收缩期纵向应变评估冠状动脉搭桥围术期左心室收缩功能变化

陈尚瑜,薛寅莹,肖继来,宋晓春,沈 骁,洪 亮,李俣亭,章 淬

(南京医科大学附属南京医院,南京市第一医院重症医学科,江苏 南京 210006)

冠状动脉搭桥术(coronary artery bypass graft, CABG)是使冠状动脉再血管化的有效方法,但心包切口可使左心室形态由椭球形变为球形,随之导致左心室纵向应变(longitudinal strain, LS)减低而径向应变增高[1]。相比径向应变,LS对心脏收缩功能的影响更大[2],且用于评估左心室收缩功能较左心室射血分数(left ventricular ejection function, LVEF)更加准确、可靠[3]。二维斑点追踪成像(two-dimensional speckle tracking imaging, 2D-STI) 无角度依赖性、时间分辨率高和可重复性高,可获得收缩期LS[4]。目前以LS评估CABG后心功能的相关研究大部分针对术后中远期[5]。本研究以收缩期LS评估冠心病(coronary artery disease, CAD)患者CABG围术期左心室整体及各节段收缩功能变化。

1 资料与方法

1.1 研究对象 前瞻性招募2020年12月—2021年11月70例于南京医科大学附属南京医院接受首次CABG的存在3支冠状动脉病变的成年CAD患者,术前为窦性心律或规律起搏心律,术中均接受左冠状动脉前降支搭桥(2～4根)。排除无法获得清晰图像、合并瓣膜性心脏病或卵圆孔未闭以外的其他先天性心脏病或术后存在新发心房颤动等心律失常者共29例。最终纳入的41例中,男31例、女10例,年龄41～76岁、平均(63.2±9.4)岁;根据术前左心室收缩期整体LS(global LS, GLS)分为3组[6]:正常组(A组,GLS≤-18.1%)6例,轻度下降组(B组,-18.1%-14.0%)13例。记录各组患者性别、年龄、体质量指数(body mass index, BMI)、既往病史、欧洲心血管手术危险因素评分(European system for cardiac operative risk evaluation, EuroSCORE)、体外循环时间、主动脉阻断时间、手术时长、机械通气时长及住ICU时长、术前LVEF和VTI及组内术前LVEF保留(LVEF≥50%)者占比等。本研究经院伦理委员会批准(KY20220518-01-KS-01)。

1.2 仪器与方法 采用 GE Vivid Q便携式超声机,配备频率1.7～3.4 MHz的M3S超宽频电子相控阵探头及自动功能成像(automated functional imaging, AFI)系统。分别于术前、手术当日、术后第3日及第7日,针对左心室以Teich法测量LVEF、主动脉瓣血流速度时间积分(velocity time integral,VTI),以及整体及各节段收缩期LS。参照指南[7]留取标准切面并进行测算,每个切面至少留取连续3个心动周期图像。采用AFI系统分析心肌全层LS(图1);对于“不成功节段”,如跟踪质量满意,可进行手动微调直至成功。以3个心动周期的平均值作为左心室GLS及节段应变值。

图1 患者男,59岁,CAD,不稳定型心绞痛,心功能Ⅲ级 A.术前牛眼图示左心室GLS -9.0%,LVEF 39%; B.术后第7日牛眼图示左心室GLS -8.3%,LVEF 41%

1.3 统计学分析 采用SPSS 26.0统计分析软件。以±s描述正态分布计量资料,采用方差分析进行组间比较;以中位数(上下四分位数)描述偏态分布计量资料,采用Kruskal-Wallis检验进行组间比较;以例(%)描述计数资料,组间行χ2检验。采用重复测量方差分析或广义估计方程分析各指标在不同时间点间的差异,以Bonferroni法进行事后比较。P<0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 基本资料 C组糖尿病患者占比高于B组(校正P<0.05);C组住ICU时长高于,而术前LVEF及组内术前LVEF保留者占比均低于A、B组(校正P均<0.05);A、B组间术前LVEF差异无统计学意义(校正P均≥0.05)。经多重比较,各组术前VTI差异无统计学意义(表1)。各组间其他基本资料差异均无统计学意义(P均≥0.05)。

