相对压成像技术评估乙肝肝硬化患者左室功能的临床价值

周 康 卢天祺 毕士玉 蒋 健 杨秀华 张 巍

肝硬化是一种临床常见的消化系统疾病，其发病率呈逐年递增趋势，肝硬化性心肌病（cirrhotic cardiomyopathy，CCM）作为其并发症之一，发生率约为40%～50%［1］。CCM 定义为在无明显心脏疾病情况下出现的左室收缩及充盈对于压力的钝性反应及电生理功能异常，起病隐匿。临床常通过左室收缩功能压力试验及联合心电图等相关检查进行诊断。而肝硬化患者在接受肝移植、经颈静脉肝内门-体静脉支架分流术等应激状态下，心功能不全甚至心力衰竭等不良事件的发生率可因此增加［2］，围手术期心功能不全的防治在临床上仍是一个挑战［3］。既往研究［4］评估左室功能的改变主要基于左室形态、结构、室壁运动等方面，血流向量成像（vector flow mapping，VFM）技术可通过分析目标心腔内血流流体力学变化评价心脏功能，其衍生的相对压成像（relative pressure imaging，RPI）技术获得的左室内相对压差（intraventricular pressure differences，IVPDs）与相对压力梯度（intraventricular pressure gradients，IVPGs）可以有效评价左室排空及充盈过程中的心肌生理变化，其中IVPDs 也可作为定量评价左室舒张功能的新指标［5-6］。本研究应用RPI技术检测心功能正常的乙肝肝硬化患者左室收缩及舒张各期IVPDs 和IVPGs，旨在探讨其左室早期心功能变化以指导临床预防CCM的发生。

资料与方法

一、研究对象

前瞻性招募2022 年4～10 月我院收治的乙肝肝硬化患者39 例，其中男33 例，女6 例，年龄23～62 岁，平均（50.21±8.07）岁。纳入标准：①肝硬化诊断标准符合2019 版乙型肝炎防治指南［7］；②根据2020 版《超声心动图评估心脏收缩和舒张功能临床应用指南》［8］提示左心收缩功能及舒张功能正常者。排除标准：①急性心力衰竭、急性心肌梗死、心律失常、急性心肌炎、心包疾病、先天性心脏病、严重瓣膜疾病及各型心肌疾病；②慢性系统性疾病，如各种原发及继发原因所致的高血压、慢性呼吸系统疾病、慢性肾脏疾病、慢性甲状腺疾病等；③严重感染、服用影响心功能和循环功能指标药物（如血管活性药物或硝酸酯类药物等）、血液透析或肝移植；④妊娠期或哺乳期妇女。另选同期健康体检者31例作为对照组，其中男23例，女8例，年龄27～61岁，平均（47.10±9.33）岁。本研究经我院医学伦理委员会批准，所有研究对象均签署知情同意书。

二、仪器与方法

1.常规超声心动图检查：使用富士医疗Arietta 850彩色多普勒超声诊断仪，S121 心脏探头，频率3.0～6.0 MHz；配备心电肢体导联及VFM 图像后续分析专用工作站。受检者静息至少15 min 后，取左侧卧位，同步连接心电肢体导联，于胸骨旁标准左室长轴切面获取室间隔舒张末期厚度（IVSD）、左室后壁舒张末期厚度（LVPWD）、左室舒张末期内径（LVEDD）、心率（HR）；采用频谱多普勒于标准心尖四腔心切面获取二尖瓣口舒张早、晚期血流峰值速度（E、A）及E/A；采用组织多普勒获取二尖瓣环室间隔处舒张早期和晚期运动峰值速度（Se’和Sa’）、二尖瓣环左室侧壁处舒张早期和晚期运动峰值速度（Le’和La’）、E 与二尖瓣环间隔及侧壁处舒张早期运动峰值速度平均值的比值（平均E/e’）；应用双平面Simpson 法测量左室射血分数（LVEF），于心尖两腔心及四腔心切面二尖瓣开放前1～2 帧左房内径最大时冻结图像，测量并获取左房容积指数（LAVI）。

