二维斑点追踪技术联合血浆BNP浓度对重度二尖瓣关闭不全患者围手术期左室收缩功能变化的预测价值

李洁明，武 俊，刘继红，袁 炜，温晓娜，蔡 萌，余 苏，杨 燕，顾文慧

（大连医科大学附属第二医院，辽宁 大连 116027）

二尖瓣关闭不全是目前国内外比较常见的心脏瓣膜疾病之一，外科手术仍是二尖瓣关闭不全的主要治疗手段。根据2017 AHA/ACC心脏瓣膜病管理指南：对于有症状、左室射血分数（LVEF）在30%～60%范围内或者左室收缩末内径 （LVESD）≥40 mm的重度二尖瓣关闭不全患者是手术的Ⅰ类推荐指征，然而对于无症状、左室收缩功能保留 （LVEF＞60%，LVESD＜40 mm）者手术最佳时机的选择具有一定的争议[1]，有学者认为重度二尖瓣关闭不全患者不管术前是否存在收缩功能减低应尽早行手术治疗，最大程度保护未受损心肌[2-4]。外科手术不仅要改善血流动力学，还应最大程度的保护患者的心肌功能，但对如何准确评价围手术期心脏功能及心肌受损情况，目前国内外缺乏统一的指标及标准。临床上常用评价左室收缩功能的指标是LVEF，但LVEF是通过左心室容量的变化来评价左心室收缩功能，不能直接反映心肌收缩能力，因此，LVEF对于评价代偿期心肌功能异常存在很大的局限性。

二维斑点追踪技术（2D-STI）能直接反映心肌的形变特征，受前后负荷及其他因素影响较小，能客观准确评价左室收缩功能[5]；脑钠肽（BNP）是目前国内外公认能独立预测心衰的常用指标[6]，本文旨在探讨2D-STI联合血浆BNP浓度预测重度二尖瓣关闭不全患者围手术期左室收缩功能变化的应用价值。

1 资料与方法

1.1 研究对象

2015年9月—2017年7月因重度二尖瓣关闭不全于我院心脏外科行手术治疗并且术后随访资料齐全的30例作为研究对象，根据术后LVEF分为两组。A组术后LVEF≥50%，17例；B组LVEF＜50%，13例。入选患者均术前行冠状动脉造影显示不合并冠状动脉狭窄，其中二尖瓣腱索断裂16例，二尖瓣脱垂9例，感染性心内膜炎5例。排除急性心肌梗死、严重感染、肺源性心脏病及慢性阻塞性肺疾病等。

1.2 仪器与方法

采用美国GE公司的Vivid E9彩色多普勒超声诊断仪，M5S 探头，3.5 MHz， Ech PAC 113 工作站。患者于术前和术后7天行超声心动图检查，患者平静呼吸，左侧卧位，连接心电图，首先行超声心动图检查并测量常规参数，然后采集并存储左心室长轴心尖四腔、两腔、三腔连续三个心动周期的二维图像，帧频＞80帧/s，传输到Ech PAC 113工作站2Dstrain界面脱机分析。

1.3 常规参数测量

左房内径 （LAD）、 左室舒张末期内径（LVEDD）、LVESD，采用 Simpson双平面法测量左室舒张末容积（LVEDV），左室收缩末容积（LVESV）以及LVEF。

1.4 2D-STI参数

选取左心室长轴心尖四腔、两腔、三腔连续三个心动周期的二维图像，启用二维斑点追踪自动成像分析软件，将采集的图像进行分析；通过手动勾划左心室心内膜，系统自动进行跟踪分析，得出整体收缩纵向应变值（GLS）。

1.5 血浆BNP参数

所有患者于术前、术后第7天晨查血浆BNP值，采用化学发光法。

1.6 统计学处理

采用SPSS 22.0统计分析软件，计量资料均用均数±标准差（±s）表示。两组手术前后比较采用配对t检验；组间比较采独立样本t检验；统计结果以P＜0.05为差异有统计学意义。各参数相关性分析采用Pearson相关分析。进行Pearson相关分析后，采用多项Logistic回归分析评价测量值的独立预测因予。绘制ROC曲线获得指标的临界值。

