張鵬英 薛 婷 任 斐 張 潔

心肌功能的評估是超聲心動圖檢查的重要組成部分。左室射血分?jǐn)?shù)（left ventricular ejection fraction，LVEF）在心肌功能的評估中有重要地位，盡管存在較多局限性，但仍是目前最常用的收縮功能參數(shù)。然而，LVEF作為一個整體功能參數(shù)，依賴于幾何假設(shè)，不能體現(xiàn)局部的心肌功能，且受后負荷的影響存在不準(zhǔn)確性［1］。二維斑點追蹤超聲心動圖（two dimensional speckle tracking echocardiography，2D-STE）與常規(guī)二維超聲心動圖和組織多普勒相比，無角度依賴性、重復(fù)性好，可多角度地評估心肌運動。研究［2］表明2D-STE能綜合評估左室心肌整體和局部功能，對心肌功能的評估優(yōu)于LVEF。然而，2D-STE的負荷依賴性可影響心肌功能評估的準(zhǔn)確性。已有研究［3］證實后負荷增加可使應(yīng)變值降低，但并不意味著收縮功能受損，因此容易導(dǎo)致對真實心肌功能的誤判。在動物模型試驗［4］中同樣證實了這一觀點，后負荷升高30 mm Hg（1 mm Hg=0.133 kPa），左室整體應(yīng)變值明顯降低，而無創(chuàng)左室壓力-應(yīng)變環(huán)結(jié)果不受此影響，故本文就無創(chuàng)左室壓力-應(yīng)變環(huán)技術(shù)在心血管疾病中的應(yīng)用進展進行綜述。

一、無創(chuàng)左室壓力-應(yīng)變環(huán)的基本原理及應(yīng)用范圍

心肌做功是一種評估左室心肌功能的新參數(shù)，由左室壓力-應(yīng)變環(huán)分析所得，避免了負荷依賴的影響，為心肌功能的評估提供了增量價值［1］。做功定義為力乘以位移的距離，而壓力-應(yīng)變環(huán)采用應(yīng)變表示距離，室壁壓力代表力。該技術(shù)由Russel團隊研發(fā)，將無創(chuàng)動態(tài)左室壓力與2D-STE所測的應(yīng)變指標(biāo)相結(jié)合，形成左室壓力-應(yīng)變環(huán)，其環(huán)內(nèi)面積代表二尖瓣關(guān)閉到二尖瓣開放的總做功，該原理在動物模型中進行了廣泛的血流動力學(xué)試驗，并在18例慢性心力衰竭患者中得到驗證［5-6］，同時還證明無創(chuàng)左室壓力-應(yīng)變環(huán)與有創(chuàng)測量的左室壓力-應(yīng)變環(huán)具有良好的相關(guān)性，該結(jié)論在Hubert等［7］研究中也得到了證實。目前該技術(shù)已被應(yīng)用于評價多種心臟疾病對心肌力學(xué)的影響，如高血壓病、冠狀動脈粥樣硬化性心臟?。ㄒ韵潞喎Q冠心?。?、心肌梗死、心力衰竭等。相關(guān)研究［8-9］證實心肌做功是判斷心臟再同步化治療（cardiac resynchronization therapy，CRT）反應(yīng)的一個強有力的預(yù)測因子，在識別急性冠狀動脈綜合征方面優(yōu)于LVEF和整體縱向應(yīng)變（global longitudinal strain，GLS）［10-11］，且不受左室峰值壓力的影響，是評價心肌功能更可靠的指標(biāo)。

二、心肌做功的主要參數(shù)

心肌做功的主要參數(shù)有：①整體心肌做功指數(shù)（global myocardial work index，GWI），即從二尖瓣關(guān)閉到二尖瓣開放的左室壓力-應(yīng)變環(huán)區(qū)域內(nèi)的總做功；②整體心肌有效做功（global myocardial constructive work，GCW），指有助于左室射血所做的功，即收縮期心肌縮短和等容舒張期心肌延長所做的功；③整體心肌無效做功（global myocardial wasted work，GWW），指不利于左室射血所做的功，即收縮期心肌延長和等容舒張期心肌縮短所做的功；④整體心肌做功效率（global myocardial work effificiency，GWE），計算公式為：有效功/（有效功+無效功）×100%，反映機械能在整個心動周期中做功的效率。研究［11-14］發(fā)現(xiàn)，心肌受損程度越重、范圍越大，則GWI、GCW和GWE降低越明顯，GWW升高越顯著，如冠心病、CRT、肥厚型心肌病等；而高血壓病患者收縮壓越高，GWI、GCW和GWW升高越顯著，但GWE無明顯變化。

