经食道超声斑点追踪技术评估老年冠状动脉旁路移植术病人左心舒张功能的研究

龚婵娟 桂波 朱琳佳

室壁运动异常导致的左心舒张功能受损常早于整体收缩功能减退，是冠心病病人能早期检测到的重要指标之一[1]，因此临床工作者越来越关注左心舒张功能的评价指标。通过心导管法测量的左室舒张末期压力(left-ventricular end-diastolic pressure, LVEDP)及肺毛细血管楔压(pulmonary capillary wedge pressure, PCWP)是评价围术期左室舒张功能的常用指标[2]。经食道超声心动图(transesophageal echocardiography, TEE)获得的某些舒张功能参数已证实与PCWP有一定的相关性，但常规超声舒张功能参数具有角度依赖性，准确性及敏感性欠佳，对心室壁运动状况不能定量评价，漏诊率较高[3]。二维斑点追踪技术(2-dimensional speckle tracking imaging, 2DSTI)基于对感兴趣区域组织像素的实时检测和追踪，可对心肌运动的速度、位移、应变及成角等参数进行定量分析，能规避常规超声技术角度依赖性等缺陷[4]。本研究旨在应用经食道超声2DSTI技术对老年冠心病手术病人左室舒张功能进行评估，分析各舒张时期应变率指标(strain based indices, SBIs)与PCWP的相关性，观察不停跳冠状动脉旁路移植术(off-pump coronary artery bypass graft, off-pump CABG)前后左心舒张功能变化，探讨该技术在老年冠心病病人围术期管理中的应用价值。

1 资料与方法

1.1 临床资料 本研究已通过南京医科大学第一附属医院伦理委员会批准(2020-SR-079)。选择2020年5月1日至12月30日行off-pump CABG的病人49例，均签署知情同意书。男39例，女10例，年龄60～75岁，平均(67.72±6.03)岁；BMI为18～28；美国麻醉医师协会(ASA) Ⅱ～Ⅲ级；其中吸烟、高血压、糖尿病、血脂异常和高尿酸者分别为41例、40例、25例、15例和3例。入组标准：术前左室收缩功能正常(LVEF>50%)，无左室室壁瘤或室壁矛盾运动。排除标准：严重心律失常(病态窦房结综合征、频发室性早搏、频发房性早搏、心房颤动、传导阻滞)；近期心肌梗死(≤3个月)；中重度二尖瓣病变、二尖瓣置换术后；中重度呼吸系统疾病；胃食道手术史、消化道溃疡、食管静脉曲张史者；术前凝血状态异常；拒绝参加本次研究。

1.2 方法 本研究应用彩色多普勒超声诊断仪(Philips EPIQ 7C，美国飞利浦公司)及X2-7t经食道超声探头。使用Philips QLab 10.0工作站软件包进行脱机处理分析。

1.2.1 麻醉方法：病人入室后进行常规麻醉诱导：静脉注射咪达唑仑0.1 mg/kg，枸橼酸芬太尼注射液8μg/kg，依托咪酯0.3 mg/kg，顺式阿曲库铵0.2 mg/kg，完成气管插管后行机械通气。术中采用七氟醚静吸复合麻醉，维持合适麻醉深度(脑电双频指数40～60)。

1.2.2 漂浮导管置入：麻醉诱导后经颈内静脉置入鞘管，将连接压力传感器的Swan-Ganz 漂浮导管从鞘管内置入，到达右心房后将漂浮导管前端套囊充气，观察漂浮导管压力波形变化，确定导管前端经过三尖瓣到达右心室，最终随血流经过肺动脉瓣到达肺小动脉，出现PCWP波形。

1.2.3 超声图像及SBIs获取：探头放置后5 min为时间点T0，完成冠状动脉血运重建后30 min为时间点T1。分别在T0、T1时间点留取连续3个心动周期经食道中段四腔心、两腔心、三腔心图像，并转存入工作站。在工作站中选中同一时间点四腔心、两腔心、三腔心切面，使用CMQ软件进行分析，得到3个切面的长轴应变率曲线。在左室各节段应变率曲线中，白色串珠状曲线为应变平均值，以主动脉瓣关闭(aortic valve closure, AVC)和二尖瓣开放(mitral valve open, MVO)时间线为分界点。在一个心动周期内，AVC与MVO之间为等容舒张期。AVC和MVO之间白色串珠曲线最大值为等容舒张期应变率(strain rate during isovolumic relaxation，SRIVR)。MVO右侧第1个正向白色串珠曲线最大值为舒张早期应变率(strain rate during early diastole，SRe)。心电图p波后(即心室舒张晚期)第2个白色串珠曲线最大值为舒张晚期应变率(strain rate during late diastole，SRa)。四腔心、两腔心、三腔心切面各时期应变率的平均值分别记作左室各时期整体应变率(图1)。

