四维超声定量技术评价不同分级肝硬化患者左房容积和功能的特征

2021-07-09戴敏汪芸玏彭丽娟党时鹏钱大钧马芳山

天津医药 2021年6期

戴敏，汪芸玏，彭丽娟，党时鹏，钱大钧，马芳山

肝硬化在我国是发病率和病死率均较高的慢性肝病，其不仅会造成患者肝功能损伤，还可引起心脏结构和功能异常［1］。心脏在外周血管扩张、血容量增加及毒性物质的作用下表现为心率增加、心博量增加等高动力循环状态，进而导致心脏扩大和心肌功能受损，即肝硬化性心肌病（cirrhotic cardiomyopathy，CCM）［2-3］。以往关于CCM的研究主要集中于左心室［4］，较少涉及左心房，但实际上左房对容量的改变更为敏感。已有研究表明，左房扩大和功能改变与房速、心房颤动及脑卒中等疾病发生高度相关，而且左房容积也是预测死亡的独立危险因子［5-6］。因此，及早准确地评估肝硬化患者左房结构和功能的改变能为临床治疗措施选择、疗效评估以及预后判定提供重要的参考。四维超声左房定量（fourdimensional left atrium quantification，4D LAQ）技术是一种无创性定量评估左房的超声心动图新技术，可实时获取左房立体空间的容积和心肌在时间和空间上的应变运动能力，对多种心血管疾病的诊断和预后评估有重要价值。本研究旨在应用4D LAQ技术定量评估肝硬化患者左房早期改变及不同阶段下左房形态及功能变化，探讨其临床应用价值。

1 对象与方法

1.1 研究对象将2018年9月—2020年6月于无锡市人民医院和第五人民医院临床诊断明确且超声图像符合肝硬化诊断标准的60例患者作为肝硬化组，平均年龄（56.91±8.33）岁，肝硬化的诊断标准符合《慢性乙型肝炎防治指南（2015年版）》［7］。根据Child-Pugh分级分为Child-Pugh A组26例、Child-Pugh B组19例和Child-Pugh C组15例，Child-Pugh A级为肝硬化代偿期，Child-Pugh B级和Child-Pugh C级为肝硬化失代偿期。另外选择同期健康体检的正常成人60例作为对照组。所有受试对象排除标准：既往有心脏病（如冠心病、心力衰竭、肺心病、心脏瓣膜病等）、高血压、糖尿病、高脂血症、甲状腺功能亢进、呼吸及泌尿系统慢性疾病者、近1个月有胃肠道出血的肝硬化患者以及四维超声采图不成功者。所有受检者均对本研究知情同意。

1.2 超声检查应用GE公司的Vivid E95彩色多普勒超声诊断仪，采用M5Sc及4V-D探头，脱机分析软件为Echopac。受检者取左侧卧位，平静呼吸，同步记录心电图。首先采用M5Sc探头进行常规超声心动图检查，采集3个心动周期的二维灰阶、彩色动态以及频谱图像，按照美国超声心动图协会指南标准进行测量，分别测量左房内径（left atrial dimension，LAD）、室间隔厚度（interventricular septal，IVS）、左室舒张末期内径（left ventricular end-diastolic dimension，LVEDD）以及左室收缩末期内径（left ventricular end-systolic dimension，LVESD）；用双平面Simpson's法测量左室射血分数（LV ejection fraction，LVEF）；脉冲多普勒（pulse-wave doppler，PW）测量二尖瓣口舒张早期血流速度峰值（E），舒张晚期血流速度峰值（A），组织多普勒（tissue doppler imaging，TDI）模式下测量二尖瓣环室间隔和侧壁心肌舒张早期峰值速度（e'），计算室间隔与侧壁的e'均数以及计算E/e'比值。

进行4D LAQ图像分析时切换为4V-D探头，取心尖四腔切面，进入4D模式，待图像满意后，嘱受检者屏住呼吸，存储左心房全容积动态图像并存入光盘。将光盘中图像导入Echopac工作站，选取心内膜清晰的图像，启动4D LAQ软件进行图像分析。软件自动追踪全心动周期心尖四腔、两腔、三腔长轴切面和短轴切面的左房心内膜轮廓，再次手动校准心内膜边界，软件自动分析出左房容积-时间曲线。结合心电图，得出以下参数。（1）左房容积参数：左房最大容积（LAVmax）、左房最小容积（LAVmin）、左房收缩前容积（LAVpreA）。左房每搏量（LAEV）=LAVmax-LAVmin，左房整体射血分数（LAEF）=LAEV/LAVmax。（2）左房心肌应变参数：左室收缩期左房纵向和圆周峰值应变（LASr和LASr_c）、舒张早期左房纵向和圆周峰值应变（LAScd和LAScd_c）、舒张晚期左房纵向和圆周峰值应变（LASct和LASct_c）。所有患者由同一医师测量3次，然后各取其平均值。

