曹思奇 龔敏 王艷麗 于檬 郭曉霞 武俊

近年來主動(dòng)脈瓣反流（aortic regurgitation，AR）的發(fā)病率和死亡率隨人口老齡化的發(fā)展不斷增加。慢性AR患者由于心肌的代償作用，心功能可在較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)維持在正常范圍從而難以發(fā)現(xiàn)，導(dǎo)致就診不及時(shí)從而錯(cuò)過最佳防治時(shí)機(jī)。主動(dòng)脈瓣置換術(shù)（aortic valve replacement，AVR）是治療AR的有效方法，可實(shí)現(xiàn)術(shù)后左室重構(gòu)逆轉(zhuǎn)，故臨床建議在心肌損害進(jìn)展前進(jìn)行AVR［1］?，F(xiàn)行的心臟瓣膜疾病管理指南認(rèn)為，手術(shù)時(shí)機(jī)的判定主要依據(jù)左室大小、功能及臨床癥狀［2］。但有許多患者在確診或手術(shù)時(shí)心肌已發(fā)生不可逆的損害，導(dǎo)致術(shù)后左室重構(gòu)不完全逆轉(zhuǎn)或無法逆轉(zhuǎn)，預(yù)后不良［3］。因此，AR患者手術(shù)時(shí)機(jī)的選擇仍然存在爭(zhēng)議。AR常伴有升主動(dòng)脈擴(kuò)張，主動(dòng)脈脈搏波傳播的改變可能影響主動(dòng)脈重塑和心室射血阻力的改變。二維斑點(diǎn)追蹤超聲心動(dòng)圖（two-dimensional speckle tracking echocardiography，2D-STE）是一種半自動(dòng)分析技術(shù)，其基于對(duì)心肌內(nèi)微小回聲密度斑點(diǎn)的逐幀跟蹤，可以獨(dú)立于角度計(jì)算心肌運(yùn)動(dòng)和形變，具有不受血管運(yùn)動(dòng)影響、無創(chuàng)、耗時(shí)短且重復(fù)性好的優(yōu)勢(shì)。本研究應(yīng)用2D-STE對(duì)慢性中重度AR患者升主動(dòng)脈的縱向應(yīng)變進(jìn)行評(píng)估，旨在探討AR對(duì)升主動(dòng)脈生物力學(xué)的影響。

資料與方法

一、研究對(duì)象

選取2020年9月至2022年2月于我院經(jīng)胸超聲心動(dòng)圖檢查并綜合評(píng)估為慢性中重度AR患者93例為病例組，參考《中國成年人超聲心動(dòng)圖檢查測(cè)量指南》［4］，根據(jù)升主動(dòng)脈內(nèi)徑（男性＞36.5 mm，女性＞34.1 mm定義為升主動(dòng)脈擴(kuò)張）再分為擴(kuò)張組65例和非擴(kuò)張組28例。排除標(biāo)準(zhǔn)：急性AR、合并其他輕度以上的瓣膜疾病、嚴(yán)重的冠狀動(dòng)脈疾?。íM窄率≥50%）、心房顫動(dòng)、結(jié)締組織?。ㄈ珩R凡綜合征）、既往心臟手術(shù)史及圖像質(zhì)量差者等。另選同期年齡、性別與之匹配的健康志愿者80例為對(duì)照組。本研究經(jīng)我院醫(yī)學(xué)倫理委員會(huì)批準(zhǔn)，所有受試者均知情同意。

二、儀器與方法

1.臨床資料獲?。河涗浭茉囌叩男詣e、年齡、身高、體質(zhì)量等基本信息，于靜息狀態(tài)下測(cè)量肱動(dòng)脈收縮壓、舒張壓，計(jì)算二者差值即為脈壓。

2.二維超聲心動(dòng)圖參數(shù)獲?。菏褂肞hilips EPIQ 7C彩色多普勒超聲診斷儀，X5-1探頭，頻率1～5 MHz。受試者取左側(cè)臥位，連接同步心電圖，常規(guī)測(cè)量左室舒 張 末 內(nèi) 徑（left ventricular end diastolic diameter，LVEDd）、左室收縮末內(nèi)徑（left ventricular end systolic diameter，LVESd）、室間隔厚度（interventricular septal thickness，IVST）、左 室 后 壁 厚 度（left ventricular posterior wall thickness，LVPWT）、左室流出道直徑及升主動(dòng)脈內(nèi)徑（ascending aortic diameter，AAd），根據(jù)縮流頸寬度、反流寬度與左室流出道寬度百分比、降主動(dòng)脈舒張期反向血流、連續(xù)多普勒的壓力減半時(shí)間判斷AR的嚴(yán)重程度。于心尖五腔心切面獲得左室流出道血流頻譜，描記速度-時(shí)間積分并計(jì)算每搏量，通過體表面積標(biāo)化后得到每搏量指數(shù)（stroke volume index，SVI）。應(yīng)用雙平面Simpson法獲得左室射血分?jǐn)?shù)（left ventricular ejection fraction，LVEF）。調(diào)節(jié)儀器使其每次至少存儲(chǔ)連續(xù)3個(gè)心動(dòng)周期的圖像。以上操作由兩名經(jīng)驗(yàn)豐富的超聲醫(yī)師完成，所有參數(shù)均重復(fù)測(cè)量3次取平均值。

