超声新技术评估慢性主动脉瓣反流患者左室心肌功能的研究进展 (1).pdf

实用医学杂志 2023年第39卷第19期 The Journal of Practical Medicine 2023 Vol.39 No.19超声新技术评估慢性主动脉瓣反流患者左室心肌功能的研究进展江欢欢 袁新春南昌大学第一附属医院超声医学科（南昌 330006）【摘要】慢性主动脉瓣反流是临床多见的心脏瓣膜病，确定其手术干预的最佳时机仍旧面临挑战。左室射血分数（LVEF）是慢性主动脉瓣反流患者手术参考指标之一，但LVEF只有在心肌严重损伤时才会出现明显下降，此时已错过最佳手术干预时机。近年来超声新技术在评估一系列心脏瓣膜病的左室心肌功能中取得了广泛应用，本文对超声新技术在评估慢性主动脉瓣反流患者左室心肌功能方面的应用展开综述，为临床决策提供线索。【关键词】超声心动图描记术；斑点追踪技术；心肌做功；慢性主动脉瓣反流；左心室功能【中图分类号】R542.5Research progress on novel ultrasound techniques in assessing left ventricular myocardial function in patients with chronic aortic regurgitation JIANG Huanhuan，YUAN Xinchun.Department of Medical Ultrasonics，the First Affiliated Hospital of Nanchang University，Nanchang 330006，China Corresponding author：YUAN Xinchun Email：【Abstract】Chronic aortic regurgitation is a common valvular heart disease in clinical practice，but how to determine the optimal timing of surgery remains a challenge.As one of the surgical parameters in patients with chronic aortic regurgitation，LVEF decreases significantly only when the myocardium is severely damaged，but the best time for surgical intervention has been missed at that point.In recent years，new ultrasound techniques have gained wide application in the assessment of left ventricular myocardial function in a range of valvular heart diseases.This article summarizes the advancement of new ultrasound techniques in the evaluation of left ventricular myocardial performance in patients with chronic aortic regurgitation and provides clues for clinical decisionmaking.【Key words】echocardiography；speckle tracking technique；myocardial work；chronic aortic regurgitation；left ventricular function主动脉瓣反流（aortic regurgitation，AR）作为临床多见的一种心脏瓣膜病，根据其发病情况可分为两种类型，分别为急性AR和慢性AR。慢性AR患者由于心脏的代偿机制，初期未见明显临床表现，可长时间维持左室射血分数（left ventricular ejection fraction，LVEF）正常1。随着病情的进一步发展，往往会发生不可逆转的左心室功能障碍，即使进行主动脉瓣置换术，患者预后仍旧不理想；故及时发现患者早期左室心肌损伤可以为临床医生提供有价值的信息，以确定患者最佳手术干预时机，从而提高患者预后及生存率2。超声心动图评估慢性 AR 的严重程度对主动脉瓣手术时机选择具有重要作用，最新指南3将LVEF及左室舒张末期容积两个参数作为慢性AR患者手术指征参考指标。有研究显示4，对于LVEF正常的慢性AR患者，其最佳手术干预时机无法把握，手术效果不如预期，临床需要比EF更敏感的指标来评估左心室心肌损伤情况5。近年来超声新技术在评估心脏瓣膜病的左室心肌功能中取得广泛运用，本文旨在简述超声新技术评估慢性AR患者左室心肌功能的应用进展，为临床决策提供参考线索。1斑点追踪成像技术1.1 二维斑点追踪成像（twodimensional speckle tracking imaging，2DSTI）2D-STI 以常规灰阶超声为基础，结合斑点追踪技术定量评估左心室心肌应变，相对于组织多普勒超声，不受超声角度影响，可以早期检测左心室功能障碍，由于其可行性高、具有可重复性等特点在临床中应用十分广临 床 新 进 展doi：10.3969/j.issn.1006-5725.2023.19.006基金项目：江西省重点研发计划项目（编号：20202BBGL73068）通信作者：袁新春 E-mail：2446实用医学杂志 2023年第39卷第19期 The Journal of Practical Medicine 2023 Vol.39 No.19泛6。