1.3 实验室检测对照组及肝硬化组患者抽取空腹静脉血2～3 mL，离心后取血浆放入-80℃低温冰箱，采用BIOMED公司酶联免疫吸附测定试剂盒检测氨基末端脑钠肽前体（NT-proBNP）水平。受检者均行血常规、电解质、凝血功能、总胆红素、白蛋白、丙氨酸转氨酶（ALT）和天冬氨酸转氨酶（AST）等检测。

1.4 统计学方法应用SPSS 22.0统计软件，正态分布的连续变量以均数±标准差（x±s）表示，2组间比较采用t检验，多组间比较采用单因素方差分析，组间多重比较采用LSD-t检验，应用Spearman法进行相关性分析，P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 基础资料及血清学指标比较肝硬化组心率、总胆红素、国际标准化比值、ALT、AST和NTproBNP明显高于对照组，而白蛋白明显低于对照组（P＜0.05）。肝硬化组年龄、体表面积、收缩压和舒张压与对照组差异均无统计学意义，见表1。

2.2 常规超声心动图参数比较肝硬化组LAD及E/e'显著高于对照组，而e'低于对照组（P＜0.01）。肝硬化组LVEDD、LVESD、IVS、LVEF、E、A和E/A比值与对照组间差异无统计学意义（P＞0.05），见表2。

2.3 左房四维容积和应变参数比较与对照组相比，肝硬化Child-Pugh B和Child-Pugh C组患者LAD显著升高；Child-Pugh C组LAD高于Child-Pugh A组（P＜0.05）。肝硬化各组左房四维容积参数LAVmax、LAVmin、LAVpreA及LAEV均显著高于对照组（P＜0.05）；肝硬化各组LAEF与对照组差异无统计学意义。肝硬化Child-Pugh A组患者的LASr、LASct、LASr_c和LASct_c的绝对值较对照组增大（P＜0.05），而LAScd和LAScd_c的绝对值与对照组差异无统计学意义。Child-Pugh B和Child-Pugh C组患者LASr、LASct、LASr_c和LASct_c的绝对值均较Child-Pugh A组降低，LAScd和LAScd_c的绝对值较对照组降低（P＜0.05），见表3、图1。

Tab.l Comparison of general clinical data between two groups of patients表1 2组患者一般临床资料比较（±s）

＊P＜0.05，＊＊P＜0.01；1 mmHg=0.133 kPa

Tab.2 Comparison of traditional two-dimensional echocardiographic parameters between liver cirrhosis group and control group表2 肝硬化组与对照组常规二维超声心动图参数的比较（±s）

＊＊P＜0.01

Tab.3 Comparison of four-dimensional left atriumvolume and strain indices between liver cirrhosis groups and control group表3 肝硬化各组与对照组四维左房容积和应变参数的比较（±s）

＊＊P＜0.01；a与对照组比较，b与Child-Pugh A组比较，P＜0.05

Fig.1 Representative recording of volume and strain of four-dimensional LA quantification in healthy subjects and patients with cirrhosis图1 健康体检者和肝硬化患者四维左房定量容积和应变示意图

2.4 左房四维容积和应变参数与肝功能分级的相关性 Spearman相关性分析显示：左房容积参数LAVmax、LAVmin、LAVpreA与肝硬化分级均呈正相关（rs分别为0.383、0.325、0.302，P＜0.05），左房应变参数LASr、LAScd、LASct、LASr_c、LAScd_c和LASct_c的绝对值与肝硬化分级均呈负相关（rs分别为-0.387、-0.463、-0.623、-0.365、-0.456、-0.467，P＜0.01）。

3 讨论

近年来，人们越来越重视肝硬化患者的心脏功能障碍。CCM是一种肝硬化的并发症，是指在排除已知心脏病的情况下出现心肌收缩功能不全（心肌应激状态下收缩反应力受损）或合并舒张功能不全及电生理异常表现。目前仅左心房扩大及左心室质量增加被纳入世界胃肠病学大会提出的CCM诊断的支持标准中［1］。Merli等［8-9］研究显示左心房扩大不仅是CCM的诊断标准之一，也可判断肝硬化患者的预后。

