超声三维斑点追踪技术早期诊断失代偿期肝硬化患者心肌损害应用价值分析*

刘玲玉,王 韦,汤佳美

每年,由肝硬化导致的全球死亡达116万人,已成为世界范围内第11大最常见的死亡原因。失代偿期肝硬化可以引起全身多个系统的严重并发症,其中肝硬化性心肌病(cirrhotic cardiomyopathy,CCM)是重要的并发症之一[1,2]。由于CCM患者外周血管阻力下降,在静息状态下其心功能异常并不明显,但在应激状态下可出现各种心血管并发症,甚至诱发心力衰竭[3]。目前,肝硬化失代偿对心功能的不利影响已被证实[4,5]。资料显示,CCM是肝移植术后引起患者死亡的主要原因之一[6]。因此,在失代偿期肝硬化患者,早期发现并诊断CCM有助于指导其临床治疗和预后评估。我们采用三维斑点追踪成像(three-dimensional speckle tracking imaging,3D-STI)技术评估了失代偿期肝硬化患者心功能情况,旨在为早期诊断CCM提供参考,现报道如下。

1 资料与方法

1.1 病例来源 2020年2月～2022年2月我院诊治的失代偿期肝硬化患者82例,男55例,女27例;年龄为41～67岁,平均年龄为(53.4±7.7)岁。符合失代偿期肝硬化的临床诊断标准,其中Child-Pugh B级60例,Child-Pugh C级22例。根据2005年世界胃肠病学大会发布的标准诊断CCM[7]。排除标准:合并原发性心、肺系统疾病;合并严重的肾功能异常;合并甲状腺功能亢进症;合并糖尿病、高血压等;既往有肝脏手术史。另选择同期性别和年龄与失代偿期肝硬化患者相匹配的30例(男20例,女10例,平均年龄为52.1±6.5岁)门诊健康体检者作为对照组,均排除心、肝、肺等各种器质性疾病或高血压病史。所有患者均对本研究内容充分知情并签署知情同意书,本研究获得我院医学伦理委员会审核通过。

1.2 检测指标 使用日立HITACHI 7600型全自动生化分析仪检测血生化指标;使用思塔高STA Compact Max凝血分析仪检测凝血酶原时间,并记录国际标准化比值(INR)。计算终末期肝病模型(model for end-stage liver disease,MELD)评分,MELD=3.78×ln(TBIL÷17.1)+11.2×ln(INR)+9.57×ln(Cr ÷88.4)+6.43。这些检测帮助诊断肝硬化。

1.3 心功能检查 使用GE Vivid E9型彩色多普勒超声诊断仪,先使用M5S-D探头,频率为1.5～4.5 MHZ,进行常规二维超声探查。患者取左侧卧位,嘱放松、平稳呼吸,连接同步心电图。于左室长轴切面测量获得左室舒张末内径(LVDd)、左室收缩末内径(LVDs)。应用脉冲波多普勒测量二尖瓣口舒张早期峰值血流速度(E)和舒张晚期峰值血流速度(A),计算E/A比值。切换到实时三维动态模式,使用4V-D全容积探头,频率为1.7～3.3 MHZ,图像帧频为25～50帧/s,以确保视图保持在最佳的时间和空间分辨率。于心尖部位寻找最佳的心尖四腔切面,待显示心内膜和心外膜完整、清晰时,嘱患者呼吸后屏气,启动4D模式,连续采集3个心动周期的三维动态图像。应用4D Auto LVQ软件自动计算左室舒张末期容积(LVEDV)、左室收缩末期容积(LVESV)、左室射血分数(LVEF)和左室质量指数(LVMI)。由系统自动对17个心肌节段进行三维斑点追踪并获得其时间-应变曲线图和牛眼图,由程序自动计算出左心室应变参数,包括整体纵向应变(GLS)、整体周向应变(GCS)、整体径向应变(GRS)和整体面积应变(GAS)。

2 结果

2.1 两组常规二维超声参数比较 肝硬化患者LVDd和LVDs与健康人无显著性差异(P>0.05),而E/A比值显著低于健康人(P<0.05,表1)。

表1 两组常规二维超声检测参数比较

2.2 三组三维超声检测参数比较 根据检测参数变化和相关标准,在本组肝硬化患者中,诊断CCM者 58例;合并或未合并CCM的肝硬化患者LVEF、LVEDV、LVESV和LVMI与健康人比,均无统计学差异(P>0.05,表2)。

表2 三组三维超声检测参数比较

2.3 三组左心室3D-STI应变参数比较 三组GLS、GCS、GRS和GAS差异均有统计学意义(P<0.05);肝硬化合并CCM患者GLS、GCS、GRS和GAS绝对水平显著低于肝硬化未合并CCM患者或健康人(P<0.05,表3、图1)。

