图评估左心室舒张功能的建议，E、E/A和E/E’有所改善，左心房容积也明显减少。虽然在超声心动图反应组DT值无改善，但是其他评价舒张功能的参数和左心房容积明显改善。综合评价，左心室舒张功能有所改善，且与左心室收缩功能改善同时存在。在CRT超声心动图未反应组发现在12个月随访中E’、DT和E/E’值无改善。与Jansen等[9]的研究结果相一致。

2D-STE对心肌应变及应变率的评估已被标记的核磁共振成像（MRI）和声纳微测量验证是精确的[12]。最近的研究也证实了其指标与侵入性方式评估舒张功能指标的可靠性[5,13]。本研究应用舒张期应变率评估CRT病人的舒张功能，研究发现在CRT超声心动图反应组除了常规评估舒张功能的参数外，舒张早期应变率有显著性改善；而在CRT未反应组未观察到舒张早期应变率的显著性改善。Dokainish 等[13]和Goebel等[14]所得结果与本研究相似，与此两项研究不同，本文应用2D-STE所得的全部舒张早期应变率参数来评估CRT不同反应性对左心室舒张功能的影响，而前两项研究只局限于LSR。Egnaczyk等[8]认为左室充盈的受损可能与CRT反应性差有关，之前也有研究认为限制性充盈模式与CRT反应较差相关[15]，因此舒张功能的参数对于CRT反应性的评估可能会优于收缩功能参数。本研究将舒张早期应变率预测CRT超声心动图反应性做ROC曲线，发现LSRe评估CRT超声心动图反应更灵敏。因此， LSRe可能成为衡量左心室舒张功能、评估CRT超声心动图反应性与否的更敏感指标。

研究局限性：本研究样本量偏小，虽然结果具有一定的统计学意义，但是仍需在未来的研究中继续扩大样本量进一步验证，并可以进行长期随访，从而对此类患者舒张功能做出准确而全面的评估。

结论：本研究明确验证了2D-STE得到的舒张期应变率评估CRT不同反应组间左室舒张功能改变的有效性，同时本研究发现LSRe预测CRT超声心动图反应性的价值更大，可能作为评价左心室舒张功能的敏感指标。

[1] Doltra A, Bijnens B, Tolosana JM, et al. Effect of cardiac resynchronization therapy on left ventricular diastolic function: implications for clinical outcome. J Cardiac Failure , 2013, 19: 795-801.

[2] Shanks M, Antoni1 ML, Ulas Hoke, et al. The effect of cardiac resynchronization therapy on left ventricular diastolic function assessed with speckle-tracking echocardiography. European J Heart Failure, 2011, 13: 1133-1139.

[3] Sengupta PP, Khandheria BK, Narula J. Twist and untwist mechanics of the left ventricle. Heart Fail Clin, 2008, 4: 315-324.

[4] Amundsen BH, Helle-Valle T, Edvardsen T, et al. Noninvasive myocardial strain measured by speckle tracking echocardiography. Validation against sonomicrometry and tagged magnetic resonance imaging. J Am Coll Cardiol, 2006, 47: 789-793.

[5] Notomi Y, Setser RM, Shiota T, et al. Assessment of left ventricular torsional deformation by Doppler tissue imaging: Validation study with tagged magnetic resonance imaging. Circulation, 2005, 111: 1141-1147.

[6] 李小鹰. 2010年慢性心力衰竭治疗进展. 中国循环杂志, 2011, 26: 81-83.

[7] 杨玉春, 周晓欢, 木胡牙提, 等. 心脏再同步治疗对中重度慢性心力衰竭的疗效研究. 中国循环杂志, 2014, 29: 194-197.

[8] Egnaczyk GF, Chang ES. The relationship between cardiac resynchronization therapy and diastolic function. Current Heart Failure Reports, 2014, 11: 64-69.

[9] Jansen AH, van Dantzig J, Bracke F, et al. Improvement in diastolic function and left ventricular filling pressure induced by cardiac resynchronization therapy. Am Heart J , 2007, 153: 843-849.

