自20世纪90年代以来，随着肿瘤诊断和治疗技术的进步，肿瘤相关死亡率逐渐下降，肿瘤幸存者数量稳步增加［1］，肿瘤治疗相关并发症的关注度也不断上升。药物心脏毒性和放疗导致的心脏损伤是肿瘤非手术治疗常见的心脏并发症，可在治疗早期或者治疗后数月甚至数年后发现，严重影响肿瘤幸存者预期寿命和生活质量［2］。近期数据显示，肿瘤人群中的进展性心力衰竭发生率是普通人的15倍，并且随着年龄增长呈显著上升趋势［3］。在某些患者中，心血管疾病的风险，尤其是肿瘤治疗相关心功能不全（cancer therapy-related cardiac dysfunction，CTRCD），可能远高于肿瘤本身的死亡风险［4］。其中，蒽环类药物等化疗药物诱导的CTRCD与剂量累积密切相关［5］，放疗引起的迟发性心脏损伤问题发病率可达20%～68% ［6］。2023年4月，欧洲心脏病学会发布了最新的心脏肿瘤学指南，明确了肿瘤治疗相关的心血管毒性（cancer therapy-related cardiovascular toxicity，CTR-CVT）的定义、诊断、治疗和预防措施，并提供了针对肿瘤直接或间接引起的心血管疾病的治疗指导。因此，对于接受肿瘤非手术治疗的患者，需在治疗过程中尽早采用无创、无电离辐射的心脏成像技术，结合其他诊断指标，以更好地明确诊断并优化治疗方案。
目前，常用的心脏成像检查主要包括超声心动图、心脏磁共振成像（cardiac magnetic resonance imaging，CMR）、CT、核医学心肌灌注成像、心血管造影及负荷成像等。尽管CMR被公认为是评估左心室射血分数（left ventricular ejection fraction，LVEF）的金标准，且常用于验证超声心动图的准确性，但其临床应用存在一定局限性。主要问题包括检查时间较长、时间分辨率低、成本相对较高以及技术要求较为复杂。相比之下，超声心动图凭借其无创、无辐射、便携、成本低以及较高的时间分辨率等优势，目前被指南推荐优先使用［1］。它能够直观地显示肿瘤患者非手术治疗后的心脏结构和功能变化，是诊断、预测心脏并发症的一项重要无创手段。超声心动图在肿瘤治疗相关心脏毒性评估中的作用愈发受到重视，为改善肿瘤患者的心血管健康提供了重要依据。本文将综述超声心动图不同技术在评价肿瘤非手术治疗相关心脏并发症中的应用进展。
一、肿瘤非手术治疗相关心脏并发症研究进展
肿瘤非手术治疗相关心脏并发症的发病率与治疗所用的药物类型、放疗剂量及持续时间等因素密切相关。常见的化疗药物如蒽环类药物、单克隆抗体（免疫治疗药物）、血管内皮生长因子酪氨酸激酶抑制剂、BCr-Abl酪氨酸激酶抑制剂、蛋白酶体抑制剂和免疫检查点抑制剂等，均与左心室功能障碍密切相关［7］。
既往研究统计超过50%的恶性肿瘤患者接受过放射治疗［10］。放射性心脏损伤（radiation-induced heart disease，RIHD）常见于霍奇金淋巴瘤和乳腺癌幸存者中［11］，因为放疗涉及心脏区域，可能导致心脏直接损伤［12］。辐射损伤可累及心包、心肌及心脏瓣膜，冠状动脉最常受累。RIHD的发病率及严重程度与辐射暴露剂量、患者年龄及暴露时间相关。尽管现在普遍采取了安全的放疗措施，心脏在霍奇金淋巴瘤、肺癌、食管癌及胃癌的放射治疗中仍不可避免地受到一定程度的辐射影响［13］。因此通过无创影像学技术，早期检测放疗引发的急性心包炎、瓣膜损伤及长期心脏并发症，对于制定治疗决策至关重要。
二、超声心动图评价肿瘤非手术治疗相关心脏并发症