三、無創(chuàng)左室壓力-應(yīng)變環(huán)技術(shù)在健康個體中的應(yīng)用

確定心肌做功的正常參考值范圍對各種心血管疾病的診斷和評估預(yù)后至關(guān)重要。Manganaro等［15］在一項納入226例健康受試者的研究中得出，健康個體的左室GWE正常值為96%（94%～97%）。理論上，當(dāng)心肌舒縮正常且后負荷合適，同時各節(jié)段在每個心動周期內(nèi)均能同步收縮、舒張，左室GWE應(yīng)接近100%。然而，研究［16］發(fā)現(xiàn)無任何器質(zhì)性心血管疾病及心血管危險因素的健康個體左室GWE為96.0%（95.0%～96.3%），分析其原因是納入的健康個體存在輕度左室運動不同步。此外，該技術(shù)本身的局限性也可能導(dǎo)致正常值的變化，畢竟左室整體心肌做功只是估測值，而并非直接測量值。

然而，Russell等［5］研究表明應(yīng)用無創(chuàng)左室壓力-應(yīng)變環(huán)技術(shù)評估的心肌做功與PET顯示的心肌糖代謝顯著相關(guān)（r=0.81，P＜0.05），證實了無創(chuàng)左室壓力-應(yīng)變環(huán)技術(shù)是心肌力學(xué)的有效檢測手段。同時，Larsen等［17］也發(fā)現(xiàn)無創(chuàng)左室壓力-應(yīng)變環(huán)技術(shù)評估的局部心肌做功與MRI結(jié)果相關(guān)（r=0.71，P＜0.05）。Galli等［18］在一項納入115例健康個體的研究中得出心肌做功的正常值參考范圍：GWI為（1926±247）mm Hg%，GCW為（2224±229）mm Hg%，GWW為90（61～123）mm Hg%，GWE為96%（94%～97%）；且女性GWI和GCW均高于男性。Manganaro等［19］在一項納入226例健康受試者的研究中發(fā)現(xiàn)，GWI與GLS、LVEF、收縮壓和整體徑向應(yīng)變均相關(guān)（β=-0.23、0.15、0.56、0.19，均P＜0.05）；GCW與GLS、收縮壓、整體徑向應(yīng)變和整體圓周應(yīng)變均相關(guān)（β=-0.55、0.71、0.11、-0.10，均P＜0.05）；GWW與Tei指數(shù)相關(guān)（β=0.17，P＜0.05），與LVEF呈負相關(guān)（β=-0.14，P＜0.05）；GWE與LVEF直接相關(guān)（β=0.18，P＜0.05），與Tei指數(shù)呈負相關(guān)（β=-0.20，P＜0.05）。

四、無創(chuàng)左室壓力-應(yīng)變環(huán)技術(shù)在高血壓病中的應(yīng)用

無創(chuàng)左室壓力-應(yīng)變環(huán)技術(shù)作為一種具有潛在優(yōu)勢的新技術(shù)，避免了后負荷的影響，可更好地了解不同負荷條件下左室重構(gòu)與室壁壓力之間的關(guān)系。該技術(shù)能充分考慮到高血壓病患者后負荷增加引起的心功能變化［20］。在高血壓病患者中，左室射血需要克服動脈高壓，短時間內(nèi)每搏量會減少，為代償升高動脈壓力，左室心肌做功將增加，最終將反映更高水平的GWI［20］。在一定壓力下，心肌為適應(yīng)后負荷的增加，GWI相應(yīng)增加，從而LVEF和心內(nèi)膜GLS得以保留。研究［16］發(fā)現(xiàn)無器質(zhì)性或功能性病變時，心血管危險因素（如高血壓?。﹩为毚嬖诓粫ψ笫褿WE產(chǎn)生負面影響。然而，長期的心臟負荷增加可導(dǎo)致左室僵硬度增加、心室重構(gòu)，最終導(dǎo)致左室功能衰竭。Chan等［1］研究顯示收縮壓≥160 mm Hg的患者總體心肌做功明顯高于正常健康成人，早期GLS保留，GCW和GWW按比例增加，GWE保持不變。長期后負荷持續(xù)增高可引起心肌肥厚，以代償收縮末期室壁壓力的增加，最終導(dǎo)致GWI顯著增加。

五、無創(chuàng)左室壓力-應(yīng)變環(huán)技術(shù)在冠心病中的應(yīng)用

冠心病在早期階段雖無癥狀，但20%～25%的冠心病患者起病即為心源性猝死，故其臨床早期識別和診斷非常重要。應(yīng)用常規(guī)超聲心動圖早期診斷冠心病仍具有挑戰(zhàn)性，原因為在病程的早期階段，患者常并未發(fā)生心肌梗死或心肌損傷，可表現(xiàn)為左室容積和LVEF均正常，靜息狀態(tài)下節(jié)段性室壁運動異常亦不明顯［21］。Boe等［10］在一項納入126例非ST段抬高型心肌梗死患者的研究中發(fā)現(xiàn)，4個以上相鄰節(jié)段的心肌做功均＜1700 mm Hg%診斷冠心病的準(zhǔn)確率明顯優(yōu)于GLS和LVEF，且重復(fù)性好。然而，無冠心病的高血壓病患者的2D-STE測量結(jié)果顯示8個相鄰節(jié)段受損，導(dǎo)致這一假象的原因并非這些節(jié)段存在心肌功能障礙，而是受到后負荷的影響［10］。