2.RPI图像采集及软件分析：存取心尖三腔心动态图像，并以Dicom 格式拷入专用工作站。取3 个心动周期中图像最稳定、清晰的周期，手工描记心内膜，在左室流入道及流出道处绘制时间-流量曲线，并结合心电图及二维超声心动图中瓣膜启闭共同识别心动周期中等容收缩期、快速射血期、等容舒张期、快速充盈期、缓慢充盈期和心房收缩期，并记录上述各时相对应帧频；进入RPI分析界面，在各时相对应帧频测量心尖至二尖瓣环中点的压力梯度曲线，分别记录各时相相对压最大时的IVPDs、IVPGs。见图1。

图1 根据时间-流量曲线划分心动周期各时相及IVPDs、IVPGs 获取方法示意图

3.图像质量控制：所有受检者常规超声心动图数值测量及VFM图像采集均由同一高年资超声医师（10年以上常规超声心动图检查经验，且经VFM 图像采集培训并成功采集50 例以上）完成，存在疑问时与另一经过培训的高年资医师（执业20 年以上的超声医师）讨论解决。工作站图像处理均由经过培训的第3名超声医师完成。超声图像存取及数据采集严格按照2020版《超声心动图评估心脏收缩和舒张功能临床应用指南》［8］采集标准执行。VFM 图像采集按照仪器默认采集标准：①图像清晰及彩色多普勒速度调节适宜，心内膜显示清晰、完整，多普勒血流信号可以较好充盈左室腔而不混叠；②取样框可以完整包含左室腔及心内膜；③图像帧率≥60 Hz；④心电肢体导联连接完好，心电波形同步清晰显示；⑤采集的VFM 图像包含3 个完整心动周期。

三、统计学处理

结果

一、两组一般资料及常规超声心动图参数比较

与对照组比较，乙肝肝硬化组LVEDD、IVSD、LVPWD、LAVI、A、Sa’、La’及平均E/e’均增高，Le’减低，差异均有统计学意义（均P＜0.05）；两组年龄、性别、体质量指数、体表面积、心率、E、E/A、Se’、LVEF 比较差异均无统计学意义。见表1。

表1 两组一般资料及常规超声心动图参数比较

二、两组RPI参数比较

与对照组比较，乙肝肝硬化组心房收缩期IVPDs、IVPGs 均增高，缓慢充盈期IVPDs 减低，差异均有统计学意义（均P＜0.05）。见表2和图2，3。

表2 两组RPI参数比较

图2 对照组一健康体检者（男，52岁）各时相RPI图（红色代表IVPDs高，蓝色代表IVPDs低）

图3 乙肝肝硬化组一患者（男，52岁）各时相RPI图（红色代表IVPDs高，蓝色代表IVPDs低）

三、乙肝肝硬化组RPI 参数与常规超声心动图所测左室舒张功能参数的相关性分析

乙肝肝硬化组心房收缩期IVPDs、IVPGs与A、Sa’、La’、平均E/e’均呈正相关（均P＜0.01），与E/A、Se’、Le’均呈负相关（均P＜0.01），与E 无相关性；缓慢充盈期IVPDs 与E、A 均呈负相关（均P＜0.05），与E/A、平均E/e’、Le’、La’、Se’、Sa’均无相关性。见表3。

表3 乙肝肝硬化组RPI参数与常规超声心动图所测左室舒张功能参数的相关性分析

讨论

判断心脏的结构改变及心腔血流流体运动模式是否异常可以全面、准确地评估心脏功能，继而为相关疾病的诊断及规范治疗提供重要指导。心脏MRI、造影剂成像测速及VFM 技术是评估心腔内血流流场状态的主要技术，其中VFM 技术是基于超声心动图中心肌斑点追踪技术及心腔多普勒血流进行的矢量分析，具有更加简便、经济、无创的优势［9］。基于该技术衍生的RPI技术可以通过无创分析心腔内心肌与血流之间的作用关系，较常规超声心动图提供更多血流流体参数如IVPDs、IVPGs，可视化、定量化心腔内压力值及压力梯度分布等空间分布信息，相关左室模型研究［10］已证实无论体内还是体外RPI参数均与心腔内导管压力测值具有很好的相关性，因此可以通过评估心腔内血流流体的细微改变导致的IVPDs、IVPGs 异常来提示心功能的早期异常。本研究旨在应用RPI技术评估常规心动图提示心功能正常的乙肝肝硬化患者左室功能变化情况。

