组织运动瓣环位移与二维斑点追踪成像技术监测乳腺癌化疗后心脏毒性的有效性及对比研究

发布时间:2023-08-20 20:12:02 来源:网友投稿

王 琳,狄秀华,汤雪璐,刘以林,王冬晓

山东省聊城市人民医院心脏彩超室,山东 聊城252000

乳腺癌是我国女性最常见的恶性肿瘤之一,辅助化疗可显著提高患者的生存率。蒽环类药物(anthracycline,ANT)是最常用的化疗药物,但其不良反应较大,其中最严重的是心脏毒性。化疗药物引起的心脏毒性也称为癌症治疗相关心功能障碍(cancer therapeutics-related cardiac dysfunction,CTRCD),已成为影响癌症病死率的相关因素[1],因此临床上需连续监测心脏收缩功能。左室射血分数(LVEF)是常规评价心功能的主要指标,最常用的定量方法是双平面Simpson’s 法。以往化疗剂量及方案均根据LVEF 的变化进行调整,但由于心脏储备功能强大,低剂量ANT 导致早期心脏损伤,尤其是亚临床损伤时,LVEF并不敏感,当LVEF 开始下降时,心肌已出现不可逆损伤[2-3]。因此,在乳腺癌化疗期间须快速、便捷、准确地监测心肌损伤,以早期发现并及时治疗。本研究旨在探讨组织运动瓣环位移(tissue motionannular displacement,TMAD)与二维斑点追踪成像(2D speckle tracking technology,2D-STI)技术在乳腺癌使用ANT治疗过程中,能否早期更方便、敏感、快捷地监测其心脏毒性,为心脏安全问题积累临床经验。

1.1 一般资料

选取2020 年2 月至2021 年2 月我院诊断为乳腺癌的患者40 例,均为女性;
年龄22~67 岁,平均(40.24±12.57)岁。患者均接受化学治疗,包括新辅助化疗、术后辅助化疗或姑息治疗。本研究为前瞻性研究,经医院伦理委员会批准(伦理号:20200021),患者均签署知情同意书。

1.2 纳入及排除标准

1.2.1 纳入标准 ①首次组织病理学诊断为乳腺癌,且无其他恶性肿瘤及放化疗病史;
②血常规、肝肾功能、心电图及超声心动图均正常者;
计划行以ANT为主的6 个周期的化疗(单次剂量75~80 mg/m2);
④预计生存时间>6 个月;
⑤依从性好,自愿接受随访者。

1.2.2 排除标准 ①化疗同时接受内分泌治疗、靶向治疗及辅助放疗者;
②严重心脏病者(心力衰竭、心肌梗死、持续性心房颤动、心肌病、心肌炎、严重瓣膜病);
③高血压、高脂血症、糖尿病、慢性肾病、高尿酸血症;
④化疗前肌钙蛋白或心功能异常者;
⑤无法获取清晰超声心动图图像者。

1.3 仪器与方法

患者在化疗前基础状态(T0)、第1~5 个化疗周期前1 d(T1~T5)及第6 个化疗周期结束后21 d(T6)完成超声心动图检查,并存储相关图像。

选用Philips Epiq7C 型超声诊断仪,S5-1 探头,频率1~3 MHz,调节帧频在50 帧/s 以上,具有Qlab量化分析功能软件。连接心电图,患者取左侧卧位行多切面扫查,观察各心腔结构及心室壁运动情况,存储左室心尖四腔心、三腔心和二腔心切面及大动脉短轴三切面连续4 个心动周期图像,或以DICOM 格式存储于移动硬盘以便脱机分析。

