超声三维斑点追踪成像评价蒽环类药物对乳腺癌化疗患者心脏亚临床损伤的价值

赵 夏，庄 磊，陈鹏飞，赵昌林

（1.广东祈福医院①超声科，②肿瘤科，广东 广州 511495；2.广东省药学院，广东 广州 511495）

蒽环类药物（ATC）作为高效广谱抗肿瘤药物，在实体肿瘤及血液系统肿瘤治疗中被广泛应用，但其具有心脏毒性可引发不可逆的心肌损害，影响患者的生存周期和生活质量，因此，早期检测ATC 的心脏毒性，并进行有效干预十分重要［1-2］。药物治疗早期多为心脏毒性的亚临床期，此时左室收缩功能已受影响，但常规评价指标左心室射血分数（left ventricular ejection fraction，LVEF）多未出现异常。超声三维斑点追踪成像（three-dimensional speckle tracking imaging，3D-STI）是一种新的斑点追踪技术，可通过重建实时三维数据，在立体空间上对心肌运动轨迹进行追踪，从而准确评价心肌整体及局部收缩功能［3］。为了探讨超声3D-STI 评价ATC 对乳腺癌化疗患者心脏亚临床损伤的价值，本研究采用3D-STI 对乳腺癌化疗患者的心肌功能进行监测，现报道如下。

1 资料与方法

1.1 一般资料 选择广东祈福医院2020 年1 月至2021 年10 月收治的60 例行6 周期AC 化疗方案［表柔比星（100 mg/m2）+环磷酰胺］治疗的女性乳腺癌患者作为研究组，年龄31～65 岁，平均（47.26±8.20）岁；同时选择20 例健康女性志愿者作为对照组，年龄30～66 岁，平均（46.85±8.75）岁。2组患者的一般资料差异均无统计学意义（均P＞0.05），具有可比性。本研究经医院伦理委员会批准。

纳入标准：①经心电图、二维超声心动图、心肌酶谱等检查排除心血管疾病；②无高血压、糖尿病等其他基础疾病；③化疗前左心室收缩功能维持正常；④知晓研究内容并自愿参与研究。

排除标准：①治疗中出现严重不良反应，无法坚持者；②超声二维图像显示欠佳；③研究期间参加其他药物临床试验者。

1.2 仪器与方法 2组均行心电图、二维超声心动图及3D-STI 检查。其中研究组根据表柔比星累积剂量分别于化疗前、化疗初期（200 mg/m2）、化疗中期（400 mg/m2）、化疗后期（600 mg/m2）4 个时间点进行检查。每次检查均在患者达到规定化疗剂量的24～48 h 内进行。

选用Philips EPIQ 7C 型超声心动图仪，二维探头S5-1 和三维探头X5-1，探头频率1.0～5.0 MHz。受检者平卧或左侧卧，平静呼吸，连接心电图。先用二维探头S5-1 在标准的胸骨旁左心室长轴切面应用M型、二维超声观察左心室舒张末期最大前后径（left ventricular end-diastolic diameter，LVIDd）、左心室后壁厚度（left ventricular posterior wall thickness，LVPWd）、室间隔厚度（diastolic interventricular septal thickness，IVSd）、左心室舒张末期容积（left ventricular end-diastolic volume，LVEDV）和左心室收缩末期容积（left ventricular end-systolic volume，LVESV）等。采用脉冲多普勒与标准心尖四腔观察二尖瓣血流频谱，并测量其舒张早期峰值流速（E）和舒张晚期峰值流速（A），计算E/A 值。用双平面Simpson 法于标准心尖四腔心切面及心尖二腔心切面观测量LVEF。再切换三维探头X5-1，于标准心尖四腔心切面完整清晰显示左心室内膜面，拼接确保无误，同时启动全容积成像，叮嘱患者屏息后，采集连续6 个心动周期图像，每幅图像保存3 幅3D 动态图像。

1.3 数据分析 利用Tomtec 软件脱机分析，从数据库图像中选取清晰图像后进入图像分析模式，对3 个平面取样线位置进行调整，并通过不同心动周期软件自动跟踪描记心内膜，参数可根据跟踪情况手动校正。由软件自动导出LVEDV、LVESV、左心室整体面积应变（global area strain，GAS）、整体环形应变（global circumferential strain，GCS）、整体纵向应变（global longitudinal peak strain，GLS）和整体径向应变（global radial strain，GRS）等参数，并生成左心室壁应变牛眼图（图1）。由同一名经验丰富的高年资医师进行图像采集和分析。

图1 乳腺癌术后患者化疗前后左心室整体纵向应变曲线及牛眼图 注：患者，女，58 岁，图1a～1d 分别为化疗前、化疗初期、化疗中期和化疗后期图像 图2 三维斑点追踪成像（3D-STI）应变参数的ROC 曲线 图3 整体面积应变（GAS）与蒽环类药物（ATC）累积剂量的相关散点图

