三维斑点追踪评价乳腺癌蒽环类化疗后左室亚临床收缩功能*

刘 强 罗丽敏 汪咏莳 张秀萍 吴巧燕

复旦大学附属中山医院厦门医院心脏超声诊断科，福建省厦门市 361015

中国乳腺癌(BC)的发病率每年以2%的速度递增[1]。蒽环类药物(ATC)作为BC化疗的首选药物，有多种不良反应，其中心脏毒性(AIC)是最严重的。近年来研究发现，ATC造成的早期AIC会导致患者左室射血分数(LVEF)降低，但其下降具有可逆性，越早发现并干预，LVEF的可逆性比例越高[2]。所以对心功能变化的早期评价至关重要。然而LVEF用于监测BC化疗患者的心功能变化时有诸多局限性，尤其对心脏收缩功能的早期改变缺乏灵敏度[3]。三维斑点追踪成像技术(3D-STI) 可追踪兴趣区域内不同帧频间三维立体空间中心肌回声斑点的运动轨迹。在多种三维斑点追踪参数中，左室整体纵向应变(GLS)对ATC导致的早期左心室心内膜功能障碍较敏感，可用于预测整体左心室功能障碍[4]。因此，本研究通过3D-STI对BC患者ATC化疗后的左心室收缩功能变化进行评估，并与LVEF进行对比，探讨左心室三维应变参数在BC患者ATC化疗后左心室收缩功能改变早期诊断中的价值，为临床治疗和随访提供参考。

1 对象与方法

1.1 研究对象 回顾性分析我院2020年4月—2021年4月病理组织学确诊为Her-2阴性的BC患者71例；所有患者的治疗方案均包含ATC(包括：表柔比星、盐酸多柔比星脂质体)。且治疗期间均未接受其他心脏毒性药物、胸部放射治疗或心脏保护药物的治疗。排除标准：冠心病、心律失常、心脏瓣膜病、高血压、先天性心脏病、心肌炎、心肌病、糖尿病或其他原因导致的心力衰竭病史及透声条件差，图像欠清晰者。

1.2 诊断标准 三维超声心动图或二维双平面Simpson法检测LVEF下降超过10%，且低于正常临界值(53%)[5-6]。

1.3 仪器 采用GE Vivid E95彩色多普勒超声诊断仪。选择S5-1探头行二维超声检查(频率1～5MHz)；选择X3-1探头行三维超声检查(频率1.4～2.8MHz)。采用GE公司的Echopace工作站分析图像。

1.4 方法 每例患者在化疗开始前24h内(T0期，基线)、首次化疗后3个月(T1期)以及首次化疗后6个月(T2期)接受标准二维及三维超声心动图检查。根据T2期患者是否出现左室收缩功能减低，将患者分为AIC组(A组)和无AIC组(B组)。检查前向患者说明研究方法和目的，遵循自愿和知情同意原则。

行标准二维和三维超声心动图检查采集图像时，选择胸骨旁左心室长轴切面、心尖四腔切面和心尖两腔切面。兴趣区域为左心室，二维图像帧频≥90fps，三维图像帧频≥30fps，包含3个心动周期。分别测量左心室舒张末内径(LVIDd)、左心室收缩末内径(LVIDs)、左心房前后径(LA)。通过Echopace工作站中的Simpson双平面法计算二维左室射血分数(2D-LVEF)；通过4D Auto LVQ功能计对三维图像行斑点追踪分析。分析三维图像时，手动调整图像角度和位置，使蓝色基准线通过二尖瓣瓣环，绿色基准线通过二尖瓣瓣尖和心尖部，旋转三条基准线的角度，使三维切面分别处于四腔心、二腔心和三腔心水平。在舒张末和收缩末，定位二尖瓣瓣尖和左心室内膜心尖部基准点。软件自动逐帧追踪左心室内外膜轮廓并分析左心室三维应变参数。分析结束后获得三维左室射血分数(3D-LVEF)、左心室质量指数(LVMI)、左室纵向应变(GLS)、左室周向应变(GCS)、左室面积应变(GAS)、左室径向应变(GRS)等结果。节段持续缺失多于两个时将本次图像排除，选择符合要求的图像重新分析。

2 结果

2.1 随访患者基线临床资料 随访期间共纳入71例患者，所有患者均为女性，无吸烟史。6例患者(8.5%)在T2期出现AIC。所有患者均未表现出心力衰竭的临床症状或体征。见表1。

