超声左心室压力-应变环评价肥厚型心肌病

赵 苗，钟德琳，沈 艳，李慕子，李 丽，左镕宇，雷 敏，张露露，王叶娟，骆志玲

(云南省阜外心血管病医院超声影像科，云南 昆明 650000)

肥厚型心肌病(hypertrophic cardiomyopathy， HCM)表现为不同程度心肌肥大和心肌功能受损,具有心肌细胞排列紊乱、细胞外间质纤维化及微循环障碍等病理特征[1]。HCM病程早期左心室射血分数(left ventricular ejection fraction， LVEF)常不减低；此时左心室整体纵向应变(left ventricular global longitudinal strain， LVGLS)可较LVEF更敏感地检出HCM早期亚临床收缩功能障碍[2]，但易受左心室后负荷影响。左心室压力-应变环(pressure strain loop， PSL)整合了左心室收缩压及纵向应变，可无创评估心肌做功(myocardial work， MW)，且克服了负荷依赖性[3]，已用于研究高血压及缺血性心肌病等[4-5]。本研究观察PSL评价HCM患者左心室收缩功能的价值，评价MW参数与常规收缩舒张功能、左心室应变参数间的相关性。

1 资料与方法

1.1 研究对象 纳入2019年7月—2020年1月43例于云南省阜外心血管病医院诊断为HCM的患者，男36例，女7例，年龄14～83岁，平均(51.2±15.7)岁。参照现行指南[6]标准诊断HCM。排除标准：①中、重度瓣膜性心脏病、冠状动脉疾病、先天性心脏病、心内膜炎、心包疾病或其他心肌疾病；②合并高血压且未经系统控制。纳入同期49名于本院体检的健康志愿者为对照组，男19名，女30名，年龄29～71岁，平均(40.8±8.9)岁。检查前受试者均签署知情同意书。

1.2 仪器与方法 采用GE Vivid E95超声诊断仪，M5S探头，频率1.5～4.6 MHz，配备EchoPAC工作站。由2名具有5年以上工作经验的超声科医师测量室间隔舒张末期厚度(interventricular septum thickness at end-diastolic， IVSD)、左心室后壁舒张末期厚度(left ventricular posterior wall thickness at end-diastolic， LVPWD)、左心房前后径(left atrial diameter， LAD)、左心房容积指数(left atrial volume index， LAVI)、舒张早期二尖瓣峰值流速(E)、舒张晚期二尖瓣峰值流速(A)、E/A、舒张早期二尖瓣环侧壁运动速度(Lateral e')及室间隔运动速度(Septal e')，计算二者的平均值(e')及E/e'；以双平面辛普森法测量左心室舒张末期容积(left ventricular end-diastolic volume， LVEDV)、左心室收缩末期容积(left ventricular end-systolic volume， LVESV)及LVEF。

启动EchoPAC工作站描记胸骨旁短轴切面，系统自动计算左心室整体圆周应变(left ventricular global circumferential strain， LVGCS)、心内膜下心肌(circumferential strain in subendocardial myocardium， CS-Endo)、中层心肌(circumferential strain in middle myocardium， CS-Mid)、心外膜下心肌(circumferential strain in subepicardial myocardium， CS-Epi)圆周应变、左心室整体径向应变(left ventricular global radial strain， LVGRS)及左心室整体扭转应变(Twist)；描记心尖切面，得到LVGLS、心内膜下心肌(longitudinal strain in subendocardial myocardium， LS-Endo)、中层心肌(longitudinal strain in middle myocardium， LS-Mid)、心外膜下心肌(longitudinal strain in subepicardial myocardium， LS-Epi)纵向应变及峰值应变离散度(peak strain dispersion， PSD)；勾画心尖三腔、四腔及两腔切面，输入即时血压，软件自动计算整体MW参数，包括整体做功指数(global work index， GWI)、整体有用功(global constructive work， GCW)、整体无用功(global wasted work， GWW)及整体做功效率(global work efficiency， GWE)。每名医师测量2次，取平均值作为结果。见图1、2。

