超声左心室压力-应变环评价心力衰竭患者心脏再同步化治疗前左心室心肌做功的价值

司雪霏，李天亮，胡新玲，张晓丽

山西省心血管病医院超声科，山西 太原 030024；*通信作者 李天亮 tlli2013@163.com

心力衰竭（简称心衰）指各种心脏结构或功能性原因导致心室收缩和（或）舒张功能发生障碍而引起一系列临床复杂综合征，是各种心脏疾病的终末期阶段，发病率高、预后差。近年，心脏再同步化治疗（cardiac resynchronization therapy，CRT）通过改善心脏收缩不同步性逐渐应用于心衰患者，因此，CRT术前准确评估左心室收缩功能对提高患者的远期生存率有重要意义[1]。

超声左心室压力-应变环（pressure-strain loop，PSL）技术是在二维斑点追踪成像基础上，将应变和后负荷纳入分析研究的新技术。PSL参数在评价左心室功能方面与传统超声的左心室射血分数（left ventricular ejection fraction，LVEF）有一定相关性[2]；在评价CRT疗效中，PSL部分参数的敏感性较高[3]。纵向应变达峰时间离散度（peak strain dispersion，PSD）是左心室18节段心肌纵向峰值应变达峰时间的标准差，其值越大，左心室心肌收缩失同步性越严重[4]。然而，目前评价心衰患者CRT手术前后左心室功能的超声心动图指标的可靠性及敏感性存在争议。因此，本研究应用PSL技术，分析心肌做功（myocardial work，MW）参数与LVEF、PSD的相关性，为患者CRT术前左心收缩功能障碍诊断及评价预后提供有效参数。

1 资料与方法

1.1 研究对象 回顾性收集2019年4月—2020年4月于山西省心血管病医院拟接受CRT治疗的31例心衰患者，其中扩张型心肌病20例、陈旧性心肌梗死6例、缺血性心肌病5例，以上患者均接受冠状动脉造影检查，男21例，女10例，年龄25～77岁，平均（53.7±14.0）岁。纳入标准：初次诊断为心衰，均为窦性心律（或心律失常患者非发作期时采集图像）。排除合并先天性心脏病、原发性心脏病、心衰急性发作期以及超声心动图图像质量较差的患者。心衰诊断标准：存在心衰症状和（或）体征，LVEF≤40%，B型利钠肽（B-type natriuretic peptide，BNP）升高（BNP＞35 ng/L）或N末端B型利钠肽前体（NTpro-BNP）＞125 ng/L。

选择同期在山西省心血管病医院体检的健康人30例作为对照组，男19例，女12例，年龄20～73岁，平均（52.4±14.5）岁，均经询问病史、体格检查排除心肺疾病。本研究经山西省心血管病医院伦理委员会批准（批准号20210915），受检者均签署知情同意书。

1.2 仪器与方法 使用GE vivid E9或GE vivid E95彩色多普勒超声诊断仪，M5Sc、M5Sc-D心脏探头，频率1.5～4.6 MHz。图像采集与分析：受检者取左侧卧位，连接同步心电图，嘱受检者平静呼吸，输入身高、体重、血压。常规超声测量左心房前后径、左心室舒张末期内径、双平面Simpson法测量左心室舒张末期容积、左心室收缩末期容积和LVEF，所有数据均测量3次取平均值。采集心尖四腔观、心尖两腔观、心尖左心室长轴观4～5个连续心动周期的二维动态图像，帧频52～67帧/s，储存图像。脱机后启动EchoPAC量化软件进行分析。将图像数据导入EchoPAC软件，依次选取心尖左心室长轴观、心尖两腔观、心尖四腔观清晰动态图像，选择Qanalysis控件，点击2D-Strain，手动描记心内膜轮廓，选择感兴趣区，在心尖左心室长轴观切面确定主动脉瓣关闭时间，当软件自动追踪出左心室整体心肌应变参数后，进入Myocardiac Work操作界面，输入患者的即时血压，可获得心肌整体做功参数，即整体做功指数（global work index，GWI）、整体有用功（global constructive work，GCW）、整体做功效率（global work efficiency，GWE）、整体无用功（global wasted work，GWW），同时获得纵向应变PSD和整体纵向峰值应变。

1.3 统计学方法 应用SPSS 23.0软件，计量资料以±s表示，两组比较采用独立样本t检验；计数资料以例数表示，两组比较采用χ2检验。采用Pearson线性相关进行相关性分析（满足双变量正态分布）。应用二分类变量的受试者工作特征（ROC）曲线分析诊断效能，以P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 两组一般资料及常规超声心动图参数比较 与对照组比较，心衰组左心房前后径、左心室舒张末期内径、左心室舒张末期容积、左心室收缩末期容积较大，LVEF较低，差异均有统计学意义（P均＜0.001）；两组患者性别、年龄、心率、收缩压、舒张压及体表面积差异无统计学意义（P＞0.05），见表1。

表1 心衰组与对照组一般资料比较

2.2 两组GLS、PSD和心肌做功参数比较 与对照组比较，心衰组GLS、GCW、GWE、GWI均较低（P均＜0.001），PSD、GWW较高（P均＜0.001），见表2及图1、2。

