左室纵向应变及应变达峰时间离散度评价人工心脏瓣膜置换术后患者左室收缩功能及同步性

刘丽萍 郑哲岚

心脏瓣膜病是一种常见的心脏病，其中以风湿性心脏病最为常见。随着人口老龄化加重，退行性瓣膜病以及冠心病、心肌梗死后引起的瓣膜病变也越来越常见［1］。人工心脏瓣膜（PHV）置换术是大多数严重心脏瓣膜病的最终治疗方法［2］。作者应用左室纵向应变及应变达峰时间离散度反映人工心脏瓣膜置换术后患者左室心肌整体及节段性应变特征，评价左室心肌收缩功能及同步性改变，并探讨各参数之间的相关性。

1 资料与方法

1.1 临床资料 选取2018年5月至2018年10月杭州市中医院人工心脏瓣膜置换术后患者70例为瓣膜置换术后组（PHV），并分为主动脉瓣置换（AVR）25例，二尖瓣置换（MVR）24例，主动脉瓣和二尖瓣置换（DVR）21例三个亚组，其中生物瓣18例，机械瓣52例，不伴明显瓣周漏，无卡瓣。对照组来源于体检人群，临床及超声心动图等相关检查无异常。入选者排除原发性高血压、冠心病、肺心病、心肌病、肝肾功能不全等，排除经超声心动图检查图像质量不佳者。对符合要求的人工心脏瓣膜置换术后患者及健康志愿者采集身高、体重、血压。

1.2 方法 采用GE Vivid E95超声诊断仪，M5Sc 心脏探头，频率2.0～4.5 MHz，自动功能成像（AFI2.0）软件。患者取左侧卧位，平静呼吸，同步记录胸导联心电图，常规超声心动图测量左房内径（LAD）、主动脉内径（AoD），左室舒张末内径（LVDd）、左室收缩末期内径（LVDs），室间隔舒张期厚度（IVSd），左室后壁舒张期厚度（LVPWd）。分别采集心尖长轴四腔、三腔、两腔切面连续3～5个心动周期的二维动态图像。从心尖三腔心切面开始分析，选择最佳心动周期视图，然后利用ROI Width 选择最适宽度并准确调整心内外膜包绕线，调整完毕系统自动生成各节段的应变曲线及应变值；以同样的方法分析四腔心及两腔心切面，分析完成后，软件自动生成左室17节段心肌的纵向应变及对应的应变曲线、牛眼图，左室17节段纵向应变达峰时间的标准差（PSD）和三个切面整体纵向峰值应变（GLPS）。

1.3 统计学方法 采用GraphPad Prism6.0 统计软件。符合正态分布的计量资料用（）表示，多组间比较用单因素方差分析，组间两两比较用LSD检验。相关性分析用Pearson相关性分析。以P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 一般资料比较 人工心脏瓣膜置换术后各组与对照组在年龄、身高、血压等方面的差异无统计学意义（P＞0.05）；AVR组体重、体质指数高于另外三组，且差异有统计学意义（P＜0.05）；MVR组、DVR组心率均高于另外两组，且差异有统计学意义（P＜0.05），见表1。

表1 对照组与PHV各组一般资料比较（）

表1 对照组与PHV各组一般资料比较（）

注：与对照组比较，*P＜0.05

组别 n 年龄（岁） 身高（cm） 体重（kg） 体质指数 心率（次/min） 收缩压（mmHg） 舒张压（mmHg）对照组 25 52.0±8.9 162.6±7.6 58.9±9.8 22.22±2.93 73.2±10.3 115.5±9.8 75.9±8.1 AVR 25 56.1±11.9 165.9±8.7 67.1±12.5* 24.27±3.38* 71.2±9.4 121.6±14.8 77.1±11.7 MVR 24 53.1±13.5 160.1±8.6 60.0±13.2 23.42±5.0 82.9±13.5* 115.3±16.1 70.5±11.9 DVR 21 55.9±12.8 162.5±9.3 56.8±8.9 21.55±3.12 84.9±16.5* 111.2±14.3 70.3±11.7