图1 CMQ软件获取左室应变率指标

1.3 观察指标 (1)T0与T1时间点SRIVR、SRe及SRa与同时点PCWP的相关性；(2)T0与T1时间点SRIVR、SRe及SRa预测PCWP增高的诊断效能；(3)T0与T1时间点病人SRIVR、SRe、SRa及PCWP的变化情况。

1.4 统计学方法 采用SPSS 22.0进行统计分析，计量资料以均数±标准差表示，组间比较采用t检验；采用Pearson相关系数描述SRIVR、SRe及SRa与PCWP的相关性。绘制ROC曲线，评估SRIVR、SRe和SRa对PCWP增高的诊断效能。以P<0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 冠脉血运重建前后病人左心舒张功能变化 与T0时间点相比，T1时间点病人SRIVR与SRa明显改善(P< 0.05)，而PCWP、SRe无明显改变。见表1。

表1 病人不同时间点左心舒张功能变化

2.2 各时期SBIs与PCWP的相关性 在T0时间点，SRIVR与PCWP呈强负相关(r=-0.78，P<0.001)，SRe和SRa与PCWP无明显相关性(r=0.07、0.20，P>0.05)；在T1时间点，SRIVR与PCWP呈强负相关(r=-0.72，P<0.001)，SRe和SRa与PCWP无明显相关性(r=0.17、-0.03，P>0.05)。

2.3 各时期SBIs预测PCWP增高的诊断效能 以PCWP≥12 mmHg为阳性，绘制ROC曲线。T0时间点， SRIVR、SRe、SRa预测PCWP≥12 mmHg的AUC分别为0.88、0.55、0.52；T1时间点，SRIVR、SRe、SRa预测PCWP≥12 mmHg的AUC分别为0.89、0.56、0.55。

3 讨论

随着应变和应变率成像技术的出现，超声心动图可量化心肌运动，敏感、高效地诊断早期心功能异常[4]。2DSTI自动追踪感兴趣区域心肌组织信号，可对心肌各个运动方向的位移、应变、应变率以及心脏扭转等进行定量分析[5-6]。本研究结果证实，经食道超声2DSTI作为一项无创技术手段，与PCWP相比，可更敏感反映冠脉血运重建前后左心舒张功能变化，定量评价局部心肌舒张功能。

Magoon等[7]首先报道，冠脉搭桥手术病人舒张期应变和应变率与PCWP之间存有一定的相关性，并提出超声相关斑点追踪SBIs可替代有创PCWP监测。囿于软件限制，该研究未准确测量SRIVR，仅简单合并心肌收缩期和舒张期应变指标。SRIVR反映等容舒张期心肌运动状况，能避免前后负荷及心房功能对研究结果造成的偏差。本研究精确测量SRIVR、SRe、SRa 3个指标，结果显示在冠脉血运重建前后 SRIVR与PCWP呈显著相关，而舒张早期及舒张晚期应变率与PCWP无明显相关性。

通过心导管术测量的PCWP是常用的血流动力学监测指标，可直观评价心脏舒张功能[8]，但其价格昂贵，操作复杂，易引发血管穿刺相关血肿、假性动脉瘤及血栓等并发症[9-10]。Wang等[11]发现对于非手术病人，可以通过SRIVR评估左室舒张功能变化，但麻醉与血运重建对心脏舒张功能的影响尚未见报道。本研究对行off-pump CABG老年病人，在术中冠脉血运重建前后应用2DSTI实时测量SBIs，评估SBIs用于预测PCWP增高的敏感性。结果提示，SRIVR是PCWP≥12 mmHg的最佳预测因子，可有效预警PCWP升高。对于高风险危重症病人，可在围术期使用2DSTI技术替代漂浮导管评估心脏功能，减少有创监测引发的损伤。

术中应用超声即时评估左心舒张功能变化的报道较少。本研究通过经食道超声2DSTI测量冠脉血运重建前后左心舒张功能SBIs，结果显示SRIVR及SRa在冠脉血运重建后有明显改善，而SRe与PCWP无明显改变，这提示2DSTI可更敏感、精准评估心脏舒张功能变化。左室舒张末期涉及左心房收缩射血，冠脉血运重建后SRa改善，可能源于左心房壁薄，结构较心室肌层次单一[12]，冠脉血运重建后窦房结支血运增加[13]，收缩功能改善更显著，导致心房收缩期心室肌应变能力增强。经漂浮导管监测PCWP的干扰因素较多[14]，包括二尖瓣功能及前后负荷等，导致测量误差，因此其精确性常受到质疑。

本研究尚存在几点不足。首先，本试验使用漂浮导管测量PCWP代替左室前负荷，并未直接测量左室舒张末压值。其次，本研究未将左心房功能相关参数纳入评估。最后，本研究为单中心小样本量临床试验，尚需要多中心大样本数据加以佐证。

综上所述，经食道超声斑点追踪技术可以早期、敏感、准确地反映off-pump CABG老年病人血运重建后左心舒张功能变化，具有良好的临床应用前景。