张艺等7指出，与健康对照组相比，LVEF正常的中度及以上慢性AR患者左心室整体圆周应变（global circumferential strain，GCS）及整体径向应变（global radial strain，GRS）两组间差异并不明显，只有整体纵向应变（global longitudinal strain，GLS）明显下降；而在校正左室容量后，LVEF正常的中度及以上慢性AR患者各应变参数较健康对照组减低明显，提示左室应变参数优于LVEF，可早期提示左心室收缩功能损伤。同时，EWE等8在对49 例 LVEF 保留的无症状慢性 AR 患者的随访过程中发现，在校正年龄、性别和左室容积后，基线时左室 GLS、GCS 均与是否需要行主动脉瓣手术独立相关；与无需行主动脉瓣手术患者相比，需要行主动脉瓣手术患者左室GCS、GLS均受到损伤；而张利霞等9前瞻性研究98例LVEF正常的无症状慢性中度和重度AR患者时也得到了相似的结果，并得出GLS最佳截断值为-19.0%，为预测主动脉瓣手术提供了额外的信息，曲线下面积为0.797（95%CI：0.664 0.930），特异度和敏感度分别达到了85%和65%。以上说明针对不符合手术指征的无症状慢性AR患者，2D-STI可以定期随访检测其左室心肌细微变化，以便对进展至有手术指征的患者进行及时干预。YANG 等10利用全自动二维应变软件，对无症状慢性中度及重度 AR 患者进行 LVGLS 测量，发现自动化测量LVGLS是可行且有效的，与死亡独立相关；并指出联合左室收缩末期容积指数45 mL/m2或单独使用自动化测量 LVGLS，自动化测量LVGLS阈值-15%与死亡风险增加有显著相关性，可在早期手术决策中予以考虑。因此 GLS可以作为一个检测左室心肌微小变化的敏感应变参数，为确定无症状慢性AR患者最佳手术干预时机提供附加线索。也有文献报道了2D-STI能够定量评估右室收缩功能11，目前暂未有文献报道过2D-STI评估慢性AR的右室心肌功能，未来可以做进一步研究。1.2三维斑点追踪成像（threedimensional speckle tracking imaging，3DSTI）3D-STI 基于三维全容积图像，利用斑点追踪检测左心室不同运动方向的心肌形变，主要包括径向、圆周及纵向心肌形变等，相比于2D-STI，能够更高效率采集图像并进行数据分析，从而更迅速、精确地评估左心室心肌功能状态12。闫晓妮等13将 LVEF 正常的慢性AR患者根据主动脉瓣反流程度分组，分别与健康对照组进行比较，结果显示三维应变参数虽然在轻度慢性AR组与对照组之间并无明显差异；但随着主动脉瓣反流程度加重，三维应变参数逐渐减低，左心室三维整体面积应变（three-dimensional global area strain，3D-GAS）、三维整体纵向应变（three-dimensional global longitudinal strain，3D-GLS）均低于对照组；提示 3D-GLS 和 3D-GAS 是反映左心室功能改变的敏感指标，在 LVEF 正常的中、重度AR患者中，已出现左心室亚临床心肌损伤。BROCH 等14指出无症状中度或重度 AR 患者 3D-GLS减低，左室为了维持正常的心肌功能，代偿性增高三维整体圆周应变（three-dimensional global circumferential strain，3D-GCS），使LVEF 保持在正常范围内。ZENG 等15也发现，3D-GLS 是评估早期慢性 AR 患者左室功能损伤的敏感指标，并且3D-GRS 和心尖旋转减弱可能预示心肌功能进一步恶化，整体扭转增强可能是一系列心脏代偿的结果；此外糜素霖等16运用3D-STI测得的左室扭转指标评估慢性重度AR患者左室扭转运动时也得出了类似结果，指出心尖部旋转相对于基底部旋转，能够更敏感地反映心肌受损情况。进一步说明3D-STI可以精确检测慢性AR患者左室局部及整体心肌功能，从而给予临床更多的帮助和支持。然而3D-STI也存在一定的局限性，过于依赖高质量图像，在一定程度上限制了其在评估慢性AR左室心肌功能的临床应用。1.3分层应变成像（layerspecific strain imaging，LSI）LSI是一种由2D-STI的基础上衍生出的一种更精准的应变分析技术，可对心肌内膜层、中膜层和外膜层形变进行定量评估，从而早期发现细微的左心室收缩功能障碍17。梁彗莉18在分析慢性中度及重度AR患者左心室心肌分层应变参数的研究中发现，即使在LVEF正常的情况下，左心室心肌收缩功能已经有所下降，慢性AR患者各层心肌收缩功能均受到损伤，而心内膜下心肌收缩功能则受到更大的损伤。龚敏等19对LVEF保留的慢性重度AR患者左室心肌纵向分层应变与其左室构型的相关性进行分析，认为AR患者各节段心肌纵向应变方式发生改变，其中心尖段心肌纵向收缩受损程度与基底段和中间段相比更为严重；AR患者左室心肌各层GLS分别与左室各构型参数呈负相关。以上结果说明，LSI不仅可以定量评估 AR 患者左室心肌各层功能变化，还能发现各节段心肌应变受损情况。尽管GRUND 等20研究认为分层纵向应变的临床价值并不优于常规 GLS，然而分层纵向应变的连续评估可用于监测早期心内膜下损伤及其向心外膜下的进展，有助于在发生不可逆透壁心肌损伤之前及早选择手术干预。