2.2 常规超声心动图参数比较 人工心脏瓣膜置换术后各组在LAD、LVMI、LVDd等高于对照组，差异有统计学意义（P＜0.05）；AVR组AoD高于对照组，差异有统计学意义（P＜0.05）；AVR组与DVR组在IVSd、LVPWd高于对照组，差异有统计学意义（P＜0.05）；MVR组、DVR组在FS 、LVEF均低于对照组，差异有统计学意义（P＜0.05）；MVR组、DVR组在CO、CI高于对照组，差异有统计学意义（P＜0.05）。见表2。

表2 对照组与PHV各组常规超声心动图参数比较（）

表2 对照组与PHV各组常规超声心动图参数比较（）

注：与对照组比较，*P＜0.05。AoD：主动脉内径；LAD：左房内径；LVDs：左室收缩末期内径；IVSd：室间隔舒张期厚度；LVPWd：左室后壁舒张期厚度；LVDd：左室舒张末内径；CO：左室排出量；LVMI：左室质量指数；CI：左心指数；FS：左室短轴缩短率；LVEF：左室射血分数。

组别 n AoD（mm） LAD（mm） IVSd（mm） LVPWd（mm） LVDd（mm） CO（l） LVMI（g/m2） FS（%） LVEF（%）对照组 25 28.4±2.8 33.3±2.7 7.8±0.8 7.8±0.7 44.5±3.4 4.62±1.13 76.5±15.5 39.0±4.2 69.4±5.2 AVR 25 30.2±3.3* 41.0±5.4* 9.6±1.7* 9.8±1.7* 48.6±6.4* 5.2±1.11 119.7±48.3* 36.5±5.3 65.8±7.4 MVR 24 29.8±2.4 49.6±12.4* 8.1±1.1 8.3±1.1 47.6±5.1* 5.47±1.22* 92.5±25.8* 34.7±5.9* 63.5±8.2*DVR 21 28.6±2.7 49.9±8.0* 8.5±0.9* 8.6±0.7* 49.5±9.0* 6.06±1.99* 110.3±48.6* 33.9±8.1* 61.9±11.9*

2.3 应变参数比较 对照组各切面纵向应变曲线为负向，起伏较一致，各节段达峰时间也接近，在牛眼图上表现为较均匀的红色；人工心脏瓣膜置换术后各组各切面应变曲线紊乱，起伏不一致，各节段达峰时间差异较大，应变牛眼图颜色杂乱（见图1）；PHV组各组各切面GPS绝对值均小于对照组，差异有统计学意义（P＜0.05），见表3。各组基底段、中间段、心尖段纵向应变峰值（PSS）呈阶梯状分布，即PSS绝对值由心尖向基底段逐渐减低。对照组PSD（29.7±5.6）ms，AVR组 PSD（49.2±16.4）ms，MVR 组（50.1±14.1）ms，DVR组（65.8±30.2）ms，PHV各组PSD均高于对照组，差异有统计学意义（P＜0.05）。对照组应变达峰时间的牛眼图为较为均匀的绿色，PHV组应变达峰时间的牛眼图颜色杂乱，出现黄色甚至红色，牛眼图颜色可以直观地反映左室收缩的同步性，颜色越杂乱代表患者收缩同步性越差，相应的PSD值也就越大（见图1）。

表3 对照组与PHV各组各切面GLPS与PSD的比较（）

表3 对照组与PHV各组各切面GLPS与PSD的比较（）

注：与对照组比较，*P＜0.05。GLPS：整体纵向峰值应变；PSD：纵向应变达峰时间离散度；LAX：胸骨旁左室长轴切面；A4C：心尖四腔切面；A2C：心尖左心两腔切面；AVG：平均值

PSD（ms）对照组 25 -22.4±3.2 -21.5±2.9 -22.0±3.5 -22.0±2.8 29.7±5.6 AVR 25 -17.3±4.3* -15.0±4.1* -16.0±3.5* -16.1±3.5* 49.2±16.4*MVR 24 -16.1±5.4* -15.3±3.8* -15.5±4.6* -14.2±7.6* 50.1±14.1*DVR 21 -15.1±6.9* -12.9±5.4* -14.1±5.7* -11.3±12.6*65.8±30.2*组别 n GLPS-LAX（%）GLPS-A4C（%）GLPS-A2C（%）GLPS-AVG（%）

