三维斑点追踪成像评价乳腺癌患者蒽环类药物化疗后的心脏功能

张 帅 ZHANG Shuai

徐晓红 XU Xiaohong张 慷 ZHANG Kang

刘丽娟 LIU Lijuan

谢 君 XIE Jun

三维斑点追踪成像评价乳腺癌患者蒽环类药物化疗后的心脏功能

张 帅 ZHANG Shuai

徐晓红 XU Xiaohong张 慷 ZHANG Kang

刘丽娟 LIU Lijuan

谢 君 XIE Jun

目的探讨三维斑点追踪成像技术评价乳腺癌患者蒽环类药物化疗后心脏功能的价值。资料与方法追踪观察32例乳腺癌患者术后化疗前（A组）、化疗2个周期后（B组）、化疗4个周期后（C组）的心脏三维超声心动图表现，比较3组左心室整体纵向应变（GLS）、整体径向应变（GRS）、整体圆周应变（GCS）、整体面积应变（GAS）、舒张早期整体面积应变率（EASR）、舒张早期三维速度（3DVe）的差异，并分析各参数间的相关性。结果三维斑点追踪成像参数中，C组GCS、GAS、EASR明显低于A组，差异有统计学意义（t=3.555、3.692、3.590, P＜0.01），B组EASR低于A组，差异有统计学意义（t=2.190, P＜0.05）；3组GLS、GRS、3DVe比较，差异无统计学意义（F=2.305、1.957、1.205, P＞0.05）。相关分析结果显示，EASR与等容舒张时间（IVRT）呈负相关（r=－0.44, P＜0.01），与组织多普勒舒张早期峰值及舒张早期、晚期峰值比呈正相关（r=0.49、0.32, P＜0.01）；GRS与组织多普勒收缩期峰值呈正相关（r=0.21, P＜0.05）。结论三维斑点追踪成像技术能敏感地反映乳腺癌患者蒽环类药物化疗后心脏早期舒张功能的变化。

乳腺肿瘤；外科手术；药物疗法；蒽环类；超声心动描记术，三维；斑点追踪成像；心室功能，左

1 资料与方法

1.1 研究对象 选取2013-05～11在广东医学院附属医院乳腺外科住院并经术后病理确诊为乳腺癌的32例患者进行追踪观察，所有患者均未接受过放、化疗。排除冠状动脉粥样硬化性心脏病、高血压、糖尿病、高脂血症等心血管疾病。所有患者均为女性，年龄38～60岁，平均（49.0±6.0）岁。化疗方案为FEC，即5-氟尿嘧啶500 mg/m2、表柔比星100 mg/m2、环磷酰胺500 mg/m2，一次性用药，每周期间隔21 d，共4个周期。根据化疗疗程分为化疗前（A组）、化疗后2个周期（B组）、化疗后4个周期（C组）3个阶段进行常规及三维超声心动图检查。

1.2 仪器与方法 采用Toshiba Artida SSH-880CV彩色多普勒超声诊断仪，配有三维在线分析软件。受检者取左侧卧位，平静呼吸，同步记录心电图。选择PST-30SBT探头进行二维超声心动图检查，并记录左心室各项基本参数，其中舒张早期、晚期峰值（Em、Am）、等容舒张时间（isovolumic relaxation time, IVRT）、Tei指数等采用组织多普勒于二尖瓣前叶瓣环处测得。切换成PST-25SX探头进行三维数据采集：调节心电图增益使心电图显示清晰，取心尖四腔心观，左心室轮廓显示清晰后按“Pre-4D”键，以双幅图同步显示心尖四腔心观和心尖两腔心观，心内膜均显示清晰后按“Full-4D”键启动三维数据采集程序，程序以心电图触发采集三维图像数据，采集速度约20帧/s。主要分析以下三维参数：左心室整体纵向应变（global longitudinal strain, GLS）、整体径向应变（global radial strain, GRS）、整体圆周应变（global circular strain, GCS）、整体面积应变（global area strain, GAS）（图1）、舒张早期整体面积应变率（early diastolic global area strain rate, EASR）（图2）、舒张早期三维速度（early diastolic 3D velocity, 3DVe）。

1.3 统计学方法 采用SPSS 17.0软件，3组计量资料比较采用单因素方差分析，两两比较采用LSD法，各参数间的相关性采用Pearson相关分析，P＜0.05表示差异有统计学意义。