诊断CTRCD需要清晰的心脏结构及功能学图像，成像技术的高时间分辨率和空间分辨率是关键。2023年发布的欧洲心脏学会指南［1］明确指出，经胸超声心动图（transthoracic echocardiography，TTE）是评估肿瘤治疗相关心脏并发症基线风险分层的首选成像技术。此外，超声心动图能够实时观察心脏结构和功能的变化，并结合心电图分析各时相的活动情况，有助于更准确地识别心脏病变的动态变化。因此，TTE成为肿瘤心脏病学中不可或缺的诊断工具。并且肿瘤非手术治疗相关心脏损伤的检测需要多种超声心动图技术的协同应用。以下将对常规及新兴超声心动图技术在此领域的应用进行总结，并分析其优势和局限性。
（一）常规超声心动图技术
二维超声心动图、M型超声心动图及多普勒超声心动图作为传统技术已广泛应用于临床。但二维超声在评估LVEF时依赖几何假设，难以用于早期检测亚临床心功能障碍。相比之下，三维超声能更准确地评估左心室功能，是评估LVEF和心室容积的首选。
（二）组织多普勒成像技术（tissue Doppler imaging，TDI）
TDI技术操作简单、无电离辐射、重复性好，广泛用于测量心室壁及二尖瓣环的舒张期与收缩期速度。相比之下，TDI在评估左心室舒张功能时受容量负荷和左心室充盈压的影响较小，且具有较高的时间分辨率，能够独立于整体LVEF［19］，帮助诊断局部心肌功能障碍。然而，TDI也有其局限性，例如其测量具有角度依赖性，仅能分析与超声束方向平行的运动矢量。此外，呼吸运动对测量结果影响较大，容易出现误差。
（三）二维斑点追踪成像技术（two-dimensional speckle tracking echocardiography，2D-STE）
一项临床研究［23］对81例LVEF≥55%（辛普森法）的患者进行评估，其中40例接受过阿霉素治疗。尽管病例组和对照组的LVEF无显著差异，但2D-STE评估发现病例组的纵向、径向和圆周应变均显著低于对照组。这表明即使LVEF正常，2D-STE仍能检测到亚临床心功能不全。
2D-STE因受声束方向和心室壁运动方向影响较小，弥补了组织多普勒等技术的不足，能够定性和定量评估心肌功能的变化，有助于早期发现肿瘤非手术治疗对心脏结构和功能的影响。此外，该技术还具有操作简单、方便且重复性高的优点。然而，由于二维成像仅能提供有限的平面信息，无法准确反映心肌的三维运动，因此在评估复杂心肌形变时精度较低［24］。
（四）三维斑点追踪成像技术（three-dimensional speckle tracking echocardiography，3D-STE）
因此，与2D-STE相比，3D-STE克服了二维分析的局限性，不受心脏几何形态及心动周期偏差的影响，能够跟踪超出两个空间平面的心肌运动。同时，3D-STE可评估心肌多个维度的形变，因而能够更早期、更敏感地检测心肌收缩功能变化［27］。然而，3D-STE的时间和空间分辨率较2D-STE低，且操作复杂，对操作者的技术要求更高。此外，该技术还需依赖复杂的离线处理以优化结果。并且斑点追踪技术对图像质量要求较高，其追踪精度容易受到伪影、噪声及分辨率的影响。虽然STE在一定程度上实现了自动化，但图像获取与分析过程中操作人员的技术水平和经验对结果影响显著。此外，不同品牌的超声设备和分析软件可能导致结果差异，缺乏统一的标准使得跨设备或跨中心的比较具有挑战［28］。
（五）无创心肌做功