3.2D-STE參數(shù)獲?。簩@取的超聲圖像導(dǎo)入QLAB 10.5脫機(jī)分析軟件，應(yīng)用心肌長(zhǎng)軸應(yīng)變分析系統(tǒng)對(duì)升主動(dòng)脈圖像進(jìn)行手動(dòng)繪制。手動(dòng)描畫升主動(dòng)脈邊界，以竇管交界為起點(diǎn)，分別在升主動(dòng)脈前壁和后壁的內(nèi)表面標(biāo)記4個(gè)點(diǎn)，并調(diào)整寬度，確保感興趣區(qū)覆蓋升主動(dòng)脈邊界，系統(tǒng)自動(dòng)生成縱向應(yīng)變曲線和峰值，獲得升主動(dòng)脈前壁、后壁縱向應(yīng)變（longitudinal strain of anterior and posterior wall of the ascending aorta，AW-LS、PW-LS）及二者均值即為平均縱向應(yīng)變（mean longitudinal strain，M-LS）。在缺乏用于該分析的標(biāo)準(zhǔn)建議的情況下，本研究盡量選取相同的節(jié)段進(jìn)行分析。考慮到主動(dòng)脈斑塊對(duì)描記升主動(dòng)脈邊界時(shí)的影響，本研究排除了超聲所能掃查到的所有切面合并升主動(dòng)脈斑塊的患者。以上操作由兩名經(jīng)驗(yàn)豐富的超聲醫(yī)師完成，所有參數(shù)均重復(fù)測(cè)量3次取平均值。

4.重復(fù)性檢驗(yàn)：在每組受試者中隨機(jī)抽取15例，由同一超聲醫(yī)師于2周后重復(fù)分析圖像以評(píng)估觀察者內(nèi)的重復(fù)性，再由另一名不知既往測(cè)量結(jié)果的超聲醫(yī)師對(duì)其圖像進(jìn)行分析以評(píng)估觀察者間的重復(fù)性。

三、統(tǒng)計(jì)學(xué)處理

結(jié) 果

一、病例組與對(duì)照組臨床資料比較

病例組與對(duì)照組年齡、性別、身高、體質(zhì)量、體表面積及舒張壓比較差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義；收縮壓、脈壓、心率比較差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（均P＜0.001）。見表1。

表1 病例組與對(duì)照組臨床資料比較（±s）

表1 病例組與對(duì)照組臨床資料比較（±s）

1 mm Hg=0.133 kPa

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二、病例組與對(duì)照組二維超聲心動(dòng)圖參數(shù)和2D-STE參數(shù)比較

病例組與對(duì)照組LVEDd、LVESd、IVST、LVPWT、AAd、LVEF、SVI比較差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（均P＜0.001）。與對(duì)照組比較，病例組升AW-LS、PW-LS及M-LS均減小，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（均P＜0.001）。見表2和圖1。

表2 病例組與對(duì)照組二維超聲心動(dòng)圖參數(shù)和2D-STE參數(shù)比較（±s）

表2 病例組與對(duì)照組二維超聲心動(dòng)圖參數(shù)和2D-STE參數(shù)比較（±s）

LVEDd：左室舒張末內(nèi)徑；LVESd：左室收縮末內(nèi)徑；IVST：室間隔厚度；LVPWT：左室后壁厚度；AAd：升主動(dòng)脈內(nèi)徑；LVEF：左室射血分?jǐn)?shù)；SVI：每搏量指數(shù)；AW-LS：升主動(dòng)脈前壁縱向應(yīng)變；PW-LS：升主動(dòng)脈后壁縱向應(yīng)變；M-LS：平均縱向應(yīng)變

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三、擴(kuò)張組與非擴(kuò)張組二維超聲心動(dòng)圖參數(shù)和2D-STE參數(shù)比較