本研究常规超声心动图检查结果显示，乙肝肝硬化组IVSD、LVPWD、LVEDD、LAVI 均增高，与对照组比较差异均有统计学意义（均P＜0.05）；提示乙肝肝硬化患者心脏存在异构，左心容积相对增大。乙肝肝硬化组A、Sa’、La’及平均E/e’均增高，Le’减低，与对照组比较差异均有统计学意义（均P＜0.05）；两组LVEF比较差异无统计学意义；提示心功能正常的乙肝肝硬化患者左心舒张功能已存在一定程度的损伤，收缩功能改变不明显。但是常规超声心动图参数A、Sa’、La’、E/e’、Le’易受左室前后负荷及节段运动异常等因素的影响；平均E/e’通常用于评估左室充盈压，却存在临床意义不明区域（该值为8～14）［11］；LAVI 的增大可以反映长期累积的左室充盈压水平，却无法直观显示左室充盈压数值，也存在运动员等特殊人群正常心功能状态下该值增高情况［8］，因此上述常规超声心动图参数难以客观定量评估心功能正常的乙肝肝硬化患者左室舒张功能损伤程度。

RPI 技术基于对心肌力学特性的反映，通过显示左室腔内血液流体压力及梯度的分布特征进而判断左室舒张功能是否存在亚临床期异常。本研究结果显示，乙肝肝硬化组心房收缩期IVPDs、IVPGs 均增高，缓慢充盈期IVPDs减低，与对照组比较差异均有统计学意义（均P＜0.05），与既往研究［12］结果一致，提示临床诊断为心功能正常的乙肝肝硬化患者左室腔内出现充盈压增高及压力梯度的重新分布，分析原因可能为乙肝肝硬化患者一方面出现心肌普遍不同程度纤维化及心肌细胞肥大，导致左室壁僵硬重构，使得反映左室舒张功能的心肌松弛性、顺应性及心肌弹性间的平衡被打破［13］；另一方面其左心高输出低阻力的循环模式及疾病相关免疫活动释放的炎症因子及血管扩张因子如NO 等［14］影响了左室舒张期充盈压，两方面因素互为影响递进，共同导致乙肝肝硬化患者心房收缩期IVPDs、IVPGs 均增高，缓慢充盈期IVPDs 减低。本研究乙肝肝硬化组收缩期IVPDs、IVPGs 与对照组比较差异均无统计学意义，提示肝硬化患者早期左室舒张功能损伤程度较收缩功能更为明显，提示临床可以通过测定乙肝肝硬化舒张期IVPDs、IVPGs 评估早期心功能损伤。研究［15］表明CCM 患者大多仅表现亚临床心功能障碍，且左心舒张功能障碍较收缩功能障碍更为常见，患病率25.7%～81.4%，考虑与肝硬化异常循环及心肌损伤有关。另外，本研究相关性分析显示，乙肝肝硬化组心房收缩期IVPDs、IVPGs 与A、Sa’、La’、平均E/e’均呈正相关（均P＜0.01），与E/A、Se’、Le’均呈负相关（均P＜0.01）；缓慢充盈期IVPDs与E、A 均呈负相关（均P＜0.05）。表明IVPDs 和IVPGs与一系列提示舒张功能异常的常规超声心动图参数均有较好的相关性，可以作为量化指标，为客观评估心功能正常乙肝肝硬化患者早期心功能损伤，尤其是舒张功能损伤提供依据。

本研究的局限性：①为单中心的小样本研究，仅纳入我院乙肝肝硬化患者，还需进行多中心、大样本研究进一步验证RPI技术在评估心脏舒张功能中的价值；②VFM 技术目前仅能显示心腔内二维血流状态，因此无法三维立体评价左室流场变化；③未获取乙肝肝硬化患者肝脏病理结果，其纤维化分级等未纳入分析，待今后进一步深入探讨。

综上所述，RPI 可定量评估心功能正常的乙肝肝硬化患者左室内IVPDs 及IVPGs，为临床评估乙肝肝硬化患者亚临床左室舒张功能异常提供了新指标，在简化评估流程、判断舒张功能损伤程度方面具有较好的临床价值。