2447实用医学杂志 2023年第39卷第19期 The Journal of Practical Medicine 2023 Vol.39 No.192 左心室压力-应变环（pressurestrain loops，PSL）左心室PSL是一种无创性定量评估左心室收缩功能的新方法，将由2D-STI获得的LVGLS与肱动脉血压相结合，并设置瓣膜启闭时间，从而获得左心室 PSL，分析得出左心室局部和整体心肌做功参数，分别为整体无用功（global wasted work，GWW）、整体有用功（global constructive work，GCW）、整体做功效率（global work efficiency，GWE）及整体做功指数（global work index，GWI）等，相对于GLS 和 LVEF，能更敏感地评估左心室心肌功能，已在多种疾病中得到应用21。DANDREA等人22联合运动负荷超声心动图分析无症状重度AR患者在静息和运动状态下的心肌做功及收缩储备（contractile reserve，CR），发现与健康对照组相比，AR患者基线LVGLS和GWE显著降低，GWW显著增加；GLS 和 GWE 都是 CR 强有力的独立预测因子，基线GLS和GWE均与运动状态下心肌功能能力、左室充盈压及肺充血有关；提示AR患者早期亚临床心肌损伤似乎与较低的运动能力、更大的肺充血和运动期间左室收缩储备减弱密切相关。除此之外，MEUCCI 等23分析 55 例经主动脉瓣手术治疗的LVEF保留的慢性中、重度AR患者术前及术后心肌做功指数，指出左室GWI、GCW与AR患者严重程度标志物、左室收缩功能参数呈正相关，主动脉瓣置换/修复术后左室 GWI、GCW 和GWE均降低，左室GWW无变化，在28%患者中可观察到左室GWI的术后损害与左室反向重构减少密切相关。不同于受负荷因素影响的 GLS，心肌做功作为一个与负荷无关的左室心肌力学参数，具有为AR患者最佳手术干预时机提供指导，预防术后心肌功能障碍的潜力24，但目前对于慢性AR心肌做功的研究还太少，动脉水平压力梯度是否会影响慢性AR患者心肌做功的估测仍不清楚，还有待进一步研究。3速度向量成像（velocity vector imaging，VVI）VVI技术可不受超声束角度和心脏整体运动影响，以二维灰阶超声图像为基础，对每帧图像上的斑点进行定位追踪，定量提供心肌各节段室壁峰值速度、应变和应变率，能更好地反映心肌功能25。TAYYARECI等26研究发现在LVEF保留的无症状慢性重度AR患者中，通过VVI评估的纵向和周向应变以及应变率（strain rate，SR）显著降低（P=0.000 1）；在24个月随访27中发现，应变参数减低更为明显，SR与左室舒张末期内径（left ventricular end-diastolic diameter，LVEDD）、左心室收缩末期内径（left ventricular end-systolic diameter，LVESD）之间存在较强负相关，同时发现纵向收缩峰值应变与 LVEDD、LVESD 具有显著相关性。ALASHI 等28在 1 063 例 LVEF 保留的无症状慢性AR患者中发现，由VVI测得的LVGLS降低与患者长期死亡率相关，LVGLS -19%，5年死亡风险显著增加。随后 ALASHI 等29分析 LVEF 保留的无症状慢性AR患者主动脉瓣手术前后的LVGLS，进一步证实了LVGLS持续降低与死亡率增加有关，基线 LVGLS 临界值-19%能够预测无症状慢性重度AR患者的预后，并改善长期死亡风险的重新分类。以上结果提示，VVI衍生的应变参数和SR可作为评估严重AR患者亚临床左室功能障碍及其进展的辅助、无创性参数，有助于患者采取更严密的随访，为临床决策提供宝贵的辅助参考价值。4小结与展望慢性AR患者手术时机选择需要结合临床、超声参数及磁共振参数进行综合评估，以便优化临床决策。超声心动图是诊断和治疗主动脉瓣反流的主要影像学检查方法之一，斑点追踪成像技术、左心室PSL及VVI技术的发展很好地弥补传统二维超声带来的不足，能够尽早诊断慢性AR患者的心肌损伤情况，预测手术风险及预后，为临床最佳干预时机提供指导，提高患者的长期生存率。目前不同厂商超声诊断机器参数未统一标准，可能造成各项参数结果的偏差，今后还需要更多的研究来确定相关参数的正常参考范围。【Author contributions】JIANG Huanhuan and YUAN Xinchun write original draft，review and editing.All authors read and approved the final manuscript as submitted.参考文献1 FLINT N，WUNDERLICH N C，SHMUELI H，et al.Aortic Regurgitation J.Curr Cardiol Rep，2019，21（7）：65.2 BAUMGARTNER H，IUNG B，OTTO C M.Timing of intervention in asymptomatic patients with valvular heart disease J.Eur Heart J，2020，41（45）：4349-4356.3 OTTO C M，NISHIMURA R A，BONOW R O，et al.2020 ACC/AHA Guideline for the Management of Patients With Valvular Heart Disease：Executive Summary：A Report of the American College of Cardiology/American Heart Association Joint Committee on Clinical Practice GuidelinesJ.Circulation，2021，143（5）：e35-e71.4 KIM M S，KIM J H，JOO H C，et al.Prognostic Markers and Long-Term Outcomes After Aortic Valve