1.4 观察指标

常规超声心动图参数:左房前后径(LA-ap)、左室舒张末期内径(LVEDD)、左室收缩末期内径(LVESD)、舒张末期左室后壁厚度(LVPWD)、双平面Simpson’s法测量的LVEF。2D-STI 相关参数:应用Qlab 软件导入左室心尖三腔心、四腔心、两腔心及大动脉短轴三切面图像,获取左室心肌收缩期整体纵向应变(LVGLS)、径向应变(LVGRS)、圆周应变(LVGCS)。TMAD 相关参数:打开Qlab 分析软件,导入左室心尖四腔心切面的二维图像,进入TMAD 模式,分别在左室心尖四腔心切面左室间隔侧、侧壁侧放置2 个固定点,在心尖部位略高于心内膜表面处放置固定点;
另于左室心尖两腔心切面左室前壁侧、下壁侧的二尖瓣环处放置2 个固定点,在心尖部位略高于心内膜表面处放置固定点。分别应用TMAD 软件获取二尖瓣间隔瓣环位移(TMAD-sep)、二尖瓣侧壁瓣环位移(TMAD-lat)、二尖瓣环室间隔-侧壁点连线中点位移(TMAD1-midpt)、二尖瓣环室间隔-侧壁点连线中点位移占左室长径百分比(TMAD1-midpt%)、二尖瓣前壁瓣环位移(TMAD-ant)、二尖瓣下壁瓣环位移(TMAD-inf)、二尖瓣环前壁-下壁点连线中点位移(TMAD2-midpt)、二尖瓣环前壁-下壁点连线中点位移占左室长径百分比(TMAD2-midpt%)。以上所有测值均连续测量3 次,取平均值(图1)。

图1 乳腺癌患者化疗后心脏超声心动图参数处理图像 注:患者,女,40 岁。图1a~1c 为T0、T2、T4 周期左室整体纵向应变牛眼图;
图1d~1f 为T0、T2、T4 周期二尖瓣间隔瓣环位移(TMAD-sep)、二尖瓣侧壁瓣环位移(TMAD-lat)、二尖瓣环室间隔-侧壁点连线中点位移(TMAD1-midpt)、二尖瓣环室间隔-侧壁点连线中点位移占左室长径百分比(TMAD1-midpt%)变化曲线

1.5 统计学分析

应用SPSS 22.0 软件进行统计分析。符合正态分布的计量资料以表示,组间比较行独立样本t 检验。计数资料组间比较行方差分析。数据采用双侧检验。以P<0.05 为差异有统计学意义。

2.1 常规超声心动图参数(表1)

表1 常规超声心动图测值比较

患者均行7 次检查(T0~T6),在观察期间均未出现室壁运动及增厚率异常,始终LVEF≥50%,且LVEF 下降≤10%,亦未出现与心肌损伤相关的临床症状和体征。

T1~T6的LVEDD、LVESD 与T0相比,差异均无统计学意义(均P>0.05);
LVEF 自T4始较前一周期及T0测值呈下降趋势,差异均有统计学意义(均P<0.05)。

2.2 2D-STI 参数(表2)

表2 2D-STI 相关测值比较(%,)

表2 2D-STI 相关测值比较(%,)

注:2D-STI,二维斑点追踪成像;
LVGLS,左室整体纵向应变;
LVGRS,左室整体径向应变;
LVGCS,左室整体圆周应变。与前一周期比较,aP<0.05;
与T0 比较,bP<0.05。

观察期间LVGLS、LVGCS 均为负向峰值曲线,LVGRS 为正向峰值曲线,曲线的走行基本一致。化疗后LVGLS、LVGCS 与LVGRS 绝对值均呈下降趋势,且均在T2开始与T0比较,差异有统计学意义(均P<0.05),其中LVGLS 在T2后每一周期均较前一周期差异有统计学意义(均P<0.05)。

2.3 TMAD 相关参数(表3)

表3 TMAD 相关参数测值比较()

表3 TMAD 相关参数测值比较()

注:TMAD,组织运动瓣环位移;
TMAD-sep,二尖瓣间隔瓣环位移;
TMAD-lat,二尖瓣侧壁瓣环位移;
TMAD1-midpt,二尖瓣环室间隔-侧壁点连线中点位移;
TMAD1-midpt%,二尖瓣环室间隔-侧壁点连线中点位移占左室长径百分比;
TMAD-inf,二尖瓣下壁瓣环位移;
TMAD-ant,二尖瓣前壁瓣环位移;
TMAD2-midpt,二尖瓣环前壁-下壁点连线中点位移;
TMAD2-midpt%,二尖瓣环前壁-下壁点连线中点位移占左室长径百分比。与前一周期比较,aP<0.05;
与T0 比较,bP<0.05。

