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心血管超声影像学

实时三维超声心动图对高度房室传导阻滞伴射血分数保留的心力衰竭患者左束支区域起搏后左心室功能及同步性的评价

  • 李颖 ,
  • 潘绍卿 ,
  • 丁明岩 ,
  • 孙丹丹 ,
  • 曲海波 ,
  • 侯培培 ,
  • 朱芳 ,
展开
  • 110106 沈阳,辽宁省人民医院心功能科
  • 110106 沈阳,辽宁省人民医院心血管内科
通信作者:朱芳,Email:

Copy editor: 汪荣

收稿日期: 2021-11-24

  网络出版日期: 2023-08-07

基金资助

辽宁省“兴辽英才计划”项目(XLYC2005007)

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Evaluation of left ventricular systolic function and synchrony in advanced atrioventricular block patients with heart failure with preserved ejection fraction after left bundle branch area pacing by real-time three-dimensional echocardiography

  • Ying Li ,
  • Shaoqing Pan ,
  • Mingyan Ding ,
  • Dandan Sun ,
  • Haibo Qu ,
  • Peipei Hou ,
  • Fang Zhu ,
Expand
  • Department of Cardiac Function, The People's Hospital of Liaoning Province, Shenyang 110016, China
  • Department of Cardiology, The People's Hospital of Liaoning Province, Shenyang 110016, China
Corresponding author: Zhu Fang, Email:

Received date: 2021-11-24

  Online published: 2023-08-07

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摘要

目的

应用实时三维超声心动图(RT-3DE)评价高度房室传导阻滞(AAVB)伴射血分数保留的心力衰竭患者(HFpEF)左束支区域起搏(LBBAP)后左心室功能和同步性的变化。

方法

回顾性分析于2020年12月至2021年8月就诊于辽宁省人民医院植入心脏起搏器并行LBBAP的AAVB患者45例,按其是否合并HFpEF分为AAVB无HFpEF组29例和AAVB伴HFpEF组16例。应用超声心动图获得术后3 d、术后1个月超声参数,同时应用RT-3DE获得三维参数,主要包括左心室舒张末容积(LVEDV)、左心室收缩末容积(LVESV)、每搏量(LVSV)、左心室射血分数(LVEF)、经心率校正后的左心室16节段最小收缩容积时间的标准差(Tmsv16-SD)及最大时间差(Tmsv16-Dif)。分别对比2组术后3 d、术后1个月左心室收缩功能及同步性的改善情况。

结果

术后1个月与术后3 d相比较,AAVB无HFpEF组的LAD、LAVI、LVEDD、E、e'、E/e'、LVEDV、LVESV、LVSV、LVEF、Tmsv16-SD、Tmsv16-Dif差异均无统计学意义(P均>0.05);术后1个月与术后3 d相比较,AAVB伴HFpEF组的LAD、LAVI、LVEDD、E、LVEDV、LVESV、LVSV、LVEF差异均无统计学意义(P均>0.05),术后1个月e'升高,E/e'、Tmsv16-SD、Tmsv16-Dif减低,差异均有统计学意义(P均<0.05)。应用Pearson法分析AAVB伴HFpEF组LBBBAP术后NT-proBNP水平与Tmsv16-SD、Tmsv16-Dif均呈正相关(r=0.395、0.466;P=0.032、0.007)。

结论

LBBAP作为一种新的生理起搏模式,术后1个月即可有效改善AAVB伴HFpEF患者左心室舒张功能及其同步性,其对于AAVB伴HFpEF患者的治疗效果较无HFpEF患者显著。

本文引用格式

李颖 , 潘绍卿 , 丁明岩 , 孙丹丹 , 曲海波 , 侯培培 , 朱芳 . 实时三维超声心动图对高度房室传导阻滞伴射血分数保留的心力衰竭患者左束支区域起搏后左心室功能及同步性的评价[J]. 中华医学超声杂志(电子版), 2023 , 20(04) : 430 -436 . DOI: 10.3877/cma.j.issn.1672-6448.2023.04.009

Abstract

Objective

To evaluate the changes of left ventricular function and synchrony in advanced atrioventricular block (AAVB) patients with heart failure with preserved ejection fraction (HFpEF) after left bundle branch area pacing (LBBAP) using real-time three-dimensional echocardiography (RT-3DE).

