陳紅敏，張秉宜*，王 婷，張瑞濤，平 杰

(1.三峽大學(xué)人民醫(yī)院·宜昌市第一人民醫(yī)院超聲科，湖北 宜昌 443000；2.三峽大學(xué)醫(yī)學(xué)院解剖與組織胚胎學(xué)系，湖北 宜昌 443002)

膿毒癥心肌功能障礙(septic myocardial dysfunction, SMD)為膿毒癥器官損害的特異性表現(xiàn)，是與感染相關(guān)心功能衰竭的主要特征，約40%～50%的膿毒癥患者存在SMD[1]。SMD發(fā)生機(jī)制尚未明確，但已知與諸多因素相關(guān)，包括心肌抑制因子、血管活性物質(zhì)、線粒體功能障礙和活性氧自由基等[2]。早期識(shí)別并處理SMD可明顯改善患者預(yù)后，但目前缺乏針對(duì)心肌功能的連續(xù)監(jiān)測(cè)方法，早期診斷SMD仍較困難。

目前二維經(jīng)胸超聲心動(dòng)圖是評(píng)估SMD的首選方法，但常規(guī)超聲心動(dòng)圖成像高度依賴前后負(fù)荷狀況，易受聲束角度限制，且可重復(fù)性較差，可致SMD嚴(yán)重程度被低估，甚至可能掩蓋膿毒性休克后負(fù)荷嚴(yán)重減少引起的心臟損害。近年來(lái)，斑點(diǎn)追蹤成像(speckle tracking imaging, STI)逐步用于臨床檢測(cè)SMD。本文對(duì)STI定量評(píng)估SMD研究進(jìn)展進(jìn)行綜述。

1 STI原理及特點(diǎn)

STI通過(guò)追蹤組織運(yùn)動(dòng)位移而實(shí)現(xiàn)定量評(píng)估心肌功能，主要在縱向(從基部到頂點(diǎn))、徑向(向內(nèi)短軸)和圓周(旋轉(zhuǎn)短軸)方向進(jìn)行測(cè)量，通過(guò)二維和三維成像方式評(píng)價(jià)心肌整體和局部舒縮功能，全面、直觀地反映心肌運(yùn)動(dòng)特性。與常規(guī)超聲心動(dòng)圖相比，STI不易受心肌順應(yīng)性和前后負(fù)荷變化的影響，具有較高的時(shí)間和空間分辨率，早期評(píng)估心肌功能受損準(zhǔn)確可靠[3]，臨床應(yīng)用前景廣闊。

2 STI評(píng)估SMD左心室縱向運(yùn)動(dòng)

左心室縱向纖維主要分布于心內(nèi)膜下層，而心內(nèi)膜下心肌細(xì)胞最易受到氧輸送和冠狀動(dòng)脈供血不平衡的影響，故左心室縱向應(yīng)變(left ventricular longitudinal strain, LVLS)可較其他應(yīng)變參數(shù)更敏感地識(shí)別心肌舒縮功能異常[4]。左心室整體縱向應(yīng)變(left ventricular global longitudinal strain, LVGLS)對(duì)于評(píng)估各種類型心力衰竭及瓣膜性心臟病均具有應(yīng)用價(jià)值[5]。

