超声斑点追踪技术评价肥厚性心肌病和高血压性心脏病患者右心功能的研究＊

陈琳 郑秀峰 何宝强 王政 曹琳 刘彤梅

肥厚性心肌病（hypertrophic cardiomyopathy，HCM）是一种由于肌小节蛋白编码基因变异或遗传原因不明的以左心室肥厚为特征的心脏疾病[1]。其组织形态学改变为广泛或局域性的左心室肥厚，超声心动图表现常有心室壁的增厚，多为弥漫性增厚，少数为室间隔基底段增厚。高血压性心脏病（hypertensive heart disease，HHD）和HCM的超声心动图表现具有一定的相似性，也可以表现为广泛或局限性的左心室肥厚，因此临床超声鉴别诊断存在困难。近期研究发现，HCM可能同时累及右室心肌，影响右心结构和功能[2]。尽管目前对于HCM患者右心室结构和功能异常的报道较少，但是越来越多的证据证明HCM可以造成右心室肥厚，右心质量增加及收缩和舒张功能障碍[3-4]。而HHD对于右心功能的影响较小，因此有望以此作为两种疾病的超声诊断鉴别要点。

随着新型超声成像技术的发展，组织多普勒（tissue Doppler imaging，TDI）和二维斑点追踪技术（strain or speckle tracking imaging，STI）已经作为非常成熟的技术用来评估左心室运动的同步性，心肌的收缩功能等多数左心功能指标，能够更好地帮助理解心力衰竭发生发展过程中左室重构和收缩功能异常[5]，然而对于HCM患者右心应变的数据尚有限。本研究中，笔者尝试去分析HCM患者右心局部和整体应变的特点，比较HCM，HHD和正常人群右心应变的差异；尝试去探寻HCM患者右心功能变化的超声特点，作为鉴别HCM和HHD的方法，现报道如下。

1 资料与方法

1.1 一般资料

该病例对照研究对象为2017年6月-2019年12月就诊于黑龙江省医院的患者，其中HCM患者32例，HHD患者21例。HCM的诊断标准为：没有其他明确原因导致心肌肥厚情况下，二维超声心动图或心血管磁共振成像显示左心室任意部位的舒张末期最大室壁厚度≥15 mm。当存在HCM家族史或基因检测阳性时，室壁肥厚（13～14 mm）。HHD定义为：明确的高血压病史（收缩压≥140 mmHg和/或舒张压≥90 mmHg），常规超声心动图结果提示左心室增厚（室间隔或后壁厚度≥13 mm）。纳入标准：所有患者均为窦性心律，左心功能正常（EF值＞55%），不合并肺动脉高压。另同期选择笔者所在医院健康志愿者11例作为对照组，纳入标准：常规心电图、超声心动图及实验室检查均未见明显异常，无基础疾病。排除标准：合并冠状动脉粥样硬化性心脏病，严重的二尖瓣三尖瓣或肺动脉疾病。本研究经笔者所在医院伦理委员会批准，入选研究对象均知情且同意。三组年龄、性别、吸烟等一般资料比较差异无统计学意义（P＞0.05），有可比性，见表1。

表1 三组一般资料比较

1.2 方法

1.2.1 右心超声心动图 HD15（Philips，荷兰）系统和3.5 MHz换能器用于经胸超声心动图评估。调整设备达最高的帧速率（50～90帧/s）。为设置图像窗口为15°～30°，被评估的室壁位于图像中间且平行于超声波束。记录标准的心尖四腔心、三腔心和两腔心切面，每个数据均采集四个心动周期的图像用于分析。使用改良的Simpson方法计算左室射血分数。使用脉冲多普勒从心尖四腔影像中获取二尖瓣和三尖瓣的血流速度。运用四腔心切面采集收缩和舒张末期右室面积计算得出右心面积缩小分数（right ventricular fractional area shortening，RVFS）。右心室厚度运用二维超声在胸骨下四腔心切面观察舒张末期右心室游离壁厚度，而右心室基底部内径是在心尖四腔心切面测量其舒张期内径。

从心尖四腔切面使用组织多普勒成像技术将取样线置于三尖瓣环外侧，然后测量三尖瓣环峰值组织速度，包括收缩期，舒张早期和舒张晚期速度。为了确定瓣环的运动和偏移，使用心尖四腔视图中的图像，将M型光标定位于三尖瓣平面与右室游离壁的交汇处。最大三尖瓣环平面收缩期偏移（tricuspid annular plane systolic excursion，TAPSE）被定义为三尖瓣环从心房上升后最高位置到心室收缩期间的峰值下降的总偏移。所有患者超声心动图均未显示肺动脉狭窄或右室流出道阻塞，因此，右室收缩压（right ventricular systolic pressure，RVSP）被认为等同于肺动脉收缩压。根据三尖瓣最大返流速度，使用修正的伯努利方程，通过计算右心室和右心房之间的收缩压梯度来估算右室收缩压。然后根据下腔静脉的大小和随呼吸口径的变化，将此值添加到估计的右心房压力中。

