類風濕關節炎左心室收縮功能的超聲壓力-應變環評價

任 梅，尹立雪，朱 靜，胡家銳，何金梅，雷 菊

（1.川北醫學院，四川 南充 637000；2.四川省醫學科學院·四川省人民醫院，四川 成都 610072；3.遵義醫科大學，貴州 遵義 563003）

類風濕關節炎（Rheumatoid arthritis，RA）是一種臨床上常見的慢性復雜性自身免疫性疾病，可累及多個器官及系統。其中心血管系統積累損害是RA 患者最常見的死亡原因，約占所有RA 患者死亡原因的50%[1]。RA 患者心血管損傷多數表現隱匿且進展較為緩慢，難以早期發現。因此，早期檢出并定量評估RA 患者心臟功能損傷，對降低其心血管疾病發生率和死亡率極為重要。

既往研究已證明[2-4]新型超聲技術組織多普勒、斑點追蹤技術評估RA 患者心肌功能亞臨床改變具有獨特優勢，二者均可實時、高效、可視化、重復觀測左心室心肌整體或節段收縮和舒張功能指標的改變，在不同年齡層人群中已經得到廣泛應用，但均難以克服自身局限性，從而影響心肌功能的準確評估。

超聲心動圖壓力-應變環（Pressure-strain loops，PSL）是近年來應用于可視化定量評估心臟功能的一項新技術，其結合左心室壓力和應變的測量，克服了斑點追蹤技術及左心室射血分數（Left ventricular ejection fraction，LVEF）的負荷依賴性。不僅能夠高效獲取左心室心肌縱向應變和同步化參數，而且能夠反映左心室心肌隨心腔壓力變化做功能力的改變以及心肌局部代謝情況，與侵入性直接測量的心肌做功有較好的相關性和一致性[5]。且目前已在冠心病、心肌病、心力衰竭、心肌梗死等疾病的診斷中被證實[6]。本研究擬應用PSL 評估不同病程RA患者的心肌做功參數改變，探討PSL 在評估RA 患者心肌收縮功能早期損傷改變中的臨床應用價值。

1 資料與方法

1.1 研究對象

選取2021 年5 月—2022 年2 月于四川省人民醫院門診及住院部確診的RA 患者78 例。根據疾病病程分為兩組：短病程組：病程≤5 年，男7 例，女32例，中位年齡49.0（17.0）歲；長病程組：病程＞5 年，男7 例，女32 例，中位年齡51.0（14.0）歲。納入標準：①所有患者均符合2010 ACR/EULAR 提出的RA 分類診斷標準[7]；②根據中國成年人超聲心動圖檢查測量指南[8]，所有入組病例LVEF＞50%。排除標準：①其它風濕免疫類疾??；②先天性心臟病、心肌病、心臟瓣膜病、高血壓、糖尿病、惡性腫瘤放化療史及圖像質量不佳。

征集健康體檢者33 例為對照組，男9 例，女24例，中位年齡46.0（15.5）歲。納入標準：心電圖及常規超聲心動圖檢查正常者。排除標準：既往已確診的可能影響心臟結構和功能的疾病或圖像質量不佳者。

