纵向峰值应变离散度及收缩期峰值应变评价系统性红斑狼疮患者左心室收缩功能

李帅，袁建军，朱好辉，吴铭，吕诗佳，李思靓

郑州大学人民医院超声科，河南郑州 450003；*通讯作者 袁建军 yuan2373@163.com

系统性红斑狼疮（systemic lupus erythematosus，SLE）是一种以产生多种自身抗体为特征的自身免疫性疾病，心脏受累是常见的临床表现，其发生率国内为54%～87%，国外为52%～98%[1]。目前临床上多采用心电图、超声心动图、血清学检测判断有无心肌病变，但不能早期发现心肌损伤[2]，故在SLE患者心脏受累的早期对心肌功能进行评价具有重要意义。本研究拟探讨纵向峰值应变离散度（peak strain dispersion，PSD）、左心室整体收缩期峰值应变在评价SLE患者左心室心肌收缩同步性及收缩功能方面的价值。

1 资料与方法

1.1 研究对象 选取2018年10月—2019年2月于郑州大学人民医院风湿免疫科就诊的60例SLE患者，均符合美国风湿病学会1997年推荐的SLE诊断标准。纳入患者均无严重瓣膜病、高血压、扩张型心肌病、肥厚型心肌病、糖尿病、冠心病、甲状腺功能亢进、甲状腺功能减退以及胸廓畸形等病史，年龄14～54岁，平均（36±4）岁。根据病程分为两组，Ⅰ组30例，病程<5年；Ⅱ组30例，病程>5年。同时选取性别及年龄匹配、既往无心脏病史、心电图及超声心动图检查均未见异常的健康志愿者30名作为对照组，年龄17～49岁，平均（33±8）岁。所有患者均知情同意。

1.2 仪器与方法 采用GE vivid E95 彩色多普勒超声诊断仪，M5S及4V心脏探头，并配备EchoPAC 超声工作站。受检者取左侧卧位，呼吸平稳，连接心电图，常规测量左心室舒张末期内径（LVEDd）、左心 室收缩末期内径（LVEDs）、室间隔舒张末期厚度（IVST）、左心室后壁舒张末期厚度（LVPWd），并采用双平面Simpson法测得左心室射血分数（LVEF），同时采集二尖瓣水平、乳头肌水平及心尖水平的左心室短轴切面。使用4V 探头在心尖部取得标准心尖四腔切面后，选择三平面成像功能，即可自动同步获取同一心动周期心尖两腔观及三腔观切面，帧频至少为35 帧/s，获得满意图像后储存连续3个心动周期。在EChoPAC工作站Q-Analysis/2DStrain 界面，3个短轴切面均从12 点方向顺时针手工描记心内膜，追踪不满意处进行手动调整感兴趣区，使感兴趣区的宽度包绕心肌全层，即可自动生成左心室整体圆周收缩期峰值应变（GCS）及左心室整体径向收缩期峰值应变（GRS）的数值。同时以左心室流出道多普勒频谱确定主动脉瓣关闭的时间，选取满意的三平面图像，软件自动追踪心肌运动并勾勒出心内膜，并手动对软件所勾勒的心内膜不满意处进行调整，使感兴趣区的宽度包绕心肌全层，软件自动生成左心室的PSD及左心室纵向收缩期峰值应变（GLS）的数值，并生成17 节段牛眼图（图1）。

图1 左心室17 节段达峰时间牛眼图。对照组牛眼图各节段的颜色较均匀一致，绿色代表应变达峰时间正常，PSD为25 ms（A）；Ⅰ组牛眼图部分节段颜色有改变，PSD为45 ms（B）；Ⅱ组牛眼图各节段颜色差异较大，黄色和红色代表应变达峰时间延长，PSD为62 ms（C）

1.3 统计学方法 采用SPSS 22.0软件，正态分布的计量资料以表示，多组间比较采用方差分析，两两比较采用LSD法，以P<0.05表示差异有统计学意义。

2 结果

2.1 3组一般参数及超声心动图常规参数比较 3组受试者年龄、身高、体重、体重指数比较，差异均无统计学意义（P>0.05，表1）。3组间超声心动图常规参数IVST、LVPWd、LVEDd、LVEDs、LVEF比较，差异均无统计学意义（P>0.05，表2）。

