酒精性心肌病超声诊断的研究进展
2020-02-17王玥苏雁欣
王玥,苏雁欣
(哈尔滨医科大学附属第二医院超声医学科,哈尔滨 150086)
随着人们社交活动及饮酒需求的增加,饮酒已成为很多人生活的一部分,随之而来的健康问题逐渐受到临床的关注。酒精被认为是一种心脏毒素。据统计,全球近4%的疾病负担可归因于酒精[1]。一系列流行病学研究显示,适度饮酒可以降低冠状动脉疾病、糖尿病和心力衰竭的发病率,但是长时间无节制的饮酒可能导致酒精性心肌病(alcoholic cardiomyopathy,ACM)的发生[2]。ACM与长期大量的饮酒有关,具有与扩张型心肌病类似的血流动力学变化、组织学改变、临床特征、超声心动图特点,但与扩张型心肌病不同[3]。临床上,若不能及时鉴别ACM和扩张型心肌病,将可能影响治疗方案的制定,甚至影响患者预后。全球疾病负担研究报告指出,2015年全球因ACM死亡人数达81 600例[4]。尽早戒酒并积极治疗的无症状期ACM患者可在一定程度上逆转心室重构,甚至康复;对于出现心功能障碍的酗酒者,戒酒是防止病情进一步恶化的关键。超声心动图具有实时、无创、重复性好等特点,能及时发现患者心脏的异常,在无症状期ACM患者随访和症状期ACM监测中起重要作用。探讨超声在ACM的诊断及预判病情发展中的作用,可为ACM的早发现、早治疗提供理论支持,现就ACM超声诊断的研究进展予以综述。
1 发病机制
既往对于ACM发病机制的研究主要集中于氧化应激、细胞器功能障碍、心肌重构、内环境稳态失衡以及代谢活动紊乱等[5-7]。动物实验和临床研究显示,乙醇的长期刺激会影响细胞器结构、心肌组织及一些正常代谢活动,从而直接或间接导致心肌运动的障碍。目前,对ACM发病机制的探索仍在进行中。有学者发现,长期摄入乙醇会影响心肌蛋白的合成与表达,导致心肌蛋白合成减少,降解增加,继而出现心室壁变薄,室壁舒缩功能降低,最终导致心脏泵血能力下降[8-9]。
2 临床表现
ACM患者早期可无明显体征或仅有心脏舒张功能障碍,后期可出现充血性心力衰竭的症状。由于心室腔扩大、收缩功能障碍,发展至心力衰竭的患者可出现外周水肿、夜尿症、心动过速、不同程度的呼吸困难甚至端坐呼吸等表现[2]。在ACM终末期,部分患者由于心房颤动导致心房扩大合并血栓形成,也有患者出现肝脏疾病、营养不良、周围神经病变和其他神经系统疾病(如Wernicke-Korsakoff 综合征)的特征[10]。
3 超声诊断
除患者病史外,诊断ACM还需要结合影像学检查,如心脏磁共振成像、心电图、核素心肌灌注显像等,这些检查方法对诊断ACM起到了重要的作用,但具有各自的局限性。超声心动图及超声新技术的问世对ACM的诊断具有相对特殊的表现,成为临床医师诊断此病的重要依据之一。
3.1常规超声心动图 超声心动图具有方便快捷、无创、可重复性的特点,在科学研究和临床检查中的应用十分广泛,是临床医师判断疾病发生发展的重要手段。闫军等[11]研究发现,ACM大鼠的一般状态及病理结果与超声心动图显示的心脏改变均相符,运用常规超声检查检测的不同饮酒时间大鼠模型的心脏改变与ACM的不同发展阶段相对应,证实了超声检查可以无创、准确地评价饮酒对心脏结构和功能的影响。
对于ACM患者,超声检查显示的心脏结构及功能异常对临床及时干预病程进展、逆转心室重构起到了很大的作用。席润文和段福建[12]认为,ACM患者的超声心动图特征表现为左心室舒张末期内径增大,伴或不伴左房内径增大,少部分患者可发生全心扩大;另外,部分患者可出现ACM的相对特征性表现,如左心室心内膜增厚伴回声增强以及左心室壁心肌内出现散在、异常的斑点状回声等。这些超声特征虽然并非全部具有特异性,但可作为疾病发生的“危险信号”,以引起临床工作者的重视,从而促进相关疾病的早期治疗。
在既往关于ACM的研究中,学者多重点关注心脏收缩功能的改变,但很多无症状饮酒者通常舒张功能异常更早出现,这也是患者晚期发生心力衰竭的基础,若仅关注收缩功能的变化可能延误治疗的最佳时机。利用超声多普勒技术进行监测与评估,可以识别早期心脏舒张功能障碍,对ACM的早预防、早发现、早治疗具有重要作用。黄锦平和陈宁[13]经过8年的跟踪观察发现,利用组织多普勒技术测得的无症状ACM患者二尖瓣环的运动速度降低,表明其心脏舒张功能已经降低,提示晚期(观察结束)患者出现心力衰竭的可能性较大,故认为该技术对于判断心脏功能受损的程度、预测心力衰竭的发生具有指导性意义。
