李 潛,周艷珂,劉春麗,朱好輝,袁建軍

1)鄭州大學(xué)附屬腫瘤醫(yī)院超聲科 鄭州 450008 2)鄭州大學(xué)人民醫(yī)院超聲科 鄭州 450003

胸部放療是食管癌、肺癌、縱隔淋巴瘤以及乳腺癌等惡性腫瘤的主要治療手段之一。有研究[1]發(fā)現(xiàn)，胸部放療可能引起不同程度的心臟放射性損傷，Chen等[2]研究表明，放射性心臟損傷已成為胸部腫瘤患者非腫瘤死亡的首位原因，其他國內(nèi)學(xué)者[3-4]也認為心臟損傷是胸部放療最常見的并發(fā)癥之一，會對放療效果造成不利影響，需要進行早期識別和干預(yù)。本研究旨在探討利用分層應(yīng)變技術(shù)評價胸部腫瘤患者放療后早期心肌功能改變的臨床應(yīng)用價值。

1 對象與方法

1.1研究對象收集2018年2月至2018年9月于鄭州大學(xué)附屬腫瘤醫(yī)院住院并接受胸部放療的各類惡性腫瘤患者。入選標(biāo)準(zhǔn)：所有患者均為首次接受胸部放療，放射野累及心臟，放療前及放療過程中均未接受過輔助化療，也未接受過任何其他對癥治療;放療前患者均無器質(zhì)性心臟病，根據(jù)美國紐約心臟病協(xié)會(NYHA)標(biāo)準(zhǔn)判定為心功能正常，且左心室射血分數(shù)(left ventricular ejection fraction,LVEF)≥0.55，符合放療的適應(yīng)證。排除標(biāo)準(zhǔn)：室壁節(jié)段性或整體運動異常、心律失常、心肌梗死、心肌酶升高、肌鈣蛋白Ⅰ升高及有心包積液者。按以上標(biāo)準(zhǔn)共納入45例，所有病例均經(jīng)病理證實，其中肺癌15例、食管癌15例、乳腺癌10例、縱隔惡性腫瘤5例。45例中男27例，女18例，年齡20～62(45.2±7.6)歲。本研究經(jīng)鄭州大學(xué)附屬腫瘤醫(yī)院倫理委員會批準(zhǔn)(倫理審查編號：2019272)，研究方案均取得患者和家屬的知情同意。

1.2放療使用瑞典斯德哥爾摩Elekta Synergy直線加速器、荷蘭阿姆斯特丹Phillip 大孔徑模型CT定位機及Phillip Pinnacle 適形調(diào)強治療計劃系統(tǒng)。所有患者均采用三維適形放療或調(diào)強放療技術(shù)，用6 MV-X射線直線加速器常規(guī)照射，每周照射5次，每次2 Gy，連續(xù)照射6周，總量60 Gy。

1.3超聲檢查使用GE Vivid7型彩色多普勒超聲診斷儀，M5SC探頭，GE Echo PAC 201超聲工作站?；颊咴诮邮芊暖熐?天、放療中(第3周末)和放療后分別進行超聲心動圖檢查。患者取左側(cè)臥位，平靜呼吸，連接胸前導(dǎo)聯(lián)心電圖，使用M5SC探頭常規(guī)掃查心臟各個切面，通過二維及M型超聲觀察心臟形態(tài)結(jié)構(gòu)、各房室大小、瓣膜活動以及左心室收縮情況，常規(guī)測量并記錄左心室舒張末期內(nèi)徑(LVDd)、左心室收縮末期內(nèi)徑(LVDs)、室間隔厚度(IVST)、左心室后壁厚度(LVPW)和LVEF，彩色多普勒和脈沖多普勒觀測各瓣膜血流動力學(xué)情況。采集3個心動周期心尖兩腔、三腔及四腔二維動態(tài)圖像并存儲。導(dǎo)出已存儲的動態(tài)圖像到GE Echo PAC 201工作站進行脫機分析。進入Q-analysis程序，選擇2-D Strain，依次選取采集的心尖三腔心、四腔心、兩腔心切面動態(tài)圖像，勾畫心內(nèi)膜及左心室壁輪廓，動態(tài)觀察追蹤效果，調(diào)整勾畫不滿意的節(jié)段，在心尖三腔心追蹤后確定主動脈關(guān)閉時間，依次完成后序切面分析后，系統(tǒng)將會自動提供左心室整體及17個節(jié)段的心肌應(yīng)變參數(shù)：收縮期整體縱向峰值應(yīng)變(global longitudinal peak strain, GLPS)及縱向應(yīng)變離散度(peak strain dispersion,PSD)；然后點擊菜單上Layer標(biāo)簽，系統(tǒng)自動將左心室壁分為外層、中層和內(nèi)層，并提供3層心肌對應(yīng)的心肌應(yīng)變參數(shù)：心外膜層收縮期縱向峰值應(yīng)變(longitudinal peak strain of epicardial,LPS-epi)、中層縱向收縮期峰值應(yīng)變(longitudinal peak strain of midcardial, LPS-mid)、心內(nèi)膜層縱向收縮期峰值應(yīng)變(longitudinal peak strain of endocardial,LPS-endo)，見圖1。