2.2 3组间PSD、GLS、GCS及GRS比较 Ⅰ组、Ⅱ组的PSD均高于对照组，且Ⅱ组的PSD 高于Ⅰ组，差异均有统计学意义（P均<0.05）。Ⅰ组、Ⅱ组的GLS均低于对照组（P<0.05），Ⅰ组与Ⅱ组的GLS比较，差异无统计学意义（P>0.05）。Ⅱ组的GCS及GRS均低于Ⅰ组和对照组（P均<0.05），Ⅰ组的GCS及GRS与对照组比较，差异无统计学意义（P>0.05）（表3）。?

表1 SLE不同病程组及对照组一般资料比较（±s）

表1 SLE不同病程组及对照组一般资料比较（±s）

注：Ⅰ组为SLE病程≤5年组，Ⅱ组为SLE病程>5年组

分组例数年龄（岁） 身高（cm） 体重（kg） 体重指数（kg/m2） 对照组 30 32.97±7.72 162.33±4.88 57.77±3.80 21.89±1.35 22.15±1.95 Ⅱ组 30 35.77±9.67 162.53±3.71 58.37±3.97 22.09±1.76 Ⅰ组 30 36.17±10.08 163.97±4.09 59.47±5.95 F值 1.07 1.32 1.02 0.19 P值 0.35 0.27 0.37 0.83

表2 SLE不同病程组及对照组超声资料比较（±s）

表2 SLE不同病程组及对照组超声资料比较（±s）

注：Ⅰ组为SLE病程≤5年组，Ⅱ组为SLE病程>5年组；IVST为室间隔厚度，LVPWd为左心室后壁厚度，LVEDd为左心室舒张末期内径，LVEDs为左心室收缩末期内径，LVEF为左心室射血分数

分组例数 IVST（mm） LVPWd（mm） LVEDd（mm） LVEDs（mm） LVEF（%） 对照组 30 8.73±1.01 9.26±1.21 46.07±2.42 28.93±2.26 66.57±4.51 66.20±5.11 Ⅱ组 30 9.25±1.31 9.08±1.39 44.57±3.88 28.26±3.23 65.47±6.11 Ⅰ组 30 9.10±1.31 9.14±1.47 45.63±4.21 28.35±4.02 F值 1.45 0.01 2.37 0.35 0.34 P值 0.24 0.99 0.10 0.70 0.72

表3 SLE不同病程组及对照组超声心动图PSD、GLS、GCS、GRS比较（±s）

表3 SLE不同病程组及对照组超声心动图PSD、GLS、GCS、GRS比较（±s）

注：Ⅰ组为SLE病程≤5年组，Ⅱ组为SLE病程>5年组；与对照组比较，*P<0.05；与Ⅱ组比较，#P<0.05；PSD为纵向峰值应变离散度，GLS为整体纵向收缩期峰值应变，GCS为整体圆周收缩期峰值应变，GRS为整体径向收缩期峰值应变

分组例数 PSD（ms） GLS GCS GRS 对照组 30 33.20±2.75 23.03±1.50 24.09±2.31 46.47±2.75 45.37±2.81# Ⅱ组 30 49.73±3.32* 17.02±1.80* 20.43±1.06* 42.74±2.85* Ⅰ组 30 42.67±4.29*# 17.00±2.62* 23.79±2.42# F值 167.66 88.33 12.94 30.04 P值 ＜0.01 ＜0.01 ＜0.01 ＜0.01

3 讨论

SLE是一种涉及多个器官的、慢性自身免疫性疾病，并且心脏并发症发生风险很高[3]。由于糖皮质激素的应用，由感染和疾病活动造成的SLE患者病死率已经降低，但心脏损害在导致SLE患者生存率缩短方面的研究越来越受到临床重视[4]。导致SLE患者心脏损害的原因较多，目前认为主要有以下几个方面：①SLE患者由Fas/FasL 介导的T 淋巴细胞刺激机体产生多种自身抗体，与体内抗原结合形成抗原-抗体复合物沉积于心肌肌束间，引起纤维蛋白变性及肌束间结缔组织水肿，此机制在介导产生SLE患者的心肌炎中起关键作用；②抗疟疾药物氯喹和羟氯喹经常用于治疗SLE患者皮疹和关节疼痛，但这两种药物均可能被截留在细胞溶酶体，干扰溶酶体消化，导致细胞内糖原和膜磷脂积累，诱发心肌病；③SLE可引起血管内皮损伤，致使冠状动脉内血栓形成，使相应冠状动脉供血区域的心肌缺血，从而使心肌收缩功能受到影响[4-7]。心肌活检在诊断心肌受累的检测中准确性较高，但因其为有创性检查，患者较难接受。因超声心动图安全、无创，已成为评价心脏功能的主要方法。