表1 随访患者基线临床资料

2.2 随访期间两组患者常规心脏超声参数比较结果 组内比较：(1)A组，T1较T0期各项常规心脏超声参数差异无统计学意义(P>0.05)；T2较T0期、T2较T1期LVEF(2D、3D)减低(P<0.05)，LVIDs升高(P<0.05)。(2)B组，T1较T0期、T2较T0期、T2较T1期各项常规心脏超声参数差异无统计学意义(P>0.05)。组间比较：A组较B组，T0、T1期各项常规心脏超声参数差异无统计学意义(P>0.05)，T2期LVEF(2D、3D)减低(P<0.05)；LVIDs升高(P<0.05)，见表2。

表2 两组常规心脏超声参数比较

2.3 随访期间两组患者三维应变参数比较结果 组内比较：(1)A组：T1较T0期仅GLS减低(P<0.05)；T2较T0期、T2较T1期各项三维应变参数均明显减低(P<0.05)。(2)B组：T1较T0期、T2较T0期、T2较T1期各项三维应变参数差异无统计学意义(P>0.05)。组间比较：A组较B组，T0期各项三维应变参数差异无统计学意义(P>0.05)；T1期仅GLS减低(P<0.05)；T2期各项三维应变参数均明显减低(P<0.05)，见表3。

表3 两组三维应变参数比较

3 讨论

化疗药物、靶向药物、免疫治疗药物等均可引起AIC。本研究选择病理组织学确诊为Her-2阴性的乳腺癌患者，在治疗过程中仅有ATC为其AIC来源。LVEF是评估左心室收缩功能的重要指标，欧洲心脏病学会建议采取三维超声心动图或二维双平面Simpson法对其进行测量，并且三维超声心动图测量LVEF优于传统二维超声心动图成像[7]。本研究中患者的LVEF采用二维Simpson法及三维超声心动图两种方式测得，其T1期与T0期比较差异无统计学意义(P>0.05)，说明以LVEF为参照，两组患者在T1期均无ATC诱导的AIC。但以往研究证实，LVEF在化疗导致的心功能不全评估方面存在不足[8]。一方面，其通过左心室内径变化反映心脏收缩功能，不能直接反映心肌细胞收缩能力，对早期心脏收缩功能的降低敏感度有限；另一方面，在心脏几何假设、心尖缩短、三维空间坐标和边界的识别方面，LVEF有其局限性[9]。所以，两组患者的心脏收缩功能可以通过更优越的心脏超声指标进一步观察。

斑点追踪技术(STI)通过追踪心肌组织的声学斑点记录计算两点间的运动轨迹。对所记录运动轨迹的进一步分析，可以得到心脏整体或各节段收缩与舒张功能的变化数据[5]。现阶段可供选择的STI技术有二维斑点追踪(2D-STI)和三维斑点追踪(3D-STI)两种。2D-STI基于二维平面采集图像，心脏运动产生的声学斑点信息往往超出其追踪范围，3D-STI则无此空间局限性，能更全面地反映心脏纵向、径向和环向的应变。本研究中A组患者T1期GLS较本组T0期和B组T1期明显减低(P<0.05)。说明以GLS为参照，A组患者在T1期出现了心肌细胞收缩能力降低，而此时A组患者的LVEF无明显降低。这可能是因为3D-STI相较于LVEF，对左心室收缩功能变化的敏感度更高，与既往的研究结果一致[10]。此外，心肌包括内、外层的螺旋形肌束和中层的环形肌束，在左心室纵向收缩活动中起主要作用的是心内膜下心肌。研究发现，化疗药物最先接触心内膜，易导致心内膜首先出现各类损伤，继而是心肌中层和心外膜下心肌[11-12]，心内膜收缩力受损可由相对正常的心外膜层来代偿，从而导致LVEF保留，而GLS减低的亚临床状态[13]。

本研究还发现，A组患者T2期左室GCS、GAS、GRS较T0期明显降低(P<0.05)。说明GCS、GAS、GRS等三维应变参数对AIC监测有一定临床意义。而GLS降低最早出现，说明其对AIC监测敏感性较其余参数更高，与以往研究结果一致[14]。同时，既往研究发现，GCS、GRS等三维超声参数与LVEF有较强的相关性，但在监测ATC心脏毒性时变异性较大[15-16]，其预测左心功能的价值尚需进一步研究。

本研究的局限性：由于三维超声无法兼顾时间分辨率和空间分辨率，帧频越高，图像质量越差，并且透声条件不理想时，极易出现节段缺失，导致分析结果可能出现偏倚；其次，本研究出现AIC的患者数量较少，可能和样本量较小，随访时间较短有关，我们将在后续研究中扩大样本量，延长随访时间做进一步研究。

综上所述，左心室三维应变参数可以检测ATC化疗后左心室收缩功能的早期改变，其中GLS能够更早发现左室收缩功能变化，进而用以早期诊断BC患者ATC化疗后左室收缩功能减退。