2 结果

2.1 A、B两组一般临床资料比较

A、B两组比较见表1。年龄、性别、血压、心率等均无明显差异，两组体外循环时间和主动脉阻断时间无明显差异。

表1 A、B两组一般临床资料比较

2.2 A、B两组常规超声参数及左室心肌整体应变比较

术后早期两组 LAD、LVEDD、LVEDV、LVEF、GLS的绝对值均低于术前，差异均具有统计学意义（P＜0.05），而 LVESD、LVESV 无明显变化；B 组术前LAD、LVEDD、LVEDV、LVESV 均大于 A 组， 术后LAD、LVEDD、LVEDV也大于A组，术前LVEF无明显差异，术前术后B组GLS的绝对值及LVEF均低于 A 组，差异有统计学意义（P＜0.05），见表2和图1，2。

2.3 A、B两组血浆BNP浓度变化

BNP 浓度：A 组术前 （115.22±91.29） pg/mL，术后第 7 天（159.33±52.52） pg/mL。 B 组术前（189.28±106.26） pg/mL，术后第 7 天（288.50±162.75） pg/mL。两组术后早期血浆BNP浓度仍高于术前，B组不论术前还是术后均高于A组，差异均具有统计学意义（P＜0.05）。

2.4 术后早期 LVEF与术前常规超声测量值、LVEF、GLS及血浆BNP相关性分析

术后早期LVEF与LAD、LVEDD、LVEDV、LVESV、GLS 存在负相关（P＜0.05），与术前血浆 BNP无明显相关（P＞0.05），多项 Logistic 回归分析显示预测术后LVEF减低的独立预测因子为GLS，ROC曲线预测术后LVEF减低的最佳临界值：GLS=-19.15（曲线下面积 0.891，敏感性 84.6%，特异度 72.8%），见图3。

表2 A、B两组常规超声参数比较（±s）

表2 A、B两组常规超声参数比较（±s）

注：两组手术前后比较：P＜0.05；组间比较：P＜0.05。

A组 B组参数 术前 术后第7天 术前 术后第7天LAD（mm） 46.45±5.53 43.33±4.19 56.28±5.39 49.93±5.28 LVEDD（mm） 57.81±5.22 49.61±3.93 66.32±2.67 54.55±1.99 LVESD（mm） 36.74±5.68 35.25±3.09 39.24±4.00 37.05±2.75 LVEDV（mL） 116.41±20.22 104.79±10.57 163.0±36.28 126.62±16.92 LVESV（mL） 52.71±11.52 51.47±11.12 64.23±18.89 54.54±12.09 LVEF（%） 62.64±3.72 59.82±5.99 63.85±4.86 44.00±4.81 GLS（%） -19.90±0.85 -15.69±1.88 -17.84±1.35 -10.93±2.63

图1 A组其中1例患者术前LVEF=64%，GLS=-19.2%，术后LVEF=52%，GLS=-15.3%。 图2 B组其中1例患者术前LVEF=65%，GLS=-17.5%，术后 LVEF=42%，GLS=-10.5%。Figure 1.One of the patients in group A，LVEF 64%and GLS-19.2%before operation，LVEF 52%and GLS-15.3%after operation.Figure 2.One of the patients in group B，LVEF 65%and GLS-17.5%before operation，LVEF 42%and GLS-10.5%after operation.

2.5 术后早期LVEF与术后早期常规超声测量值、GLS及血浆BNP相关性分析

术后早期LVEF 与 LAD、LVEDD、LVEDV、BNP、GLS 存在负相关（P＜0.05），GLS 与 BNP 存在正相关（P＜0.05）。

多项Logistic回归分析显示预测术后LVEF减低的独立预测因子为GLS，ROC曲线预测术后LVEF减低的最佳临界值：GLS=-14.75（曲线下面积0.923，敏感性 92.3%，特异度 68.8%），见图4。

图3 术前GLS ROC曲线。Figure 3.GLS ROC curve before operation.

3 讨论

图4 术后GLS ROC曲线。Figure 4.GLS ROC curve after operation.

