左心室压力-应变环定量评价房间隔缺损封堵前后心肌做功变化

夏青青，袁新春，胡 佳，冉洪玲，张哲元，曾 曦，黄梅凤

(南昌大学第一附属医院超声医学科，江西 南昌 330006)

房间隔缺损(atrial septal defect， ASD)是成年人常见先天性心脏病之一[1]，尤以中央型更为常见。ASD患者心房水平左向右分流可引起慢性右心室容量超负荷[2]，压迫室间隔向左偏移，使左心室充盈受限，收缩功能受损[3]。介入封堵术的整体安全性及有效性较高，目前已成为临床治疗ASD的主要方法[2，4]；封堵术后分流消失，左心室形态适应性重构[5]，心肌功能随之得到改善。左心室整体纵向应变(global longitudinal strain， GLS)相关研究近年受到重视。二维斑点追踪成像(two-dimensional speckle tracking imaging， 2D-STI)为临床定量评估心肌功能提供了新方法，但仍存在压力负荷依赖性问题[6-7]。左心室压力-应变环(left ventricular pressure strain loops， LV PSL)为应变发展过程中衍生出的定量评估心肌应变及左心室压力的方法[8]，可获得更为准确的心肌做功参数。本研究采用LV PSL评价ASD患者接受介入封堵术前后左心室心肌做功变化。

1 资料与方法

1.1 研究对象 前瞻性纳入2020年1月—2021年4月32例于南昌大学第一附属医院确诊中央型ASD且拟接受介入封堵术治疗患者，男12例，女20例，年龄19～61岁，平均(43.8±6.9)岁。纳入标准：①无明显肺动脉高压；②术前、术后2天及3个月接受二维超声心动图及LV PSL检查，且资料完整。排除标准：①ASD边缘无法稳定放置封堵器装置，或缺损口边缘接近房室瓣、腔静脉及冠状静脉窦；②合并其他心内畸形、瓣膜病或引起左心室收缩功能不全的疾病；③图像质量不佳。同期纳入30名年龄及性别相匹配的健康成年人作为对照组，男11名，女19名，年龄20～59岁，平均(42.6±8.4)岁。本研究经医院伦理委员会批准[编号：(2020)医研伦理第(63)号]，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，M5Sc相控阵探头，频率1.5～4.6 MHz，帧频70～80帧/秒。

1.2.1 二维超声心动图 嘱受检者左侧卧、平静呼吸，同步连接心电图。由2名具有5年以上工作经验的超声科医师分别测量室间隔舒张末期厚度(interventricular septum thickness at end-diastolic， IVSD)和左心室后壁舒张末期厚度(left ventricular posterior wall thickness at end-diastolic， LVPWD)；之后使取样线垂直于室间隔，获得心室波群运动曲线，测量左心室舒张末期内径(left ventricular end-diastolic diameter， LVEDD)及左心室收缩末期内径(left ventricular end-systolic diameter， LVESD)；获取左心室射血分数(left ventricular ejection fraction， LVEF)和左心室舒张末期容积(left ventricular end-diastolic volume， LVEDV)；计算舒张早期二尖瓣与瓣环运动速度比值(E/e')；存储3～5个连续心动周期的左心室心尖四腔心、二腔心及三腔心动态图像。

1.2.2 LV PSL 将原始数据导入Echo PAC软件进行脱机分析，确定主动脉瓣、二尖瓣开放与关闭时间，自心尖三腔心开始，依次选择心尖长轴切面进入2D Strain模式，手动描记心内膜基底至心尖3个斑点，获取左心室GLS。于Myocardial Work模式输入肱动脉血压值，软件便自动得出LV PSL及各节段牛眼图，获取整体做功指数(global work index， GWI)、整体有用功(global constructive work， GCW)、整体无用功(global waste work， GWW)及整体做功效率(global work efficiency， GWE)等参数，牛眼图中显示每个节段心肌的做功参数。以上参数每名医师测量3次，计算平均值作为结果。

表1 ASD患者接受介入封堵术前后与健康人二维超声心动图参数比较

图1 Bland-Altman一致性检验结果 A、B.观察者内GWI(A)、GCW(B)； C、D.观察者间GWI(C)、GCW(D)