常规超声目前已用于检测SLE患者心脏功能是否受损，但LVEF 等常用的反映心肌收缩功能的参数往往不够敏感[8]。二维斑点追踪成像是一种有价值的超声心动图监测工具，可用于检测多种疾病的亚临床阶段心肌损害程度，具有很高的早期预测价值[9]。PSD是由二维斑点追踪成像衍生而来的反映心肌收缩同步性的新参数，该数值越小表明同步性越好，在长轴应变达峰时间牛眼图上，健康的心肌各节段的收缩是同步的绿色，反映峰值应变值在主动脉瓣关闭周围的时间点，当心肌收缩不同步时，则在图像上表现为黄色或红色[10]。PSD与目前常用的基于组织多普勒成像及二维斑点追踪成像反映心肌收缩同步性参数达峰时间、达峰时间标准差、应变达峰时间等相比，因组织多普勒成像有较大的角度依赖性，尽管二维斑点追踪成像可以测量室壁在同一平面内任意方向的运动，但此方法仅涉及一个平面；而PSD 技术由于其同一心动周期的三平面成像功能特点，在评价左心室收缩同步性的准确性方面优于达峰时间、达峰时间标准差及应变达峰时间，已有研究表明PSD 在早期即可反映心肌收缩功能的同步性[11]。本研究中，Ⅰ、Ⅱ组的PSD均高于对照组，且Ⅱ组的PSD 较Ⅰ组有所增加，表明在疾病的早期阶段左心室收缩的同步性已经受到损害，且病程越长，对左心室心肌收缩同步性的损害越大，其机制可能为抗原-抗体复合物沉积在心脏的肌束间，直接影响心脏的形变功能；且随着病程和时间延长，抗原-抗体复合物沉积越来越多，心肌抵御及修复能力进一步减弱，故病程较长的SLE患者左心室心肌收缩同步性检测指标更差。

心肌纤维的排列特征决定了心肌在收缩时可以发生纵向运动、径向运动、圆周运动及扭转运动。本研究中Ⅰ组、Ⅱ组的GLS均低于对照组，Ⅰ组与Ⅱ组的GLS 接近；Ⅱ组的GCS及GRS均低于Ⅰ组和对照组，Ⅰ组的GCS与GRS与对照组接近，表明在疾病的早期心肌纵向应变功能已经受到损害，而心肌的圆周应变和径向应变功能尚可，此种现象产生的机制可能为心肌内层和心肌外层肌纤维主要影响心肌的纵向运动，而具有圆周排列的中层肌纤维主要控制心肌的圆周和径向运动。由于SLE患者冠状动脉病变以及抗原-抗体复合物引起的心内膜炎所致浸入性炎症主要引起心内膜下层微血管病变，故纵向心肌应变功能受损更为严重，而不是圆周应变或径向应变的功能，这种变化通常可能在疾病的早期阶段更为突出。本研究中Ⅰ组GLS 较对照组有所下降，提示纵向应变可成为监测心肌是否早期受到损伤的一个参数。

本研究的局限性为：①样本量偏小；②二维斑点追踪成像对图像帧频及清晰度要求较高，对于心内膜显示欠佳者追踪结果差异较大；③仅对SLE患者左心室的整体纵向应变、圆周应变及径向应变做出评估，未进一步探讨左心室各节段的心肌收缩功能。

总之，STI为评价SLE患者的心脏收缩功能早期损害提供了一种敏感、可行的方法。PSD 数值增大及GLS 数值降低可敏感地评价左心室收缩同步性的改变和左心室收缩功能的损害，对相应心脏并发症的早 期诊断、治疗、预防及预后具有重要作用。