對于有嚴(yán)重冠狀動脈疾?。ㄖ竼沃Щ蚨嘀е饕跔顒用}血管腔狹窄達≥75%）的患者，早期發(fā)現(xiàn)和干預(yù)對預(yù)防心臟不良事件（如導(dǎo)致左室功能障礙的心肌梗死）的發(fā)生至關(guān)重要。近期研究［11］顯示，當(dāng)GWI截斷值為1810 mm Hg%，可有效檢測出無節(jié)段性室壁運動異常且LVEF正常的顯著冠狀動脈狹窄患者，其診斷敏感性為92%，特異性為51%。同時還發(fā)現(xiàn)GWI和GCW顯著降低可反映冠心病患者早期心肌血流減少導(dǎo)致的心肌細胞代謝減少的病理狀態(tài)，這一變化發(fā)生于室壁運動出現(xiàn)異常之前。無創(chuàng)左室壓力-應(yīng)變環(huán)技術(shù)對早期檢測心肌功能障礙具有較高的敏感性，在識別早期亞臨床左室心肌功能障礙方面優(yōu)于LVEF和GLS［10-11］。

六、無創(chuàng)左室壓力-應(yīng)變環(huán)技術(shù)在心臟CRT中的應(yīng)用

CRT是一種有效的非藥物治療手段，通過糾正心力衰竭患者房室、室間、室內(nèi)不同步運動，從而改善收縮期心力衰竭和寬QRS波（＞120 ms）患者的臨床癥狀、左室功能和長期預(yù)后［22］。然而，研究［23］表明仍有25%～35%的患者不能從中獲益，即CRT手術(shù)后無反應(yīng)或無應(yīng)答。CRT的納入標(biāo)準(zhǔn)基于美國紐約心臟病協(xié)會功能分類Ⅲ～Ⅳ級，LVEF＜35%，以及QRS波群時限＞120 ms的患者，但目前仍然不能準(zhǔn)確判斷哪些患者將會受益。研究［24］表明，多巴酚丁胺負荷超聲心動圖的收縮儲備與CRT患者的生存率和反應(yīng)有較好的相關(guān)性，但該技術(shù)依賴于操作人員的主觀判斷，以及能否達到目標(biāo)心率的條件限制。左室壓力-應(yīng)變環(huán)技術(shù)可提供節(jié)段性心肌做功、殘余心肌活力和心肌收縮力等多種信息，CRT有反應(yīng)者GCW更高［24-25］。在健康個體中，所有的左室節(jié)段以一種相對同步的方式收縮，從而促使血液泵入主動脈。然而，心力衰竭或左束支傳導(dǎo)阻滯患者，激活的節(jié)段在不同時刻收縮，能量浪費在運動相反的節(jié)段上［26］，左室GWE明顯降低。最近一項研究［27］表明，通過無創(chuàng)左室壓力-應(yīng)變環(huán)技術(shù)定量評估的GCW是CRT反應(yīng)的獨立預(yù)測因子，GCW是評估心力衰竭患者CRT反應(yīng)的有效指標(biāo)。

七、局限性及應(yīng)用前景

無創(chuàng)左室壓力-應(yīng)變環(huán)技術(shù)仍有一定局限性：首先，心肌做功并非直接測量值，而是一個估測值；此外，圖像質(zhì)量不佳的患者限制了2D-STE的準(zhǔn)確性，從而導(dǎo)致心肌做功的定量評估不理想。若無創(chuàng)代替有創(chuàng)，即用肱動脈壓力代替左室壓力，當(dāng)存在兩者壓力不一致的情況時（如左室流出道梗阻和主動脈瓣嚴(yán)重狹窄的患者），評估的心肌做功結(jié)果并不準(zhǔn)確，且無創(chuàng)收縮壓袖帶測量的精準(zhǔn)性低于左室侵入性血壓測量。此外，左室心肌做功參數(shù)是基于2D-STE測得的新參數(shù)，同樣受圖像質(zhì)量的限制，且每家供應(yīng)商提供的GLS正常值范圍不完全相同，而目前用于測量左室整體心肌做功參數(shù)的軟件僅由GE一家超聲儀器供應(yīng)商提供，其數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)性還有待進一步研究，且數(shù)據(jù)的采集和處理步驟耗時，需要經(jīng)驗豐富的專家讀取。

綜上所述，無創(chuàng)左室壓力-應(yīng)變環(huán)技術(shù)在評價心肌功能方面有巨大的潛力。在心臟病學(xué)中，雖然一直意識到負荷依賴性的存在，但無法在超聲測量中客觀體現(xiàn)。無創(chuàng)壓力-應(yīng)變技術(shù)可將后負荷整合到左室功能參數(shù)中以克服LVEF和左室整體應(yīng)變的負荷依賴，使基本的血流動力學(xué)原理能夠以一種新的方式應(yīng)用于臨床實踐，可為心肌功能的臨床評估提升一個新的高度，更全面、更真實地反映心肌功能，具有廣闊的發(fā)展前景。