二维斑点追踪超声心动图在复苏后心功能障碍中的应用价值

乐元洁， 贲志飞

复苏后心功能障碍(post-resuscitation myocardial dysfunction, PRMD)是在恢复自主循环(restoration of spontaneous circulation，ROSC)后出现的心肌损伤，是心肺复苏后患者主要的死亡原因[1]。Negovsky[2]在1988年首次报道了PRMD，导致PRMD的病理生理机制错综复杂，但关键因素是“缺血-再灌注损伤”[3]。PRMD的发生与心肌损伤后导致的心功能不全有关，通常需要血管活性药物和强心药支持治疗[4]。因此，在心脏骤停后早期评估心肌功能以维持最佳血流动力学至关重要。

床旁超声心动图因其可及性和无创性是目前心肺复苏后患者的一线检查。它有助于排除其他导致心脏骤停的原因，如心包填塞和肺栓塞等。常规超声心动图参数如左室射血分数(LVEF)对心肌功能的评估在很大程度上受到前负荷和后负荷条件持续变化的影响，同时在心肺复苏抢救过程中不可避免地会应用大量的血管活性药物(肾上腺素、去甲肾上腺素等)，亦会对超声心动图参数产生干扰。二维斑点追踪超声心动图(two dimensional speckle tracking echocardiography, 2D-STE)是一种半自动化的算法，跟踪声学“散斑”在心肌中的位移，直接测量心肌变形[5]。与LVEF相比，2D-STE受心室负荷条件、心肌顺应性和后负荷特性变化的影响要小得多[6]。

本研究尝试将2D-STE应用于PRMD，并通过测量心肌应变来观察心肺复苏后患者心肌功能的病变过程，进一步探索PRMD的病理生理机制，改善心肺复苏后患者的预后。

1 资料与方法

1.1一般资料 选择2020年1月1日至2021年6月30日本院EICU收治的心肺复苏后患者作为研究组(n=26)，年龄、性别匹配的健康志愿者为对照组(n=25)。入选标准:①18岁≤年龄≤80岁;②心肺复苏后恢复自主循环并存活至少48 h。排除标准：①急性心肌梗死或既往心肌梗死史;②既往有心脏疾病史，包括心衰、心肌病、主动脉夹层或其他结构性心脏病(如先天性心脏病);③肿瘤终末期；④无法获得知情同意；⑤快速临床恶化，不能及时完成超声心动图。本研究符合医学伦理学标准，经医院伦理委员会批准，伦理号：SL-NBEY-KY-2021-167-01。

1.2研究方法 研究组进行两次超声心动图检查，第一次是在进入重症监护室24 h内尽快完成，第二次是入院后72 h完成。使用EICU超声设备(GE Healthcare Vivid q 美国)，所有的检查都是由一个单独的操作人员完成的(具有重症床旁超声资格认证的重症监护专家)，2D-STE数据后期由超声心动图专家处理。检查时患者取平卧位或左侧卧位，连接心电图，使用3.5 mHz超声探头于心尖部及胸骨旁存取常规超声参数，包括左房内径(left atrial diameter, LAD)、左室舒张末期容积(left ventricular end-diastolic volume, LVEDV)、左室收缩末期容积(left ventricular end-systolic volume, LVESV)、LVEF(采用双平面法改良Simpson′s规则进行测量)、FS和左心室心肌性能指数(LIMP)。利用脉冲波多普勒测量等容收缩、等容舒张和射血时间计算LIMP。使用Echo PAC工作站分析图像，取心内膜的三个点生成感兴趣区的心内膜轮廓，调整宽度与心肌厚度，软件自动给出追踪结果，包括整体纵向应变(global longitudinal strain,GLS)、整体径向应变(global radial strain, GRS)和整体圆周应变(global circumferential strain, GCS)。图像采集时进行在线应变分析，由一名经认证的超声科医生进行离线重复分析，并将得到的三个值取平均值。

2 结果

2.1一般情况 研究组与对照组患者间年龄、性别构成比、体重指数(body mass index, BMI)等比较差异均无统计学意义(P>0.05)，说明资料均衡，具有可比性。见表1。

表1 两组一般情况比较

2.2床旁经胸超声心动图参数 与对照组比较，研究组入院24 h左心容积和左心功能部分参数(LVESV、LVEF和FS)差异有统计学意义(P<0.05)，LAD、LVEDV、LIMP差异无统计学意义；入院72 h左心容积和左心功能参数差异无统计学意义。入院24 h和72 h超声心动图比较，LVESV、LVEF和FS改善有统计学意义(P<0.05)。见表2。