1.4 统计学处理 使用SPSS 21.0 软件进行数据分析。计量资料以表示，采用单因素方差分析进行组间参数比较，两两比较行LSD-t 检验；绘制3D-STI 应变参数的ROC 曲线，并计算最大AUC 与诊断截断值；GAS 与化疗药物累积剂量的相关性行Pearson 相关分析。以P＜0.05 为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 2组常规二维心脏超声参数比较（表1）除E/A外，2组化疗前后的常规二维心脏超声参数差异均无统计学意义（均P＞0.05）；研究组化疗后期E/A 值，较对照组及研究组化疗前均降低（均P＜0.05）。

表1 对照组与研究组化疗前后常规参数比较（）

表1 对照组与研究组化疗前后常规参数比较（）

2.2 2组3D-STI 应变参数比较（表2）研究组化疗中、后期的GAS、GLS 值，较对照组及研究组化疗前、化疗初期均增加（均P＜0.05）；研究组化疗后期的GCS值，较对照组及研究组化疗前、化疗初期均增加（均P＜0.05）；2组不同化疗时期的GRS 值无明显变化。

表2 对照组与研究组化疗前后3D-STI 应变参数比较（%，）

表2 对照组与研究组化疗前后3D-STI 应变参数比较（%，）

注：3D-STI，超声三维斑点追踪成像；GAS，整体面积应变；GCS，整体环形应变；GLS，整体纵向应变；GRS，整体径向应变。与对照组相比，aP＜0.05；与化疗前相比，bP＜0.05；与化疗初期相比，cP＜0.05。

2.3 3D-STI 应变参数评价心脏亚临床损伤的价值（表3）3D-STI 应变参数的ROC 曲线显示（图2），GAS 和GLS 的AUC＞0.7，当GAS 截断值为-31.51%时，评价ATC 对心脏亚临床损伤的敏感度和特异度分别为87.11%、92.91%；当GLS 截断值为-17.48%时，评价的敏感度和特异度分别为65.99%、78.59%。

表3 3D-STI 应变参数的ROC 曲线分析

2.4 GAS 与ATC 剂量的相关性（图3）Pearson 相关分析显示，GAS 与ATC 累积剂量的相关性较显著（P＜0.01）。

3 讨论

乳腺癌术后辅助化疗的首选方案是含蒽环类抗癌药物联用，该方案可有效改善患者术后的生存状况，降低肿瘤复发率［4］。表柔比星是临床化疗常用的ATC，其具有不可逆的心脏毒性，且毒性与药物的累积剂量相关。因此，尽早检测ATC 对化疗患者心脏功能的损伤并采取有效的防治措施十分重要［5］。

LVEF 是以往常规无创评价ATC 心脏毒性的主要指标，但其敏感度较低，仅在心肌受损严重或因心脏整体功能受损出现结构异常时才明显［6］。本研究结果显示：在常规二维心脏超声参数中，仅对照组与研究组化疗前后的E/A 值存在差异（P＜0.05），提示常规二维心脏超声参数评估ATC 对乳腺癌化疗患者心脏亚临床损伤的效果不理想。

而3D-STI 打破了2D-STI 单纯追踪扫描平面回声斑点的局限，可在三维全容积图像基础上追踪心肌声学斑点，不但缩短了图像采集加工的时间，而且在评价左室整体及局部心肌方面更具优势［7-8］。本研究研究组化疗中期及后期的GAS、GLS 值，较对照组及研究组化疗前、化疗初期均降低（均P＜0.05），提示在化疗中期GAS 和GLS 监测可发现左室收缩功能损伤。同时，由3D-STI 应变参数的ROC 曲线可知，GAS 的AUC 为0.973，当截断值为-31.51%时，评价ATC 对心脏亚临床损伤的敏感度和特异度分别为87.11%、92.91%，均高于GLS。此外，Pearson 相关分析也显示，GAS 与ATC 累积剂量的相关性较显著（P＜0.01）。陈剑琼等［9］对无心脏疾病症状和体征并行6 或8 个周期化疗的83 例乳腺癌患者行3D-STI 检测，结果显示化疗前至化疗周期结束，GAS依次轻度增加；ROC 曲线显示，GAS 以-30.5%作为截断值评价乳腺癌患者化疗后与化疗前差异的敏感度、特异度分别为85.7%、89.2%，提示超声3D-STI 检测ATC 可评价乳腺癌化疗患者的心脏亚临床损伤情况。但3D-STI 对图像质量要求较高，需清晰显示心内膜，因此，需影像学医师具有扎实的技术［10］。

综上所述，乳腺癌化疗过程中GAS 检测ATC 心脏毒性的敏感度和特异度较高，可通过超声3D-STI评价ATC 对乳腺癌化疗患者的心脏亚临床损伤情况。