三維斑點追蹤成像評估化療致卵巢癌患者左心室功能損傷

翟子敬，秦文娟，王 臻，馮 佳，黃 磊，董珊珊，張彩云，劉奎燦，蘆桂林*

(1.石河子大學醫(yī)學院臨床醫(yī)學系，新疆 石河子 832008；2.石河子大學醫(yī)學院第一附屬醫(yī)院超聲醫(yī)學科，新疆 石河子 832008)

卵巢癌是婦科常見惡性腫瘤，病死率較高[1]。手術聯(lián)合化學治療(簡稱化療)是臨床治療卵巢癌最常用的方案，紫杉醇及卡鉑是首選化療藥物，已廣泛用于臨床，效果良好[2]，但均可導致心律失常、心絞痛、心肌梗死甚至心力衰竭[3]。三維斑點追蹤成像(three dimensional speckle tracking imaging， 3D-STI)可早期評估左心室收縮及舒張功能[4]。本研究觀察3D-STI評估紫杉醇聯(lián)合卡鉑化療對卵巢癌患者左心室功能影響的價值。

1 資料與方法

1.1 一般資料 回顧性分析2019年6月—2020年4月30例卵巢癌術后患者(卵巢癌組)，年齡35～65歲，平均(51.5±7.4)歲；體質(zhì)量50～70 kg，平均(58.67±5.19)kg；均接受經(jīng)腹全子宮+雙側(cè)附件切除術，術后病理明確診斷卵巢上皮性惡性腫瘤，其中漿液性癌ⅠA期2例、ⅢA期2例、ⅢB期4例、ⅢC期12例，漿液性乳頭狀囊腺癌4例，卵巢透明細胞癌6例；術前未經(jīng)化療或其他抗腫瘤治療，術后接受6個周期紫杉醇聯(lián)合卡鉑方案化療(3周為1個周期)。選擇同期體檢健康女性30名為對照組，年齡35～65歲、平均(48.4±6.6)歲，體質(zhì)量50～70 kg、平均(59.11±4.30)kg。本研究經(jīng)院倫理委員會批準，且研究對象對研究內(nèi)容均知情同意。

1.2 儀器與方法 采用GE Vivid E9型彩色多普勒超聲診斷儀，4V探頭，頻率1.5～4.0 MHz。分別于化療前及化療3個、6個周期后行3D-STE檢查。囑受檢者左側(cè)臥，連接心電圖，清晰顯示心尖四腔二維圖像后進入四維模式，幀頻≥40%心率，囑患者屏氣，不間斷采集并存儲3個心動周期聲像圖及三維全容積圖像。將圖像導入EchoPAC 7.0工作站，以3D-STI分析軟件進行后處理，追蹤整個心動周期內(nèi)所有圖像中左心室室壁心內(nèi)膜及心外膜邊界，獲得左心室射血分數(shù)(left ventricular ejection fraction， LVEF)、左心室整體縱向應變(global longitudinal strain， GLS)、左心室整體圓周應變(global circumferential strain， GCS)、左心室整體扭轉(zhuǎn)角度(left ventricular twist angle， LVtw)及扭矩(torsion， Tor)，計算心肌綜合指數(shù)(myocardial composite index， MCI)；同時記錄左心室收縮末期應變(A)，調(diào)節(jié)應變-時間曲線至舒張期前1/3點，獲得該點的應變(B)，計算縱向及圓周應變顯像舒張指數(shù)(systolic-diastolic index， SI-DI)：Tor=LVtw/左心室心尖至基底段之間的距離，MCI=GLS×LVtw，SI-DI=(A-B)/A×100%。

表1 3D-STI相關參數(shù)比較(±s，n=30)

表1 3D-STI相關參數(shù)比較(±s，n=30)

