三维斑点追踪技术评价乳腺癌不同化疗周期左室功能

姜艳娜 黄朴忠 李焱 赵莹莹 赵洋

近年来，乳腺癌上升为女性最常见的恶性肿瘤之一[1]。化疗是乳腺癌综合治疗的重要手段，而蒽环类药物作为乳腺癌患者术后化疗方案的基本用药，其对心脏具有很强的毒副作用，且呈剂量累积性，对心脏的损伤为不可逆性[2-5]。在心脏未出现临床症状前心脏结构及功能已发生改变，但常规超声心动图往往难以检出。三维斑点追踪技术（3D-STI）作为心肌应变领域的新技术，可全面评价心脏整体容积、整体及局部功能的变化，已应用于临床[6-9]。本文应用3D-STI技术分析化疗药物对乳腺癌患者心肌收缩功能的影响，现报道如下。

1 资料与方法

1.1 一般资料 选择2013年9月-2014年9月于本院就诊的乳腺癌术后辅助化疗患者53例作为研究对象，均为女性，年龄40~61岁，平均（48.21+7.9岁）。纳入标准：（1）此未接受化疗、放疗及内分泌治疗，并此次化疗均采用蒽环类药物为主的CEF方案（环磷酰胺+表柔比星+5-氟尿嘧啶）；（2）心电图未见明显异常；（3）排除高血压、冠心病、糖尿病、肾病、高脂血症及先天性心脏病等影响心脏功能的基础疾病，预计生存期>24个月。（4）超声图像基本清晰，达到3D-STI采集与分析要求。根据检测时间点分为T0、T1、T2、T3、T4、T5和T6共7组，T0组为化疗前、T1组为第1周期化疗组、T2组为第2周期化疗组、T3组为第3周期化疗组、T4组为第4周期化疗组、T5组为第5周期化疗组、T6组为第6周期化疗组。

1.2 仪器与方法 采用GE Vivid E9 彩色超声诊断仪，4V探头：频率1.7~3.5 MHz；M5S探头：1.7~3.3 MHz。嘱患者左侧卧位，连接心电图，平静呼吸，所有测值均连续测量3次，取平均值。常规超声测量：采用M5S探头于胸骨旁左室长轴切面常规测量左室舒张末期内径（LVDD）、左室收缩末期内径（LVSD）、室间隔厚度（IVST）及左室后壁舒张末期厚度（LVPWT）。Simpson双平面法测量左室射血分数（LVEF）。3D-STI检查：将4V探头于心尖部将整个左室包括在图像范围内，得到心尖四腔观，调整仪器以清晰显示心内膜为理想图像。用EchoPAC软件脱机分析，软件自动描绘左室心内膜及心外膜边界，如自动描绘不精确时可行手动调整，软件自动追踪感兴趣区内心肌在三维空间中的运动，获取三维LVEF，左室心肌质量及左室整体的峰值纵向应变（GLS）、圆周应变（GCS）、面积应变（GAS）及径向应变（GRS）。4种应变指标的正负号代表心肌运动方向，本文以绝对值大小反应心肌运动幅度，若超过3个节段无法跟踪，此图像不列入研究之内。

1.3 统计学处理 采用SPSS 20.0统计学软件对所得数据进行统计学处理，计量资料用（x-±s）表示，若方差齐采用t检验或单因素方差分析，否则采用秩和检验，以P<0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 常规超声测量结果比较 各组LVDD、LVSD、IVST、LVPWT及LVEF比较差异均无统计学意义（P>0.05），见表 1。

表1 常规超声测量结果比较（x-±s）

2.2 3D-STI应变参数比较 T3组GLS、GAS开始明显减低，但与T0组比较差异无统计学意义（P>0.05）；T4、T5、T6组GLS、GAS均低于T0组，比较差异均有统计学意义（P<0.05）。T6组GRS、GCS低于T0组，比较差异有统计学意义（P<0.05），见表2。典型病例：女，48岁，乳腺癌，见图1。

表2 3D-STI各整体应变值比较（x-±s） %

图1 GAS图像注：图A：化疗前GAS为30.27%；图B：化疗6个周期后GAS为26.42%

3 讨论

蒽环类化疗药物具有广谱抗癌性，但其能产生氧自由基和阿霉素代谢产物，与心肌的亲和力明显高于机体其他组织，影响心肌能量代谢和心脏收缩舒张功能，甚至导致心肌细胞坏死，且具有剂量累积性[10-11]。用药早期多为心脏亚临床期，心脏结构和功能多无明显变化，传统超声检查测得T1~T6组LVDD、LVSD、IVST、LVPWT及LVEF与T0组比较无明显差异，亦证实此情况。若长期用药可致心力衰竭，如果在化疗中无创、连续、准确地评价其心脏毒性对心功能的影响，就可以更好了解蒽环类化疗药物的剂量、时间间隔及心肌保护用药的使用。

3D-STI是心肌应变领域的新技术，它通过对连续的心脏全容积图像进行处理、分析，从三维空间上更精确的追踪回声斑点的运动轨迹，弥补了二维斑点追踪成像技术二维平面斑点追踪的不足，更能准确的评价心脏的运动，3D-STI通过获得心肌运动的应变、应变率、旋转、扭转角度的参数，进而评价心脏整体容积、整体功能和局部功能。本研究应用3D-STI技术评价不同化疗周期左室收缩功能。研究结果显示，T4、T5、T6组GLS、GAS均较T0组减低，T6组GRS、GCS均较T0组减低，比较差异均有统计学意义（P<0.05）。GLS、GAS的减低早于GRS、GCS的改变，可能是由于70%心肌由纵行心肌纤维组成，其收缩运动直接反映主要分布于左室游离壁的心内膜下纵行心肌纤维的收缩功能，更容易受到缺血及其他病理因素的影响，并且其收缩无法通过径向收缩功能进行代偿，而蒽环类药物累积到一定量时使心内膜下心肌细胞空泡变性和水肿，肌原纤维溶解，心肌呈灶性或弥漫性坏死，间质纤维化，使心脏发生不可逆的心肌损害，使GLS减低[12-13]。GAS是包括纵向、圆周及径向应变的一个综合三维应变指标，作为3D-STI技术特有参数，更能客观准确地评价心肌发生形变的能力，且重复性好，并能早期发现心脏功能减低，可为蒽环类化疗药物的心脏损害提供可靠的参考数据[14-15]。而GRS、GCS的减低比较延迟，可能是由于GRS为心肌短轴方向上心肌向心性运动的应变，为心内外膜追踪数据计算得出的数值，而蒽环类化疗药物早期仅损害心内膜，当累积量较大时可对整个心肌层造成损伤，GCS为心肌短轴方向上的圆周运动，由于环形心肌纤维占心肌纤维比例较小，可造成GCS减低延迟。

本研究的局限性在于部分患者左侧乳腺切除术后，胸壁瘢痕的影响，图像采集时部分节段追踪失败。3D-STI技术时间及空间分辨率较低，有待进一步提高。对心内外膜的边界要求较高，手动调节时可造成测量误差。

综上所述，3D-STI技术可早期、敏感的检测出蒽环类化疗药物对心肌收缩功能的影响，提高早期蒽环类药物所致心脏亚临床损伤的检出率，并为化疗方案调整提供重要佐证。

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