观察期间,TMAD 相关参数测值均呈下降趋势,TMAD-ant、TMAD-inf、TMAD2-midpt、TMAD2-midpt%在T2开始与T0比较,差异均有统计学意义(均P<0.05),且绝对值变化较明显。TMAD-lat、TMAD1-midpt、TMAD1-midpt%在T4开始与T0比较,差异均有统计学意义(均P<0.05),且与前一周期比较差异有统计学意义。

近年来,乳腺癌的发病率逐渐升高,临床治疗多采用手术联合化疗。ANT 是乳腺癌患者辅助化疗最常用的药物之一,其严重的不良反应是心血管并发症,可导致心肌损伤与P53 细胞凋亡通路介导心肌细胞凋亡,以及活性氧介导的氧化应激反应。我国使用ANT 治疗乳腺癌的剂量相对较低,但累积剂量达到一定量时亦可产生不可逆性的心肌损害[2]。因此,寻找一种无创且能早期发现其心脏毒性的检查方法至关重要。

2D-STI 为高频二维灰阶图像,可对心肌组织内每个回声斑点进行连续逐帧追踪,是评估心肌整体和局部收缩功能的定量评价手段。既往大量研究表明,斑点追踪技术在一定程度上能够早期监测心脏毒性[1-6]。但该技术对图像质量要求高,而乳腺癌术后化疗患者胸壁相对较薄,一定程度上可能影响图像质量,且后台分析繁琐,因此临床实际推广应用有一定困难。TMAD 基于斑点追踪技术,可在二维超声图像上半自动追踪二尖瓣环相对于左室心尖部的运动,由于左室心尖部位置在心动周期中相对稳定,二尖瓣环纵向位移可反映心脏的整体纵向形变,可有效地评价左室收缩功能。TMAD 通过标记二尖瓣瓣环点及参考点即可测量二尖瓣环位移[7-10]。因此,该技术受图像质量影响较小,且在实际工作中需存储的图像也相对较少,耗时也短,因此可快速、准确、敏感地反映左室功能的变化。本研究比较2D-STI 与TMAD 技术动态监测化疗前基础状态(T0)及化疗期间(T1~T6)多个时间点各参数的变化,以期早期、准确、敏感地反映左心室局部及整体的收缩功能变化,目前国内外未见此类报道。

本研究表明,常规超声技术在T4(累积剂量300~320 mg/m2)LVEF 有明显统计学意义,而利用2D-STI技术观察LVGLS、LVGCS 及LVGRS 均在T2(累积剂量150~160 mg/m2)出现明显差异,其中LVGLS 变化较敏感;
与文献[11-12]报道相符。

本研究中,T0~T6的TMAD 相关参数测值均呈下降趋势,TMAD-ant、TMAD-inf、TMAD2-midpt、TMAD2-midpt%在T2开始与T0相比,差异有统计学意义,且绝对值变化较明显,其中TMAD2-midpt%在观察期间变化相对较敏感,提示利用TMAD 能更早期发现心肌 损 伤;
TMAD-lat、TMAD1-midpt、TMAD1-midpt%等指标的变化相对较晚,在T4出现明显变化,是否与左心室前壁或下壁单一冠脉供血及左室壁心肌走行有关,还需进一步研究证实。

本研究尚存在一定局限性:样本量相对较小,需扩大样本量进一步证实;
未对TMAD 与2D-STI 具体指标的变化行相关性分析;
缺乏对患者化疗后的长期随访,以评价ANT 的慢性及迟发性心脏毒性。

综上所述,2D-STI 及TMAD 技术均可在早期发现ANT 导致的心脏毒性,其中LVGLS 与TMAD2-midpt%是评价低剂量ANT 治疗过程中最敏感的指标,能够早期发现心肌力学的变化;
但考虑临床实际操作的可行性,TMAD 技术有望成为评价早期心肌损伤更优的选择,以指导早期临床用药,避免严重CTRCD 的发生。

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