1.2.2 斑点追踪技术 使用常规的灰度右心室聚焦视野图像，通过二维散斑跟踪纵向应变，对右心室游离壁中的右心室散斑跟踪应变的纵向变形进行评估，并使用专用软件（QLab版本7.1，Philips）离线进行评估。简而言之，从右心室聚焦的视图上通过逐点追踪的方法描记右心室舒张末期的心内膜，形成一个感兴趣的区域（region of interest，ROI）并追踪。然后生成第二个更大的ROI，并在心外膜附近手动进行调整。右心室纵向应变数据是预先用盲法从在四个腔室视图中获得的图像。通过鼠标点击描记的方法确定了3个右心室锚点（瓣环和右室顶点）使软件能够自动跟踪心内膜轮廓，以进一步优化软件的追踪效果。长轴应变的数据是右室室间隔（基底段，中间段和心尖段），游离壁（基底段，中间段和心尖段）应变的平均值。右心室总体长轴应变（global longitudinal strain，GLS）取室间隔和游离壁应变的平均值。

1.3 统计学处理

本研究数据采用Windows版本SPSS 17.0统计学软件进行分析和处理，计量资料以（±s）表示，两组间比较运用t检验，多组间比较运用单因素方差分析；计数资料以率（%）表示，采用χ2检验，运用ROC曲线筛选诊断的最佳cut-off值，双侧P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 临床基线资料

与对照组相比，HHD组和HCM组BMI、心率、NYHA心功能分级、肌酐、NT-proBNP水平明显高（P＜0.05），eGFR和血红蛋白水平明显低（P＜0.05）。HHD组较HCM组高血压患病率明显高（P＜0.05）；HCM组和HHD组间NYHA心功能分级、心率、肾功能指标和NT-proBNP水平等比较差异无统计学意义（P＞0.05），见表 2。

表2 三组临床基线资料比较

表2 （续）

2.2 超声心动图指标

三组人群均无合并左室流出道梗阻（舒张晚期左室流出道压差≥30 mmHg）。与对照组相比，HHD组和HCM组室壁厚度明显增加，左心房内径明显增加（P＜0.05）；与HHD组相比，HCM组患者室间隔厚度和右心室舒张末期内径明显增加（P＜0.05）。右室瓣环组织多普勒S’、E’和A’峰值速度，HCM组较其余各组明显低（P＜0.05）；而传统反映右心功能的指标TAPSE、RVFAS和RVSP，HCM组和HHD组比较差异无统计学意义（P＞0.05）；另外，在超声测量中发现，HCM患者超声图像显示，大多数局域性肥厚常常发生在室间隔（26例，占81.3%），其次为心尖部（5例，占15.6%），向心性肥厚（1例，占3.1%），见表3。

表3 三组超声心动图指标 （±s）

表3 三组超声心动图指标 （±s）

组别 LVEF（%） IVSTd（mm） LVPWd（mm） LVDd（cm） LVDs（cm） LA（cm） RVW（mm）对照组（n=11） 64.5±2.5 8.8±1.4 8.6±1.4 4.8±0.4 3.2±0.3 3.2±0.5 4.4±0.5 HHD 组（n=21） 62.6±5.0 16.3±2.3* 15.2±2.5* 4.1±0.7 2.1±0.7 3.9±0.6* 4.9±0.9 HCM 组（n=32） 66.5±6.2 23.3±4.9*# 15.6±4.0* 3.8±0.8 1.6±0.3* 4.1±0.6* 5.5±1.4*#

表3 （续）

2.3 右室心肌应变

在获取的超声图像中，94%（361/384，所获取图像可进行斑点追踪及应变分析的节段占所有获取节段的百分比，获取节段384个，其中进行软件分析的节段361个）的右室节段可以完成斑点追踪和应变分析。与对照组相比，HHD组室间隔应变减弱；与HHD组相比HCM组患者右心室GLS，室间隔和右室后壁心肌应变明显低（P＜0.05），见表4。

表4 三组二维超声右室应变参数比较 [%，（±s）]

表4 三组二维超声右室应变参数比较 [%，（±s）]

*与对照组相比，P＜0.05；#与HHD组相比，P＜0.05。

组别 后壁平均应变率 室间隔平均应变率 GLS HCM（n=32） -10.1±7.4*# -7.5±4.0*# -8.5±4.7*#HHD（n=21） -23.7±7.3 -12.1±3.5* -19.1±3.8对照组（n=11） -27.8±4.9 -15.9±2.8 -21.9±3.5