图1 志愿者男，38岁，对照组 左心室PSL图

图2 患者男，35岁，HCM组 左心室PSL图

1.3 统计学分析 采用SPSS 22.0统计分析软件。以±s表示符合正态分布的计量资料，行t检验；以中位数(四分位间距)表示不符合正态分布的计量资料，行Mann-WhitneyU检验；以频数表示计数资料，行χ2检验。绘制受试者工作特征(receiver operating characteristic， ROC)曲线，计算曲线下面积(area under the curve， AUC)，评价各参数诊断HCM的效能。采用Pearson或Spearman相关系数评估常规超声参数、应变参数与MW参数间的相关性，|r|≥0.8为高度相关，0.5≤|r|<0.8为中度相关，0.3≤|r|<0.5为低度相关，|r|<0.3为弱相关。多元线性回归分析与MW独立相关的参数。P<0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 基本资料 HCM组男性占比及年龄均高于对照组(P均<0.05)，组间体表面积及血压差异均无统计学意义(P均>0.05)，见表1。

表1 HCM组与对照组基本资料比较

2.2 超声心动图参数 HCM组IVSD、LVPWD、LAD、LAVI、A峰流速、E/A及E/e'均明显高于对照组(P均<0.05)，Lateral e'、Septal e'、e'、LVEDV及LVESV均明显低于对照组(P均<0.05)。组间E峰流速及LVEF差异均无统计学意义(P均>0.05)，见表2。

表2 HCM组与对照组常规超声心动图参数比较(±s)

表2 HCM组与对照组常规超声心动图参数比较(±s)

组别IVSD(mm)LVPWD(mm)LAD(mm)LAVI(ml/m2)E(m/s)A(m/s)E/AHCM组(n=43)17.05±4.8910.37±2.6535.96±7.3643.61±16.8973.47±19.7477.86±27.850.93(0.71)对照组(n=49)8.04±1.497.39±1.3430.65±4.1930.62±9.1779.18±16.0561.19±16.661.32(0.54)t/Z值16.026.954.304.55-1.513.51-2.90P值<0.01<0.01<0.01<0.010.13<0.01<0.01组别Lateral e(cm/s)Septal e(cm/s)e(cm/s)E/eLVEDV(ml)LVESV(ml)LVEF(%)HCM组(n=43)6.48±2.275.17±1.855.69±2.0813.97±5.9960.19±16.6619.21±6.5167.19±9.19对照组(n=49)14.64±3.5910.71±2.5311.62±4.506.53±1.4376.5±18.4224.78±7.5467.13±7.40t/Z值-12.59-11.73-7.938.08-4.36-3.720.03P值<0.01<0.01<0.01<0.01<0.01<0.010.98

HCM组CS-Endo、Twist、PSD及GWW均明显高于对照组(P均<0.05)，CS-Mid、CS-Epi、LVGLS、LS-Endo、LS-Mid、LS-Epi、GWI、GWE及GCW均明显低于对照组(P均<0.05)。组间LVGCS及LVGRS差异均无统计学意义(P均>0.05)，见表3。

表3 HCM组与对照组PSL参数比较(±s)

表3 HCM组与对照组PSL参数比较(±s)

组别LVGCS(%)CS-Endo(%)CS-Mid(%)CS-Epi(%)Twist(%)LVGRS(%)LVGLS(%)LS-Endo(%)HCM组(n=43)25.30±4.1039.09±6.7823.08±4.0113.71±2.8829.39±11.332.40±9.6115.66±3.8520.64±4.75对照组(n=49)26.78±2.8736.44±3.4625.43±3.0218.81±3.2620.51±6.6535.36±12.1120.78±1.924.08±2.38t值-1.802.22-2.84-7.803.70-1.29-8.25-3.76P值0.08<0.010.01<0.01<0.010.20<0.01<0.01组别LS-Mid(%)LS-Epi(%)PSD(ms)GWI(mmHg%)GCW(mmHg%)GWW(mmHg%)GWE(%)HCM组(n=43)16.3±4.4213.23±4.0891.37±23.211 353.86±426.731 592.16±435.1140.72±59.4088.31±4.49对照组(n=49)20.8±1.9218.19±1.4841.52±9.422 110.08±351.612 312.29±326.4180.96±48.7096.06±1.73t值-5.79-7.4513.80-9.20-8.88-5.20-11.36P值<0.01<0.01<0.01<0.01<0.01<0.01<0.01