Replacement in Patients With Chronic Aortic Regurgitation J.J Am Heart Assoc，2020，2448实用医学杂志 2023年第39卷第19期 The Journal of Practical Medicine 2023 Vol.39 No.199（24）：e018292.5 LI C M，LI C，BAI W J，et al.Value of three-dimensional speckle-tracking in detecting left ventricular dysfunction in patients with aortic valvular diseasesJ.J Am Soc Echocardiogr，2013，26（11）：1245-1252.6 CAMELI M，MANDOLI G E，SCIACCALUGA C，et al.More than 10 years of speckle tracking echocardiography：Still a novel technique or a definite tool for clinical practice？J.Echocardiography，2019，36（5）：958-970.7 张艺，陈昕，张婷婷，等.二维斑点追踪技术评估慢性主动脉瓣反流患者的左心室收缩功能 J.中国超声医学杂志，2018，34（7）：605-608.8 EWE S H，HAECK M L，NG A C，et al.Detection of subtle left ventricular systolic dysfunction in patients with significant aortic regurgitation and preserved left ventricular ejection fraction：speckle tracking echocardiographic analysis J.Eur Heart J Cardiovasc Imaging，2015，16（9）：992-999.9 张利霞，丛洪良，关欣，等.二维斑点追踪技术对左心室射血分数正常的主动脉瓣反流患者手术指征的评价 J.中华高血压杂志，2020，28（6）：563-567.10YANG L T，TAKEUCHI M，SCOTT C G，et al.Automated Global Longitudinal Strain Exhibits a Robust Association with Death in Asymptomatic Chronic Aortic RegurgitationJ.J Am Soc Echocardiogr，2022，35（7）：692-702.e698.11陈迎春，李莉锦，尹静，等.实时三维超声心动图联合二维斑点追踪技术对青年男性力量型运动员右室收缩功能的研究J.实用医学杂志，2019，35（22）：3531-3534，3539.12LUIS S A，YAMADA A，KHANDHERIA B K，et al.Use of three-dimensional speckle-tracking echocardiography for quantitative assessment of global left ventricular function：a comparative study to three-dimensional echocardiography J.J Am Soc Echocardiogr，2014，27（3）：285-291.13闫晓妮，陈瑛，汪越君，等.三维斑点追踪技术评估主动脉瓣反流患者亚临床左心室收缩功能受损价值 J.中华实用诊断与治疗杂志，2016，30（9）：908-910.14BROCH K，DE MARCHI S F，MASSEY R，et al.Left Ventricular Contraction Pattern in Chronic Aortic Regurgitation and Preserved Ejection Fraction：Simultaneous Stress-Strain Analysis by Three-Dimensional EchocardiographyJ.J Am Soc Echocardiogr，2017，30（4）：422-430.e422.15ZENG Q，WANG S，ZHANG L，et al.Left Ventricular Remodeling and Its Progression in Asymptomatic Patients with Chronic Aortic Regurgitation：Evaluation by Speckle-Tracking Echocardiography J.J Am Soc Echocardiogr，2021，34（4）：360-369.16糜素霖，周树良.三维斑点追踪成像评价主动脉瓣置换术后左 室 扭 转 运 动J.临 床 超 声 医 学 杂 志，2020，22（7）：495-499.17ANCEDY Y，EDERHY S，JEAN M L，et al.Does layer-specific strain using speckle tracking echocardiography improve the assessment of left ventricular myocardial deformation？A reviewJ.Arch Cardiovasc Dis，2020，113（11）：721-735.18梁彗莉.