超声二维斑点追踪技术对严重烧伤患者左心功能的评估价值

Evaluation Value of Two-Dimensional Speckle-Tracking Echocardiography for Left Heart Function in Patients with Severe Burns

摘要

目的 探讨超声二维斑点追踪技术对严重烧伤患者左心功能的评估价值。 方法 选取2022年6月至2024年6月郑州市第一人民医院67例严重烧伤患者为严重烧伤组（简称烧伤组），同时通过简单随机抽样法选择67例健康体检者为健康组，应用超声二维斑点追踪技术分析两组患者一般参数、左心室整体应变参数、左心室纵向应变（left ventricular longitudinal strain，LVLS）及组织运动瓣环位移（tissue motion annulus displacement， TMAD）的检测结果。 结果 烧伤组左室质量指数（left ventricular mass index， LVMI）、左心室后壁厚度（left ventricular posterior wall thickness， LVPWT）、左心室舒张末期室间隔厚度（left ventricular end diastolic interventricular septal thickness， LVEDIST）分别为（73.63 ± 6.91）g/m²、（8.64 ± 0.88）mm、（8.86 ± 0.95）mm，健康组LVMI、LVPW、LVEDIST分别为（75.59 ± 7.12）g/m²、（8.71 ± 0.73）mm、（8.82 ± 0.74）mm，差异无统计学意义（P > 0.05）。烧伤组左心室整体圆周应变（global circumferential strain， GCS）、整体纵向应变（global longitudinal strain， GLS）、整体径向应变（global radial strain， GRS）均低于健康组，差异有统计学意义（P < 0.05）。烧伤组左心室二尖瓣下壁纵向应变（LVLS_IN）、左心室二尖瓣后壁纵向应变（LVLS_IL）、左心室二尖瓣侧壁纵向应变（LVLS_AL）、左心室二尖瓣前壁纵向应变（LVLS_AN）、左心室二尖瓣前间隔纵向应变（LVLS_AS）、左心室二尖瓣后间隔纵向应变（LVLS_IS）均低于健康组，差异有统计学意义（P < 0.05）。烧伤组TMAD_IN、TMAD_IL、TMAD_AL、TMAD_AN、TMAD_AS、TMAD_IS、二尖瓣环整体位移（TMAD_global）均低于健康组，差异有统计学意义（P < 0.05）。 结论 超声二维斑点追踪技术可用于评估严重烧伤患者左心功能，并为临床安全有效治疗提供重要依据。

Abstract

Objective The purpose of this study was to explore the value of two-dimensional speckle-tracking echocardiography in assessing left heart function in patients with severe burns. Methods A total of 67 severely burned patients from the First People’s Hospital of Zhengzhou from June 2022 to June 2024 were selected as the severe burn group. At the same time， a simple random sampling method was used to select 67 healthy individuals as the healthy group. 2D-STE technology was applied to analyze the global parameters， left ventricular global strain parameters， left ventricular longitudinal strain （LVLS）， and tissue motion annulus displacement （TMAD） of the two groups of patients. Results The left ventricular mass index （LVMI）， left ventricular posterior wall thickness （LVPW）， and left ventricular end diastolic interventricular septal thickness（LVEDIST） in the severe burn group were （73.63 ± 6.91） g/m²， （8.64 ± 0.88） mm， and （8.86 ± 0.95） mm， respectively， while those in the healthy group were （75.59 ± 7.12） g/m²， （8.71 ± 0.73） mm， and （8.82 ± 0.74） mm， respectively， with no statistically significant difference （P > 0.05）. The global circumferential strain （GCS）， global longitudinal strain （GLS）， and global radial strain （GRS） of the left ventricle in the severe burn group were all lower than those in the healthy group， and the differences were statistically significant （P < 0.05）. The longitudinal strain of the inferior wall of the left ventricular mitral valve （LVLS_IN）， the longitudinal strain of the posterior wall of the left ventricular mitral valve （LVLS_IL）， the longitudinal strain of the lateral wall of the left ventricular mitral valve （LVLS_AL）， the longitudinal strain of the anterior wall of the left ventricular mitral valve （LVLS_AN）， the longitudinal strain of the anterior septum of the left ventricular mitral valve （LVLS_AS）， and the longitudinal strain of the posterior septum of the left ventricular mitral valve （LVLS_IS） in the severe burn group were all lower than those in the healthy group， and the differences were statistically significant（P < 0.05）. In the burn group， TMAD_IN， TMAD_IL， TMAD_AL， TMAD_AN， TMAD_AS， TMAD_IS， and the global mitral annular displacement（TMAD_global） were all significantly lower than those in the healthy control group（P < 0.05）. Conclusion Two-dimensional speckle-tracking echocardiography could be used to assess left heart function in patients with severe burns， providing critical evidence for safe and effective clinical treatment.

