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实时三维超声心动图与斑点追踪技术评价系统性红斑狼疮患者左心房结构与功能

2020-04-28宋焱赵瑞李名龙

江西医药 2020年4期
关键词:左房容积心房

宋焱,赵瑞,李名龙

(1.安徽省芜湖市第二人民医院心功能科;2.皖南医学院弋矶山医院超声医学科;芜湖241001)

系统性红斑狼疮(systemic lupus erythematosus,SLE)是一种累及多器官的自身免疫性炎症性结缔组织病。患者因体内产生大量致病性自身抗体,并与体内相应的自身抗原结合形成相应的免疫复合物从而导致机体的多系统损害,其中心脏损害发生率较高。近年来随着临床诊疗水平的不断提高,SLE患者的早期死亡率已明显下降,但心血管疾病的发生率仍在不断增加[1]。目前国内外虽有一些超声关于SLE患者心脏结构与功能方面的研究报道,但针对SLE患者左心房结构和功能改变的报道较少,而左心房的改变是心脏整体构型及功能改变趋势及心血管事件发生的有效预测因数之一。因此,本研究采用评价心腔结构及功能的实时三维超声心动图 (real-time three-dimensional echocardiography,RT-3DE)和二维斑点追踪技术(two-dimensional speckle tracking,2D-STE)来尝试评估SLE患者左心房结构及功能的变化。

1 资料与方法

1.1 临床资料 病例选取2018年3月-2019年3月来我院就诊且被临床确诊的SLE患者共45例,年龄23-52岁,平均(37.3±9.7)岁,男女比例4:41。所有病例需排除先天性心脏病、风湿性心脏瓣膜病、冠心病、原发性高血压病及慢性阻塞性肺疾病。所有患者需符合美国风湿病协会(ARA)1997年提出的SLE修订诊断标准,并根据1992年发布的SLEDAI的评分[2],将患者组分为:B组25例(病情中度活动及以下组,0-15分),年龄23-51岁,平均(37.1±8.4)岁,男女比例2:23,C组20例(病情中度活动以上组,≥15分),年龄25-52岁,平均(38.3±9.6)岁,男女比例2:18。对照组为A组:选取在我院体检正常的30例自愿者,男3例,女27例,年龄22-51岁,平均(37.5±8.3)岁,男女比例3:27。每位患者检查及所使用的数据均需本人口头知情同意。

1.2 仪器与方法 运用Philips EPIQ 7C型彩色多普勒超声诊断仪,仪器配有二维心脏探头(S5-1),频率为1~5 MHz;三维心脏探头(X5-1),频率为1~5 MHz。同时接入心电图,依据美国超声心动图协会(ASE)制定的标准化流程进行操作[3],分别在心尖三腔观、四腔观及两腔观切面采集3个心动周期的二维动态图像,开启Qlab软件自动追踪左房侧壁、房间隔、前壁、下壁及后壁应变率曲线。自动追踪不满意时可手动调整位置及宽度,使其符合左房壁的厚度及运动轨迹。测量出左房各壁的左室收缩期的峰值应变率(SRs)、左室舒张早期的左心房峰值应变率(SRe)、左室舒张晚期的左心房峰值应变率(SRa),计算出左房壁整体各时期的峰值应变率平均值(mSRs、mSRe、mSRa)。mSRs=(侧壁SRs+房间隔SRs+前壁SRs+下壁SRs+后壁SRs)/5;mSRe=(侧壁SRe+房间隔SRe+前壁SRe+下壁SRe+后壁SRe)/5;mSRa=(侧壁SRa+房间隔SRa+前壁SRa+下壁SRa+后壁SRa)/5。

将探头切换至X5-1,探头置于心尖四腔,调整探头深度,保持图像帧数大于15帧/s。嘱病人缓慢呼吸,于呼气末启动“Full volume”键,采集3个心动周期的动态图像,手动描绘左房心内膜取得左房容积图像,随后仪器内置软件会自动分析出左房容积-时间曲线,得到左心房最大容积(LAVmax)、左心房最小容积(LAVmin)。结合心电图,在平台期测得左心房收缩前容积(LAVpre)。由公式算出:左心房被动射血分数 (LAPEF)=(LAVmax-LAVpre)/LAVmax×100%,左心房主动射血 分 数 (LAAEF)=(LAVpre-LAVmin)/LAVpre×100%,左心房每搏量(LASV)=LAVmax-LAVmin,左心房整体射血分数(LAEF)=LASV/LAVmax×100%。