[10] Waggoner AD, Faddis MN, Gleva MJ, et al. Improvements in left ventricular diastolic function after cardiac resynchronization therapy are coupled to response in systolic performance. J Am Coll Cardiol , 2005, 46: 2244-2249.

[11] Yu CM, Zhang Q, Yip GW, et al. Are left ventricular diastolic function and diastolic asynchrony important determinants of response to cardiac resynchronization therapy? Am J Cardiol, 2006, 98: 1083-1087.

[12] Wang J, Khoury DS, Thohan V, et al. Global diastolic strain rate for the assessment of left ventricular relaxation and filling pressures. Circulation, 2007, 115: 1376-1383.

[13] Dokainish H, Sengupta R, Pillai M, et al. Usefulness of new diastolic strain and strain rate indexes for the estimation of left ventricular filling pressure. Am J Cardiol, 2008, 101: 1504-1509.

[14] Goebel B, Haugaa KH, Meyer K, et al. Early diastolic strain rate predicts response to heart failure therapy in patients with dilated cardiomyopathy. Int J Cardiovasc Imaging , 2014, 3: 505-513.

[15] Meta-analysis Research Group in Echocardiography (MeRGE) Heart Failure Collaborators. Independence of restrictive filling pattern and LV ejection fraction with mortality in heart failure: an individual patient meta-analysis. Eur J Heart Fail, 2008, 10: 786-792.

Evaluation on Left Ventricular Diastolic Function by Echocardiographic Strain Rate in Patients With Cardiac Resynchronization Therapy

LAN Ting-yu, WANG Hao, SUN Xin.
Department of Echocardiography, Cardiovascular Institute and Fu Wai Hospital, CAMS and PUMC, Beijing (100037), China

WANG Hao, Email: fuwaiwanghao@gmail.com

Objective: To explore the relationship between strain rate parameter and left ventricular diastolic function (LVDF) in patients with cardiac resynchronization therapy (CRT) by two-dimensional speckle tracking echocardiography (2D-STE).Methods: A total of 70 heart failure (HF) patients with CRT were studied. The early left ventricular diastolic strain rate was obtained by 2D-STE technology, the differences of left ventricular diastolic functional parameters to various CRT echocardiographic responses were observed. The area of relevant parameters under ROC curve was calculated by early left ventricular diastolic strain rate for predicting CRT echocardiographic response.Results: There were 41 patients presented as CRT echocardiographic responders at 12 months of follow-up period, 29 patients were non-responders. The most parameters of LVDF were signif i cantly improved than the base line in 41 responders. The maximum area of 2D-STE derived parameters under ROC curve was obtained by LSREpredicted CRT echocardiographic responseConclusion: LSREhad greater value for predicting CRT echocardiographic response, it might be used as a sensitive index for evaluating LVDF in HF patients.

Two-dimensional speckle tracking echocardiography; strain rate; Cardiac resynchronization therapy; Left ventricular diastolic function

2014-04-18）

（编辑：常文静）

100037 北京市，北京协和医学院 中国医学科学院 阜外心血管病医院 超声科

兰亭玉 住院医师 博士研究生 研究方向为心肌病的超声诊断 Email：lantingyu25@sina.com 通讯作者：王浩 Email：fuwaiwanghao@gmail.com

R54

A

1000-3614（2014）11-0899-04

10.3969/j.issn.1000-3614.2014.11.011

方法：研究选取70例实施CRT的心力衰竭患者。应用2D-STE技术获取患者舒张期早期应变率，观察左心室舒张功能参数于CRT超声心动图不同反应组中变化差异。计算受试者工作特征曲线（即ROC曲线）下面积。

结果： 41例患者在12个月的随访中达到了CRT超声心动图反应标准的为CRT超声心动图反应组；29例为超声心动图未反应者为CRT超声心动图未反应组。41患者在CRT超声心动图反应组中观察到大多数评估左心室舒张功能的参数较基线显著改善。以2D-STE所测舒张早期应变率预测CRT超声心动图反应与否绘制ROC曲线。舒张早期纵向应变率预测CRT超声心动图反应性的ROC曲线下面积最大。

结论：舒张早期纵向应变率预测CRT超声心动图反应性价值更大，可作为评价舒张功能的更为敏感指标。