超声心动图用于监测肾移植术后左心室结构和功能变化进展

李 敏,范靖东,孙 阳

(重庆医科大学附属第二医院超声科,重庆 400010)

中国肾脏疾病网络(China kidney disease network, CK-NET)数据显示,2016年我国慢性肾脏病患者存量约为1.3亿,其中280万尿毒症患者正在接受肾替代治疗[1]。肾移植是改善尿毒症患者生活质量和提高其生存率的首选方法[2],而术后左心功能不全是造成移植物失功和肾移植受者死亡的重要原因之一[3]。在移植后长期管理过程中,针对受者高危因素及不良生活习惯进行临床干预,有助于降低其心血管疾病相关不良临床结局[4]。

1 肾移植术后左心室结构和功能改变

对于肾移植受者而言,除常规心血管疾病危险因素,如高血压、糖尿病、血脂异常及吸烟等外,术前心肌纤维化、血液透析用动静脉瘘,术后肌酐偏高及应用免疫抑制药物等因素均可增加术后左心功能不全风险;监测左心室结构和功能变化对评估肾移植受者预后具有重要临床意义。

肾移植术后常规免疫抑制药物治疗包括糖皮质激素及钙神经蛋白抑制剂等,可通过引起或加重胰岛素抵抗、血脂异常、糖代谢异常及高血压等增加受者罹患心血管疾病风险[5]。肾移植受者糖尿病患病率可达40%[6],高血压患病率可高达90%[7]。实验研究[8]发现,予小鼠他克莫司24 h后其心肌细胞即可受损,且损伤程度与药物浓度相关。

相比肾移植前,移植术后患者尿量增加,随之心脏毒性物质减少、左心室容量负荷降低,这些变化有助于左心室功能恢复;但多数受者术前已存在心肌纤维化,且术后肌酐仍略高于正常,不利于其左心室心肌功能恢复[9];且肾移植术后常规未结扎血液透析用动静脉瘘,可致心输出量持续增加而加大左心室肥厚风险,故术后保留动静脉瘘患者左心室质量指数(left ventricular mass index, LVMI)及左心室肥厚占比高于闭合动静脉瘘者[10]。

2 超声评估肾移植术后左心室结构和功能

超声具有无创、无放射性、价廉及可重复等优点,是临床监测心脏结构和功能的首选影像学手段。通过超声心动图测量心室大小、室壁厚度、瓣膜变化、血流情况、左心室射血分数(left ventricular ejection fraction, LVEF)及心肌应变等,可综合评估左心室结构和功能。

2.1 二维超声心动图(two-dimensional echocardiography, 2DE) 2DE可于不同切面动态观察心脏解剖结构和心肌、瓣膜运动情况,测量左心室内径及室壁厚度,评估LVMI、左心室容量及LVEF等,是监测心脏结构和功能改变的基础。

左心室肥厚是尿毒症常见心脏改变,也是心血管疾病的独立危险因素之一。LVMI为评估左心室肥厚的常用指标。JHINGER等[11]发现肾移植术后3个月及6个月左心室内径及容积均小于术前,且术前、术后3个月及6个月LVMI呈递减、而LVEF呈递增趋势,表明移植术后患者左心室重构减轻、收缩功能改善。MASUDA等[12]评估左心室肥厚儿童肾移植术后相关参数变化,发现与术前相比,术后1年左心室内径及左心室壁厚度无明显变化而LVMI明显降低。PICKUP等[13]纳入19篇应用超声心动图评估LVMI观察肾移植相关左心室结构和功能变化的文献进行系统回顾和荟萃分析,其中16篇文献报道肾移植术后LVMI下降但变化幅度差异较大,3篇认为术后LVMI变化不明显。

2.2 多普勒超声成像 利用脉冲多普勒测量舒张期早期二尖瓣血流速度(E)及舒张期晚期二尖瓣血流速度(A)以计算E/A,以及采用组织多普勒成像测定二尖瓣环舒张早期运动速度E'并计算E/E'均可用于评估左心室舒张功能[14]。

目前针对肾移植术后左心室舒张功能变化趋势尚未完全达成共识。BORDA等[15]发现肾移植受者术后E/A较健康对照组减低;HAMIDI等[16]认为肾移植术后1个月E/E'较术前无明显变化,提示左心室舒张功能恢复不佳。RAVERA等[17]报道,尿毒症组术前E/E'高于健康对照组,而肾移植术后组间E/E'差异无统计学意义,提示肾移植术后左心室舒张功能有所恢复。