以上参数的测量均由操作者本人测量2次,再由另一名观察者测量1次,计算操作者自身2次之间及不同操作者之间参数的一致性。

1.3 统计学方法 应用SPSSl7.0软件进行统计学分析,计量资料以()表示,各组测量值均采用3次重复测量后取得平均值。对3组独立样本资料比较进行单因素方差分析。两组之间的参数比较进行两样本t检验。操作者本人和观察者之间的一致性检验用Kappa分析。分析两变量的相关性采用Pearson相关分析。以P<0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 一般情况 各组间的性别、年龄、心率、血压和体质量指数差异无统计学意义(均P>0.05)(表1)。

表1 对照组与各病例组一般临床资料比较()

表1 对照组与各病例组一般临床资料比较()

注:1mmHg=0.133kPa

参数 A组(30例) B组(25例) C组(20例)男女比例年龄范围(岁)平均年龄(岁)心率(次/分)收缩压(mmHg)舒张压(mmHg)体质量指数(kg/m2)3:27 22-51 37.5±8.3 71.13±9.01 125.78±5.91 80.03±4.02 27.67±2.96 2:23 23~51 37.1±8.4 73.79±10.89 130.17±8.62 81.07±5.07 25.69±3.07 2:18 25~52 38.34±9.6 74.59±11.61 129.73±9.71 79.86±5.96 25.74±3.14

2.2 左心房三维容积参数比较 与A组比较,B组LAVmax、LAVpre、LAVmin、LAAEF及LASV增大,LAPEF及LAEF减小,差异均有统计学意义(P<0.05)。C组LAAEF及LASV对比B组减低,LAVmax、LAVpre、LAVmin、LAAEF及LASV增大,差异均有统计学意义(P<0.05)(表2)。

表2 对照组与各病例组左心房三维容积参数比较()

表2 对照组与各病例组左心房三维容积参数比较()

注:与A组比较。a P<0.05;与B组比较。b P<O.05

参数 A组(30例) B组(25例) C组(20例)LAVmax(ml)LAVpre(ml)LAVmin(ml)LAPEF(%)LAAEF(%)LASV(ml)LAEF(%)44.78±3.16 25.87±2.93 17.74±2.15 36.95±4.80 25.79±3.46 17.76±4.72 55.26±3.36 51.76±7.16a 37.73±7.98a 23.56±8.03a 28.11±7.95a 30.72±5.58a 25.13±7.63a 51.13±3.57a 63.36±14.89ab 55.97±11.76ab 49.39±8.17ab 16.34±7.91ab 15.76±6.55ab 13.12±6.02ab 35.37±4.51ab

2.3 左心房应变率参数比较 与A组比较,B组mSRa增大,而mSRs及mSRe降低,差异均有统计学意义(P<0.05)。C组mSRa对比B组减低,mSRs及mSRe进一步降低,差异均有统计学意义(P<0.05)。(表3)

表3 对照组与各病例组左心房应变率参数比较()

表3 对照组与各病例组左心房应变率参数比较()

注:与A组比较,a P<0.05;与B组比较,b P<O.05

参数 A组(30例) B组(25例) C组(20例)mSRa(s-1)mSRs(s-1)mSRe(s-1)2.35±0.27 2.41±0.35 2.25±0.31 2.67±0.62a 1.85±0.39a 1.57±0.55a 1.29±0.47ab 1.13±0.39ab 1.31±0.57ab

2.4 相关性分析 相关性分析结果显示,mSRe与LAPEF、mSRa与LAAEF、mSRs与LAEF均呈正相关(r=0.518、0.404、0.476,均P<0.05)。mSRs与SLE DAI评分相关性最好,呈负相关(r=-0.517,P<0.05)。2.5重复性检验 操作者自身的两次记录的数据指标的一致性Kappa=0.89,操作者自身与观察者记录数据指标的一致性Kappa=0.83。