1.3 统计学分析 采用SPSS 25.0统计分析软件。以±s表示符合正态分布的计量资料，采用独立样本t检验比较各时间点ASD组与对照组各参数的差异；采用重复测量的单因素方差分析比较ASD组内各时间超声参数的差异，两两比较采用Bonferroni校正。随机选择15名受试者，采用Bland-Altman分析法评价观察者内及观察者间GWI、GCW测量结果的一致性。P<0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 二维超声心动图参数 ASD组术前LVEDD、LVESD及LVEDV均小于对照组(P均<0.05)，术前其余参数及术后全部参数与对照组差异均无统计学意义(P均>0.05)。ASD组内，术后各时间点LVEDD、LVESD及LVEDV均大于术前(P均<0.05)，但术后2天和3个月差异均无统计学意义(P均>0.05)；其余参数各时间点差异均无统计学意义(P均>0.05)。见表1。

2.2 LV PSL参数 Bland-Altman分析结果显示，观察者内及观察者间GWI、GCW测量结果的一致性良好，见图1。ASD组术前GLS、GWI及GCW均低于对照组(P均<0.05)，其余术前参数及术后全部参数与对照组差异均无统计学意义(P均>0.05)。ASD组内，术后各时间点GLS、GWI及GCW均高于术前(P均<0.05)，但术后2天和3个月差异均无统计学意义(P均>0.05)；其余参数各时间点差异均无统计学意义(P均>0.05)。见表2及图2、3。

3 讨论

正常情况下，左心室各节段在每个心动周期中均保持协调一致的舒张、收缩活动，以维持其射血功能。二维超声心动图参数LVEF可评估左心室收缩功能，但其依赖室壁运动及容积变化，敏感度较差[9]。本研究发现，常规超声参数中，ASD组术前、术后LVEF与对照组比较差异不显著；ASD组术前LVEDD、LVESD、LVEDV小于对照组及术后2天及3个月，符合ASD病理改变及治疗后左心室重构表现[5]；而术后2天与3个月之间LVEDD、LVESD、LVEDV无显著差异。

表2 ASD患者接受介入封堵术前后与健康人LV PSL参数比较

图2 ASD组患者，女，38岁 A～C.介入封堵ASD前(A)、封堵后2天(B)及3个月(C)LV PSL曲线及心肌做功参数牛眼图 图3 对照组受试者，女，36岁 LV PSL曲线及心肌做功参数牛眼图

2D-STI通过斑点追踪测量心肌组织位移获得心肌运动及形变参数，可反映心肌组织的实际形变，心肌组织延长提供正应变值，缩短则提供负应变值；但受后负荷影响，2D-STI无法准确反映左心室真实收缩功能[10-11]。本研究ASD组术前左心室GLS低于术后2天及3个月，与既往研究[12]相符；但术后2天与3个月GLS差异无统计学意义，可能与缺损口径、患者年龄及心肌收缩力代偿性有关。LV PSL是2D-STI发展过程中逐渐产生的将负荷条件纳入心室功能评估的新技术，通过结合左心室应变曲线与肱动脉血压，可获取能够准确评估左心室整体或局部的心肌做功参数[13]，且消除了后负荷影响，用于评估左心室收缩功能较应变分析更具优势。GWI为二尖瓣关闭至开放期间PSL曲线下面积的总做功；GCW为左心室收缩时有助于其射血的做功；GWW为其与左心室射血无关的做功，反映能量损失；通过以上参数计算获得的GWE可反映左心室整体心肌做功效率[8，14]。

ASD患者右心室容量负荷增加，导致左心室形态发生改变，左心室各节段容积-时间曲线达峰时间不一致，继而引起心肌节段性收缩不同步，致心肌做功能力受损。 既往研究[12]表明，术后短期内左心室心肌各节段容积-时间曲线形态规则，起伏平稳，容积达峰时间基本一致，提示术后短时间内左心室收缩同步性较术前更为稳定。本研究术前ASD组GWI、GCW低于对照组、术后2天及3个月，而术后2个时间点无显著差异，与之相符；ASD组内各时间点GWW、GWE差异均无统计学意义，可能与射血期心肌细胞延长或等容舒张期心肌细胞缩短在心肌整体中所占比例较少有关[15]。

本研究的主要局限性：①以上臂肱动脉袖带压力替代左心室最大压力，可能存在误差；②样本量小，且随访时间较短，需要继续延长随访时间进行评估；③LV PSL是在2D-STI基础上进行分析，对动态图像的存储要求较高，软件自动识别左心室心肌心内膜至心外膜ROI时，可能发生对心肌斑点的无效追踪，仍需手动调整，存在一定误差。

综上所述，LV PSL可较为敏感地反映ASD患者接受介入封堵术前后左心室心肌做功改变，较常规超声及2D-STI更具优势，可为临床判断ASD预后提供重要参考。