2.3 诊断效能 MW指标、LVGLS及PSD诊断HCM的效能均较高，见表4。

表4 PSL参数诊断HCM效能

2.4 相关性分析 对照组GWI与收缩压、LVEF、LVGLS呈中度相关，GWE与LVEF、Septal e'、Lateral e'、LVGLS、PSD，GCW与年龄、收缩压，GWW与Lateral e'、PSD均呈中度相关(0.5≤|r|<0.8，P均<0.01)；多元线性回归分析显示，GWI与收缩压、LVGLS，GWE与Septal e'、9LVGLS，GCW与收缩压、LVGLS，GWW与收缩压、LVEF、Septal e'、LVGLS均具有独立相关性(P均<0.05)。

HCM组GWI和GCW均与LS-Endo、LS-Mid、LS-Epi呈中度相关(0.5≤|r|<0.8，P均<0.01)，与LVGLS呈高度相关(|r|≥0.8，P均<0.01)；GWE与LVGLS、PSD呈中度相关(0.5≤|r|<0.8，P均<0.01)；GWI、GWE和GCW与CS-Mid、CS-Epi、LVGCS及LVGRS均呈低度及以上相关(|r|≥0.3，P均<0.01)；GWI和GCW与A峰流速、Twist呈低度相关(0.3≤|r|<0.5，P均<0.05)。多元线性回归分析显示，GWI和GCW与A峰流速、LVGLS，GWE与LVGRS、LVGLS、PSD，GCW与收缩压、A峰流速、LVGLS，GWW与PSD均具有独立相关性(P均<0.05)。

3 讨论

HCM舒张功能障碍通常早于收缩功能受损。本研究HCM组LVEF与对照组无明显差异，但舒张功能明显减低；LAD增大、室壁增厚、LVEDV及LVESV减小，提示HCM患者室壁增厚导致左心室腔减小，且左心室顺应性下降、左心室充盈压升高，最终致左心房增大。

本研究发现HCM组分层及LVGLS、CS-Mid和CS-Epi均明显减低，CS-Endo及Twist增加，与既往研究[7-8]相符；提示基于斑点追踪应变指标评估左心室收缩功能较LVEF更为敏感，同时可观察心肌应变的分层特异性。LVGLS可用于评估HCM患者心肌功能及长期预后[9]，但可能受左心室负荷影响；MW在LVGLS基础上整合了左心室收缩压，并克服了负荷耐受性。本研究HCM组GWI、GWE及GCW均明显低于对照组，GWW明显高于对照组，提示HCM患者左心室心肌功能受损，且MW参数可有效识别LVEF正常的亚临床左心室功能障碍，诊断效能较高。

本研究对照组MW参数主要与收缩压、LVEF、LVGLS、Septal e'、Lateral e'及PSD呈中度相关，除Lateral e'外，其余参数均与MW保持独立相关性，与既往研究[10]相符；HCM组MW参数与LVEF均无显著相关，与不同方向心肌整体及分层应变参数具有相关性，提示HCM患者不同方向心肌变形能力对左心室心肌做功的重要性，而GWE与LVGRS、LVGLS独立相关，提示除LVGLS外，HCM患者左心室心肌径向收缩对左心室做功同样具有重要意义。PSD是GWW增加的唯一独立相关因素，HCM使心肌非均匀增厚，肥厚区域与非肥厚区域左心室心肌收缩时间明显不同[11-12]，PSD增加导致左心室无效收缩增加；HCM组PSD显著高于对照组，提示HCM患者左心室各节段心肌应变达峰时间不一；以PSD>59.18 ms预测HCM的敏感度为93.02%，特异度为93.88%，以上结果均提示PSD增加是HCM重要特征之一，且为影响HCM患者心肌做功的重要因素。

本研究HCM组GWI、GCW与A峰流速独立相关。生理条件下，左心房可通过储器功能、导管功能和泵功能调节左心室，其对左心室每搏输出量的贡献分别为40%、35%及25%。E峰流速主要反映左心房储器和导管功能，A峰流速主要反映左心房泵功能。HCM使左心室和左心房重塑，致左心房各时相功能对每搏输出量的相对贡献发生改变；HCM组GWI与A峰流速轻度相关的机制可能是左心房储器功能受左心室纵轴应变影响，而左心房导管功能取决于左心室舒张功能，HCM患者LVGLS降低、舒张功能受损致左心房导管和储器功能受损，泵功能代偿性增加。

综上，超声PSL技术可无创评估HCM患者左心室收缩功能，MW参数与常规舒张收缩功能、左心室应变参数间具有一定相关性。受限于样本量，本研究未能进一步观察梗阻性和非梗阻性HCM患者左心室做功的差异，有待完善。