Methods

A total of 45 AAVB patients with pacemaker implantation and LBBAP pacing at People's Hospital of Liaoning Province from December 2020 to August 2021 were enrolled. According to whether they were combined with HFpEF, the patients were divided into either an AAVB without HFpEF group (29 cases) or an AAVB with HFpEF group (16 cases). Echocardiography was used to obtain ultrasound parameters 3 days and 1 month after surgery, and RT-3DE was performed to obtain three-dimensional parameters, including left ventricular end diastolic volume (LVEDV), left ventricular end systolic volume (LVESV), left ventricular stroke volume (LVSV), left ventricular ejection fraction (LVEF), standard deviation of the minimum systolic volume time (Tmsv16-SD), and maximum time difference (Tmsv16-Dif) of the 16 segments of the left ventricle after heart rate correction. The improvement of left ventricular systolic function and synchronization between the two groups were compared 3 days and 1 month after surgery.

Results

Compared with the values obtained at 3 days after operation, LAD, LAVI, LVEDD, E, e', E/e', LVEDV, LVESV-3D, LVSV, LVEF, Tmsv-16-SD, and Tmsv16-Dif at 1 month after operation did not differ significantly in the AAVB without HFpEF group (P>0.05). Compared with the values obtained at 3 days after operation, LAD, LAVI, LVEDD, E, LVEDV, LVESV, LVSV, and LVEF at 1 month after operation did not differ significantly in the AAVB with HFpEF group (P>0.05), but e' increased significantly and E/e', Tmsv16-SD, and Tmsv16-Dif decreased significantly (P<0.05). Pearson correlation analysis showed that postoperative NT-proBNP levels at three days and one month after LBBBAP in AAVB patients were positively correlated with Tmsv16-SD and Tmsv16-Dif (r=0.395, P=0.032; r=0466, P=0.007).

Conclusion

As a new physiological pacing mode, LBBAP can effectively improve the left ventricular diastolic function and synchronization in patients with AAVB and HFpEF one month after surgery. The effect is more significant in AAVB patients with HFpEF than in those without.

通常可根据左心室射血分数(left ventricular ejection fraction,LVEF)将心力衰竭分为射血分数降低型心力衰竭(heart failure with reduced ejection fraction,HFrEF)、射血分数中间值心力衰竭(heart failure with mid-range ejection fraction,HFmrEF)及射血分数保留的心力衰竭(heart failure with preserved ejection fraction,HFpEF)。2018年中国心力衰竭诊断和治疗指南中首次提出希氏束起搏在心脏同步化治疗中的应用1,研究显示希氏束起搏可改善HFpEF患者心力衰竭症状,对于HFpEF患者的治疗作用优于传统起搏2。然而,希氏束起搏具有阈值高、操作难度大等缺点,因此限制了其临床应用。左束支区域起搏(left bundle branch area pacing,LBBAP)是近年来发展的一种希浦系统起搏新技术,其分布面积大,植入定位容易,起搏阈值低且稳定,既保留了左心室的正常激动顺序,又能获得良好的感知参数,临床应用前景广阔3, 4
HFpEF是最常见的心力衰竭类型,发病率约占心力衰竭的50%5,但是目前对于HFpEF的治疗除对症外尚无特异性方法6。陈莹等2研究显示,在HFpEF患者中希氏束起搏治疗术后14个月纽约心脏协会(New York Heart Association,NYHA)心功能分级有所改善。左心室机械运动不同步是许多心血管疾病如心力衰竭、心肌梗死的重要预测因子7,也是HFpEF的病理生理机制8,可能通过损害舒张功能导致病情加重9。现有研究显示,LBBAP可有效改善HFrEF患者心脏收缩功能和左心室同步性10,但是对HFpEF患者心脏同步性的研究不多。实时三维超声心动图(real-time three-dimensional echocardiography,RT-3DE)是近年来发展起来的检查方法,可无创定量评价左心室收缩功能和同步性。本文主要应用RT-3DE探讨高度房室传导阻滞(advanced atrioventricular block,AAVB)伴HFpEF患者LBBAP后左心室功能及同步性的变化,进而探讨LBBAP对HFpEF的治疗作用。

