医学教材 斑点追踪成像技术在临床心脏疾病中的应用文献复习

斑点追踪技术在临床心脏疾病中的应用举例STI评价LV收缩和舒张功能----冠心病

传统超声心动图对冠心病（CAD）的诊断依赖患者出现节段性室壁运动异常，其对冠心病早期阶段的诊断价值有限。由于心内膜下心肌纤维呈纵向排列，且对缺血最敏感，因此STI对心肌的机械应变评估可能对早期冠心病的检出具有潜在价值。ShimoniS,etal.JAmSocEchocardiogr.2011;24:748–757.STI评价LV收缩和舒张功能----冠心病

静息状态下，对于无节段性室壁运动异常的冠心病患者，其GLS已较正常人显著下降；且GLS是CAD的独立预测因子，而局部LS可进一步对狭窄的冠脉及其主要分支进行定位诊断。

Biering-SorensenTetal.CircCardiovascImaging.2014;7:58-65

STI评价LV收缩和舒张功能----冠心病注解：CAD，冠心病LAD，左前降支LCX，左旋支RCA，右冠状动脉TLS，局部纵向应变（分别对应LAD,LCX,RCA支配区域心肌节段LS的平均值），LAD,LCX,RCA所支配区域TLS诊断相应冠脉狭窄（狭窄率＞50%）的界值CasparTetal.IntJCardio236(2017)91–94.另有研究表明：（1）冠心病患者局部2DGLS截断值为-14.1%和-6.65%分别提示该区域缺血或心梗的发生2.

（2）2DGLS和GLSR（globallongitudinalstrainrate）截断值分别为-21%和-0.9s-1是检测心梗后LV收缩功能异常的敏感度和特异度很高的指标3。（3）对于心梗患者，2DGCS是否正常，可以鉴别心内膜下心梗（＜50%室壁厚度）和透壁性心梗，这对血管再通治疗的疗效监测有意义5。STI评价LV收缩和舒张功能----冠心病1.YangZR,etal.Echocardiography.29:340-5,20122.ReisnerSAetal.JAmSocEchocardiogr17:630-633,20043.ChanJetal.JAmColl

Cardiol48:2026-2033,2006

负荷状态下，传统超声心动图的室壁运动评分（WMSI）对于冠心病的诊断存在一定的主观性，且对观察者需要相当的临床经验；而STI则能定量心肌机械应变，因而更具客观性。研究表明，多巴酚丁胺峰值负荷（达目标心率时的剂量或50ug/kg.min）状态下，GLS与WMSI诊断冠心病的准确性相当（87.5%vs92.9%），两者联合诊断的准确性高达96.3%。以冠脉造影（诊断狭窄率＞50%）为金标准，峰值负荷GLS界值为-20%时，诊断冠心病的效能最高。

ArnoldCTetal.AmHeartJ2009;158:836-44STI评价LV收缩和舒张功能----冠心病STI评价LV收缩和舒张功能----冠心病

亦有研究表明，中等剂量多巴酚丁胺（10ug/kg.min）负荷实验下，LS和LSR可能成为预测冠心病的指标之一（其中，LSR界值-1.05s-1的诊断效能最好）。YuYetal.IntJCardiovascImaging(2013)29:95–102.STI评价LV收缩和舒张功能----冠心病

而Uusitaloetal.观察到，多巴酚丁胺负荷试验的恢复期早期：CAD患者狭窄冠脉支配缺血区域的LS显著降低和PSI（收缩末期应变指数=收缩末应变/峰值应变）升高，两指标有利于对CAD进行定位诊断。UusitaloVetal.JAmSocEchocardiogr2016;29:470-9.

STI评价LV收缩和舒张功能----冠心病

此外，小剂量多巴酚丁胺负荷联合STI还被报道可用于冠心病陈旧性心梗患者存活心肌的定量检测，相比小剂量负荷试验联合传统超声心动图更具客观性。其中，LS结合LSR可能成为存活心肌的独立预测因子。LiLetal.JClinUltrasound44:545–554,2016.诊断准确度诊断准确度86.6%89.8%83.8%82.4%STI评价LV收缩和舒张功能----瓣膜病受慢性压力/容量负荷的影响，瓣膜病患者随着疾病的进展会经历心室重构，代偿期心室重构可逆，LVEF尚正常，失代偿期心室重构不可逆，LVEF下降。对于瓣膜病，恰当的介入或手术治疗时机选择很重要。而传统的LVEF在疾病代偿期往往正常，晚期才出现异常，所以诊断缺乏敏感性。STI不受心脏前后负荷的影响，在疾病早期可以检测出异常。