Graphical abstract

关键词

严重烧伤 / 左心功能 / 超声二维斑点追踪技术 / 应变 / 组织运动瓣环位移

Key words

Severe burns / Left ventricular systolic/diastolic function / Two-dimensional speckle-tracking imaging / Myocardial strain / Tissue motion annulus displacement

严重烧伤患者因容易发生器官功能障碍，出现器官组织内环境紊乱，器官功能随着病情进展会逐渐衰竭，导致患者极易在严重并发症作用下死亡^[1]。在各种器官功能障碍中，左心室功能损害最为严重，临床最难处理^[2]。研究表明左心室功能障碍在严重烧伤患者中较为常见，要想有效改善患者预后，就必须对其进行准确及时的评估，然后积极有效治疗^[3]。超声二维斑点追踪技术优势显著，能对心肌收缩功能进行准确的评估，不依赖角度^[4]。为了将有效评估结果提供临床诊治决策，以利改善患者预后，本研究探讨了超声二维斑点追踪技术对严重烧伤患者左心功能的评估价值。

1 资料与方法

1.1 一般资料

选取2022年6月至2024年6月郑州市第一人民医院经治的67例严重烧伤患者为严重烧伤组（简称烧伤组）。纳入标准：①严重烧伤面积在30%以上或者Ⅲ°严重烧伤面积 > 10%；②符合严重烧伤的诊断标准^[5]；③能够配合完成检查。排除标准：①患者左侧胸部有严重烧伤创面；②有甲亢等慢性消耗性疾病；③近期有严重感染；④有严重心脏瓣膜病、心肌病、左室收缩功能障碍（男LVEF < 52%或女LVEF < 54%、先天性心脏病、冠状动脉粥样硬化性心脏病、心房颤动、 心力衰竭、严重肝肾功能不全等）、影响心肌收缩功能的疾病。同时运用简单随机抽样法选取67名健康体检者为健康组。入选研究人员对本研究目的和意义知悉并签署知情同意书。本研究通过郑州市第一人民医院伦理委员会审核批准（批号：伦-科研字第2024-009号）。

1.2 研究方法

患者取左侧卧位，平静呼吸后连接心电图，采用配备频率为1.5 ~ 5.0 MHz的M5S探头的超声诊断仪（Vivid E9，美国GE），运用双平面辛普森法对左心室射血分数（left ventricular ejection fraction, LVEF）、左室质量指数（left ventricular mass index, LVMI）进行测定。同时在左心室长轴切面（标准胸骨旁）测量左心室后壁厚度（left ventricular posterior wall thickness, LVPWT）、左心室舒张末期室间隔厚度（left ventricular end diastolic interventricular septal thickness, LVEDIST）、左心室舒张末期内径（left ventricular end-diastolic diameter, LVEDD）、左心室收缩末期内径（left ventricular end-systole diameter, LVESD），速率60 ~ 100帧/s记录左心室短轴、长轴切面二维灰阶动态图像。采用Echo PAC工作站定量分析，计算二维斑点追踪成像应变参数，包括左心室整体圆周、径向、纵向应变，分别用左心室整体径向应变（global radial strain, GRS）、整体圆周应变（global circumferential strain, GCS）、整体纵向应变（global longitudinal strain, GLS，正常值为（-20% ± 2%）表示。采用QLAB 8.1采集左心室纵向应变（left ventricular longitudinal strain,LVLS）数据，包括6个位点值，即二尖瓣环下壁、后壁、侧壁、前壁、前间隔、后间隔，分别用左心室二尖瓣下壁纵向应变（LVLS_IN）、左心室二尖瓣后壁纵向应变（LVLS_IL）、左心室二尖瓣侧壁纵向应变（LVLS_AL）、左心室二尖瓣前壁纵向应变（LVLS_AN）、左心室二尖瓣前间隔纵向应变（LVLS_AS）、左心室二尖瓣后间隔纵向应变（LVLS_IS）表示。同时采集组织运动瓣环位移（tissue motion annulus displacement, TMAD）数据，二尖瓣环整体位移（TMAD_global）用其6个位点平均值表示，即二尖瓣环下壁、后壁、侧壁、前壁、前间隔、后间隔侧，分别用TMAD_IN、TMAD_IL、TMAD_AL、TMAD_AN、TMAD_AS、TMAD_IS表示。