Epi：外膜層；Mid：中間層；Endo：內(nèi)膜層

1.4統(tǒng)計學(xué)處理采用SPSS 22.0處理數(shù)據(jù)。應(yīng)用重復(fù)測量數(shù)據(jù)的方差分析比較放療前、中、后以上各指標(biāo)的差異，放療前后各指標(biāo)的兩兩比較應(yīng)用LSD-t檢驗。應(yīng)用Pearson相關(guān)分析放療期間GLPS、PSD與照射劑量的關(guān)系。檢驗水準(zhǔn)α=0.05。

2 結(jié)果

2.1放療前、中、后常規(guī)超聲心動圖指標(biāo)的比較放療前、中、后患者LVDs、LVDd、IVST、LVPW及LVEF差異均無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)，見表1。

表1 放療前、中、后常規(guī)超聲心動圖指標(biāo)的比較

2.2放療前、中、后GLPS及PSD的比較與放療前比較，放療中和放療后患者LPS-epi、LPS-mid、LPS-endo及GLPS的絕對值減低，而PSD增加(P<0.05)；與放療中比較，放療后LPS-epi、LPS-mid、LPS-endo及GLPS的絕對值減低，而PSD增加(P<0.05)，見表2。

表2 放療前、中、后心肌應(yīng)變參數(shù)的比較

2.3GLPS、PSD與照射劑量的關(guān)系Pearson相關(guān)分析顯示，GLPS與胸部照射劑量呈負相關(guān)(r=-0.989，P<0.001)，PSD與胸部照射劑量呈正相關(guān)(r=0.993，P<0.001)。

3 討論

研究[5]顯示，鈷-60單次或分次照射均可引起心臟形態(tài)、功能及心肌酶活性等異常；此外,照射結(jié)束后，心包、心瓣膜、心肌、冠狀動脈及傳導(dǎo)系統(tǒng)仍可能持續(xù)受累，尤其是放療可能導(dǎo)致細胞損傷引起心肌細胞空泡樣改變，進一步則可能演變?yōu)椴豢赡娴男募〔∽?，?dǎo)致心肌細胞肌原纖維裂解丟失、膠原含量增加甚至出現(xiàn)心肌纖維化，即放療后遲發(fā)性心臟損害，嚴重者可能發(fā)展為擴張型心肌病甚至充血性心衰，且一旦發(fā)生將進行性加重，目前尚無有效的治療手段，當(dāng)出現(xiàn)臨床心力衰竭癥狀時再采取措施為時已晚。因此，早期發(fā)現(xiàn)、早期治療胸部放療導(dǎo)致的心臟損害尤為重要。