LVEF和STE均具有负荷依赖性，在某些情况下无法真实反映心肌的收缩功能。为克服这一局限，Russell等［29］在2012年提出了无创心肌做功，无创心肌做功通过构建结合左心室应变与压力的压力-应变环，改进了基于STE的心脏负荷依赖性分析。已有研究使用该技术评估心脏再同步化治疗对冠心病和原发性心肌病的影响［30］，但目前关于其在肿瘤患者非手术治疗过程中心功能不全评估中的应用研究仍然较少。一项近期研究中［31］，研究者利用无创心肌做功评估了肺癌患者在接受PD-1抑制剂治疗期间左心室收缩功能的变化，发现无创心肌做功指数能够准确反映这些患者的心肌功能和能量利用情况。这表明无创心肌做功在免疫检查点抑制剂相关心脏并发症的管理中可能具有潜在价值。
无创心肌做功通过结合心肌形变（如应变和应变率）和外周动脉血压，定量评估每个心动周期内心肌所做的机械功，且不需要有创压力测量，适合于连续监测心功能的变化，有助于早期发现并管理心脏疾病。然而，无创心肌做功的准确性高度依赖于超声图像的质量，图像质量差会导致评估结果不可靠。此外，目前仅有单一供应商提供无创心肌做功所需的分析软件，限制了其广泛应用［32］。
（六）负荷超声心动图技术
一项研究［34］使用多巴酚丁胺负荷超声心动图检测了49例女性乳腺癌患者在3个化疗周期（C1、C2、C3）及化疗结束后1、4、7个月时的LVEF和左心室收缩功能储备（left ventricular contractile reserve，LVCR）。根据化疗结束18个月后的LVEF（f-LVEF）将患者分为2组：A组（LVEF＜50%且LVEF下降＞10%）和B组（LVEF≥50%）。结果显示，静息状态下，2组的f-LVEF有显著差异；在负荷状态下，从C3期开始，A组的LVEF和LVCR峰值显著下降。此外，研究还发现，如果在C3期LVCR降低5个单位，f-LVEF很可能会降至50%以下［34］。
因此，负荷超声心动图可发现肿瘤非手术治疗患者的隐匿心功能障碍［35］。然而，由于负荷状态下会增加心血管事件的发生风险，因此该技术操作要求严格，临床操作时需要在有限时间内获得全面且准确的数据，并掌握负荷试验的终止指征，同时制定详细的急救预案，才能确保该技术的安全、合理和高效应用。
（七）实时剪切波弹性成像技术（real-time shear wave elastography，RT-SWE）
RT-SWE基于组织的杨氏模量作为图像的对比机制，利用剪切波传播速度来间接测量组织硬度［36］。该技术已经广泛应用于乳腺、肝脏、动脉壁和肌肉等组织，能够检测出常规超声难以识别的疾病相关组织变化或病理生理过程。
（八）对比增强超声心动图
对比增强超声心动图经静脉注射声学造影剂使心腔内产生云雾状阴影来确定心腔大小和轮廓、诊断心包积液、鉴别心外肿瘤，并判断是否存在异常分流，从而提供有关血流动力学状态的关键信息［39］，其对于观察肿瘤非手术治疗患者的心脏结构和功能的改变具有重要临床意义。
表1 不同超声心动图技术检测肿瘤非手术治疗相关的心脏并发症的优点和不足 |
| 超声心动图技术 | 优点 | 缺点 |
|---|---|---|
| 常规超声心动图 | 简便易行，实时性好，可重复性好 | 检测能力有限，获得参数较少，不能早期评估心脏结构功能的改变 |
| 组织多普勒成像 | 不受负荷条件的影响，时间分辨率高，可重复性好 | 角度依赖性、受呼吸运动影响较大 |
| 二维斑点追踪成像 | 无角度依赖性、评估所有三个方向的心肌力学（纵向、环向和径向），时间和空间分辨率高 | 对图像质量要求较高，无法完全反映心肌的三维运动，不同设备和软件之间存在算法差异 |
