斑点追踪成像技术在系统性红斑狼疮患者亚临床左心室心肌损害中的应用进展

张丹; 张小杉; 赵捷; 刘笑笑; 金之湲; 王雅晳

doi:10.3877/cma.j.issn.1672-6448.2024.02.013

中华医学超声杂志（电子版） >

2024 , Vol. 21 >Issue 02: 180 - 182

DOI: https://doi.org/10.3877/cma.j.issn.1672-6448.2024.02.013

综述

斑点追踪成像技术在系统性红斑狼疮患者亚临床左心室心肌损害中的应用进展

张丹 ,
张小杉 ,
赵捷 ,
刘笑笑 ,
金之湲 ,
王雅晳 ^,¹^,^†

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^1.010050　呼和浩特，内蒙古医科大学附属医院超声科

通信作者：王雅晳，Emial：ttwangyaxi@163.com

Copy editor: 汪荣

收稿日期: 2023-06-22

网络出版日期: 2024-04-25

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收起

Application of speck-tracking imaging in assessing subclinical left ventricular myocardial damage in patients with systemic lupus erythematosus

Dan Zhang ,
Xiaoshan Zhang ,
Jie Zhao

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Received date: 2023-06-22

Online published: 2024-04-25

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摘要

系统性红斑狼疮（systemic lupus erythematosus，SLE）是一种免疫系统攻击自身健康细胞和组织导致全身多系统、多器官损伤，病理生理机制不明的慢性自身免疫性结缔组织病。全球SLE发病率和新诊断人数高达每年5.14/10万和40万，患病率和患病人口分别达每年43.7/10万和341万，给人们的生命健康带来极大威胁，也给家庭和社会带来了巨大经济负担。SLE患者死亡率是普通人群的2倍，其中感染和心血管疾病分别是病程早期和晚期最常见的死因，高达48%~78%的SLE患者发生心血管损害。

本文引用格式

张丹 , 张小杉 , 赵捷 , 刘笑笑 , 金之湲 , 王雅晳 . 斑点追踪成像技术在系统性红斑狼疮患者亚临床左心室心肌损害中的应用进展[J]. 中华医学超声杂志（电子版）, 2024 , 21(02) : 180 -182 . DOI: 10.3877/cma.j.issn.1672-6448.2024.02.013

系统性红斑狼疮（systemic lupus erythematosus，SLE）是一种免疫系统攻击自身健康细胞和组织导致全身多系统、多器官损伤，病理生理机制不明的慢性自身免疫性结缔组织病^［1］。全球SLE发病率和新诊断人数高达每年5.14/10万和40万，患病率和患病人口分别达每年43.7/10万和341万^［2］，给人们的生命健康带来极大威胁，也给家庭和社会带来了巨大经济负担。SLE患者死亡率是普通人群的2倍，其中感染和心血管疾病分别是病程早期和晚期最常见的死因^［3］，高达48%~78%的SLE患者发生心血管损害^［4］。

SLE导致心脏受累的疾病有多种，包括心包炎、心脏瓣膜病、心肌炎、冠心病和心力衰竭等，一旦出现胸痛、心功能不全等明显症状时病情难以逆转。心肌损害显著增加了SLE患者的死亡率，降低了患者生存率以及生活质量^［5-6］。SLE患者心肌损害早期通常无临床症状，为亚临床阶段，早期发现和治疗能改善患者预后，降低死亡率。然而，常规超声心动图由于诊断敏感度较差，难以对SLE亚临床左心室心肌损害进行早期、精准评估^［7］。

目前，心肌活检是评估亚临床心肌损害的金标准，但其有创、风险大，无法常规应用。心脏磁共振对软组织具有良好的对比度和空间分辨率，可通过标记心肌组织运动无创、无角度依赖地评估心脏变形，是无创评价心脏结构和功能的金标准，但其具有费用高、耗时长、数据分析复杂及可及性低等局限性。超声斑点追踪成像（speckle tracking imaging， STI）技术是一种新的定量评价心肌功能的方法，可以在左心室射血分数发生异常之前可视化检测心肌功能的微小变化^［8］，对疾病的早期诊断和预后评估具有重要意义。本文将针对STI在SLE患者亚临床左心室心肌损害研究中的最新进展做一综述。

一、二维斑点追踪成像技术在SLE亚临床左心室心肌损害中的研究进展

二维斑点追踪成像（two-dimensional speckle tracking imaging，2D-STI）是近年来出现的一种新技术。2D-STI利用心肌声学运动标记斑点，追踪心动周期内心肌运动，识别心肌主动形变和被动运动。通过对“斑点”运动的定量分析左心室纵向、径向和周向心肌功能和形变^［9］。该技术具有半自动化、无角度依赖性和不受心脏几何形态影响等优点。目前，该技术已从最初左心室心肌定量扩展到左心室、左心房、右心室和右心房的全面心肌定量评估技术体系^［10］。