1.2 方法

采用GE Vivid E95 多普勒超聲診斷儀，配備M5S 探頭及EchoPAC 圖像分析工作站。

記錄研究對象一般信息，輸入身高、體質量，系統自動計算體表面積（Body surface area，BSA），平臥位10 min 后測量右上臂血壓，連接同步心電圖，取左側臥位，測量左心室舒張末期內徑（End-diastolic left ventricular diameter，LVDd），左心室舒張末期后壁厚度（End-diastolic left ventricular posterior wall thickness，LVPWd），室間隔舒張末期厚度（End -diastolic interventricular septal thickness，IVSd），根據Devereux 公式計算左心室質量（Left ventricular mass，LVM）及左心室質量指數（Left ventricular mass index，LVMI）（LVM=0.8 ×1.04 ×（（LVDd+IVSd+LVPWd）3-LVDd3）+0.6；LVMI=LVM/BSA），雙平面Simpson 法獲取LVEF，脈沖多普勒獲取二尖瓣舒張期早期及晚期峰值流速（E 峰、A 峰），計算E/A，組織多普勒獲取舒張早期二尖瓣環側壁及間隔峰值運動速度（e’側壁、e’間隔），計算E/e’側壁和E/e’間隔平均值E/e’，組織多普勒分別測量二尖瓣環側壁及間隔等容收縮期時間（Isovolumic contraction time，IVCT），射血時間（Ejection time，ET）和等容舒張期時間（Isovolumic relaxation time，IVRT），根據公式心肌做功指數（Tei index，Tei 指數）=（IVCT+IVRT）/ET 計算二尖瓣環側壁及間隔心肌做功指數，取平均值為Tei 指數，留存二尖瓣、主動脈瓣前向血流頻譜圖像以及心尖四腔、三腔、兩腔心二維灰階動圖。

將圖像導入EchoPAC 超聲工作站，選擇二尖瓣和主動脈瓣前向血流頻譜圖像，分別確定其開放和關閉時間。依次選擇心尖三腔、兩腔、四腔心切面進行圖像分析，獲取左心室應變及心肌做功參數（圖1～3），包括整體縱向應變（Global longitudinal strain，GLS），峰值應變離散度（Peak strain dispersion，PSD），整體做功指數（Global work index，GWI）,整體有用功（Global constructive work，GCW）,整體無用功（Global waste work，GWW），整體做功效率（Global work efficiency，GWE）。

圖1～3 左心室壓力-應變環及心肌做功參數圖像。圖1：對照組心肌做功參數，GWI 2 336 mmHg%，GCW 2 436 mmHg%，GWW 41 mmHg%，GWE 98%。圖2：RA 患者短病程組心肌做功參數，GWI 1 929 mmHg%，GCW 1 995 mmHg%，GWW 69 mmHg%，GWE 95%。圖3：RA 患者長病程組心肌做功參數，GWI 1 667 mmHg%，GCW 1 760 mmHg%，GWW 134 mmHg%，GWE 93%。Figure 1～3.Left ventricular pressure-strain loop and myocardial work parameters.Figure 1: Myocardial work parameters in control group,GWI 2 336 mmHg%,GCW 2 436 mmHg%,GWW 41 mmHg%,GWE 98%.Figure 2: Myocardial work parameters in RA with the short course of disease,GWI 1 929 mmHg%,GCW 1 995 mmHg%,GWW 69 mmHg%,GWE 95%.Figure 3: Myocardial work parameters in RA with the long course of disease,GWI 1 667 mmHg%,GCW 1 760 mmHg%,GWW 134 mmHg%,GWE 93%.

1.3 統計學分析方法

應用SPSS 23.0 軟件進行統計學分析，比較三組間不同參數的差異。分類資料以例表示，采用χ2檢驗；計量資料分布類型采用K-S 檢驗，符合正態性分布計量資料以表示，三組間比較采用F 檢驗，組間兩兩比較采用LSD-t 檢驗，不符合正態分布計量資料以M（QR）表示，組間比較采用Kruskal Wallis 秩和檢驗；相關性分析采用Pearson 或Spearman 相關分析。

隨機抽取研究對象20 例，采用組內相關系數ICC 對心肌做功參數進行重復性檢驗，ICC＞0.8 提示重復性和可信度良好。P＜0.05 表示差異有統計學意義。

2 結果

2.1 三組間一般資料和常規超聲心動圖參數比較

見表1。與對照組比較，長病程組LVPWd、IVSd增加（P＜0.05），長病程組、短病程組Tei 指數均減低（P=0.001）。三組間性別、年齡、BSA、收縮壓、舒張壓、心率、LVDd、LVM、LVMI、E、A、E/A、E/e’、LVEF差異均無統計學意義（P＞0.05）。