表3 三组左心室3D-STI应变参数比较

图1 失代偿期肝硬化患者左心室应变曲线图和牛眼图A～D:分别为左心室GLS、GCS、GAS和GRS应变曲线

3 讨论

肝硬化,尤其是失代偿期肝硬化是引起心功能异常的重要危险因素。在本组纳入的82例失代偿期肝硬化患者中,CCM检出率为70.7%,与既往研究[8]结果相近。相关研究报道,失代偿期肝硬化患者存在亚临床心肌重塑和功能障碍[9]。CCM的诊断常因其无症状和静息状态下看似正常的心功能而被漏诊或延误。然而,在急性应激状态下,如感染、经颈静脉肝内门静脉系统分流术或肝移植,可导致失代偿期肝硬化患者出现极端形式的CCM并伴有明显心力衰竭,增加不良预后情况的发生[10,11]。本研究发现利用3D-STI在评估肝硬化合并CCM患者左室功能改变方面较为敏感和可靠,有助于临床早期发现肝硬化患者的心功能异常。

目前认为,常规超声心动可发现肝硬化患者左心室舒张功能改变[12,13]。本组病例中,肝硬化合并CCM患者存在明显的左心室舒张功能障碍,在常规二维超声心动图中表现为E/A比值降低,事实上本组病例中未合并CCM的失代偿期肝硬化患者相对于健康人已经出现心脏舒张功能减退。心肌应变能反映心肌相对于其原始形状的变形程度,已成为评价局部心肌收缩功能的常用指标[14]。3D-STI是近年来基于实时全容积扫描发展起来的超声新技术,能快速全面评估心肌应变情况。3D-STI技术可以跟踪心肌斑点的运动,相较于2D-STI技术可以全方位检测心肌应变,从而提供更准确的心肌应变信息,更早期、准确地检测出心肌的异常,目前已被研究者用于各种类型疾病患者对心肌收缩功能变化的研究,显示出良好的应用价值[15-17]。

本研究果表明,与健康人比,失代偿期肝硬化患者GLS绝对值降低,而LVEF值未发生显著改变。LVEF是临床上评价心脏收缩功能的常规超声指标,而CCM患者在静息状态下左心室收缩功能障碍表现不典型,LVEF可表现正常或升高。在本研究中,大多数失代偿期肝硬化患者的LVEF均表现正常,而肝硬化合并CCM患者的GRS、GCS、GLS和GAS绝对值均显著低于肝硬化未合并CCM患者或健康人,提示CCM患者左室收缩功能存在亚临床损害。然而,由于心肌代偿作用,在心肌损害早期LVEF一般处于正常范围。此外,由于肝硬化患者外周循环阻力低的特性,使得其心功能异常不易被发现,因此单纯使用LVEF这个参数可能无法准确评估肝硬化合并CCM患者左室收缩功能不全的早期阶段。有人认为,失代偿期肝硬化患者出现低GLS是不良预后因素[18]。肝硬化患者内脏动脉血管扩张导致高动力循环综合征,在这种背景下心肌纤维发生形变以适应心肌压力的增加。本研究检测到的左心室跨壁收缩激活,在与健康人比较时,发现GCS和GRS趋势降低也可以支持这一结论。

左室心肌主要由约70%纵向纤维和30%环状纤维组成。由于心肌纤维的运动方向和排列方式的不同,以及纤维缩短和增厚的程度和时间的不同,纵向纤维在左室收缩功能中发挥着重要作用。目前,越来越多研究倾向于将GLS作为左心室功能障碍指标诊断CCM[19]。在本组失代偿期肝硬化患者中,随着心肌改变的进展,GLS的下降先于LVEF的变化,对此最可能的解释是位于心内膜的纵向纤维对缺血、缺氧和压力负荷等有害因素更敏感。目前,众多研究已经描述了GAS作为一个新的参数,被视为GLS和GCS的集成,与纵向和圆周运动均有关,代表心内膜区域的变形。因此,GAS降低被认为是心肌收缩功能不全的更好的指标。已有研究表明,肝硬化患者左心功能损害程度与GAS值下降独立相关[20]。本研究发现肝硬化合并CCM患者肝功能损害更严重。使用3D-STI检测的应变参数变化趋势可能也随着肝功能变差而降低,MELD评分高的肝硬化患者心室收缩功能受损更明显,肝功能恶化可进一步加重心功能障碍。

综上所述,失代偿期肝硬化患者CCM发生率高,使用3D-STI技术可以敏感地反映失代偿期肝硬化合并CCM患者左心功能变化,有助于为临床早期干预和治疗提供准确的依据。