斑点追踪技术在左心室肥厚患者的临床应用

陈治兰 李颖 综述 朱芳 丁明岩 审校

(1.大连医科大学研究生院，辽宁 大连 116044；2.辽宁省人民医院心功能科，辽宁 沈阳 110016)

左心室肥厚(left ventricular hypertrophy,LVH)是心肌对各种生理和病理刺激的适应性反应，其主要表现是左心室质量增加和/或左心室壁厚度增加[1]。心肌肥厚大致可分为两类：生理性和病理性。生理性肥厚见于强化训练的运动员和孕妇等；病理性肥厚见于高血压、肥厚型心肌病、心肌淀粉样变和主动脉瓣狭窄和慢性肾功能衰竭等。LVH最主要的特点是心肌细胞纤维化、心肌肥厚与心肌纤维化可损害心脏的功能。首先是心脏硬度增加，顺应性下降，舒张功能不全，随着疾病的进展可出现左心室扩张、收缩功能不全，最终可以导致心力衰竭[2]，因此，早期评价LVH患者心脏功能具有重要意义。斑点追踪作为一种新技术，能够准确评估心脏整体和局部功能。现从斑点追踪技术的基本原理及其在不同原因LVH的临床应用做一综述。

1 斑点追踪技术的基本原理及其特点

斑点追踪技术是通过识别某一感兴趣区内心肌组织中稳定的声学斑点并且逐帧追踪相邻斑点之间的空间形变，从而计算出该处心肌形变的大小，即应变(strain)[3]，它是一个无量纲参数。 最初应变的测量是在组织多普勒下测得的[4]。这种基于组织多普勒的应变成像具有显著的噪声和角度依赖性，而斑点追踪技术不受其影响。首先，斑点追踪技术可以识别正常心肌、受损心肌和整体心肌的运动；其次，斑点追踪技术测量的应变，不同于组织多普勒下的应变，其测量的应变是与表面相互垂直的应变值。正常的应变值，包括心尖长轴上的纵向应变(longitudinal strain,LS)、短轴上的径向应变(radial strain,RS)和周向应变(circumferential strain,CS)；以及整体纵向应变(global longitudinal strain,GLS)、整体径向应变(global radial strain,GRS)和周向整体应变(global circumferential strain,GCS)。2015年美国超声心动图协会指出，在成人中应变值增加，其负值就越大[5]。尽管目前对心肌应变评估无金标准，但是有研究证明与心脏磁共振(cardiac magnetic resonance,CMR)相关性好[6]。

2 心肌应变在不同原因LVH中的临床应用

2.1 在运动员性心脏中的应用

长期接受高强度体育训练的运动员可以导致心肌肥厚，称为“运动员心脏综合征”。由于心脏形态结构及电生理变化类似于病理状态，因此对运动员的心脏做出正确诊断存在一定困难。中国研究显示，在模拟生理性心肌肥大和病理性心肌肥大的老鼠中发现，斑点追踪技术在识别病理性心肌肥大上更敏感，此技术有可能发展为区分生理性肥大和病理性肥大的有效方法[7]。有研究证明，耐力运动员比正常对照组人群GLS更高[8]；在生理性LVH或运动员中，其GLS比肥厚型心肌病患者的GLS值显著增高，运动员的左室心肌功能是增强的，这种增强的收缩力主要是由心外膜和中间层纤维引起的[9]。另有研究证明，二维GLS与左心室不同步可协助区分LVH和肥厚型心肌病，同时二维GLS是肥厚型心肌病最强的预测因子[10]。Simsek等[11]利用斑点追踪技术对向心性和离心性心脏重构的年轻运动员左室舒缩功能研究发现，运动员与摔跤者的左室腔内径和室壁厚度均增加，两组间常规心脏超声参数没有统计学差异；但是两组间斑点追踪技术测得的参数差异有统计学意义,主要是运动员的GLS更高，因此可认为斑点追踪技术能更好地评估运动员心肌功能。在以上研究中得出结论斑点追踪技术GLS不仅可以诊断运动员性LVH，还是评价左心室功能的新方法，增进对运动员性LVH患者心脏功能的了解。