| 三维斑点追踪成像 | 无角度依赖性，评估所有三个方向的心肌力学（纵向、环向和径向），不受心脏几何形态的影响、不受心动周期偏倚影响 | 对图像质量要求较高，时间和空间分辨率低，操作复杂，不同设备和软件之间存在算法差异 |
| 无创心肌做功 | 结合了心肌形变（如应变、应变率）和外周动脉血压，能连续监测心功能变化，定量评估心功能 | 对超声图像质量要求高，单一供应商分析软件 |
| 负荷超声心动图 | 可发现隐匿的心功能障碍，评估左心室收缩功能储备，动态监测 | 潜在风险较高，技术操作和设备要求高，患者配合度要求高，费用和时间成本相对较高 |
| 实时剪切波弹性成像 | 减少了人为操作的误差 | 图像质量依赖性，技术操作和设备要求较高，不同设备和软件之间存在算法差异 |
| 对比增强超声心动图 | 显著提高超声成像质量 | 声学造影剂潜在风险，费用相对昂贵 |
此外，除了超声心动图，其他心脏成像技术也各有特点，在肿瘤非手术治疗相关的心脏并发症诊断及预测方面亦有重要的应用。
三、基于超声心动图评估的肿瘤非手术治疗相关的心脏并发症管理
肿瘤治疗团队在制定治疗决策时，应充分考虑患者的心血管风险，并进行患者教育，使其了解自身的风险状况。欧洲心力衰竭协会与国际心脏肿瘤学会合作开发了肿瘤治疗心脏并发症风险分层工具，旨在通过整合多种风险因素来确定患者的个体化风险，并实施分层管理，采取适当的治疗策略以减少心脏并发症的发生，从而提高患者的依从性和总体生存率［42-43］。
肿瘤治疗相关的心脏并发症是一个动态变化的过程，除了基线风险，患者的心脏并发症风险会随着治疗的推进而增加。心脏并发症的严重程度、持续时间和表现形式受多种因素影响，包括心血管危险因素、治疗方案、环境因素等［1，44-45］。因此，随访时应根据患者病情制定个性化的心脏保护策略，以减少心脏并发症并改善肿瘤和心血管结局。
在治疗过程中，轻微的心脏并发症通常不会中断肿瘤治疗，但需要密切监测。如果超声心动图评估显示患者可能处于心脏并发症高风险，但临床症状和体征不明显，需综合评估患者的病情及影像学结果后再确定后续治疗策略。若患者在随访过程中出现明显的心脏并发症，应暂时中断肿瘤治疗，待心脏症状缓解后再行风险评估，以决定是否继续肿瘤治疗［1］。
四、小结与展望
早期诊断肿瘤非手术治疗相关心脏并发症的关键在于定期使用超声心动图对肿瘤患者进行随访检查，从而及早识别无症状的心脏并发症，以帮助临床医师在LVEF显著下降之前实施心脏保护策略，从而改善患者的心血管预后。但是超声心动图在诊断和预测肿瘤非手术治疗相关心脏并发症时仍存在一定局限性。例如，心肌病变在达到一定程度后，才能在超声心动图成像上显示出来，因此不能作为评估心肌损害的金标准。为此，未来可能需要结合多模态成像技术来更全面地评估肿瘤非手术治疗患者的心脏并发症。此外，探索将某些生物标志物与各种成像方式结合，也可能进一步提高诊疗的敏感度和特异度。
有研究表明［46-48］，人工智能尤其是深度学习算法，能够提升超声图像分析的准确性和一致性。人工智能技术还可以结合患者的个体特征和治疗历史，提供个性化的心脏并发症风险评估，指导个体化的治疗决策。然而，尽管这一领域展现出广阔的应用前景，但关于超声心动图结合人工智能在肿瘤非手术治疗相关心脏并发症的预防和早期诊断方面仍缺乏进一步的深入研究。未来在这一领域应当促进多学科交叉整合，增强不同学科之间的交流，以真正实现以患者为中心的医疗目标，切实改善患者的预后。