资料与方法

一、对象

回顾性分析于2020年12月至2021年8月就诊于辽宁省人民医院,成功植入心脏起搏器并行LBBAP的AAVB患者45例(男性26例,女性19例),年龄47~94岁,平均年龄(72.24±12.36)岁,依据HFpEF的诊断标准将患者分为AAVB无HFpEF组29例和AAVB伴HFpEF组16例。HFpEF依据2018年中国心力衰竭诊断和治疗指南,主要是指有心力衰竭症状和(或)体征,LVEF≥50%,N末端B型钠尿肽前体(N-terminal fragment of pro-brain natriuretic peptide,NT-proBNP)升高,同时至少存在以下一条附加标准:(1)相关的心脏结构改变(左心室肥厚、左心房扩张);(2)舒张功能障碍。NT-proBNP水平主要依据年龄进行分层:50岁以下的患者NT-proBNP 水平>450 ng/L,50岁以上>900 ng/L,75岁以上>1800 ng/L1。纳入标准:(1)心电图为Ⅱ度2型房室传导阻滞或者Ⅲ度房室传导阻滞;(2)具有永久起搏治疗适应证。排除标准:(1)合并心肌梗死、先天性心脏病、心肌病、严重心脏瓣膜病;(2)肝脏、肾脏功能不全;(3)透声窗差,图像质量不佳。所有入组患者均签署知情同意书。

二、仪器与方法

1. 超声检查:应用Philips EPIQ7C超声诊断仪,X5-1探头(频率1~5 MHz),连接同步模拟心电导联,患者取左侧卧位,获得术后3 d、术后1个月的超声参数。根据指南测得常规超声参数包括:左心房内径(left atrial diameter,LAD)、左心房容积指数(left atrial volume index,LAVI)、左心室舒张末内径(left ventricular end diastolic diameter,LVEDD)、二尖瓣舒张早期血流速度(E)、舒张早期二尖瓣间隔壁与侧壁瓣环峰值运动速度平均值(e'),计算E/e'。启动全容积显像方式,获取理想的心尖四腔心左心室全容积三维图像,嘱患者屏住呼吸,连续采集3个心动周期,将其导入QLab 10.0工作站中,应用3DQ软件进行分析,得出左心室各节段时间-容积曲线(图1)。RT-3DE参数主要包括左心室舒张末容积(left ventricular end diastolic volume,LVEDV)、左心室收缩末容积(left ventricular end-systolic volume,LVESV)、左心室每搏量(left ventricular stroke volume,LVSV)、左心室射血分数(left ventricular ejection fraction,LVEF)、经心率校正后的左心室16节段最小收缩容积时间的标准差(Tmsv16-SD)及最大时间差(Tmsv16-Dif)。上述所有参数均由2位医师独立测量,取平均值。
图1 N末端B型钠尿肽前体(NT-proBNP)正常组与升高组术后3 d、术后1个月超声心动图左心室容积-时间曲线图。图a为NT-proBNP正常组术后3 d曲线图;图b为NT-proBNP正常组术后1个月曲线图;图c为NT-proBNP升高组术后3 d曲线图;图d为NT-proBNP升高组术后1个月曲线图
2. NT-proBNP测定:受检者于超声心动图检查当天采集晨起静脉血2 ml,采用VIDAS N末端脑钠素原检测试剂盒(酶联免疫荧光法)使用VIDAS PC机器检测血浆中的NT-proBNP浓度。
3. LBBAP术后药物治疗:根据患者个体情况予以药物治疗,主要包括抗血小板药物、抗凝药物、受体阻滞剂、血管紧张素转化酶抑制剂/血管紧张素Ⅱ受体拮抗剂、硝酸酯类、钙离子通道拮抗剂以及利尿剂。