2.2 在高血压性心脏病中的应用

高血压是人群中最常见的疾病之一，是一个被公认的心血管疾病的风险因素，在高血压患者中后负荷的增加导致LVH[12]。在高血压患者中，GLS与正常对照组相比显著减低，并且与射血分数(EF)保留的心力衰竭的高血压患者相比其GLS更低[13]。Santoro等[14]证明，高血压患者的左室应变值比运动员的低，并且在LVH患者中的左室扭转值的增高可以早期评估左室收缩功能。 Saeki等[15]利用斑点追踪技术对高血压患者左室形态不同进行研究，发现高血压患者LVH组心内膜应变率值较正常对照组低且径向应变率也较低，而心外膜应变值两组之间没有明显差异；该结果表明应变及应变率成像能早期预测高血压患者的左室收缩功能。由此看见，斑点追踪技术能够对高血压造成的心肌改变做出早期识别及其心脏收缩功能的评估。

2.3 在心肌病中的应用

2.3.1 在肥厚型心肌病的应用

2.3.2 在心尖肥厚型心肌病中的应用

心尖肥厚性心肌病是肥厚性心肌病的一种特殊类型，其典型病理特点为左室乳头肌水平以下的心肌肥厚。心尖肥厚型心肌病易漏诊，可表现为不典型的胸痛、心悸、呼吸困难等症状。心尖肥厚型心肌病需要与其他病症相鉴别，如左室心尖部肿瘤、血栓，心内膜心肌纤维化和冠状动脉性疾病[21]，因此常规超声心动图在诊断心尖肥厚型心肌病有一定困难，目前斑点追踪技术临床中应用广泛，提高了对心尖肥厚型心肌病的诊断。Kim等[22]在350例肥厚型心肌病患者的研究中发现，心尖肥厚型心肌病患者的GLS较心尖无病变的患者低。近年中国研究证明，在心尖肥厚型心肌病中LS、CS值可以提高诊断心尖肥厚型心肌病的诊断，其敏感度和特异度分别是(敏感度94.23%和75.00%；特异度80.77%和86.43%)[23]。

2.4 在心肌淀粉样变中的应用

心肌淀粉样变的特点是淀粉样物质在多系统器官的细胞外沉积[20]。 心脏淀粉样变性主要为免疫球蛋白轻链型淀粉样变和甲状腺素转运蛋白相关型淀粉样变性[21-25]。心肌淀粉样变患者的左室形态改变和肥厚型心肌病的左室相似，往往很难区分。既往研究，二维斑点追踪技术GLS可区分心肌淀粉样变和其他原因导致的心肌肥厚，四心腔LS与心血管事件显著相关[24]。Minamisawa等[25]对野生型甲状腺转运蛋白和突变型甲状腺转运蛋白患者进行斑点追踪心动图的心肌应变分析得出结论，野生型甲状腺转运蛋白心肌淀粉样变患者的LVEF、左室基底段和中间段的CS较对照组低，而LS在两组之间没有差异。结果显示CS有助于鉴别心肌淀粉样变的类型。Barros-Gomes等[26]应用心肌应变成像对150例淀粉样变的患者预后进行评价，发现GLS应变值在免疫球蛋白轻链淀粉样变的患者中具有诊断价值，此外，GLS在EF保留的轻链型淀粉样变的患者中具有与生物学标志物等同样重要的预后指导价值。相关区域应变率定义为心尖应变平均值/(基底段应变的平均值+中间段应变的平均值)，Senapati等[27]研究证明相关区域应变率值>1在诊断心肌淀粉样变和对其预后高度敏感。应变和应变率是定量心腔机械力学的可靠参数，其预后价值已在多种心血管疾病中得到验证。如上述，斑点追踪技术将成为诊断心肌淀粉样变的新手段，其对心肌淀粉样变患者预后评价具有重大意义。