2.4 ROC曲线

运用ROC曲线分析超声参数去探求鉴别HCM和HHD的指标。后壁平均应变率诊断HCM的曲线下面积为0.78，以-18.5%作为cut-off值鉴别两种疾病的敏感性为85%，特异性为81%。室间隔平均应变率诊断HCM的曲线下面积为0.75，以-10.7%作为cutoff值鉴别两种疾病的敏感性为82%，特异性为76%。右室GLS对于鉴别HCM和HHD具有最高的敏感性和特异性，曲线下面积为0.96；GLS以-14.9%作为cut-off值鉴别两种疾病的敏感性为90%，特异性为95%。约90.6%（29/32）的HCM患者GLS＜-14.9%，所有的HCM患者右室GLS均低于正常值（-16%），见表5、图1。

图1 右室长轴总体应变鉴别HCM和HHD的ROC曲线

表5 右室应变参数相关指标

3 讨论

本研究目的在探索在不同原因造成的左心室肥厚情况下，右心各项超声指标的变化和差异，并验证其变化在HCM超声诊断中的作用和价值。本研究的主要发现可以总结如下：（1）HCM患者的右室总体收缩应变明显下降，提示其右心室受累和结构改变；（2）右室GLS在鉴别HCM和HHD方面，其特异性和敏感性优于反映右室收缩功能的传统超声指标；（3）右室总体应变可以设立-14.9%作为cut-off值，用来鉴别HCM和HHD。尽管既往研究有提示HCM可能会波及右室心肌造成右心功能障碍，但是笔者研究进一步扩展和补充了HCM患者右心心肌应变的相关参数，这在既往尚未见见报道。同时，笔者研究发现，在传统的超声心动图指标，例如短轴缩短率，TAPSE和组织多普勒速度均在正常范围时，患者右心应变可能就有明显下降，提示右心心肌应变能更早的发现HCM患者右心室受累情况。这也可以作为鉴别HCM和HHD左室肥厚的特征之一。既往也有研究显示，只有越1/3的HCM患者超声心动图可发现明显的右室肥厚和右心室质量指数增加。而心脏磁共振较超声心动图有更好的分辨率，有更好的检出率[4]。

有关HCM累及右室，造成右心收缩功能的相关研究数据较少，近期有报道运用二维超声斑点追踪技术分别测量运动员和HCM患者局部和总体应变。有研究结果提示，右心GLS和局部右室应变在HCM患者中明显下降，但两组间TAPSE值没有明显差异，这与笔者的研究结果相一致；该研究中区别运动员心脏和HCM的右室GLS的cut off值为-16%（敏感性86%，特异性92%）[6]。而既往的横断面研究中运用频谱多普勒测量HCM患者右心功能，尽管没有发现明显的右心收缩功能障碍，但是大多数患者都合并右心的充盈异常[7]。同时有研究发现HCM患者较正常组相比，右室E/A比更低，而右室等容舒张期时间以及右室射血减速时间明显延长[8]。另外一项大型的前瞻性研究发现右室E/E’对于HCM患者心衰死亡和心源性猝死具有预测价值[9]。同样的，近期多项研究也提示运用右室心肌运动的相关参数较传统的超声指标在评估右心功能时更加准确，然而，目前只有TAPSE能够作为患者死亡的独立的预测因素[10]。

在笔者进行后期右室二维斑点追踪技术分析右室应变的过程中，一般会追踪右心室室间隔心内膜，从而获取右室室间隔应变。然而这一技术可能会受到软件分析的影响，因为在后期处理中，软件难以区分右室和左心室室间隔的组成成分，从而造成右室GLS测算的偏差，容易被高估，从而得出假阴性的结果。然而，在笔者的研究中发现HCM患者右室游离壁应变也明显下降，而右室GLS是分析了右心室多个节段的平均应变，从而减少偏差。总的来说，根据上述研究证据和本研究结果提示，传统的超声心动图评估右心收缩功能指标可能并不能很好地检出HCM早期的右心功能收缩异常，从而造成疾病的漏诊和误诊。而右室GLS异常是HCM患者预后不良的独立危险因素，对于不同分型的HCM均具有预测价值[10]。事实上，仅仅根据形态学改变去区分不同病因造成的不同病理类型的左心室肥厚缺乏足够的证据。既往研究运用二维斑点追踪技术测定左心室应变图像可以鉴别HCM和高血压造成的左心室肥厚[11]。但是作为单一指标进行评估，仍具有局限性。而HCM是可以累及右室心肌，右室应变改变较左室应变改变更具有特异性[12]。

本研究的主要局限性在于样本量小规模。此外，有部分患者声窗条件较差，难以完整的获得优质的超声图像用来后期软件分析，尽管在软件自动跟踪的基础上进行了人工的调整，但仍有可能造成跟踪数据的偏差。

综上所述，HCM患者可能存在亚临床收缩期和舒张期右心功能障碍。斑点追踪技术测定右室应变能够较常规超声心动图更有效的发现右心障碍。对于右心心肌应变的测定可以作为HCM和HHD的有效鉴别方法之一。