3 讨论

SLE是一种结缔组织病,以自身抗体的产生和免疫复合物的形成与沉积为特点,心脏是系统性红斑狼疮病变常累及的重要脏器之一。大多数心脏受累患者在病程中并无典型的相关症状,临床诊断困难、容易漏诊,而心脏的损伤程度直接影响到SLE的生存状态和远期疗效[4,5]。实时三维超声心动图(RT-3DE)的三维探头由发射和接收超声波晶片以矩阵的方式排列,从而得到一个金字塔状的图像数据,利用心脏立体图像的连续动态采集,可以直接测量在同一心动周期下各个阶段左心房容积的变化,克服了传统二维超声心动图对左心房空间结构的假设造成的测量误差,提供了更加全面的空间定位及复杂心腔结构测量的准确性,比传统二维超声心动图更加接近左心房真实的容积值[6,7]。而二维斑点追踪成像技术(2D-STI)是利用二维超声心动图像为基础,选取一定范围的心肌组织为感兴趣区域,利用组织灰阶图像,对所需图像内心肌组织声学斑点自动逐帧追踪,以速度向量的方式叠加心肌的速度大小及方向,从而获取心肌组织的应变及应变率等一系列数值,可以评价心肌局部及整体的功能,不仅没用角度的依赖性,而且在对左心房运动进行分析时,克服了左心室的牵拉运动及二尖瓣瓣环被动运动的影响[8]。

3.1 SLE患者左心房结构改变 Cross等在1932年对SLE进行了一系列的病理学研究,指出本病为全心炎,累及心包、心脏肌层和广泛的心内膜[9]。本研究中,代表左心房结构的LAVmax、LAVpre、LAVmin在SLE患者中均有不同程度的增大,表明SLE患者心脏在病程过程中已发生重构。左房本身的心肌的纤维变性、纤维化及瘢痕形成和左心室充盈压的增高,导致左房的增大。

3.2 SLE患者左心房功能改变 LAEF与mSRs、LAPEF与mSRe、LAAEF与mSRa都具有正相关性,其分别反映了左心房的储蓄功能、管道功能及辅泵功能[10]。本研究中SLE患者LAPEF与mSRe、LAEF与mSRs均减小,表明了SLE患者左心房的储蓄功能及管道功能的降低。左心房的管道功能主要来源于左心室舒张的抽吸作用,由于系统性红斑狼疮患者左心室心肌细胞受损,左室壁松弛延缓,心室舒张功能减退,致左心室对左心房的主动抽吸作用减弱,使左心房管道功能减低;而左心室舒张功能减退,左室充盈压力的增高,肺静脉与左心室之间相对压差减小,由肺静脉过左心房进入左心室血量减少,进而导致体循环回流至心脏的血流减少,反映出左心房的储蓄功能下降。B组LAAEF与mSRa增高,反映左心房辅泵功能增强。根据Frank-Starling定律,B组SLE患者LAVpre增大,使左心房收缩前心肌初长度增大,使左心房心肌收缩前初长度增大,左心房的主动收缩能力有所增强,以代偿SLE患者左心房储蓄功能及管道功能的降低,维持心脏功能的整体平衡。C组LAAEF与mSRa减低,表明随着SLE活动度严重程度的增大,心肌损害加重,左心房进一步重构增大,导致左心房功能呈失代偿状态,主动收缩能力下降。3.3 mSRs与SLEDAI评分相关性 SLEDAI评分与各参数相关性分析发现,随着SLEDAI评分增高,心脏参数有不同程度的改变,说明SLEDAI评分越高,心脏损伤越严重[11]。各参数与SLEDAI评分相关性中,mSRs与SLEDAI评分相关性最好,呈负相关,mSRs可以代表左心房的储蓄功能,也可以与LAEF的相关性反映左心房整体的收缩功能[12],可以较好的预测和评估SLEDAI评分中心脏的累及损伤程度,是简单而可靠的参数。

本研究尚有一些不足,一是样本量较少,SLED AI评分未能更加细化分组;二是分析软件对图像质量要求较高,获取数据的测量方法目前没有统一的标准等。

总而言之,RT-3DE和2D-STI可以客观的评估SLE患者左房整体结构与功能的改变及发展趋势,有望成为临床对SLE患者心脏损伤的监测及评价疗效的重要手段。

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