3.2超声新技术
3.2.1二维斑点追踪成像(two dimensional speckle-tracking imaging,2D-STI)技术 2D-STI是一种无创的超声成像技术,通过追踪心肌组织中每个斑点的运动轨迹得到应变及应变率等参数,定量评价心肌的整体和局部功能。2D-STI的优点如下:①避免了右心室自身几何结构的影响;②沿室壁的走行方向进行追踪,无角度依赖性[14];③该技术检测到的纵向应变的角度偏差较小,对于主要功能由纵行肌完成的右心室来说,利用该技术得到的纵向应变值研究右心室功能的可行性和准确性更高[15]。研究表明,2D-STI技术可评价心肌机械变形方面的心功能,通过左心室心肌整体长轴、短轴及圆周方向应变的差异评估早期的心肌受损情况,为临床早期诊断以及治疗提供依据[16]。此外,心肌分层应变技术是基于常规2D-STI发展而来的新技术,可以在内层心肌、中层心肌及外层心肌等不同层面反映左心室功能的异常,临床应用亦较广泛。
心肌运动不是单一方向的收缩与舒张,还包括心肌的扭转、旋转与解旋运动,以上几种方式共同作用保证了心脏充分地射血与充盈。刘晓强等[17]通过评估ACM患者的左心室旋转及扭转运动发现,与健康男性比较,ACM患者左心室收缩期短轴各水平的心肌旋转角度及整体扭转角度均明显减小,且应变曲线较紊乱,认为2D-STI可以定量、准确地评价ACM患者心肌在扭转及旋转方面的损伤。对于无症状期ACM患者,早期发现、及时制订治疗计划成为逆转心室重构、防止心脏进一步发生功能障碍的关键,而2D-STI在这方面展现了较好的临床应用价值。Wang等[18]在保留左心室射血分数的无症状中度酒精组中检测到较低的应变值是2D-STI在早期检测心脏功能障碍中敏感性的较好例证。
右心室的解剖学结构较左心室更复杂,普通二维超声检查无法在疾病早期定量评价右心室的心肌功能。除评价左心功能外,2D-STI也可用于右心功能的研究。Meng等[19]应用2D-STI评价92名无症状男性饮酒者右心室心肌纵向应变的变化表明,ACM组收缩期纵向位移峰值、应变峰值及应变率峰值均明显降低,认为2D-STI可准确评价ACM患者的右心室功能,体现了2D-STI在右心定量研究方面的优越性。大量饮酒不仅可以导致心室收缩及舒张功能的异常,亦会影响部分患者的心房结构和功能。研究表明,左心室充盈压力的增加可导致慢性左心房后负荷增加,引起左心房过度伸展[20]。因此,可以通过左心房的容积变化判断饮酒者的心脏受损程度,并结合左心室的检查结果为临床提供更全面的信息。Kocabay等[21]根据乙醇消耗总剂量(是否>15 kg)将75名无症状男性饮酒者分为两组,对左心房心肌进行研究发现,两组的一些常规参数(如左心房容积指数、血流传播速度、多普勒左室舒张参数)无明显差异,而2D-STI获得的左心房心肌应变参数存在显著性差异。Xu等[22]根据饮酒持续时间将92名无症状饮酒者分为轻度、中度和重度饮酒组,采用2D-STI评价患者左心室功能发现,与不饮酒健康对照组和轻度饮酒组相比,中度和重度饮酒组的左心室纵向应变值均降低;另同时,乙醇所致不同心功能损害程度患者的左心房容积和功能指标存在显著差异,证实了2D-STI是一种安全有效的左心功能评估方法,可早期发现饮酒者的左心房功能障碍。相关研究表明,2D-STI技术可显示心动周期中左心房功能三个阶段的准确特征[21]。
3.2.2定量组织速度成像(quantitative tissue velocity imaging,QTVI)技术 QTVI是一种基于组织多普勒成像原理,定量分析心室壁运动和检测低速组织运动的新方法,通过测量感兴趣区的峰值速度评价心肌功能。研究表明,QTVI技术可通过测量升主动脉前壁的运动速度验证高血压患者升主动脉重构的发生早于左心室重构[23],因此,可采取及时有效的措施在二维图像出现左心室改变前进行干预,防止病情进展。