擴(kuò)張組與非擴(kuò)張組LVEDd、LVESd、IVST、LVPWT、LVEF、SVI比較差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義；AAd比較差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.001）。擴(kuò)張組AW-LS、PW-LS及M-LS均較非擴(kuò)張組減小，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（均P＜0.001）。見表3和圖1。

表3 擴(kuò)張組與非擴(kuò)張組二維超聲心動(dòng)圖參數(shù)和2D-STE參數(shù)比較（±s）

表3 擴(kuò)張組與非擴(kuò)張組二維超聲心動(dòng)圖參數(shù)和2D-STE參數(shù)比較（±s）

LVEDd：左室舒張末內(nèi)徑；LVESd：左室收縮末內(nèi)徑；IVST：室間隔厚度；LVPWT：左室后壁厚度；AAd：升主動(dòng)脈內(nèi)徑；LVEF：左室射血分?jǐn)?shù)；SVI：每搏量指數(shù)；AW-LS：升主動(dòng)脈前壁縱向應(yīng)變；PW-LS：升主動(dòng)脈后壁縱向應(yīng)變；M-LS：平均縱向應(yīng)變

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四、相關(guān)性分析

AW-LS、PW-LS分別與收縮壓、脈壓、AAd、SVI均呈顯著負(fù)相關(guān)（均P＜0.001），與舒張壓無相關(guān)性。見表4。

表4 AW-LS、PW-LS與各臨床資料和二維超聲心動(dòng)圖參數(shù)的相關(guān)性分析

五、重復(fù)性檢驗(yàn)

AW-LS和PW-LS在觀察者內(nèi)和觀察者間均有較好的可重復(fù)性（均P＜0.001）。見表5。

表5 AW-LS和PW-LS在觀察者內(nèi)及觀察者間的重復(fù)性檢驗(yàn)結(jié)果

討 論

目前關(guān)于慢性AR患者應(yīng)變的研究大多為左室整體應(yīng)變，而有關(guān)升主動(dòng)脈應(yīng)變的研究較少見。Leite等［5］通過對(duì)AR患者升主動(dòng)脈圓周應(yīng)變進(jìn)行研究發(fā)現(xiàn)，隨著時(shí)間的推移，AR患者升主動(dòng)脈的擴(kuò)張性減低，僵硬指數(shù)增高。Wilson等［6］證實(shí)了主動(dòng)脈擴(kuò)張性降低導(dǎo)致更高的后負(fù)荷，并可能隨著時(shí)間的推移導(dǎo)致慢性心力衰竭的惡化。本研究應(yīng)用2D-STE對(duì)慢性中重度AR患者升主動(dòng)脈的縱向應(yīng)變進(jìn)行評(píng)估，旨在探討AR對(duì)升主動(dòng)脈生物力學(xué)的影響。

動(dòng)脈壁的結(jié)構(gòu)從內(nèi)向外依次為內(nèi)膜、中膜和外膜，其中起著最重要作用的是中膜，主要由血管平滑肌、彈性纖維及膠原纖維組成，彈性纖維提供彈性，膠原纖維則提供抗拉強(qiáng)度［7］。動(dòng)脈的彈性主要取決于彈性纖維和膠原纖維的數(shù)量和比例，在離心臟最近的動(dòng)脈中，彈性纖維的含量最高，且在心血管系統(tǒng)中隨著向遠(yuǎn)端移動(dòng)而減少。因此升主動(dòng)脈最重要的特征是其最初的高順應(yīng)性或擴(kuò)張性。在年輕健康成人中，升主動(dòng)脈高度擴(kuò)張，在收縮時(shí)儲(chǔ)存了心臟約60%的每搏量，由于彈性反沖，在舒張時(shí)將部分容量重新分配到冠狀動(dòng)脈和外周血管，從而為持續(xù)的外周循環(huán)鋪平道路（Windkessel效應(yīng)）。升主動(dòng)脈持續(xù)地暴露于這種重復(fù)的應(yīng)力使得其中層的彈性成分逐漸破裂，最終被大部分纖維化的不可擴(kuò)張組織取代，這些組織使主動(dòng)脈壁變硬，脈壓升高，最終導(dǎo)致主動(dòng)脈延長(zhǎng)和擴(kuò)張。本研究中，約2/3以上的AR患者伴有升主動(dòng)脈擴(kuò)張。實(shí)際上，AR和升主動(dòng)脈擴(kuò)張互為因果。升主動(dòng)脈擴(kuò)張或升主動(dòng)脈瘤是慢性AR的常見病因，而慢性AR患者由于舒張期主動(dòng)脈內(nèi)血流大量反流入左室，使左室代償性增大，每搏量亦增加。這在邏輯上意味著一種惡性循環(huán)模式，根據(jù)Laplace定律，主動(dòng)脈管腔擴(kuò)張導(dǎo)致管壁應(yīng)力增加，彈性膜進(jìn)一步變薄和斷裂，而管壁應(yīng)力的增加和伴隨的血管僵硬又可能導(dǎo)致主動(dòng)脈繼續(xù)擴(kuò)張，使AR進(jìn)一步加重。本研究結(jié)果也證實(shí)這一理論。Longobardo等［8］研究發(fā)現(xiàn)，與無主動(dòng)脈擴(kuò)張組比較，伴有主動(dòng)脈擴(kuò)張組的主動(dòng)脈縱向應(yīng)變顯著減小，僵硬度顯著增加（均P＜0.05）。Wu等［9］研究也表明升主動(dòng)脈縱向應(yīng)變隨著升主動(dòng)脈擴(kuò)張程度的增加而逐步減低。本研究中擴(kuò)張組AW-LS、PW-LS及M-LS均低于非擴(kuò)張組（均P＜0.001），與上述研究結(jié)果一致。