三、统计学分析

应用SPSS 25.0软件对数据进行统计分析,计数资料以例(%)表示,计量资料符合正态分布,以
x¯
±s表示。计量资料组间比较采用独立样本t检验,组内比较采用配对样本t检验。计数资料组间比较采用χ2检验。采用Pearson分析获得AAVB伴HFpEF组术后血浆NT-proBNP水平与Tmsv16-SD、Tmsv16-Dif的相关性,采用Bland-Altman法对医师之间测得Tmsv16-SD、Tmsv16-Dif的一致性进行分析。以P<0.05为差异具有统计学意义。

结果

一、2组临床资料比较

AAVB无HFpEF组29例,其中男性16例,女性13例,年龄47~93岁,平均年龄(71.07±12.00)岁;AAVB伴HFpEF组16例,其中男性10例,女性6例,年龄47~94岁,平均年龄(74.50±13.19)岁。2组一般资料比较,心房颤动和冠心病患者占比差异有统计学意义(P均<0.05,表1)。AAVB伴HFpEF组术后1个月NT-proBNP水平较术后3 d减低,差异有统计学意义[(1637.81±455.31)ng/L vs(2230.03±500.39)ng/L,P<0.05]。2组QRS时间术后1个月与术后3 d相比差异均无统计学意义(P均>0.05)。
表1 AAVB无HFpEF组与AAVB伴HFpEF组一般临床资料比较
组别 例数 男性(例) 年龄(岁,
x¯
±s
身高(m,
x¯
±s
体重(kg,
x¯
±s
体表面积(m2
x¯
±s

体质量指数

(kg/m2

x¯
±s

AAVB无HFpEF组 29 16 71.07±12.00 1.67±7.09 69.78±12.19 1.76±0.17 25.17±4.50
AAVB伴HFpEF组 16 10 74.50±13.19 1.67±8.43 72.07±10.36 1.79±0.17 25.63±2.87
统计值 χ2=0.976 t=-0.838 t=-0.363 t=0.600 t=0.626 t=0.344
P 0.260 0.407 0.718 0.552 0.535 0.733
组别 例数 高血压[例(%)]

糖尿病

[例(%)]

心房颤动[例(%)]

冠心病

[例(%)]

术前QRS

(ms,

x¯
±s

术前NT-proBNP(ng/L,
x¯
±s
AAVB无HFpEF组 29 16(55.2) 6(20.7) 3(10.3) 9(31.0) 114.15±8.73 337.70±210.55
AAVB伴HFpEF组 16 10(62.5) 4(25.0) 5(31.3) 10(62.5) 114.86±8.96 2433.43±1874.95
统计值 χ2=0.228 χ2=6.889 χ2=18.689 χ2=11.800 t=-2.63 t=-5.81
P 0.192 0.124 <0.001 <0.001 0.794 <0.001