图1 A. 正常人纵向应变牛眼图，B. 正常人纵向应变达峰时间牛眼图，C. 主动脉瓣置换术后患者纵向应变牛眼图，D. 主动脉瓣置换术后患者纵向应变达峰时间牛眼图

2.4 PHV组PSD与LVDd、LVMI、FS、LVEF、GPLS间相关性分析 PHV组PSD与LVDd呈正相关（r=0.3617，P＜0.05）；PSD 与 LVMI呈正相关（r=0.4543，P＜0.05）；PSD与FS呈负相关（r=-0.3662，P＜0.05）；PSD与EF呈负相关（r=-0.4085，P＜0.05）；PSD与GLPS呈负相关（r=-0.4985，P＜0.05）见图 2。

图2 PHV组PSD与LVDd、LVMI、FS、LVEF、 GPLS相关性散点图

3 讨论

心脏瓣膜病因长期容量和（或）压力超负荷，出现心肌细胞长度和（或）厚度的改变，引起左心室内径增大，容量增加，心肌纤维化，导致心室重构。心室重构是心脏对慢性容量和压力超负荷的适应性改变，是心脏受累的表现，使心肌代谢及电生理发生改变，导致心室容积增大，质量增加，最终导致心力衰竭，并发症和死亡率增加［4］。人工心脏瓣膜置换术是大多数严重心脏瓣膜病患者的最终治疗方法，可以使心室重构出现逆转，减轻心脏的负荷。超声心动图检查可以确定人工瓣膜的类型，明确瓣叶的形态与运动是否正常，评价心腔大小、左室壁厚度及质量，左室收缩及舒张功能指标，以及肺动脉收缩压［5］。左室收缩功能传统评价方法是通过测量LVEF，LVEF数据测量的准确性依赖左室形状和心内膜的清晰程度，敏感性较低，较多瓣膜置换者的LVEF是保持正常范围，仅到晚期心肌处于失代偿阶段LVEF才会明显降低。

二维斑点追踪技术是近年来兴起的一种超声成像技术，可以动态测量节段心肌的运动速度与应变率值，同时测量心脏短轴及长轴不同形式运动的应变率值，能反映整体及局部的心肌运动［6］。文献［7］报道，左室长轴收缩运动早于左室短轴收缩运动，对左室正常收缩功能的维持起重要作用。自动心肌功能成像（AFI2.0）是斑点追踪技术在临床的应用，从心尖三个长轴切面来分析收缩期室壁纵向应变，追踪室壁缩短和伸长的比例，分别显示三个切面的结果。结合三个切面的结果，形成牛眼图显示模式，直观地反映节段和整体心肌功能状况，能早于传统超声心动图发现心肌功能的亚临床表现［8］。

本研究发现人工心脏瓣膜置换术后患者在LAD、LVMI、LVDd等方面高于对照组，FS、LVEF于对照组比较相对降低，说明出现左室重构，但FS＜25%、LVEF＜50%只有5例，占7.1%。LVEF是评估左室收缩功能最常用的指标，但其负荷依赖性强，且对左室收缩功能的细微变化不敏感［9］，因此该指标不能发现亚临床的心功能异常。本研究结果显示人工心脏瓣膜置换术后各组各切面GPS绝对值均小于对照组，PSD明显高于对照组，说明人工瓣膜置换术后左室收缩幅度减低，纵向应变达峰时间离散度变大，左室收缩同步性下降。本研究发现心脏瓣膜置换术后PSD与LVDd、LVMI呈正相关；与FS、EF、GLPS呈负相关，表明可以用PSD这一时间参数来反映左室收缩功能。

综上所述，左室长轴纵向应变、应变达峰时间及超声牛眼图能直观准确全面地反映人工心脏瓣膜置换术后左室重构，可以对左室局部或整体收缩同步性进行量化评价，能早于传统超声心动图发现左室心肌收缩功能的亚临床表现，且无损伤、无痛苦、易重复、易量化，可以在日常经胸超声心动图检查中推广并常规应用。