图1 女，40岁，乳腺癌。化疗前左心室GAS为43.32%（BA），化疗4个周期后左心室GAS为33.25%（B）

图2 女，49岁，乳腺癌。化疗前左心室EASR为2.19 s－1（A），化疗4个周期后EASR为1.48 s－1（B）

2 结果

2.1 各组常规及多普勒参数比较 C组Em、Em/Am、Tei指数与A组比较，差异有统计学意义（t=3.443、4.027、 3.569, P＜0.01）；B组Em/Am、Tei指数与A组比较，差异有统计学意义（t=2.096、2.055, P＜0.05），其余参数3组间差异无统计学意义（P＞0.05），见表1。

表1 3组常规超声及多普勒参数比较

2.2 各组三维斑点追踪成像参数比较 C组GCS、GAS、EASR明显低于A组，差异有统计学意义（t=3.555、3.692、3.590, P＜0.01），B组EASR低于A组，差异有统计学意义（t=2.190, P＜0.05）；3组GLS、GRS、3DVe比较，差异无统计学意义（F=2.305、1.957、1.205, P＞0.05），见表2。

表2 3组三维斑点追踪成像参数比较

2.3 各参数间的相关性 相关分析结果显示，EASR与IVRT呈负相关（r=－0.44, P＜0.01），与Em、Em/ Am呈正相关（r=0.49、0.32, P＜0.01）；GRS与Sm呈正相关（r=0.21, P=＜0.05），见图3。

图3 EASR与IVRT、Em的相关性

3 讨论

ATC是乳腺癌化疗中的常用药，表柔比星是新型蒽环类抗肿瘤药，其心脏毒性明显降低，但仍具有明显的剂量-效应关系，累积到一定剂量时仍可以引起不可逆的心肌损害。心内膜心肌活检可见心肌细胞空泡变性和水肿，肌原纤维溶解，心肌呈灶性或弥漫性坏死，间质纤维化[4]。因此，亟待寻找一种既无创又敏感的手段来监测其早期心脏毒性。

张小花等[5]利用组织多普勒证明经ATC化疗后，二尖瓣环Sm及Em均较化疗前明显降低。礼广森等[6]及崔洪岩等[7]分别利用定量组织速度成像技术及应变率成像技术证实乳腺癌化疗患者表柔比星累积量达到360 mg/m2时心脏较化疗前出现了舒张功能减低。此外礼广森等[8]经动物实验证明利用定量组织速度成像技术可以检测到阿霉素对兔心脏收缩功能的影响。本研究经组织多普勒测得的Em、Em/Am、Tei指数等较化疗前有显著差异，与张小花等[5]及Lotrionte等[9]的研究结果相似，但Lotrionte等研究结果中LVEF随化疗周期呈“V”形改变，其原因尚未明确，而本研究中LVEF、Sm只呈现出下降趋势，可能与随访时间不同有关。

尽管组织多普勒、定量组织速度成像、应变率成像等技术能够早期发现心脏功能的改变，但上述技术均是基于组织多普勒成像技术，具有角度依赖性，对局部心脏功能的评价具有一定的价值，但不能反映心脏的整体功能，而斑点追踪成像技术则能弥补这一不足。郑言言等[10]及Stoodley等[11]应用二维斑点追踪成像技术发现化疗后心脏收缩期整体纵向应变、应变率及舒张早期应变率均较化疗前减低。然而二维斑点追踪成像只是单个平面的斑点追踪，并未反映真正的心脏整体功能，随着三维斑点追踪成像的出现，心脏整体功能评价的问题得到了解决。Nesser等[12]研究表明，三维斑点追踪成像技术能更准确地反映和评价心脏的整体功能。本研究结果表明，C组GCS、GAS、EASR与A组差异有统计学意义，且B组EASR与A组差异有统计学意义，提示表柔比星累积剂量达到200 mg/m2时心脏首先出现舒张功能改变，而累积剂量达到400 mg/m2时收缩功能及舒张功能均出现改变，与ATC明显的剂量-效应关系一致，且舒张功能的改变要早于收缩功能。Wen等[13]研究表明GAS能够早于其他应变指标发现心脏收缩功能的减低，其原因可能是GAS综合了圆周方向和纵向的应变，对于发现心脏功能细微变化的敏感性更高。本研究中GCS表现出较高的敏感性，而GRS、GLS在3组间无明显差异，其原因可能是GRS同时追踪心肌内、外膜的运动，而ATC早期损伤的只是心肌内膜，GCS的改变可能与ATC的毒性机制与内外层心肌走行有关，但GCS与GLS的敏感性需扩大样本量后进一步验证。心脏发生上述细微变化的原因可能是ATC致使心肌细胞调节Ca2+异常，使细胞内的Ca2+浓度升高，影响了心脏的主动松弛功能[14]。同时，氧自由基的作用使心肌细胞线粒体功能发生障碍，心内膜面心肌细胞先出现凋亡、坏死致收缩功能减低[15]。