組別LVEF(%)GLS(%)GCS(%)LVtw(°)卵巢癌組 化療前62.32±3.6820.13±2.4321.97±2.5313.57±1.82 化療3個周期后60.33±3.80*#17.93±2.44*#19.90±2.07*#11.67±1.53*# 化療6個周期后58.23±4.14*#Δ16.03±2.02*#Δ18.20±1.97*#Δ9.77±2.28*#Δ對照組62.34±3.3920.30±2.5222.40±2.3813.74±1.75F值8.10622.44524.25629.877P值<0.001<0.001<0.001<0.001組別Tor(°/cm)MCI(%×°)SI-DI(%)SI-DI(%)卵巢癌組 化療前1.79±0.29248.77±43.0518.13±2.9021.53±2.12 化療3個周期后1.51±0.23*#191.47±41.00*#15.36±2.26*#15.36±2.26*# 化療6個周期后1.22±0.23*#Δ148.54±38.52*#Δ12.36±2.60*#Δ12.83±3.96*#Δ對照組1.82±0.29253.44±38.5718.40±2.8221.93±2.51F值33.60146.16233.69762.648P值<0.001<0.001<0.0010.001 注:*:與對照組比較,P<0.05;#:與化療前比較,P<0.05;Δ:與化療3個周期后比較,P<0.05;L-SI-DI、C-SI-DI分別為縱向、圓周SI-DI

1.3 統(tǒng)計學分析 采用SPSS 22.0統(tǒng)計分析軟件。以±s表示符合正態(tài)分布的計量資料，采用單因素方差分析進行多組間比較，兩兩比較采用LSD-t檢驗；以中位數(shù)(上下四分位數(shù))表示不符合正態(tài)分布者，多組間比較采用Kruskal-Wallis秩和檢驗，兩兩比較采用Mann-WhitneyU檢驗。以受試者工作特征(receiver operating characteristic, ROC)曲線評價3D-STI參數(shù)對化療致左心室收縮功能損害的診斷效能；采用Pearson相關分析評價3D-STI參數(shù)與化療周期之間的相關性。隨機抽取卵巢癌組10例數(shù)據(jù)，由2名超聲科副主任醫(yī)師(工作10年以上)分別對應變參數(shù)進行重復測量，以重復性檢驗分析觀察者間一致性；由同一名超聲科醫(yī)師間隔>6 h重復測量2次(2次測量)，以可靠性分析評價觀察者內(nèi)可重復性。P<0.05為差異有統(tǒng)計學意義。

2 結(jié)果

2組受檢者年齡(t=1.684，P=0.098)、體質(zhì)量(t=0.360，P=0.720)差異均無統(tǒng)計學意義。

2.1 3D-STI相關參數(shù)比較 卵巢癌組化療前與對照組3D-STI各參數(shù)差異均無統(tǒng)計學意義(P均>0.05)，化療3個及6個周期后LVEF、GLS、GCS、LVtw、Tor、MCI、L-SI-DI及C-SI-DI相比化療前及對照組均降低(P均<0.05)，且化療6個周期后各參數(shù)均低于化療3個周期后(P均<0.05)。見表1、圖1。

圖1 各組3D-STI參數(shù)Tor對比圖顯示Tor值隨化療周期延長而逐漸降低 A.對照組(43歲)； B、C.分別為卵巢癌組(45歲)化療3個周期(B)及6個周期后(C)

表2 3D-STI各參數(shù)診斷卵巢癌患者化療致左心室收縮功能損害的ROC曲線結(jié)果

表3 卵巢癌患者化療后左心室3D-STI參數(shù)與化療周期的相關性

2.2 3D-STI各參數(shù)對化療致左心室收縮功能損害的診斷效能 GLS、LVtw、Tor及MCI診斷化療致左心室收縮功能損害的AUC均>0.800(P均<0.05)，其敏感度、特異度均>60.00%，約登指數(shù)均>0.50；其中MCI的曲線下面積(area under the curve, AUC)最大(0.907)，Tor的敏感度最高(86.67%)，GLS特異度(90.00%)最高。見表2、圖2。

圖2 3D-STI各參數(shù)診斷卵巢癌患者化療致左心室收縮功能損害的ROC曲線

2.3 3D-STI各參數(shù)與化療周期之間的相關性 各參數(shù)與化療周期均呈負相關(P均<0.05)，其中MCI、Tor的相關性最高(r=-0.812、-0.781)，見表3。

2.4 重復性分析 觀察者內(nèi)重復性檢驗顯示左心室Tor和MCI的ICC分別為0.890、0.884，觀察者間ICC分別為0.898和0.880。見圖3。