心肌分层应变评价慢性中重度主动脉瓣反流患者的左心室收缩功能 D.沈阳：中国医科大学，2018.19龚敏，吴娟，裴勇凯，等.慢性重度主动脉瓣反流患者左室心肌纵向分层应变特点及其与左室构型的相关性分析 J.临床超声医学杂志，2022，24（2）：106-111.20GRUND F F，KRISTENSEN C B，BAHRAMI H S Z，et al.Layer-specific longitudinal strain detects transmural dysfunction in chronic severe aortic regurgitation before and after aortic valve surgery J.Int J Cardiovasc Imaging，2021.doi：10.1007/s10554-021-02492-w.21ROEMER S，JAGLAN A，SANTOS D，et al.The Utility of Myocardial Work in Clinical Practice J.J Am Soc Echocardiogr，2021，34（8）：807-818.22DANDREA A，SPERLONGANO S，FORMISANO T，et al.Stress Echocardiography and Strain in Aortic Regurgitation（SESAR protocol）：Left ventricular contractile reserve and myocardial work in asymptomatic patients with severe aortic regurgitation J.Echocardiography，2020，37（8）：1213-1221.23MEUCCI M C，BUTCHER S C，GALLOO X，et al.Noninvasive Left Ventricular Myocardial Work in Patients with Chronic Aortic Regurgitation and Preserved Left Ventricular Ejection Fraction J.J Am Soc Echocardiogr，2022，35（7）：703-711 e703.24JAIN R，GALAZKA P，KHANDHERIA B K，et al.Myocardial Work in Aortic Regurgitation：It Also Works！J.J Am Soc Echocardiogr，2022，35（7）：712-714.25HOU M，LIU L，XIE J M，et al.Evaluation of biventricular longitudinal myocardial function in normal fetuses at different gestational ages using ultrasonic velocity vector imaging J.Front Pediatr，2022，10：920966.26TAYYARECI Y，YILDIRIMTURK O，AYTEKIN V，et al.Subclinical left ventricular dysfunction in asymptomatic severe aortic regurgitation patients with normal ejection fraction：a combined tissue Doppler and velocity vector imaging study J.Echocardiography，2010，27（3）：260-268.27YURDAKUL S，TAYYARECI Y，YILDIRIMTURK O，et al.Progressive subclinical left ventricular systolic dysfunction in severe aortic regurgitation patients with normal ejection fraction：a 24 months follow-up velocity vector imaging study J.Echocardiography，2011，28（8）：886-891.28ALASHI A，MENTIAS A，ABDALLAH A，et al.Incremental Prognostic Utility of Left Ventricular Global Longitudinal Strain in Asymptomatic Patients With Significant Chronic Aortic Regurgitation and Preserved Left Ventricular Ejection Fraction J.JACC Cardiovasc Imaging，2018，11（5）：673-682.29ALASHI A，KHULLAR T，MENTIAS A，et al.Long-Term Outcomes After Aortic Valve Surgery in Patients With Asymptomatic Chronic Aortic Regurgitation and Preserved LVEF：Impact of Baseline and Follow-Up Global Longitudinal Strain J.JACC Cardiovasc Imaging，2020，13（1 Pt 1）：12-21.（收稿：2023-06-25 编辑：李以圣）2449