2.5 在主动脉瓣狭窄患者中的应用

主动脉瓣狭窄的血流动力学改变体现在后负荷增加，继而引起LVH，左室壁硬度增加[28]。美国心脏病协会指出对无症状重度主动脉狭窄患者，在EF<50%时应行手术治疗[29]。然而，这类患者比EF保留型患者手术后效果差，包括手术的风险增加、远期预后差，50%以上患者在手术后EF不能恢复到正常水平[30]。GLS作为测量收缩功能的新参数在临床上的应用越来越多；其不仅是亚临床左室功能障碍的标志，还具有复合心脏终点和左室功能恢复的重要预测作用[30-31]。在主动脉瓣狭窄患者中，GLS与疾病严重程度相关，并且是评估死亡率最强的独立预测因子[31]。在EF正常无症状重度主动脉狭窄患者12个月的随访中GLS减低与室壁运动异常相关，并且发生心血管事件的风险显著增加[32]。Lancellotti等[33]对无症状重度主动脉狭窄患者长期随访研究发现，无症状重度主动脉狭窄患者心血管事件发生的截值是左心室LS绝对值<16%。虽然GLS尚未纳入到主动脉瓣狭窄疾病的指南中，但是诸多研究证实心肌应变成像在主动脉瓣狭窄患者的手术评估具有重要的指导作用[34]。

2.6 在慢性肾脏病中的临床应用

慢性肾脏病(chronic kidney disease,CKD)患者的心血管危险因素高，LVH是CKD患者早期的主要心肌改变，并且在CKDⅠ～Ⅲ期中大约占20%；通过超声心动图和心脏磁共振成像检查在终末期CKD患者中LVH为70%～80%[35]。Paoletti等[36]研究证明，对LVH和局部室壁厚度的灵敏度显示，LVH是独立于左室几何形态对心血管风险预测的最强因子。Sulemane等[37]利用应变成像和主动脉速度在105例LVEF正常既往无心血管事件发生的CKD患者进行研究，GLS值的截值为-17.7%(灵敏度72.3%，特异度70.3%)和主动脉瓣速度的界值为10.2 m/s(灵敏度76.1%和特异度69.9%)是最佳的识别心血管事件的发生点。证明GLS和主动脉瓣速度独立预测心血管事件的发生，并且可作为危险分层的重要补充工具。由此可见，斑点追踪技术能够早期识别CKD患者的心肌改变。

3 该技术的局限性及未来研究方向

斑点追踪技术从二维到三维，克服了二维单平面和角度依赖的局限性；但是心肌应变测量取决于良好的图像质量，此外应变值也受技术的因素和患者个体的差异性等的影响。例如在心房颤动患者中GLS的测量是受限的；其次对于采集图像后期的感兴趣区的处理，从技术的角度来看，如果感兴趣区选择过宽，应变值会受到影响，包含心包的应变测量值会偏低，相反，如果感兴趣区过窄，应变测量值会偏高。值得注意的是，乳头肌不应包含在感兴趣区内[38]。

到目前为止，应变数据大都来自于回顾性的研究。应变绝对值的减低是心肌疾病的标志，并且应变对疾病的不良预后有很大意义[39]。在LVH的患者中,LVEF评估心肌收缩功能及其预后是局限的[40]，而斑点追踪技术在EF正常收缩功能障碍情况下应用广泛，有助于诊断少见病因导致的LVH，如肥厚型心肌病或心肌淀粉样变等疾病。

综上所述，斑点追踪技术的应变成像作为一项无创的新技术，在不同原因LVH诊断及治疗中起指导作用。在其他心血管疾病如冠心病、瓣膜病、心肌病的诊治过程均有重要意义，所以心肌应变成像技术在临床领域的应用会得到越来越多的重视。

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