表2 两组入院24、72 h超声心动图测量值比较

2.32D-STE应变值 入院24 h内超声心动图二维斑点追踪成像测得的参数研究组和对照组比较差异有统计学意义(P<0.05)，包括整体纵向应变(GLS)、整体径向应变(GCS)、整体圆周应变(GRS)。入院72 h二维斑点追踪成像，研究组和对照组GLS比较差异有统计学意义(P<0.05)，而GCS和GRS差异无统计学意义。入院24 h和入院72 h的2D-STE应变测量值进行比较，各应变量均改善明显，差异有统计学意义(P<0.05)。见表3和图1、2。

表3 两组入院24、72 h超声二维斑点追踪成像应变测量值比较

24 h 72 h

24 h 72 h

3 讨论

心肺复苏后综合征主要包括循环或神经系统功能衰竭。循环衰竭通常在复苏后早期发生，可导致多器官功能障碍和早期死亡。作为生存链中的延伸环节，早期复苏后监护应更多地关注改善血流动力学和防止循环衰竭。心肺复苏后心肌功能障碍是心肺复苏早期亟待解决的关键问题。

本研究将2D-STE应用于PRMD病例，比较研究组和对照组的应变值和超声心动图参数发现，两组患者24 h GLS差异有统计学意义(-16.88% vs.-21.03%，P<0.01)，对照组应变值(-18.3%)与先前报道的正常健康受试者应变值(-17%～-23%)相符[7-8]。普通超声心动图大多数指标差异也有统计学意义，包括LVESV、LVEF和FS。文献[9-10]报道，心肺复苏患者ROSC后24 h内心排指数下降，复苏后8 h心脏指数降至最低点。本研究也验证了这个结论。两组患者72 h的GLS比较差异也有统计学意义，但常规超声心动图左心室功能参数(包括LVEF、FS和LIMP)均未能检测出差异,左心容积参数差异也无统计学意义(包括LAD、LVEDV和LVESV)。有研究[9, 11]表明，PRMD一般在2～3 d后开始恢复，但是完全恢复需要更长时间，可能需要数周至数月不等。本研究也进一步表明，2D-STE测得的应变值，特别是GLS对PRMD的心肌功能更加敏感。

本研究还比较了24 h和72 h心肺复苏后患者的超声心动图参数和应变值，发现LEVF和FS明显改善，同样二维斑点追踪测得的应变值(GLS、GCS、GRS)也明显改善，P值均<0.05。这支持了复苏后心肌功能障碍是一种暂时性的可逆的病理生理改变。

PRMD诊断一直没有一个敏感和特异的床边诊断工具。前负荷和后负荷的变化对左心室功能最常用的测量指标LVEF有显著影响。而复苏过程中肾上腺素蓄积和复苏后血管活性药物使用，包括液体复苏均对前后负荷有显著影响。LVEF的测量“实际上反映的是(左心室)后负荷而不是内在收缩力”[6]。二维斑点追踪是一种直接的、与角度无关的、高重复性的左心室功能测量方法[12]。GLS是最常用的以应变为基础的左室整体收缩功能测量方法，其应用已被列入国际超声心动图指南[13]。随着软件技术的发展，基本的应变测量现在可以在床边进行。

本研究表明，2D-STE相对于LVEF，是诊断和监测PRMD更敏感的指标。正确识别和描述PRMD可能具有重要的治疗意义，从而指导或改进复苏后监护的心脏保护策略。

本研究有几个局限性。首先，样本量小，而且是单中心研究。其次，第一次超声检查是在患者收入EICU后第一时间实施，虽然均在24 h内完成，但是距离ROSC的时间点存在不确定性。第三，未能排除肾上腺素、血管活性药物和亚低温治疗对心肌功能超声检查的潜在干扰。第四，需要进一步的研究来确定ROC曲线，并评估其作为PRMD诊断工具的应用价值。最后，尽管非常严格地入组非心脏原因的心脏骤停患者，但仍有可能包括一些隐藏的潜在心脏病患者。

综上所述，在心肺复苏后患者中，通过2D-STE测量左心室整体纵向应变可以检测到复苏后心肌功能障碍，比常规超声心动图参数更加敏感。通过2D-STE在床旁测量应变值是一种潜在的诊断和监测PRMD的手段。