二维斑点追踪技术在类风湿关节炎患者心血管病变诊断中的应用研究进展

季 翔,张 霞

(1.盐城市大丰人民医院彩超室，江苏 盐城 224000；2.皖南医学院第一附属医院超声医学科，安徽 芜湖 241000)

类风湿关节炎(rheumatoid arthritis,RA)是一种常见于女性的慢性全身性自身免疫性疾病[1-3]，其特征表现是炎症性滑膜炎[4-6]，可累及心脏、关节、肾脏、肺、骨等多种器官和组织[7-10]，如果没有正确的诊断和治疗，该病可导致关节畸形甚至功能丧失[11-12]。RA患者的寿命较健康人显著缩短[13]。RA是心血管疾病发生的独立危险因素，RA患者心包炎、心肌病、动脉粥样硬化、心力衰竭和急性心肌梗死等心血管疾病的患病率高于健康人，严重影响患者的生活质量,是导致死亡的主要原因[14-17]。超声心动图具有无创、简便、准确的特点，可以有效评估心血管系统的结构和功能，已广泛运用于临床。由于RA患者的心血管并发症起病隐匿，常规超声心动图检查难以早期准确发现心血管异常改变，导致RA患者心血管病变的早期诊断较为困难。二维斑点追踪技术(two-dimensional speckle tracking imaging,2D-STI)是近年发展起来的一项新技术，该技术通过追踪二维超声图像内的斑点回声，准确地描绘心肌的运动轨迹,客观反映心脏功能[18-19]，该技术不依赖于声束方向和室壁运动方向间的角度关系,且重复性较高。2D-STI技术主要通过测量心肌的形变功能来早期、准确地反映RA患者房室收缩功能，为RA患者心脏病变早期诊治提供参考。本文就RA患者心血管损害机制和临床表现，以及常规超声心动图和2D-STI对RA患者心血管病变预测的敏感性和可靠性进行综述，以期为临床准确检测RA患者心血管系统功能提供参考。

1 RA患者心血管损害机制及临床表现

RA患者心血管损害的发病机制复杂，长期系统性慢性炎症反应、自身免疫反应介导的免疫系统紊乱及药物的毒副作用可能导致RA患者心血管疾病的发展[20-23]。

大量巨噬细胞、B细胞、T细胞等炎症细胞侵入类风湿关节炎患者滑膜后，可释放肿瘤坏死因子-α (tumor necrosis factor-α,TNF-α)、白细胞介素-6和干扰素-γ，产生大量炎症物质，损伤关节和滑膜[24]，破坏血管内环境，使血管内皮功能失调，促进动脉粥样硬化的发生和发展；同时，炎症也促使RA患者出现亚临床心肌功能不全；此外，长期激素药物的作用也会损害RA患者的心脏功能。有超过2/3的RA患者心脏受累，临床表现为心脏内血栓形成、心包炎、心肌病、心律失常、心腔扩大、心脏瓣膜病等[25-27]。

2 常规超声心动图在评价RA患者心血管病变中的作用

传统的二维经胸超声心动图(transthoracic echocardiography,TTE)具有可靠、无创、经济、便携等优点，在RA的心功能评价中发挥了重要作用。RA患者的TTE表现为心室重构、左心室射血分数(left ventricular ejection fraction,LVEF)降低、左心房增大、心包积液、瓣膜病以及肺动脉高压等[28-30]。然而，由于RA患者心脏受累的隐匿性，常规超声心动图不能检测到RA患者心血管系统功能的细微变化。因此，需要更有效的检测方法来评价RA患者心脏功能，为临床提供可靠帮助。

3 2D-STI的成像原理及参数

心肌由三层肌纤维组成，每层肌纤维有不同的排列和运动方式。通过评价心肌的应变和应变率可以有效反映心脏的局部及整体功能，对心肌形变功能的评价已成为当前研究的热点。应变参数主要包括纵向、径向和圆周应变等，纵向应变是指沿着心脏长轴方向的应变，圆周应变是指沿着心肌圆周方向的应变，径向应变是指沿着心肌短轴方向的应变，这些参数可以有效地反映心肌的形变功能。组织多普勒成像(tissue doppler imaging,TDI)和STI均可以测量心肌应变和应变率参数，然而，TDI技术对多普勒入射角非常敏感，而STI则无角度依赖性[31-32]，已逐渐取代了TDI技术。2D-STI通过追踪二维超声图像内的斑点回声来反映心肌的应变及应变率，从而更好地评价心脏整体和局部功能。目前，2D-STI大多以整体纵向应变(global longitudinal strain,GLS)作为评价心肌应变功能的首选指标[33]。

4 2D-STI在评估RA患者心血管病变中的应用

准确评估RA患者的心血管系统功能具有重要的临床价值,2D-STI对RA患者心肌形变功能的准确评价具有重要临床意义,已成为当前研究的热点。GLS是2D-STI的主要参数，能够客观地反映心脏功能的亚临床改变，是评估RA患者心脏功能的有效指标。

4.1 2D-STI评估RA患者左心室功能左心室整体纵向应变(left ventricular global longitudinal strain,LVGLS)是评估RA患者左心室心肌形变功能的主要参数，左心室收缩主要是沿心肌纵轴方向的运动，心肌纵向收缩主要由心内膜纵向纤维完成，而心内膜下心肌对缺血更为敏感[34-35]，因此，左心室功能异常时，LVGLS较LVEF及其他应变参数变化更早[36]。