2.3 三维超声心动图(three-dimensional echocardiography, 3DE) 利用3DE可从多角度观察心脏立体结构及室壁活动等,免于二维超声心动图所受几何假设的影响,便于测量左心室容积及左心室质量、分析局部左心室功能,提供更为丰富的诊断信息。

2.4 斑点追踪超声心动图(speckle tracking echocardiography, STE) STE可通过实时追踪ROI内由超声-心肌组织相互作用产生的心肌斑点空间运动位置而获得纵向、环向及径向3个方向的心肌应变及应变率参数,其测值无角度依赖性,可客观定量评估整体及局部心肌功能。3D-STE技术则能于三维立体空间内追踪心肌斑点运动轨迹,自动分析心脏全容积图像,更真实地反映心肌运动和变形,从而更准确地评价左心室功能[20]。

STE已广泛应用于评估肾移植术后左心功能;整体纵向应变(global longitudinal strain, GLS)为其评估左心室收缩功能的有效指标。BRCZI等[21]发现肾移植受者GLS低于健康对照组,而组间LVEF差异无统计学意义,认为GLS可早期发现射血分数保留的左心室功能减低。唐君仪等[22]利用3D-STE技术定量评价肾移植术后3个月内左心室整体应变,发现GLS在肾移植术后7天、1个月及3个月期间呈上升趋势但均低于术前,可能与术后早期他克莫司血药浓度较高致心肌组织进一步受损引起术后左心室功能暂时下降有关。LASSEN等[23]应用2D-STE评价肾移植术前与术后的左心室舒张功能变化,发现以E/舒张早期应变率(e' strain rate, e'SR)的比值可早期发现肾移植术后左心室舒张功能改善,而常规多普勒指标E/E'术前与术后比较未见明显差异。

2.5 超声心肌做功 既往研究证实STE具有负荷依赖性[24]。肾移植术后患者尿量增加、水钠潴留减轻,心脏前、后负荷均发生变化,仅以STE评价其心脏功能具有一定局限性。超声心肌做功技术在2D-STE基础上结合左心室后负荷(血压)构建无创左心室压力-应变环,可克服负荷依赖性,更准确地定量评估左心室局部和整体心肌功能,已用于评估多种心脏疾病治疗效果及预后[25]。RUSSELL等[26]分别以无创与有创方法评估犬左束支传导阻滞模型及心肌病患者左心室功耗比,发现结果具有良好一致性和相关性。

超声心肌做功技术用于评价左心室功能的指标主要包括整体有用功(global constructive work, GCW)、整体无用功(global wasted work, GWW)、整体做功指数(global work index, GWI)及整体做功效率(global work efficiency, GWE)。XIAO等[27]应用超声心肌做功技术观察儿童肾移植术后3个月内左心室功能变化,发现术后GWI、GCW及GWW均较术前有所改善,尤其GCW和GWI已恢复至与健康对照组同等水平,而左心室GLS无明显变化,认为心肌做功在评价儿童肾移植术后左心室功能恢复方面优于GLS;提示对于肾移植术后心肌做功改善不明显者应及时调整治疗策略,以减少严重不可逆转心肌损伤。李庆等[28]以超声心肌做功技术评价肾移植术后左心室功能,发现相比健康对照组,移植组GLS、GWE较低而GWW较高,但LVEF组间差异无统计学意义;以GWE<95.5%预测左心室心肌受损的敏感度为82.9%、特异度为89.6%,即诊断效能较好;超声心肌做功参数能客观反映左心室心肌受损程度,是评价肾移植术后左心室功能的灵敏且可靠的定量指标。

3 小结

肾移植术后心血管疾病是导致移植物失功及受者死亡的重要原因之一,及时且准确评估术后左心室结构与功能损伤至关重要。超声心动图能便捷、有效地监测心脏结构和功能改变;综合应用3DE、STE及心肌做功等新技术可早期识别肾移植术后亚临床心功能不全,为个体化治疗提供客观依据。

利益冲突:全体作者声明无利益冲突。

作者贡献:李敏查阅文献,撰写和修改文章;范靖东修改文章;孙阳指导、审阅文章、经费支持。