3 討論

紫杉醇聯(lián)合卡鉑為卵巢癌術后首選化療方案，抑制腫瘤細胞增殖及生長效果良好[5]，但在殺傷腫瘤細胞的同時可因氧化應激及鈣蛋白酶誘導肌動蛋白降解等機制損傷正常組織細胞，尤其是心肌細胞。

二維斑點追蹤成像技術中無法追蹤隨心臟運動而脫離顯像平面的回聲斑點，可致偏倚，且不能同時獲得左心室心尖短軸及基底短軸，及二者相減而得到的真實旋轉(zhuǎn)角度。3D-STI技術解決了上述問題，能更加真實地反映左心室運動情況[6]。HE等[7]證實，3D-STI測量的左心室心肌應變與MRI測值之間存在良好的一致性。

本研究結(jié)果顯示，化療3、6個周期后，卵巢癌患者LVEF逐漸降低，提示化療藥物已造成左心室功能受損，但早期左心室功能受損較輕，LVEF下降不易被發(fā)現(xiàn)，較難準確評估；化療后左心室GLS、GCS及LVtw下降提示左心室收縮功能受損，且受損程度隨藥物累計劑量(即化療周期)增加而加重，與張艷等[8-9]的結(jié)果相符合。由于采集數(shù)據(jù)中左心室心尖部缺乏明確解剖參照，在不同患者LVtw定位可能存在差別。為避免測量誤差，本研究采用Tor評估左心室收縮功能[10]。ROC曲線結(jié)果顯示Tor診斷卵巢癌患者化療后左心室收縮功能損害的敏感度最高，且其AUC高于LVtw，提示Tor反映左心室收縮功能變化的效果優(yōu)于LVtw，且觀察者內(nèi)及觀察者間重復性均較高；GLS診斷卵巢癌患者化療后左心室收縮功能損害的特異度最高，原因可能在于GLS與位于冠狀動脈最遠端的心內(nèi)膜下內(nèi)層心肌纖維縱行排列密切相關，較易受損，而左心室扭轉(zhuǎn)同時受心肌收縮程度、心肌內(nèi)外膜肌纖維排列方式及收縮平衡影響，而外層心肌力矩較大，收縮時扭力更大，故左心室扭轉(zhuǎn)方向與外層心肌旋轉(zhuǎn)方向一致，即化療藥物可致左心室心肌彈性形變能力下降，扭轉(zhuǎn)異常、幅度減低，GLS可特異性地反映上述改變[11-12]。

心肌三層結(jié)構中，內(nèi)層呈右手螺旋排列，外層呈左手螺旋排列，中層水平環(huán)形排列，在立體空間內(nèi)心臟運動由肌纖維多種運動形式構成，且心肌在三維空間的形變由心肌應變和扭轉(zhuǎn)運動共同形成，故單一運動方式無法全面反映心肌收縮功能，僅能體現(xiàn)部分心肌收縮力變化[13]。本研究選用由GLS和LVtw構成的新參數(shù)——MCI，以更全面評估左心室收縮功能，發(fā)現(xiàn)化療3個周期后MCI已出現(xiàn)明顯下降，6個周期后下降更顯著，且MCI與化療周期呈負相關。ROC曲線結(jié)果顯示MCI診斷卵巢癌患者化療后左心室收縮功能損害的AUC最高，與HAYAT等[14]結(jié)果相符，提示MCI可早期發(fā)現(xiàn)化療所致心臟損害，為臨床早期干預、及時調(diào)整或更換藥物提供依據(jù)?；?個周期后L-SI-DI、C-SI-DI降低，化療6個周期后下降更顯著，且均與化療周期呈負相關，與郭雪婷等[15]的結(jié)果相符，表明紫杉醇聯(lián)合卡鉑化療亦可致左心室舒張功能損害。

圖3 觀察者內(nèi)(A、B)及觀察者間(C、D)心室Tor與MCI重復性檢驗 Bland-Altman圖

本研究的主要局限性：①3D-STI技術對圖像質(zhì)量要求較高；②超聲科醫(yī)師水平及患者個體差異等因素均可對結(jié)果產(chǎn)生一定影響；③樣本量小，隨訪周期短。

綜上所述，紫杉醇聯(lián)合卡鉑化療早期即可出現(xiàn)左心室功能受損；3D-STI技術、尤其Tor及MCI等參數(shù)可早期監(jiān)測化療所致心肌損害。