（1）二尖瓣关闭不全（mitralregurgitation，MR）重度二尖瓣反流患者左室心肌GLS和GRS较正常人显著降低MR患者早期往往无症状，且LVEF代偿性正常，此时STI相关的应变参数已经降低（GLS和GRS）1,2。1.FlorescuM,etal.Echocardiography.2012;29:326–33.2.KamperidisV,etal.EuropeanHeartJournal(2016)37,811–816GroupI:MRvolume＞65mLandEF＞60%;GroupII:healthycontrols.STI可以预测术后结局：对于重度MR患者，术前左室心肌GLS绝对值＜18%与二尖瓣修复术后短期内（＜1年）出现LV功能异常存在显著相关性。MascleS,etal.JAmSocEchocardiogr.2012;25:766–72.少部分二尖瓣反流患者经二尖瓣修复术后可出现远期（＞1年）左心功能减低。一项大样本（n=233）临床研究表明，GLS绝对值＜19.9%是患者二尖瓣术后出现远期心功能减低的独立危险因素。WitkowskiTG,etal.EurHeartJCardiovascImaging.2013;14:69–76.

（2）主动脉狭窄（aorticstenosis，AS）

AS导致LV进展性肥厚，慢性后负荷增加，但是LVEF直到晚期才显示出异常。LV收缩期LS和SR则因为心肌间质纤维化而出现早期的降低，且这些受损的应变参数可以预测患者的不良结局。当LVEF正常时，AS患者左室GLS较正常对照组显著下降（＜0.001）1,2。1.YounanH,etal.IndianHeartJournal.66(2014)602-606.

2.KearneyLGetal.EuropeanHeartJournal–CardiovascularImaging(2012)13,827–833

研究表明（病例数=104，随访中位数=373天），3DGLS是预测LVEF正常的无症状重度AS患者出现远期心脏不良事件（心源性死亡，持续性室速，2年内心衰再住院，行主动脉瓣置换术）的独立相关因素。NagataY,etal.JAmColl

Cardiol

Img2015;8:235–45

NagataY,etal.JAmColl

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Img2015;8:235–45另一项临床研究表明（n=104），左室GLS和基底段LS可作为无症状的中重度AS患者远期随访（1.7-3.6年）过程中，预测患者将行AS修复术或出现心源性猝死的独立相关因素。CarstensenHG,etal.EuropeanHeartJournal–CardiovascularImaging(2016)17,283–292.CarstensenHG,etal.EuropeanHeartJournal–CardiovascularImaging(2016)17,283–292.对于接受治疗（内科保守药物治疗或者手术）的AS患者而言，GLS＜-16.5%或GCS＜-22.2%是预测患者治疗后远期（＞2年）出现心脏不良事件（死亡或心衰再住院）的独立相关因素。LeeHF,etal.JournalofCardiology62(2013)301–306.

STI评价LV收缩和舒张功能----心肌病

肥厚性心肌病（HCM）表现为心肌肥厚，肌纤维排列杂乱，肌小节蛋白功能失常以及间质纤维化，最终导致LV收缩和舒张功能障碍。疾病早期阶段患者可以检出亚临床型心肌收缩功能障碍，具体表现为GLS较正常人显著下降，降低程度与心室纤维化程度和心功能状况一致。CarassoS,etal.JAmSocEchocardiogr.2008;21:675–83.STI评价LV收缩和舒张功能----心肌病

另外一项研究（n=131）提示，HCM发病可能与众多不同基因突变有关，其中最重要的是肌小节蛋白基因。研究将HCM分为Gene+组和Gene-组。结果显示不同基因表型具有不同的局部心肌应变，与该处肥厚心肌的形态学和厚度相关。由此说明基因表型在HCM表达的异质性。GeskeJB,etal.EuropeanHeartJournal–CardiovascularImaging(2014)15,456–465STI评价LV收缩和舒张功能----心肌病最新研究表明，GLS绝对值＜16%可以预测HCM患者的不良事件预后结局（心衰住院，持续室速和死亡）。HartlageGR,etal.IntJCardiovascImaging(2015)31:557–565STI评价LV收缩和舒张功能----心衰舒张型心衰（DHF）：既往定义为LVEF正常的心衰，以区别LVEF降低的收缩性心衰。目前，2016版欧洲心脏病协会指南已作更新，将心衰划分为三个阶段（见下表）。