注:AAVB为高度房室传导阻滞;HFpEF为射血分数保留的心力衰竭;NT-proBNP为N末端B型钠尿肽前体

二、2组超声心动图参数比较

术后1个月与术后3 d相比较,AAVB无HFpEF组的LAD、LAVI、LVEDD、E、e'、E/e'、LVEDV、LVESV、LVSV、LVEF、Tmsv16-SD、Tmsv16-Dif差异均无统计学意义(P均>0.05);术后1个月与术后3 d相比较,AAVB伴HFpEF组的LAD、LAVI、LVEDD、E、LVEDV、LVESV、LVSV、LVEF差异均无统计学意义(P均>0.05),术后1个月较术后3 d的e'升高,E/e'、Tmsv16-SD、Tmsv16-Dif减低,差异均有统计学意义(P均<0.05,表2)。
表2 AAVB无HFpEF组、AAVB伴HFpEF组术后3 d与术后1个月临床及超声心动图资料比较(
x¯
±s
参数 AAVB无HFpEF组(n=29) AAVB伴HFpEF组(n=16)
术后3 d 术后1个月 t P 术后3 d 术后1个月 t P
NT-proBNP(ng/L) 316.91±214.19 298.46±198.34 0.340 0.735 2230.03±500.39 1637.81±455.31 3.501 0.001
起搏QRS(ms) 113.38±9.87 113.01±9.32 0.150 0.881 114.06±8.73 113.13±9.27 0.295 0.770
LAD(mm) 39.37±3.88 39.07±3.47 0.434 0.671 45.81±5.81 45.13±5.49 0.344 0.733
LAVI(mL/m2 27.82±3.38 27.62±3.22 0.477 0.635 34.12±3.01 33.69±2.16 0.466 0.645
LVEDD(mm) 47.52±3.93 47.32±3.41 0.291 0.772 50.43±4.07 50.44±3.79 0.451 0.655
E(cm/s) 82.81±24.51 84.83±24.79 0.140 0.889 97.94±23.25 96.81±22.61 0.139 0.891
e'(cm/s) 8.22±0.79 8.44±0.79 -1.086 0.282 6.22±1.15 7.84±0.73 -4.749 <0.001
E/e' 10.43±3.32 10.05±3.17 0.449 0.655 16.19±4.30 12.41±2.79 2.951 0.006
LVEDV(ml) 102.52±20.44 100.00±19.18 0.484 0.631 117.38±25.54 114.25±25.84 0.344 0.733
LVESV(ml) 43.77±7.72 42.64±7.26 0.575 0.567 51.62±11.37 50.02±11.75 0.392 0.698
LVSV(ml) 58.74±13.42 57.36±12.62 0.405 0.687 65.75±14.51 64.23±14.56 0.296 0.769
LVEF(%) 57.07±2.73 57.07±2.13 -0.096 0.924 56.21±1.93 56.25±2.49 -0.317 0.753
Tmsv16-SD(%) 2.42±0.63 2.29±0.62 1.394 0.174 5.09±0.77 4.20±0.65 3.209 0.006
Tmsv16-Dif(%) 9.34±1.97 9.28±1.97 -0.440 0.663 21.91±6.25 17.81±3.75 2.541 0.023

注:AAVB为高度房室传导阻滞;HFpEF为射血分数保留的心力衰竭;NT-proBNP为N末端B型钠尿肽前体;LAD为左心房内径;LAVI为左心房容积指数;LVEDD为左心室舒张末内径;E、A为二尖瓣舒张早期、晚期血流速度;e'为舒张早期二尖瓣间隔壁与侧壁瓣环峰值运动速度平均值;LVEDV为左心室舒张末容积;LVESV为左心室收缩末容积;LVSV为左心室每搏量;LVEF为左心室射血分数;Tmsv16-SD、Tmsv16-Dif为左心室16节段最小收缩容积时间的标准差和最大时间差

三、相关性分析

AAVB伴HFpEF患者LBBBAP术后NT-proBNP水平与Tmsv16-SD呈正相关(r=0.395,P=0.032,图2),与Tmsv16-Dif呈正相关(r=0.466,P=0.007,图3)。
图2 Tmsv16-SD与NT-proBNP相关性分析散点图

注:Tmsv16-SD为左心室16节段最小收缩容积时间的标准差;NT-proBNP为N末端B型钠尿肽前体

图3 Tmsv16-Dif与NT-proBNP相关性分析散点图

注:Tmsv16-Dif为左心室16节段最小收缩容积时间最大时间差;NT-proBNP为N末端B型钠尿肽前体

四、一致性分析

经一致性检验,2位医师测得的Tmsv16-SD的95%CI为0.7832~1.0506,Tmsv16-SD有3.33%(3/90)的点在95%CI外(图4);Tmsv16-Dif的95%CI为0.4454~0.5975,Tmsv16-Dif有4.44%(4/90)的点在95%CI外(图5)。
图4 Bland-Altman 分析观察者间Tmsv16-SD的一致性