2.1 LVLS評(píng)估SMD心肌收縮功能 脂多糖(lipopolysaccharide, LPS)誘導(dǎo)心肌損害是研究SMD的常用方法。劉娟娟等[6]應(yīng)用STI對(duì)膿毒癥兔進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)心輸出量正常情況下，注入LPS 2 h后LVGLS下降，左心室射血分?jǐn)?shù)(left ventricular ejection fraction, LVEF)則在注入LPS 6 h后出現(xiàn)降低。NG等[7]對(duì)發(fā)病24 h內(nèi)膿毒癥休克患者進(jìn)行STI檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)LVGLS顯著降低，連續(xù)性監(jiān)測(cè)結(jié)果顯示膿毒性休克患者恢復(fù)期(即停用血管升壓藥)LVGLS與診斷時(shí)存在顯著差異，表明SMD存在可逆性。潘靈愛(ài)等[8]分析膿毒癥患者節(jié)段性室壁運(yùn)動(dòng)，結(jié)果顯示膿毒癥組與健康對(duì)照組下壁縱向應(yīng)變差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。以上結(jié)果提示膿毒癥易致整體及局部縱向心肌運(yùn)動(dòng)功能受損，且心肌受損程度可能與SMD嚴(yán)重程度有關(guān)；STI評(píng)估SMD縱向收縮功能較LVEF敏感性更高。但目前尚未統(tǒng)一LVLS診斷SMD的截?cái)嘀担已芯繉?duì)象納入標(biāo)準(zhǔn)、STI檢查時(shí)機(jī)及臨床診療方案等不同等均可影響STI對(duì)SMD的診斷效能。

2.2 LVLS預(yù)測(cè)SMD預(yù)后 一項(xiàng)納入7項(xiàng)研究(794例SMD患者)的薈萃分析[9]對(duì)比LVGLS、LVEF對(duì)SMD預(yù)后的預(yù)測(cè)價(jià)值，發(fā)現(xiàn)LVGLS與SMD患者死亡率之間存在顯著相關(guān)，而LVEF與死亡率無(wú)明顯關(guān)聯(lián)，且LVGLS絕對(duì)值越低，SMD結(jié)局可能越差。INNOCENTI等[10]發(fā)現(xiàn)膿毒癥患者LVGLS與序貫器官衰竭評(píng)分(sequential organ failure assessment, SOFA)明顯相關(guān)，LVGLS、SOFA預(yù)測(cè)SMD患者發(fā)病1周病死率的AUC分別為0.73、0.63。CHANG等[11]對(duì)發(fā)病24 h內(nèi)膿毒癥患者行STI檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)院內(nèi)死亡者LVGLS明顯低于存活者，以-13%為L(zhǎng)VGLS截?cái)嘀担漕A(yù)測(cè)SMD院內(nèi)死亡率的AUC、敏感度及特異度分別為0.79、0.76及0.82。在膿毒癥診療過(guò)程中，應(yīng)用STI對(duì)SMD進(jìn)行早期識(shí)別并指導(dǎo)臨床及時(shí)干預(yù)，可能對(duì)延緩或預(yù)防進(jìn)展性心肌損傷具有重要意義。

3 STI評(píng)估SMD左心室圓周運(yùn)動(dòng)

左心室圓周運(yùn)動(dòng)指肌纖維在短軸面上的長(zhǎng)度改變。心內(nèi)膜中層肌纖維主要沿短軸旋轉(zhuǎn)位移，故左心室整體圓周應(yīng)變(left ventricular global circumferential strain, LVGCS)可在一定程度上反映心肌的固有收縮性。CHU等[12]對(duì)小鼠注射LPS，發(fā)現(xiàn)在M型超聲心動(dòng)圖未出現(xiàn)變化時(shí)，STI已檢測(cè)出高劑量組(20 mg/kg體質(zhì)量)小鼠LVGCS值下降；血液動(dòng)力學(xué)不穩(wěn)定時(shí)，根據(jù)圓周應(yīng)變率檢測(cè)SMD仍然敏感、可靠，認(rèn)為L(zhǎng)VGCS可區(qū)分不同劑量LPS誘發(fā)的心臟功能損害，并有效預(yù)測(cè)SMD小鼠預(yù)后。孫立娟等[13]發(fā)現(xiàn)LPS組大鼠左心室各節(jié)段圓周應(yīng)變明顯低于健康對(duì)照組，且在不同劑量柚皮苷預(yù)處理大鼠組間各節(jié)段圓周應(yīng)變值差異明顯，表明STI可有效評(píng)價(jià)柚皮苷預(yù)處理逆轉(zhuǎn)SMD心肌損傷效果。YANG等[14]對(duì)58例膿毒癥休克患者在液體復(fù)蘇前后進(jìn)行STI檢查，結(jié)果顯示LVGCS與N端腦鈉鈦前體(N-terminal pro-brain natriuretic peptide, NT-pro BNP)呈顯著負(fù)相關(guān)(r=-0.92，P<0.05)，提示通過(guò)檢測(cè)LVGCS可發(fā)現(xiàn)膿毒癥早期心肌收縮功能損害。LVGCS為非容積負(fù)荷相關(guān)參數(shù)，不易受血流動(dòng)力學(xué)影響，用于評(píng)估SMD較為敏感、可靠，低水平LVGCS可能提示預(yù)后不良。