表2 心衰组与对照组GLS、PSD和心肌做功参数比较（±s）

注：GLS为整体纵向应变，PSD为纵向应变达峰时间离散度，GCW为整体有用功，GWE为整体做功效率，GWI为整体做功指数，GWW为整体无用功

项目对照组（n=30）心衰组（n=31）t/χ2值P值GLS（%） - 18.07±2.63 -6.34±3.31 37.30 ＜0.001 PSD（ms）＜0.001 GCW（mmHg%） 2 009±263 969±293 -14.14 ＜0.001 38.7±10.2 129.2±43.8 8.96 GWE（mmHg%）＜0.001 GWI（mmHg%） 1 629±251 616±296 -13.97 ＜0.001 91.8±6.3 71.7±10.3-8.98 GWW（mmHg%）46.1±18.1 325.1±129.1 6.35＜0.001

2.3 心肌做功参数与LVEF、PSD、GLS（%）、NTproBNP的相关性 GCW、GWE、GWI、GLS与LVEF呈正相关（r=0.883、0.886、0.849、0.735，P均＜0.001）；PSD、GWW、NT-proBNP与LVEF呈负相关（r=-0.903、-0.751、-0.626，P均＜0.001）。GCW、GWE、GWI与GLS呈正相关（r=0.870、0.749、0.873，P均＜0.001）。

2.4 PSD、GLS、GWW对心肌收缩同步性的诊断效能 PSD、GLS、GWW的ROC曲线下面积分别为0.914、0.962、0.929；当PSD截断值为79.40 ms时，其敏感度为89%、特异度为81%；当GLS截断值为-10.54%时，其敏感度为89%、特异度为89%；当GWW截断值为233 mmHg%时，其敏感度为89%、特异度为85%。

3 讨论

CRT通过不同的起搏方式改善心衰患者的左心功能，逆转左心室重构，提高患者的生活质量，降低全因死亡率[5]。因此，有效、全面评估心衰患者CRT术前左心室收缩功能状态，对远期预后至关重要。

二维斑点追踪技术与左心室收缩功能的传统评估参数（如LVEF）相比，尽管心肌应变能客观检测病变心肌的整体及局部功能变化，但无法克服应变对心脏负荷的依赖性，同时也不能反映心肌收缩力与耗氧量之间的关系，从而影响对左心室收缩功能的客观评估[6]。PSL可以简捷、无创评估心肌功能，有研究证实无创性左心室压力-应变面积环与有创测量的左心室压力-应变面积环之间非常吻合。其主要参数包括GWI、GCW、GWE、GWW[7]，GWI为心肌做功总和；GCW为收缩期心肌细胞缩短与等容舒张期心肌细胞伸长所做功之和（心肌收缩好有助于左心室射血功能）；GWW为收缩期心肌细胞伸长与等容舒张期心肌细胞缩短之和（心肌细胞变化时相与GCW相反），GWE为GCW占GCW和GWW之和的百分比，相关研究表明心肌做功参数具有良好的重复性[8-9]。

本研究心衰组主要由扩张型心肌病、缺血性心肌病及心肌梗死所致难治性心衰患者构成，常规超声心动图参数与对照组均有显著差异，GLS、GWI、GCW、GWE减低，PSD、GWW增高，均提示心衰患者心肌细胞弥漫性受损，心肌顺应性减低、收缩不同步，符合CRT手术纳入指征，与既往研究结果一致[10-11]。

目前，超声心动图测量LVEF依然是临床最常用、最重要的评估左心室收缩功能的参考指标[12]，本研究分析所有受检者的PSL参数与超声心动图双平面Simpson法测得LVEF的相关性，结果显示GCW、GWE、GWI与LVEF呈正相关，GWW与LVEF呈负相关，提示PSL参数反映左心室收缩功能的同时，也将心肌耗氧量纳入评估范围。相关研究显示，室间隔GWE是预测扩张型心肌病患者运动耐受性的较好指标，心肌做功参数在一定范围内反映心功能储备情况[3,13]。因此，PSL参数较LVEF能更加全面地评估心衰CRT患者术前左心室功能。

心肌同步收缩是维持正常心功能的重要因素，左心室机械收缩不同步是预测心衰恶化的独立危险因子[14]，也是CRT手术的适应证之一。本研究中GWW、PSD和左心室心肌GLS在心衰患者心肌收缩失同步诊断中均有较高的敏感度和特异度，与既往研究[15-16]较一致，且GWW、PSD与GLS呈负相关。心衰组中GWW增加提示左心室心肌收缩不同步会增加GWW，增加心肌耗氧量，使大量的左心室做功被“消耗”，与Russell等[17]的研究结果一致，同时心衰患者除心肌收缩不同步外，还存在一定程度的心室重塑，这也是本研究中心衰组较对照组GWW增高、GCW减低的原因之一[17-18]。相关研究也提示，GWI可以评价扩张型心肌病的预后[16]。

本研究中，PSL参数与LVEF及NTpro-BNP均具有很好的相关性。既往研究发现，心衰患者血浆NTpro-BNP水平是预测患者死亡、住院以及因其他心脏事件住院的作用最强的预后指标[19-20]。因此，量化的PSL参数可以为CRT术前诊断及预后提供可靠的参考依据。

本研究的局限性：①样本例数偏小，个体间的参数差异相对偏大，未对研究对象进一步分组；②PSL是在二维动态图像的基础上应用，对图像的质量要求很高；③本研究仅对患者CRT术前情况做了评估。因此，增加样本例数、提高图像质量、完善术后参数对比是今后需要重点解决的问题。