林庆陕等^［11］应用2D-STI评估不同程度SLE患者的左心室功能，发现左心室整体心肌纵向应变（global longitudinal strain，GLS）、整体径向应变（global radial strain，GRS）和整体周向应变（global circumferential strain，GCS）均降低。这证实了2D-STI在SLE患者早期左心室心肌损害评估中具有良好的敏感度。

GLS可作为早期诊断和评估SLE患者心肌功能的指标^［12］。2017年，Du等^［13］首次利用STI评估了保留左心室射血分数（射血分数≥50%）的SLE心肌炎患者的心功能。患者GLS显著受损，并且GLS与左心室射血分数和室壁运动评分之间存在较强相关性，表明GLS可能是识别SLE心肌炎较敏感的标志物。疾病早期GLS受损更严重，可能是由于冠状动脉病变和抗原-抗体复合物炎症引起心内膜下心肌微血管病变^［14］。然而，GLS作为峰值应变平均测量参数无法反映不同心肌节段之间复杂的时间关系，因此不适用于评估心肌机械运动的协调性和同步性。峰值应变离散度（peak strain dispersion， PSD）是通过2D-STI推导出的一个新参数，其计算同一心动周期心肌从R波开始到心肌缩短至达峰应变所用时间的标准差。在评估左心室收缩同步性和协调性方面，PSD优于达峰时间、达峰时间标准差和应变达峰时间^{［14,15,16］}。

Zhong等^［17］对SLE患者左心室功能和同步性进行定量评估，结果显示SLE组PSD高于对照组，提示SLE患者左心室壁运动同步性亚临床性降低。Li等^［18］应用STI和PSD评估了无症状SLE患者的左心室功能，结果显示SLE患者的GLS和PSD均受损，但PSD损害更为显著，提示与GLS相比，PSD对SLE患者亚临床心功能损伤的检测更敏感。Luo等^［19］进一步提出SLE患者PSD与高敏C-反应蛋白水平呈正相关，与心外膜下GLS呈负相关。PSD增加是左心室心肌损伤和重构的独立危险因素，对心肌机械运动协调性和同步性评估具有独特价值和意义。

二、三维斑点追踪成像技术在SLE亚临床左心室心肌损害中的研究进展

三维斑点追踪成像（three-dimensional speckle tracking imaging，3D-STI）是在2D-STI基础上发展而来的技术，能够从三维立体空间角度全面、客观、准确地追踪心肌位移。3D-STI不受周围组织的牵拉影响，弥补了2D-STI在三维平面内追踪心肌斑点运动的不足^［20］。

高帅等^［21］利用3D-STI评估轻型SLE患者左心室收缩功能，结果显示SLE组GLS、GCS、GRS和整体面积应变（global area strain，GAS）均降低。3D-STI特有的GAS参数与左心室射血分数之间的相关性更高，提示3D-STI可以对轻型SLE患者的左心室整体收缩功能变化进行评估。张瑞芳等^［22］进一步提出3D-GLS可作为检测心肌亚临床损害最敏感的指标。Deng等^［23］应用STI评估SLE早期左心室重构和心肌功能，结果提示在射血分数正常的SLE患者中仍会发生心肌损害和左心室重构，3D-STI较2D-STI对左心室心肌结构与功能损害的检测更敏感。

3D-STI能够同时从机械力学和几何形态学角度定量、动态地评估左心室形态构型和心肌应变的特征，客观评价左心室结构和功能的变化，是一种高度精确和可重复性较强的技术。该技术可以更充分、准确、全面地提供更接近真实应变的信息，为早期发现左心室亚临床心肌损害、不良事件预测等提供重要价值。然而，3D-STI的准确测量对图像清晰度的要求较高，并且3D-STI的时空分辨率相对低于2D-STI。

三、心肌分层应变技术在SLE亚临床左心室心肌损害中的研究进展

心肌分层应变成像技术通过追踪心内膜下心肌、中层心肌和心外膜下心肌的斑点运动轨迹来定量评估各层心肌组织应变参数，从而更准确地评估心肌形变和功能变化^［24］。

王方方等^［25］对SLE患者的左心室不同节段心肌纵向分层应变进行研究，发现SLE组整体和节段性三层心肌纵向应变均低于对照组，由内而外逐层递减，自基底到心尖逐段递增。纵向分层应变技术不仅能敏感地评估SLE患者亚临床左心室收缩功能损害，还提示心内膜下层心肌受损最为严重，而心尖部心肌受损最轻。由于心内膜下心肌受到室壁应力和心肌内压力最大，对微循环低灌注更为敏感，因此SLE患者最早出现心内膜下心肌应变降低。此外，由于心肌收缩速度和位移由心底至心尖逐渐减小，心尖部单位质量的心肌做功最小，心肌特殊解剖结构和运动形式可能是导致心尖部心肌受累较轻的主要原因。