4 STI評(píng)估SMD左心室扭轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)及同步性運(yùn)動(dòng)

心室收縮由心肌扭轉(zhuǎn)和解旋同時(shí)作用而引起，左心室收縮功能障礙可能與局部心肌扭轉(zhuǎn)異常和運(yùn)動(dòng)延遲密切相關(guān)。研究[15]表明，應(yīng)用STI獲得的心室旋轉(zhuǎn)角度與旋轉(zhuǎn)速率等參數(shù)對(duì)于評(píng)估心肌功能具有一定價(jià)值。BLOECHLINGER等[16]觀察膿毒癥患者左心室扭轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，發(fā)現(xiàn)膿毒癥組左心室基底段、心尖段峰值扭轉(zhuǎn)角度均小于健康對(duì)照組，且膿毒癥組舒張期左心室解旋速度明顯降低、解旋時(shí)間延遲。李陶等[17]應(yīng)用STI觀察膿毒癥新生兒心功能，發(fā)現(xiàn)足月膿毒癥組新生兒左心室整體旋轉(zhuǎn)速度明顯低于健康對(duì)照組。以上結(jié)果提示，扭轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)異?？赡苁亲R(shí)別SMD的重要指標(biāo)。葛偉東等[18]以達(dá)峰時(shí)間差值參數(shù)作為評(píng)價(jià)指標(biāo)，發(fā)現(xiàn)膿毒癥患者縱向和徑向應(yīng)變達(dá)峰時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)差均明顯大于健康對(duì)照組，且縱向、徑向應(yīng)變達(dá)峰時(shí)間差值參數(shù)均與LVEF顯著相關(guān)，提示STI可早期發(fā)現(xiàn)膿毒癥患者左心室心肌運(yùn)動(dòng)同步性受損。應(yīng)用STI評(píng)估膿毒癥患者左心室扭轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)及同步性運(yùn)動(dòng)可在一定程度上提高診斷SMD的準(zhǔn)確率。

5 STI評(píng)估SMD二尖瓣環(huán)位移(mitral annular displacement, MAD)

MAD是量化心泵功能的指標(biāo)，應(yīng)用STI可通過(guò)追蹤二尖瓣環(huán)及瓣葉組織運(yùn)動(dòng)軌跡評(píng)估左心室縱向收縮功能。相對(duì)整體及節(jié)段性室壁應(yīng)變分析，MAD對(duì)圖像質(zhì)量要求不高，且成像速度更快。研究[19]表明，MAD是LVGLS的一種快速且可重現(xiàn)的替代指標(biāo)，對(duì)評(píng)估亞臨床期左心室心肌功能障礙有重要價(jià)值。ZAKY等[20]對(duì)54例膿毒癥患者在確診1周內(nèi)進(jìn)行STI檢查，發(fā)現(xiàn)LVGLS異常組與LVGLS正常組間MAD差異顯著，MAD與LVGLS及LVEF均顯著相關(guān)；MAD降低患者中心靜脈壓、24 h正性體液平衡及SOFA評(píng)分均更高。EL-ZAYAT等[21]對(duì)50例膿毒性休克患兒進(jìn)行超聲心動(dòng)圖檢查，以MAD=7.9 mm為截?cái)嘀?，診斷心肌功能受損的AUC、敏感度及特異度分別為0.89、0.83及0.95；與存活兒相比，院內(nèi)死亡患兒MAD明顯降低，MAD與LVEF和住院時(shí)間均呈正相關(guān)，與兒童死亡風(fēng)險(xiǎn)評(píng)分和心肌肌鈣蛋白Ⅰ水平均呈負(fù)相關(guān)。上述研究提示，膿毒癥患者M(jìn)AD降低與心肌功能異常有關(guān)，應(yīng)用STI評(píng)估MAD有助于診斷SMD和風(fēng)險(xiǎn)分層；其局限性在于對(duì)二尖瓣環(huán)鈣化和二尖瓣置換術(shù)后患者存在一定誤差。