本研究相關(guān)性分析結(jié)果發(fā)現(xiàn)，AW-LS、PW-LS與心率、脈壓、SVI均呈負(fù)相關(guān)（均P＜0.001）。Mileto等［10］研究也表明隨著心率增加，主動(dòng)脈縱向應(yīng)變顯著降低。部分AR患者血壓升高對(duì)升主動(dòng)脈縱向應(yīng)變有一定的影響，研究［11］表明高血壓病患者主動(dòng)脈管壁彈性受損，僵硬度增加。AR機(jī)制導(dǎo)致脈壓進(jìn)一步增大及SVI明顯增加，升主動(dòng)脈承受了更大的壓力和應(yīng)力，這加速了升主動(dòng)脈的變性和硬化。健康的主動(dòng)脈彈性能夠優(yōu)化壓力負(fù)荷狀態(tài)下左室的工作效率，但在硬化的主動(dòng)脈中，壓力波向遠(yuǎn)端傳播速度增快，因此這種前向脈搏波的反射波更早地從外周返回，從而在心動(dòng)周期的早期增加了近端主動(dòng)脈內(nèi)的收縮壓，導(dǎo)致脈壓升高，進(jìn)而增加左室后負(fù)荷。此外，動(dòng)脈僵硬的增加也與舒張壓降低和冠狀動(dòng)脈灌注減少有關(guān)。主動(dòng)脈后負(fù)荷增加導(dǎo)致繼發(fā)性左室肥厚，并伴有舒張功能障礙和氧需求增加。而AR由于舒張期冠狀動(dòng)脈灌注驅(qū)動(dòng)壓降低，導(dǎo)致心肌供氧不足，左室后負(fù)荷增加，較高的收縮期心臟做功與氧供需不匹配可能導(dǎo)致心肌缺血，并進(jìn)一步降低心臟的收縮和舒張功能［12］。AR患者在反流和升主動(dòng)脈管壁硬化加速的雙重影響下，會(huì)加快心力衰竭惡化的進(jìn)度，可能需要更早地進(jìn)行手術(shù)。Wilson等［6］也發(fā)現(xiàn)主動(dòng)脈擴(kuò)張性的降低加速了慢性AR患者進(jìn)行AVR的需要。因此，AR患者升主動(dòng)脈的生物力學(xué)特性或許也能為選擇合適的AVR時(shí)機(jī)提供參考。

本研究的局限性：①為單中心研究且樣本量較小，所得結(jié)果尚需在更大隊(duì)列的研究中進(jìn)一步證實(shí)；②由于升主動(dòng)脈的位置較特殊，圖像的采集不僅依賴于操作者技術(shù)，還可能受到呼吸運(yùn)動(dòng)及周圍組織結(jié)構(gòu)的影響；③用于分析升主動(dòng)脈縱向應(yīng)變的軟件原本用來評(píng)估左室收縮功能，其在血管中的應(yīng)用尚不成熟，也未對(duì)主動(dòng)脈管壁感興趣區(qū)制定標(biāo)準(zhǔn)的參考點(diǎn)，且2D-STE是一種半自動(dòng)分析技術(shù)，需要操作者手動(dòng)描記感興趣區(qū)，結(jié)果可能受操作者主觀因素的影響。

綜上所述，慢性中重度AR加速了升主動(dòng)脈的變性和硬化，使升主動(dòng)脈的縱向應(yīng)變顯著減低。應(yīng)用2D-STE評(píng)估慢性中重度AR患者升主動(dòng)脈的縱向應(yīng)變，有望為手術(shù)時(shí)機(jī)的選擇提供參考。