STI技术能追踪心肌运动轨迹，定量分析左心室长轴、短轴及圆周方向心肌运动的速度、位移、应变以及解旋角度，能准确敏感的评价心肌损伤及心肌力学变化，重复性好，且不受声束角度限制，并受心脏前后负荷影响较小[5]。二尖瓣关闭不全患者由于容量超负荷使左室充盈增加，根据Frank-starling定律，随着心肌初长度的延长，心肌收缩力增强，然而随着反流的持续发生或者加重，左心腔逐渐扩大，根据Laplace定律，左室壁张力与心室腔压力和半径成正比，而左室室壁应力增加，心肌耗氧量也会随之增加。左室心内膜下心肌以纵行肌为主，承受应力最大，因此容易较早的出现心肌功能障碍[4，7-8]。本研究中两组患者术前LVEF无明显差异，但反应左室纵向应变能力的GLS已有差异，表现为B组（术后LVEF＜50%组）术前GLS的绝对值低于A组（术后LVEF≥50%组），说明术前仅用LVEF评价心肌收缩功能有很大的局限性，GLS能更加准确敏感的发现心肌功能的早期变化，Marcianik等[9]研究也证明GLS是早期左室功能变化的独立预测因子。本研究中 B 组患者左心大小（LAD、LVEDD、LVESD）及容积（LVEDV、LVESV）均较A组增加，表明B组处于二尖瓣反流病变进展的较晚期阶段，同时也说明重度二尖瓣关闭不全患者术前左心增大越明显，术后早期LVEF下降的风险更大。Suri等[13]研究也证明了这一观点。Lancellotti等[4]研究也发现GLS能更加准确的评价重度二尖瓣关闭不全患者的左室收缩功能储备，并通过运动负荷试验后GLS减低及左房容积增加预测术后左室功能不全。

另外，我们还发现两组术后早期LVEDD、LVEDV、LVEF均减低，而LVESD、LVEDV无明显变化，可能是手术治疗后异常的血流动力学状态得以纠正，使得术后早期左室舒张末压、舒张末容积及射血量下降，而左室收缩末容积无明显变化，故LVEF也随之下降。这与Schuler等[2]研究相一致。此外，本研究中两组患者GLS的绝对值均较术前减低，而B组减低更加明显，原因可能是：两组患者都经历了手术体外循环、主动脉阻断及再开放的过程，缺血缺氧再灌注后，部分心肌发生顿抑，术后早期顿抑心肌还未完全得以恢复；手术切割、牵拉对心肌造成的机械性损伤，以及瓣环置入、手术缝线等会造成临近心肌水肿、炎症反应，造成相应节段心肌的局部运动障碍；虽然两组患者体外循环时间及主动脉阻断时间无明显差别，但B组左心大小及容积均较A组增加，说明B组容量负荷逐渐增高的情况下，左室壁应力更高，左室心内膜下心肌缺血及纤维化更重，对手术过程中体外循环缺血缺氧的耐受性更差，术后早期发生左室收缩功能不全的风险更大。

BNP是一种由32个氨基酸残基构成的多肽类激素，心脏释放的BNP主要来源于心室，心室分泌量大储存少，是目前国内外公认能独立预测心衰的常用指标，当心脏收缩功能下降时，容量负荷增加，左室壁张力升高，促进BNP分泌，起到排钠、利尿、调节容量及拮抗肾素-血管紧张素-醛固酮系统的作用[6，10，12]，Hutfless 等[17]研究发现术后 BNP 浓度的变化与心脏手术患者术后一年的住院时间、死亡率相关。本研究中B组（术后LVEF＜50%）血浆BNP浓度不论术前还是术后均高于A组，也表明血浆BNP能间接评价重度二尖瓣关闭不全患者围手术期的左室收缩功能，心功能越差，BNP浓度越高。本研究在相关性分析中，血浆BNP浓度与常规超声值无明显相关性，但术后血浆BNP浓度与术后早期LVEF成负相关，与术后早期GLS成正相关，说明在重度二尖瓣关闭不全患者中除了左室壁张力及容量负荷增加外，同时还有其他因素影响BNP的分泌，具体机制有待于进一步研究；血浆BNP浓度可作为疾病进展的无创监测指标，同时也是早期左心室功能障碍的标志物[3，10，16-17]，但 BNP 是一个非特异性的生物指标，手术过程中多种情况（如药物、体外循环缺血缺氧再灌注等）会引起BNP的升高，独立预测预后较差，与Hwang等[16]研究一致。

本研究中B组（术后LVEF＜50%）术前GLS的绝对值明显低于A组，而血浆BNP浓度明显高于A组，说明异常的GLS是早期左室心肌功能障碍的敏感指标，而升高的血浆BNP浓度是左室壁张力增加的标志，二者结合可以在左室收缩功能明显减低之前帮助识别左室心肌早期受损，帮助优化手术时机，Alashi等[18]研究也发现GLS和血浆BNP对保留LVEF的重度二尖瓣关闭不全患者术前危险分层有协同作用，帮助选择最佳手术时机，判断预后并预测远期生存率。

二维斑点追踪技术能客观准确地评价二尖瓣关闭不全围手术期左室收缩功能变化；GLS结合血浆BNP水平可较敏感的反应重度二尖瓣关闭不全患者围手术期左室收缩功能的变化及心肌损伤程度。本研究有待于术后进一步长期随访研究二尖瓣手术后心肌功能恢复情况。