2D-STI可以早期评估RA患者左心室亚临床功能障碍，监测不同病程患者的心血管系统功能。BAKTIR等[37]采用2D-STI技术研究显示，随着病程的延长，RA患者左心室心肌形变功能降低，提示2D-STI技术可以有效监测不同病程RA患者左心室功能。CIOFFI等[38]研究表明，无心血管病史的RA患者左心室形变功能降低，而且LVGLS和(或)LVGCS降低均可作为RA患者心血管不良事件的预测因子。研究发现，与健康对照组相比，RA患者的常规超声心动图参数无显著差异，而LVGLS显著降低提示2D-STI较常规超声心动图能早期有效发现RA患者的左心室功能异常[39]。BENACKA等[40]应用2D-STI技术测量RA患者左心室心肌应变及应变率，结果发现，与正常对照组相比，未合并心血管疾病的RA患者径向、圆周和横向应变及应变率无显著变化，而LVGLS显著降低，提示通过2D-STI测量LVGLS能早期检测到RA患者的亚临床左心室功能变化。也可以通过2D-STI测量局部应变来评估RA患者左心室功能，SITIA等[41]运用2D-STI评估RA患者左心室各个节段的应变，与正常对照组比较发现，患者左心室收缩末期径向和纵向应变显著降低，而常规超声心动图参数无显著变化，提示2D-STI较常规超声心动图能更敏感地评估RA患者的左心室功能，为早期监测RA患者左心室功能受损提供了一种新的可靠方法。

2D-STI可以准确评价药物治疗对RA患者左心室功能的影响。ATZENI等[42]运用2D-STI技术对30例RA患者用药前后的左心室功能进行评估，结果发现，经过18个月抗肿瘤坏死因子(anti-tumor necrosis factor,anti-TNF)药物治疗后，RA患者的LVGLS显著升高，提示2D-STI技术可以有效监测药物治疗后RA患者左心室功能的变化。VIZZARDI等[43]运用2D-STI评估了13例RA患者在接受抗肿瘤坏死因子-α (anti-tumor necrosis factor-α,anti-TNF-α)治疗前和治疗后12个月的LVGLS，结果发现，anti-TNF-α治疗12个月后RA患者的左心室收缩功能无显著变化。运用2D-STI技术研究发现，长期anti-TNF-α治疗可改善RA患者的左心室形变功能，提示2D-STI可以为评估RA患者药物治疗后心血管系统功能的改变提供一种新的方法[44-45]。一项研究通过2D-STI技术发现，与治疗前相比，经阿那白滞素治疗的RA患者左心室形变功能参数显著升高，而泼尼松龙治疗组左心室形变功能参数无显著变化，提示阿那白滞素可有效改善RA患者左心室功能，说明2D-STI技术可以评估不同药物对RA患者心血管病变的疗效，为临床治疗提供参考[46]。

4.2 2D-STI评价RA患者右心室功能由于右心室壁较薄且解剖复杂，圆周及径向应变不能准确反映右心室收缩功能。而右心室心肌纤维通常呈纵向排列，右心室整体纵向应变(right ventricular global longitudinal strain,RVGLS)是评估RA患者右心室收缩功能相对可靠的参数[33]。

2D-STI可以早期评估RA患者右心室功能，发现右心室功能受损的因素。 NASEEM等[47]运用2D-STI对81例活动期RA患者、39例缓解期RA患者以及40例正常对照组受试者的心室功能进行评价，结果显示，与缓解期RA患者和正常对照组受试者相比，活动期RA患者的LVGLS及RVGLS均显著降低；研究还发现，RA患者双心室GLS与RA疾病活动度评分有显著相关性，提示RA患者的心室功能可能受到疾病活动的影响，活动期RA患者心室功能显著降低，GLS可作为评估RA患者双心室功能的可靠参数。一项研究运用2D-STI评估了59例无心血管病史的RA患者及59例正常对照组受试者的心室应变功能，结果显示，与正常对照组相比，无心血管病史RA患者的LVGLS及RVGLS显著降低，提示2D-STI可早期准确发现RA患者的亚临床心室功能障碍[48]。

4.3 2D-STI评价RA患者左心房功能由于左心房解剖结构复杂且心肌较薄，将左心房应变进行分段评价具有局限性,左心房整体纵向应变(left atrial global longitudinal strain,LAGLS)是评估RA患者左心房应变的主要参数之一，能准确客观地评估RA患者的左心房功能[33]。

2D-STI可以准确监测RA患者的左心房功能，判断药物治疗对患者左心房功能异常的改善效果。ETIN等[49]应用2D-STI对38例RA患者以及30例正常对照组受试者的左心房功能进行评估，结果显示，与正常对照组相比，RA患者的LAGLS显著下降，而左心房常规超声心动图参数无显著变化，使用英夫利昔单抗治疗的RA患者的LA整体应变参数有所改善，提示2D-STI有助于RA患者左心房功能异常的早期诊断，且可以有效地监测药物治疗后RA患者左心房功能的变化。JI等[50]通过2D-STI观察RA患者的左心房应变功能，结果发现，RA患者左心房功能与病程相关，随着病程的延长，RA患者的左心房功能下降，提示2D-STI能有效监测不同病程RA患者的左心房功能，为临床早期干预提供参考。

5 2D-STI评估心血管系统功能的局限性

目前通过2D-STI测量的心肌应变值尚存在一些局限性，如尚无统一的正常值标准；另外，该技术对超声图像质量要求较高，且只能在二维平面上进行斑点追踪，不能反映心脏的立体运动。

6 结语

2D-STI在RA患者心血管功能评估中具有很大的潜力，可早期准确地评价RA患者的心血管系统功能；同时，通过2D-STI可以更好地了解RA患者心肌损伤的机制及病理生理。2D-STI具有较高的准确性、敏感性和特异性，对RA患者心血管病变的临床诊断、治疗和预后有重要意义。