表1 三組間一般資料和常規超聲心動圖參數比較

2.2 三組間應變參數和心肌做功參數比較

見表2。與對照組比較，長病程組和短病程組GLS、GWI、GCW 均減低，長病程組PSD 增加（P＜0.05）；長病程組、短病程組較對照組GWW 有增加趨勢，GWE 有減低趨勢，但差異均無統計學意義（P＞0.05）。

表2 三組間應變參數和心肌做功參數比較

與短病程組比較，長病程組GWI 進一步減低（P＜0.05)；長病程組GLS、GCW、GWE 均較短病程組進一步減低，PSD、GWW 均較短病程組進一步增加，但差異均無統計學意義（P＞0.05)。

2.3 心肌做功參數與LVEF、Tei 指數、GLS、病程的相關性分析

見表3。GWI、GCW、GWE 與GLS 呈負相關（r=-0.407，-0.385，-0.451，P＜0.001），GWW 與GLS呈正相關（r=0.383，P＜0.001）。GCW、GWE 與Tei 指數呈負相關（r=-0.190，-0.911，P＜0.05）。GWW 與LVEF 呈負相關（r=-0.250，P=0.008），GWE 與LVEF 呈正相關（r=0.273，P=0.004）。GWI、GCW 與病程呈負相關（r=-0.274，-0.242，P＜0.05）。

表3 心肌做功參數與LVEF、Tei 指數、GLS、病程相關性分析

2.4 心肌做功參數的重復性檢驗

GWI、GCW、GWE、GWW 觀察者間和觀察者內ICC 分別為0.955、0.925、0.922、0.943 和 0.965、0.953、0.970、0.958，提示重復性和可信度良好。

3 討論

心血管疾病在我國發病率逐年攀升，是嚴重威脅我國人群健康的主要疾病，也是導致我國死亡人數增加的主要原因之一[9]。RA 是心血管疾病的獨立危險因素，其累及心血管系統時可表現為冠心病、缺血性心肌病、心力衰竭和心房顫動等。由于RA 患者病程早期多無心血管疾病相關臨床癥狀，且臨床上發現評價心臟收縮和舒張功能的傳統超聲心動圖常用觀測指標如：LVEF、E/A、E/e’等，在大多數RA 患者中均在正常值范圍內，但是其心臟功能已有減低。上述評價現狀表明如何準確評估RA 患者亞臨床早期心肌功能損傷將是心血管病臨床面臨的挑戰。

PSL 是在斑點追蹤技術的基礎上改進獲取的全新應變參數。其考慮了整個心動周期中心肌功能隨著左心室壓力和形狀改變的動態關系，增加了心肌功能可視化評估的價值。本研究采用PSL 可視化評價RA 患者的心肌做功參數的變化，探討心肌做功參數在評估RA 患者心肌收縮功能早期損傷改變中的臨床應用價值。

本研究常規超聲心動圖中，RA 患者長病程組LVPWd、IVSd 較對照組增加，差異有統計學意義，提示RA 患者可能存在隱匿的左心室結構改變，且其疾病病程可能與左心室重構有關。其可能的病理機制為長期慢性炎癥刺激，加上氧化應激的作用，導致心肌細胞肥大，室壁增厚[10]。此外，長病程組、短病程組Tei 指數均較對照組明顯增大，而三組間LVEF、E/A、E/e’無明顯差異，表明RA 患者LVEF 保持在正常范圍內時其心臟整體功能已有損傷，提示Tei指數較傳統超聲心動圖測量指標LVEF、E/A、E/e’等評估心臟收縮和舒張功能更為敏感。潛在的病理改變為免疫復合物沉積于心肌組織，引起心肌運動功能障礙，左心室順應性降低，左心室IVRT 延長，進而表現為Tei 指數增大；與此同時，長期的免疫反應和慢性炎癥以及促血管擴張因子一氧化氮合成和釋放減少誘導內皮細胞活化、損傷和功能障礙[11]，進而促使動脈粥樣硬化，導致心肌缺血、左心室收縮和舒張功能降低[12]。然而，本研究所有受檢者常規超聲心動圖參數均位于正常值范圍內[8]，說明上述常規超聲心動圖觀測指標評估RA 患者心臟功能損傷具有一定局限性，尚需要更敏感的技術及早發現RA 患者心肌功能損傷。