EASR与Em均为反映心脏舒张早期功能的指标，但Em仅反映了心肌的纵向运动，且具有角度依赖性，而EASR反映了舒张早期心肌面积变化的速度，监测范围更广。Goto等[16]采用SR评估心肌局部和整体舒张功能的关系，发现舒张早期的峰值应变率是一项评价局部舒张功能的指标，且与整体舒张功能密切相关。因此，GAS及EASR有望成为评价心脏整体功能的敏感指标。然而本研究中E/EASR变化不大，其原因可能是左心房尚有代偿功能，左心房压升高不明显，因此E变化不大，E/EASR升高不明显。

本研究的不足之处是由于部分患者左侧乳腺切除后胸壁瘢痕的影响，组织多普勒超声未完整采集到左心室侧壁、前壁及下壁的多普勒信息，因此仅反映了小部分心肌的功能。目前三维斑点追踪成像的时间及空间分辨率有限，其成像质量尚不及二维超声，但随着技术的发展，其成像质量会进一步提高。另外，本研究样本量有限，且未进行长期追踪随访，因此心脏某些功能的变化尚需大样本、长时间随访验证。

总之，三维斑点追踪成像技术能敏感地检测到乳腺癌患者ATC化疗后心脏早期舒张功能的变化。

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Three-dimensional Speckle Tracking Echocardiography for Evaluating Cardiac Function in Breast Cancer Patients Treated with Anthracycline

PurposeTo investigate the value of three-dimensional speckle tracking echocardiography in evaluating the cardiac function in breast cancer patients treated with Anthracycline.Materials and MethodsThirty-two breast cancer patients were followed with three-dimensional echocardiography prechemotherapy (group A), 2 cycles (group B) and 4 cycles (group B) postchemotherapy to compare left ventricle global longitudinal strain (GLS), global radial strain (GRS), global circular strain (GCS), global area strain (GAS), early diastolic global area strain rate (EASR), and early diastolic 3D velocity (3DVe).ResultsGCS, GAS and EASR were signifcantly lower in group C than group A (t=3.555, 3.692 and 3.590, P＜0.01); EASR was lower in group B than group A with statistical significance (t=2.190, P＜0.05). GLS, GRS and 3DVe were not significantly different among three groups (F=2.305, 1.957 and 1.205, P＞0.05). EASR was negatively correlated with IVRT (r=－0.44, P＜0.01); EASR was positively correlated with Em (r=0.49, P＜0.01) and Em/Am (r=0.32, P＜0.01). GSR was positively correlated with Sm (r=0.21, P＜0.05).ConclusionThree-dimensional echocardiography sensitively detects the early changes in diastole function in breast cancer patients treated with Anthracycline.

Breast neoplasms; Surgical procedures; Drug therapy; Anthracyclines; Echocardiography, three-dimensional; Speckle tracking imaging; Ventricular function, left

10.3969/j.issn.1005-5185.2014.10.006究较少。3DT是在三维超声和斑点追踪原理的基础上发展起来的，其不受心肌运动方向的限制，可以客观、准确地追踪心肌的运动轨迹[3]。本文采用3DT评价ATC对乳腺癌患者心脏功能的影响，为临床选择用药提供指导。

广东医学院附属医院超声科 广东湛江524001

徐晓红

Department of Ultrasound, Affliated Hospital of Guangdong Medical College, Zhanjiang 524001, China

Address Correspondence to: XU Xiaohong

E-mail: 13828297586@139.com

R737.9；R730.41

2014-03-04

修回日期：2014-08-06

中国医学影像学杂志

2014年 第22卷 第10期：745-748，753

Chinese Journal of Medical Imaging

2014 Volume 22 (10): 745-748, 753

蒽环类药物（anthracycline, ATC）是一类对造血系统和实体肿瘤具有高效作用的抗癌药物，但其心脏毒性也是非常突出和危险的不良反应之一[1]。ATC的心脏毒性根据临床表现分为急性心脏毒性、早发性慢性进行性心脏毒性和迟发性慢性进行性心脏毒性，两种慢性心脏毒性均呈剂量依赖性，且对心脏的损伤为不可逆性[2]。因此，及时、准确评估其心脏毒性对临床指导用药有重要意义。目前多采用常规超声及二维斑点追踪成像等技术评估ATC的心脏毒性，而新近推出的三维斑点追踪成像（three-dimensional speckle tracking, 3DT）用于此领域的研