6 STI評(píng)估SMD右心室心肌運(yùn)動(dòng)

與左心室不同，右心室從基底部到心尖均具有更多的縱向纖維，其收縮主要表現(xiàn)為深層縱向纖維縮短。因此，右心室縱向應(yīng)變(right ventricular longitudinal strain, RVLS)是評(píng)價(jià)右心室心肌功能較準(zhǔn)確的方法。DALLA等[22]以STI比較膿毒癥患者與普通創(chuàng)傷患者的RVLS，發(fā)現(xiàn)在LVEF保留前提下，膿毒癥組RVLS明顯低于普通創(chuàng)傷組。de BRAGA等[23]對(duì)治療第1天和1周后膿毒癥患者進(jìn)行STI檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)RVLS可較三尖瓣收縮期位移(tricuspid annular plane systolic excursion, TAPSE)更早顯示右心室功能異常；院內(nèi)存活者治療1周后RVLS較入院時(shí)明顯增加；入院時(shí)RVLS與SMD院內(nèi)死亡率明顯相關(guān)。ORDE等[24]發(fā)現(xiàn)應(yīng)用右心室應(yīng)變率和右心室面積變化分?jǐn)?shù)(right ventricular fractional area change, RVFAC)診斷SMD的陽(yáng)性率分別為72%和32%，RVLS>-13%與SMD患者6個(gè)月結(jié)局獨(dú)立相關(guān)。上述研究提示，STI對(duì)右心室固有心肌功能評(píng)估較常規(guī)超聲更可靠，RVLS可作為T(mén)APSE、RVFAC等參數(shù)的替代指標(biāo)，膿毒癥治療期間RVLS改善是預(yù)測(cè)患者住院結(jié)局的有效指標(biāo)。目前對(duì)于STI評(píng)估SMD右心室功能障礙的閾值尚需進(jìn)一步研究。

7 不足與展望

應(yīng)用STI評(píng)估心肌功能存在一定局限性：診斷性“斑點(diǎn)”位移分析需要高幀率、高質(zhì)量的圖像以清晰勾畫(huà)心內(nèi)膜邊界；需要專用設(shè)備，專利軟件和技術(shù)供應(yīng)商之間的差異限制了研究的普適性：多數(shù)斑點(diǎn)追蹤分析缺乏實(shí)時(shí)性。

與常規(guī)超聲心動(dòng)圖相比，STI診斷SMD的敏感度更高，對(duì)評(píng)估SMD嚴(yán)重程度和結(jié)局轉(zhuǎn)歸也有一定價(jià)值。為實(shí)現(xiàn)STI檢查SMD的標(biāo)準(zhǔn)化，需考慮上述局限性，用于膿毒癥患者時(shí)，盡可能采用達(dá)成國(guó)際共識(shí)的應(yīng)變值測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)，在預(yù)定時(shí)間點(diǎn)進(jìn)行STI檢測(cè)，確定以患者為中心的結(jié)局指標(biāo)等。隨著床旁超聲診斷技術(shù)的不斷發(fā)展和研究深入，STI對(duì)診斷SMD、危險(xiǎn)分層及選擇診療方案、評(píng)估預(yù)后等將展現(xiàn)出更廣闊的應(yīng)用前景。