Zhang等^［26］的研究结果显示SLE患者左心室心内膜下纵向应变和环向应变减低，并与心血管事件独立相关，对心血管事件具有较高的预测价值。这提示心肌分层应变不仅可以作为诊断SLE亚临床心肌损害的新工具，且有望优化患者个体化管理和心血管事件风险分层预测。

由于心肌纤维独特的排列结构和不同层次心肌的作用不同，将各层心肌作为一个整体进行分析不能准确评估心脏的病理状态，因此单独分析不同层次心肌功能具有重要意义。心肌分层应变成像技术在SLE亚临床心肌损害的精细化评估中发挥着较大作用。

四、无创压力-应变环技术在SLE亚临床左心室心肌损害中的研究进展

前负荷和后负荷异常均会影响STI的结果，导致其对真实心肌收缩功能评估误差较大。近年来，新发展的无创压力-应变环技术将GLS与后负荷相结合，能够更客观、准确地评价心肌做功，检测亚临床心肌功能障碍^［27-28］。

Li等^［4］利用这一新技术定量评估了SLE患者的左心室收缩功能，这是第一个应用无创压力-应变环技术评估SLE患者心肌做功的研究。结果显示，SLE患者整体无效功明显增加，GLS和整体做功效率降低，而整体做功指数和整体有效功与对照组相比没有明显差异。提示左心室整体无效功和整体做功效率可以早期预测SLE左心室重构与功能受损。无创压力-应变环技术能够在GLS异常之前更早地发现SLE患者亚临床心肌损害。施依璐等^［29］应用无创压力-应变环技术评估SLE患者左心室和右心室亚临床心肌收缩功能的微小损害，提示无创压力-应变环技术可以早期诊断左心室、右心室心肌的受损。

无创压力-应变环技术不仅可以很好地评价不同负荷条件下左心室心肌与后负荷压力增加之间的关系，更能够间接反映心肌代谢和氧耗，为早期SLE患者亚临床心肌损害的检测提供了新方法。其有助于临床早期发现潜在高危人群，对SLE患者心肌损害的早期预防及治疗有重要意义，此技术有望在选择合理的临床治疗方案和远期预后评估方面提供客观的影像学依据。

五、STI的临床应用价值

目前，临床上对SLE的治疗侧重于抑制疾病活动性，主要使用糖皮质激素、免疫抑制剂和羟氯喹^［30］。SLE慢性炎性反应与免疫失调是心血管疾病的独立危险因素，与传统心血管疾病风险（高血压、高血糖、血脂异常、肥胖和抽烟）和糖皮质激素治疗副作用等共同促进SLE心血管疾病进展，而免疫抑制剂、羟氯喹及干扰素可以降低SLE相关心血管疾病的发生率^［31］。临床上因缺乏早期、高效评估SLE亚临床心脏损害工具使心脏受累长期管理难度及风险增加，且因SLE不同治疗方式对心脏受累影响不一，所以临床上急需方便、准确筛查心脏受累的工具，STI应运而生，其有助于临床制定针对性的预防、治疗和随访策略，降低心血管损伤风险，以提高SLE患者生存率及生活质量。

六、小结与展望

SLE患者亚临床心肌损害已受到越来越多关注。STI能更灵敏、准确、客观、全面地评估SLE患者左心室心肌功能。尤其是STI新技术，为早期、无创、实时、可视化评估SLE患者亚临床左心室心肌损害提供了可能，并有望对右心室心肌损害进行精确评估，未来潜力很大。STI不仅提高了超声心动图在SLE亚临床心脏损害检测中的应用价值，并且可以为临床选择合理治疗方案、远期预后评估及长期随访提供可靠依据。但STI对图像清晰度要求较高，对图像质量欠佳的患者应用存在一定的局限性，且在分析过程中软件自动描绘心内膜不佳时手动调节增加了主观性误差。随着科技的不断发展、网络信息化平台的建立及SLE患者心血管亚临床损害更精准的风险分层和管理要求，STI有望在未来的临床应用中进一步发挥更大作用。

参考文献

原文顺序 | 文献年度倒序 | 文中引用次数倒序

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