左心室心內膜下縱行肌纖維對缺血缺氧等的耐受性較差，GLS 被認為是評估心臟功能早期變化最敏感的指標[13]。本研究顯示RA 患者長病程組、短病程組GLS 值均負值減低，且長病程組GLS 值較短病程組進一步減低，與既往研究結果相符[2，14]。上述結果提示RA 患者常規超聲心動圖觀測指標LVEF 處于正常值范圍內，左心室心肌收縮功能已有損傷，GLS 可敏感發現RA 患者左心室亞臨床功能改變。PSD 由斑點追蹤技術衍生而來，能夠反映心肌機械運動的同步性與協調性。RA 患者PSD 值隨著病程的延長而增加，長病程組PSD 值較對照組明顯增加，提示RA 患者出現臨床心血管疾病前即可能出現左心室同步性收縮受損，但長病程組與短病程組間GLS、PSD 比較無統計學差異，與Ji 等[14]研究結論不一致，可能是本研究病例組疾病活動程度不一致，而既往研究表明疾病活動性可能影響RA 患者心肌收縮功能[15]。上述改變可能的機制是長期慢性炎癥和免疫因素的共同作用，釋放促炎細胞因子等加速心肌間質水腫、心肌細胞肥大和纖維化，心肌細胞Ca2+傳導損傷，心肌收縮功能降低[16]，進而心臟傳導系統受損，心肌電活動節律損害，心肌不同步收縮[14]。

本研究心肌做功參數顯示RA 患者GWI、GCW均較對照組下降，GWW 增加，GWE 無明顯改變，其中GWI、GCW 的減低有統計學差異，提示RA 患者出現臨床射血功能損害前已存在心肌做功能力的減低。GWI、GCW 較傳統超聲心動圖測量指標LVEF等評估心肌收縮功能更為敏感。此外，與短病程組比較，長病程組GWI、GCW 進一步減低，其中GWI 減低有統計學差異。提示RA 病程長的患者心肌收縮功能減低更為顯著?？赡茉蚴请S著病程的延長，RA 患者炎癥逐漸累積，動脈粥樣硬化表現加重，后負荷增加，同時心肌細胞損傷明顯，心肌缺血改變，心肌做功下降。

Edwards 等[17]采用STI 和PSL 預測靜息狀態下LVEF＞55%、無室壁運動異常的病例冠心病發生情況，受試者特征工作曲線結果顯示GLS、GWI 曲線下面積分別為0.693、0.786，表明GWI 比GLS 在冠心病早期診斷更敏感。在評估心力衰竭患者的預后價值中，Wang 等[18]顯示GWI＜750 mmHg%的患者全因死亡或心衰住院的風險更高。以上研究均與本研究結果相符，表明PSL 在疾病早期診斷、隨訪及預后評估等方面有重要意義。

本研究將心肌做功參數與以往公認評估心肌功能的較好指標LVEF、Tei 指數、GLS 進行相關分析，結果顯示GWI、GCW、GWE 或GWW 不同程度與GLS、Tei 指數、LVEF 有較好相關性，提示PSL 評估心肌功能損傷具有的潛在臨床價值。此外，本研究相關分析結果顯示GWI、GCW 與病程呈負相關，表明隨著病程的延長，RA 患者心肌功能損傷加重，與既往研究報道一致[2，14]。

本研究尚存在以下不足：①樣本量較少；②PSL是基于二維斑點追蹤技術的新方法，同樣對圖像質量的要求較高；③本研究僅對RA 左心室心肌整體做功進行初步評估，而未對各節段收縮功能進行評價。

綜上所述，不同病程RA 患者已出現左心室心肌做功明顯減低，應用PSL 可有效檢出RA 患者早期左心室心肌功能受損改變，為臨床系統性評估心肌功能損傷提供了全新的檢測方法。