2016ESCGuidelinesforthediagnosisandtreatmentofacuteandchronicheartfailure.EuropeanJournalofHeartFailureSTI评价LV收缩和舒张功能----心衰

心衰三个阶段：（1）HFpEF：收缩功能轻度减低（LVEF＞50%，STI应变降低，即“亚临床期”），舒张功能减退（结构参数如LAVI＞34mL/m2，功能参数如E/e’＞13）（2）HFmrEF：收缩功能轻-中度减退（40%＜LVEF＜50%），舒张功能减退（同上）（3）HFrEF：收缩功能显著减退（LVEF＜40%），舒张功能减退（同上）

HFmrEF与HFpEF对应于传统的舒张型心衰，均以舒张功能障碍为主而收缩功能轻-中度减退。目前指南将两者划分开来意义在于，鼓励未来研究进一步探讨两者在病理生理学、治疗决策和预后的特点。

2016ESCGuidelinesforthediagnosisandtreatmentofacuteandchronicheartfailure.EuropeanJournalofHeartFailureSTI评价LV收缩和舒张功能----心衰

DHF患者静息状态下收缩期和舒张期均存在LV运动异常，负荷状态下情况加重1。

DHF早期LVEF保持正常，而LS和RS则已经下降，此时LV心肌扭转和CS可代偿性保持正常。而CS下降则反映了疾病的进展，且与不良的预后（再住院和死亡）相关2。GLS绝对值＜16%鉴别DHF和正常人的诊断敏感性、特异性和准确性分别高达95%、95%、98%2。

1.TanYT,etal..JAmColl

Cardiol.2009;54:36–46.

2.WangJ,etal..EurHeartJ.2008;29:1283–9.LVtwistGCSGLSGRSSTI评价LV收缩和舒张功能----心衰

DHF患者除了早期出现收缩应变（GLS和GCS）受损以外，研究表明，LS和CS分别与NT-proBNP具有显著相关性；未来有可能成为DHF的诊断参考指标之一。KrainerEK,etal..JAmColl

Cardiol.2014;63:447–56.

HHD=hypertensiveheartdisease.STI评价LV收缩和舒张功能----心衰

另外，STI应变参数对DHF患者的不良预后具有预测价值。最近一项研究对380例HF患者（SHF=280，DHF=100）的不良预后（心衰住院和心血管源性死亡）进行分析，结果表明：

对于所有患者，GLS，LVEF，mitralDT是预测患者不良预后的独立相关因素对DHF患者，GLS绝对值＜15%是独立危险因素，而LVEF无此预测价值StampehlMRetal.Echocardiography2015;32:71–78.STI评价LV收缩和舒张功能----药物相关的心肌毒性

癌症患者死亡率逐渐下降，但是癌症化疗带来的心脏毒性所造成的发生率和死亡率却逐年上升。癌症化疗后发生心衰并发症患者的2年死亡率约50%。传统的心脏毒性诊断基于LVEF的评估。然而，LVEF降低常是心脏毒性晚期表现，而心肌应变成像可成为检出早期心脏毒性的敏感工具。

STI评价LV收缩和舒张功能----药物相关的心肌毒性

STI在癌症治疗相关的心脏毒性中的应用价值：（1）较LVEF更早发现心脏的早期运动功能改变（2）预测肿瘤治疗方案可能带来的心脏毒性（3）预测肿瘤治疗相关心脏毒性的远期预后（＞1年）目前研究热点主要集中在（1）疾病谱：乳腺癌，肺癌，儿科相关癌症（如白血病，淋巴瘤）（2）潜在心脏毒性治疗方案：放疗，化疗（如蒽环类药物）STI评价LV收缩和舒张功能----药物相关的心肌毒性

其中，乳腺癌患者接受蒽环类（anthracycline）化疗后，其左室心肌STI二维应变均不同程度降低；且GLS和超敏肌钙蛋白可以预测患者化疗后远期（＞15个月）心脏毒性。其中，GLS＜19%可预测患者治疗后远期出现心衰。SawayaH,etal..CircCardiovascImaging.2012;5(5):596–603.STI评价LV收缩和舒张功能----药物相关的心肌毒性

最近一篇纳入1500例患者的系统综述分析指出，心肌应变参数确有早期检出癌症患者治疗