由于ACM的早期临床症状不明显,防治ACM的发生发展成为研究的热点。孙艳红和礼广森[24]应用QTVI技术评价酒精性心肌损害患者心脏早期变化时发现,QTVI参数能够较敏感地反映乙醇的心肌损害,特别是早期对心脏舒张功能的影响,因此QTVI成为监测酒精性心肌损害的有力手段之一。
3.2.3其他超声新技术 Tei指数即心肌做功指数,是一种无创测量心室收缩及舒张功能的手段,它不受多种因素的影响,可估测包括左心室及右心室在内的心功能改变,甚至能够反映心功能受损的严重程度,临床应用较多。Tei指数不仅能够监测出药物毒性作用对心功能产生的早期改变[25],也可作为预测从左向右分流先天性心脏病患儿肺动脉高压发展的参数[26],可成为判断和监测心功能损害、及时指导临床干预的有效手段。牛仲秋[27]应用全方位M型超声证明了Tei指数较传统的超声指标更敏感,能更早地检测左心室心肌功能的变化,为评估早期酒精性心肌损害提供了一种新的方式。
近年来,超声心动图在量化心房及心室容量,继而获得相关参数评估心脏收缩功能等方面有了很大的发展。逐步兴起并日渐成熟的实时三维超声成像技术,为更直接、准确地测量心脏各房室腔容积、实时反映心脏功能的变化提供了可能。实时三维超声心动图(real-time three-dimensional echocardiography,RT-3DE)是一种无创、简便的影像学方法,可用于评估心腔的容积和功能。近年来有学者使用RT-3DE对患者的左心房容积及相位功能进行评估证实,RT-3DE有助于发现左心室射血分数保留的冠状动脉慢流现象患者的亚临床心肌改变,可观察到出现明显左心室舒张功能障碍前的早期左心房动态改变[28]。
实时三平面超声心动图(real-time three-plane echocardiography,RT-3PE)和全容积三维超声心动图(full-volume three-dimensional echocardiography,FV-3DE)是两种不同的RT-3DE技术,单国鑫等[29]应用RT-3PE联合FV-3DE评价ACM患者的左心房功能,将30名不饮酒健康成年男性作为对照组,利用FV-3DE、RT-3PE及常规超声对两组测量参数进行比较和相关性分析证实,RT-3PE联合FV-3DE能够准确测定ACM患者的左心房容积及功能,具有较好的临床应用前景。
4 鉴别诊断
ACM无相对特异的表现,一般为排除性诊断,因此及早与其他疾病进行鉴别并制订正确的治疗方案尤为重要。扩张型心肌病是一种特殊类型的心肌病,以进行性心室扩大及心脏收缩功能障碍为主要特点。在日常临床工作中,排除其他心血管疾病后,多通过长期酗酒史、左心室扩张等表现诊断ACM。至今,尚未发现鉴别扩张型心肌病和ACM的特定免疫生物标志物或标准。但ACM属于可逆性心肌病,戒酒后患者的心室重塑可逆转,短期内病情即可改善,随着戒酒时间的延长,扩大的心腔可恢复正常,预后较好,但扩张型心肌病的预后往往较差。此外,Li等[30]发现,扩张型心肌病和ACM的心肌细胞和间质面积百分比存在显著差异,与扩张型心肌病相比,ACM患者左心室的心肌细胞数量显著减少,但两者右心室无组织形态学差异,由此可见,与右心室的组织学变化相比,左心室的组织学变化具有更大的疾病鉴别价值,可用于区分ACM和扩张型心肌病。
尿毒症性心肌病多由慢性肾衰竭引起,而糖尿病性心肌病指糖尿病患者发生的原因不明的心肌疾病,可通过详细的病史询问进行鉴别;脚气病性心脏病,又称为维生素B缺乏性心脏病,其心腔扩张等超声表现易与ACM混淆,但脚气病性心脏病属于高心排血量状态,与ACM相反,有助于两者的鉴别。
5 小 结
随着科技的进步和时代的发展,对ACM的研究日趋完善,在发病机制、治疗药物选择方面积累了很多经验,为ACM患者的治疗带来了希望。但目前使用的ACM诊断名称和诊断标准存在一定缺陷,其强调排除其他引起扩张型心肌病的病因或其他心脏病病史,但尚无法排除极个别疾病,导致临床ACM诊断的困难[31-32]。由于个体差异,ACM的定义和诊断标准并不适用于所有人,可能导致酒精性心肌损害患者难以在疾病早期引起足够的重视并得到及时的诊断和治疗,因此需要进一步优化ACM的诊断,提高ACM的诊断率,以更好地指导临床治疗。