左心房在心脏正常功能中起着非常重要的作用，其在收缩期作为储器储存肺静脉回流的血液，舒张早期作为肺静脉与左室之间的管道，将肺静脉血液输送回左室，舒张晚期左房主动收缩泵血进一步充盈左心室［10］。左房利用上述三方面的功能有效地调节左心室充盈和每搏量，维持正常心功能。由于左房形态不规则，且CCM患者在早期静息状态下结构改变轻微，常规二维超声心动图难以早期发现肝硬化患者左房结构和功能的变化，故需要寻找新的敏感技术和指标来评价左房的改变。

4D LAQ是以三维超声心动图和斑点追踪成像为基础发展起来的新技术，可对心脏进行全容积的分析，能更准确地评估肝硬化患者左房的容积变化。本研究显示肝硬化组的常规二维参数LAD高于对照组，与Silvestre等［11］研究结果相符；但在对肝硬化组分级后发现，Child-Pugh A组患者（代偿期）的LAD与对照组相比差异无统计学意义，而四维左房容积参数LAVmax、LAVmin、LAVpreA及LAEV则较对照组升高，提示4D LAQ技术可在早期发现肝硬化患者左房结构的改变。在肝硬化Child-Pugh B和C组（失代偿期），LAVmax、LAVmin、LAVpreA及LAEV较对照组进一步升高，与Wiese等［12-13］关于左房容积的研究相一致。随着肝硬化严重程度的加重，高动力循环引起高心输出量，左房长期处于容量负荷过重状态，导致心肌受损，心房内血流淤滞增加以及容积逐渐增大，提示左房容积增大程度与肝功能受损程度相关。

4D LAQ除评价左房容积外，还可以追踪左房三维空间内心肌的运动轨迹，获得不同时相的长轴和圆周应变能力，且不受运动方向和声束夹角影响。LASr和LASr_c反映左房的储器功能，LAScd和LAScd_c反映左房的管道功能，LASct和LASct_c反映左房助力泵的功能［14］。在本研究中，肝硬化Child-Pugh A组（代偿期）LASr、LASct、LASr_c和LASct_c的绝对值较对照组升高，LAScd和LAScd_c绝对值与对照组相比差异无统计学意义，提示在肝硬化代偿期左房的储器功能和泵功能是增加的。在肝硬化代偿期为了维持肝脏所需，循环血量明显增加导致左房储备功能增强，收缩期左房内血量的增加，可致左房容积增大，左房前负荷增加，根据Frank-Starling机制，左房助力泵功能也相应增强。随着肝硬化程度的加重，在Child-Pugh B和C组（肝硬化失代偿期），LAScd和LAScd_c绝对值出现了降低，此时LASr、LASct、LASr_c和LASct_c绝对值较Child-Pugh A组不再升高而是出现了下降，提示在肝硬化失代偿期左房储器、管道和助力泵的功能出现了下降，与Sampaio等［15］研究相符。当肝硬化处于失代偿期时，肝功能损害的进一步加重，心功能受损也逐渐加重，导致维持高动力循环状态的能力下降，左房储器功能出现减弱。随着左房内残血增加，左房腔进一步增大，超出Frank-Starling机制的代偿范围，再加上心肌细胞的纤维化，所以在失代偿期左房助力泵功能逐渐减弱。同时，失代偿期患者左室逐步纤维化，心肌僵硬度增加致顺应性下降。本研究也显示肝硬化患者E/e'增加，左室舒张功能受损和左室内舒张早期充盈压升高，左室主动抽吸作用降低，导致左房管道功能相应的进行性减低，与Nazar等［16］相关研究结果一致。以上研究结果提示随着肝功能受损程度的不同，左房“储器”、“管道”、“助力泵”功能进行了再分配，在肝硬化早期“储器”、“助力泵”功能增强，适配机体循环血量增加；在肝硬化中晚期，随着心肌损害的加重，“储器”、“管道”及“助力泵”功能逐渐减弱。

本研究相关性分析结果显示，左房容积参数LAVmax、LAVmin和LAVpreA与肝硬化的Child-Pugh分级均呈正相关；左房应变参数LASr、LAScd、LASct、LASr_c、LAScd_c和LASct_c绝对值与肝硬化的分级均呈负相关，提示随着肝功能受损程度加重，左房容积随之增加，而心肌的应变能力则是下降的。

综上，4D LAQ技术不仅可敏感地反映肝硬化患者早期左房容积和心肌应变的变化，还可反映不同肝功能分级下肝硬化患者左房各时相容积和功能状态，可为临床治疗措施选择、疗效评估以及预后判定提供重要参考。另外，本研究也存在一些不足，如纳入的样本量有限，故只能得出初步结论。今后还需大样本和更多研究来验证，为临床肝硬化患者的诊治提供更有效的帮助。