目前臨床常用的心功能監(jiān)測指標(biāo)是LVEF；美國超聲心動圖學(xué)會(ASE)和歐洲心血管成像協(xié)會(EACVI)一致將心臟功能障礙定義為LVEF比正常參考值降低10%(LVEF≥0.55為正常參考值)[6]。但是普通M型超聲心動圖測量LVEF時因其聲速斜穿過左心室腔，會導(dǎo)致測量內(nèi)徑過大或過小，存在測量不準(zhǔn)確的缺點。特別是在疾病進展早期可能出現(xiàn)的是非全層的心肌局部受損，加之損傷心肌受到周圍正常心肌的牽拉而產(chǎn)生被動的收縮或位移，使得局部受損心肌的異?；顒痈淖儽谎谏w。因此，LVEF作為目前超聲監(jiān)測心功能的常用指標(biāo)，敏感性相對比較低，不容易早期發(fā)現(xiàn)亞臨床的心肌損傷。本研究發(fā)現(xiàn)：放療前、中、后患者LVDs、LVDd、IVST、LVPW及LVEF差異均無統(tǒng)計學(xué)意義，表明常規(guī)二維超聲心動圖未能檢出放療后患者的異常心肌活動。而基于常規(guī)二維斑點追蹤成像技術(shù)的分層應(yīng)變技術(shù)將心肌從心外膜到心內(nèi)膜分為3層，可以更準(zhǔn)確地提供各層心肌的運動參數(shù)，對心動周期中心臟力學(xué)特征進行定量描述，從而靈敏地檢測出不同室壁節(jié)段及不同層次心肌功能的差異性，可以更準(zhǔn)確地對心肌功能狀態(tài)進行評價[7-9]。有研究[10-11]表明，分層應(yīng)變技術(shù)可以早期發(fā)現(xiàn)心肌收縮功能受損，并且通過動物實驗[12]證實了分層應(yīng)變技術(shù)可以檢測出疾病早期左心室非全層的心肌受損，利用分層應(yīng)變技術(shù)測量整體縱向應(yīng)變用以評估心功能較LVEF更加敏感和可信。除此之外，分層應(yīng)變技術(shù)在評價左心室局部和整體全層心肌功能時無角度依賴性，其準(zhǔn)確性也優(yōu)于其他傳統(tǒng)超聲方法[13-14]。而多個指南[15-18]也推薦GLPS可用于早期發(fā)現(xiàn)亞臨床的心功能下降，當(dāng)GLPS比基線值降低超過10%～15%時，即便LVEF仍處于正常水平，仍可認為患者發(fā)生了早期心肌損傷。本研究結(jié)果顯示：與放療前比較，放療中及放療后患者LPS-epi、LPS-mid、LPS-endo及GLPS絕對值均減低，這與以往的研究[19-20]結(jié)果一致，且放療中及放療后LPS-endo絕對值的變化最大，表明在放療中心內(nèi)膜層心肌的受損最為嚴重。即往研究[21]表明，當(dāng)心肌受到一定劑量的照射后，幾分鐘之內(nèi)就可能會發(fā)生內(nèi)皮細胞的腫脹，進而出現(xiàn)氧化應(yīng)激反應(yīng)和細胞質(zhì)內(nèi)鈣超載現(xiàn)象，從而誘發(fā)急性炎癥，在數(shù)小時內(nèi)就會釋放出促纖維化的細胞因子，導(dǎo)致細胞增殖和變異，而且內(nèi)皮細胞的損傷可以產(chǎn)生血栓導(dǎo)致微血管的閉塞。而心內(nèi)膜層心肌的微血管分布數(shù)量最多，因此最容易受到影響。同時左心室縱向的心肌纖維主要分布在左心室游離壁的心內(nèi)膜層，心肌在長軸上的力學(xué)改變也主要依賴于心內(nèi)膜層心肌的運動，因此使得左心室整體縱向應(yīng)變亦受損，而中層和心外膜層心肌分別是環(huán)向走行和斜行走行，這也可能是LPS-mid、LPS-epi絕對值變化較小的原因。

此外，利用二維斑點追蹤成像技術(shù)還可以定量分析左心室心肌收縮同步性，利用該技術(shù)評價心肌同步性的定量分析指標(biāo)有應(yīng)變達峰時間和應(yīng)變達峰時間標(biāo)準(zhǔn)差等，通過這些指標(biāo)可以了解心肌收縮同步性的離散程度[22]。另有研究[23-24]顯示PSD可以早期反映心肌收縮的同步性。本研究利用PSD來評價放療后患者左心室收縮同步性，結(jié)果提示隨著照射劑量的增加，PSD也增加，表明左心室心肌收縮同步性受損，推測可能原因是早期放射性心肌纖維化的啟動以及微循環(huán)供血不足導(dǎo)致了心肌缺血，從而引起心肌收縮同步性受損。

本研究也存在一定的局限性：首先是研究的樣本量較小，研究結(jié)果尚需擴大樣本量進一步驗證；其次是未對胸部腫瘤放療患者左心室17節(jié)段的分層應(yīng)變進行細化分析，將在今后的工作中進一步深入研究。

綜上所述，LPS-endo、GLPS能夠早期評價左心室心肌收縮功能的改變；PSD能夠早期評價左心室心肌同步性的改變，有望為臨床早期定量評價胸部腫瘤放療患者左心室收縮功能和同步性受損提供一種有效的檢測方法。