表1 3组CAD患者基本资料比较

2.2 LVEF、GLS及VTI超声检查结果 A组CABG围术期各时间点GLS不完全一致(P=0.037),但事后比较其间GLS差异均无统计学意义(校正P均>0.05);B组术后各时间点GLS均低于术前且以术后当日最低(校正P均<0.001),而术后第3与第7日GLS差异无统计学意义(校正P=1.00);C组围术期各时间点GLS差异均无统计学意义(校正P均>0.05)。B组术后当日VTI低于术前(校正P=0.022),而A、C组围术期VTI及各组围术期LVEF差异均无统计学意义(P均>0.05)。见表2。

表2 41例CAD患者CABG围术期左心室收缩功能检查结果比较

2.3 左心室各节段收缩期LS结果 41例CABG术前、术后当日及第3日,左心室基底段LS均低于中间段和心尖段(校正P均<0.01),而术后第7日左心室各节段LS差异无统计学意义(P=0.145)。相比术前,术后当日及第3日左心室基底段及术后各时间点左心室中间段和心尖段的LS均有所下降(校正P均<0.05),以术后当日心尖段降幅最大;左心室各节段术后第3与第7日LS差异均无统计学意义(校正P均>0.05,表3)。

表3 41例CAD患者CABG围术期左心室各节段收缩期LS结果比较

3 讨论

左心室心肌细胞运动形成左心室长、短轴及环向和扭转收缩运动[8],计算LVEF时包含圆周应变二次项及GLS一次项[9],导致其对LS相对不敏感。在缺血性损伤早期,心肌重构可致GLS发生变化,而此时LVEF可尚正常[10],故以GLS可识别射血分数保留型CAD患者左心室收缩功能障碍[11]。本研究C组13例GLS重度下降患者中,5例(38.46%)术前LVEF≥50%,证实左心室纵向收缩功能受损CAD患者出现GLS重度下降时,其LVEF仍可能正常。

CABG创伤及体外循环造成的缺血再灌注损伤等[12]可致左心室收缩功能短暂下降及延迟恢复。LABUS等[13]研究表明,术前射血分数保留的接受CABG患者左心室GLS在手术结束后至出院前均低于术前,而LVEF则无明显差异。本研究B组术后各时间点GLS均低于术前且以术后当日最低,而术后第3与第7日GLS无明显差异;A组围术期GLS存在整体差异,但术后各时间点与术前相比均无明显差异,可能与该组样本偏少有关;C组围术期各时间点之间GLS与VTI均无明显差异,提示CABG术前GLS重度下降的CAD患者术后当日GLS下降程度较轻,且术后1周内无明显改善,考虑与其左心室心肌重构严重、存活心肌较少[14],以及病变严重靶血管无法完全再血管化[15]有关。

本研究发现各组左心室各节段收缩期LS改变规律相似,均为基底段最弱而心尖段最强,与CHEN等[16]的结果相似;与术前相比,除术后第7日基底段外,术后各节段LS均较下降,且以术后当日心尖段降幅最大,而各节段术后第3与第7日LS无明显差异,与既往相关研究[17]相似。围术期心尖段变化规律与冠状动脉走行有关:心尖段由左前降支远端供血,随着左前降支下行,血管分支增多、管腔变细,此为体外循环状态下心尖段心肌灌注不足的基础,导致该段心肌缺血严重且时间较长,血流再灌注后更易产生缺血再灌注损伤。

综上,CABG术前GLS轻度下降的CAD患者术后当日左心室纵向收缩功能下降,并于术后1周内部分恢复;左心室各节段中,CABG对心尖段LS的影响最为显著。本研究的主要局限:为单中心研究,纳入样本偏少且分布不均,有待累积更多病例开展多中心研究进一步观察。