注:Tmsv16-SD为左心室16节段最小收缩容积时间的标准差

图5 Bland-Altman 分析观察者间Tmsv16-Dif的一致性

注:Tmsv16-Dif为左心室16节段最小收缩容积时间的最大时间差

讨论

现已有许多研究证实LBBAP具有起搏阈值低的优点,在改善左心室同步性方面发挥重要作用11。Huang等12首次在心力衰竭患者中应用LBBAP,术后该患者起搏阈值稳定,心力衰竭症状改善,LVEF有所提高,LVEDV减少。Sun等13研究显示,LBBAP可提供生理激活模式,保持左心室机械同步性。Li等14对33例房室传导阻滞患者行LBBAP术,研究发现LBBAP术后起搏阈值稳定,QRS时间明显缩短,同时保留了左心室机械同步性。
黄於娟等15比较右心室低位间隔部与LBBAP两种起搏方法对LVEF正常患者疗效的随访,结果发现术后6个月LBBAP组血浆NT-proBNP水平低于右心室低位间隔部组,术后12个月更低,LBBAP可较好地降低NT-proBNP水平。Li等16前瞻性招募LVEF≤35%并行LBBAP的患者,在6个月的随访后发现LBBAP组较右心室心尖起搏组心脏收缩同步性好,认为LBBAP可以为大多数心力衰竭患者提供心脏再同步化治疗,且有可能替代右心室心尖起搏这一传统方法。Huang等17研究证明希氏束起搏可改善HFpEF患者左心室收缩功能,减少利尿剂的用量。Ye等18对HFpEF行LBBAP的患者进行6个月的随访,结果显示与术前相比LVEDD有所减少,利尿剂用量降低;与希氏束起搏相比随访6个月期间效果相当,但LBBAP具有更好、更稳定的起搏参数。本研究随访LBBAP术后3 d、术后1个月,AAVB伴HFpEF患者左心室功能及同步性的变化。结果同样显示LBBAP可改善AAVB伴HFpEF患者左心室同步性,减低血浆NT-proBNP水平,这与Ye等18研究结果一致。此外,本研究发现与AAVB无HFpEF组相比,术后1个月AAVB伴HFpEF组血浆NT-proBNP水平减低更显著,同步性改善得更好。与术后3 d相比,在AAVB伴HFpEF患者中LBBAP术后1个月左心室舒张功能参数e'升高,E/e'减低,这说明LBBAP可有效改善AAVB伴HFpEF患者左心室舒张功能。
目前,许多研究显示RT-3DE技术在评价左心室机械同步性方面是可靠且可重复的19, 20,本研究采用RT-3DE技术获得左心室机械同步性参数Tmsv16-SD和Tmsv16-Dif。本研究发现LBBAP作为一种新的起搏方式,短期内即可改善AAVB伴HFpEF患者左心室机械同步性,但是电同步性参数QRS无改善。因此,在AAVB伴HFpEF患者中左心室机械同步的改善发生在心电同步之前,与Heckman等21研究结果一致。Pearson相关性分析显示,随着血浆NT-proBNP水平的升高,左心室同步性越差。随着时间的进展,LBBAP组血浆NT-proBNP水平明显减低,因此推测LBBAP有望成为具有适应证的HFpEF患者的一种新的治疗方式。本研究中AAVB无HFpEF患者LBBAP术后1个月左心室机械同步性无改善,这可能与随访时间过短有关。此外,本研究入组病例数量较少,随访时间较短,难以证实LBBAP的远期疗效,今后需要扩大样本量长期随访。
综上所述,LBBAP作为一种新的生理起搏模式,术后1个月内即可改善AAVB伴HFpEF患者左心室舒张功能和同步性,对于AAVB伴HFpEF患者的治疗效果较无HFpEF患者显著。RT-3DE操作简单,重复性较好,可定量评价起搏术后左心室同步性,在起搏器植入术后随访中可发挥重要作用。
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