1.3 统计学分析

采用SPSS28.0统计分析数据，计数资料以率（%）表示，使用χ²检验；符合正态分布的计量资料以均数 ± 标准差(\overline{x} ± s)表示，使用t检验。P < 0.05表示差异具有统计学意义。

2 结果

2.1 两组患者一般资料比较

两组患者年龄、性别、体重指数、受教育程度等一般资料比较，差异无统计学意义（P > 0.05），见表1。

2.2 两组患者超声心动图一般参数比较

烧伤组LVEF低于健康组（P < 0.05），但两组患者LVMI、LVPW、LVEDIST、LVEDD、LVESD比较，差异均无统计学意义（P > 0.05），见表2。

2.3 两组患者左心室整体应变参数比较

烧伤组GCS、GLS、GRS均低于健康组（P < 0.05），见表3。

2.4 两组患者二尖瓣水平各室壁纵向应变比较

烧伤组LVLS_IN、LVLS_IL、LVLS_AL、LVLS_AN、LVLS_AS、LVLS_IS均低于健康组（P < 0.05），见图1、表4。

2.5 两组患者组织运动瓣环位移比较

烧伤组TMAD_IN、TMAD_IL、TMAD_AL、TMAD_AN、TMAD_AS、TMAD_IS、TMAD_global均低于健康组，差异有统计学意义（P < 0.05），见表5、图2。

3 讨论

大部分严重烧伤患者都存在不同程度的全身组织器官损伤，其在血浆样液体持续丢失的情况下，一方面易发生水电解质失衡，另一方面易发生低血容量性休克，各种毒素与致病菌极易侵入机体^[6-8]。严重烧伤患者的整体康复效果由早期救治效果决定，但因严重烧伤损伤了各个器官组织，其中较大程度损伤了左心室，引发功能障碍，因此早期救治较难。在没有早期诊断与有效干预的情况下，左心室功能障碍一方面会对康复效果造成不良影响，另一方面还会增加患者死亡率^[9-11]。因此，临床对严重烧伤患者的左心室功能障碍进行及时诊断是有必要的。

二维斑点追踪超声心动图技术是以高帧频二维灰阶图像为基础，把心肌组织看成无数个像素，即均匀分布于心肌内稳定的回声斑点，通过追踪每个斑点标记并计算出其运动轨迹，重建心肌组织的实时运动和形变，从而定量地检测心肌运动速度、应变、应变率及心脏扭转变形情况，对测定心肌病变、心功能以及心脏同步性等具有重要作用。健康心脏不仅在二维超声心动图显示结构功能正常，而且在更为敏感的二维斑点追踪超声心动图技术也显示左室应变功能正常^[12-14]。

在左心室功能评估中，超声二维斑点追踪技术能够有效识别心肌声学斑点（二维灰阶图像上），并追踪这些斑点，为临床提供心室结构评价和心肌运动功能评价的有效依据^[15-17]。本研究结果表明，烧伤组与健康组LVMI、LVPW、LVEDIST比较，差异无统计学意义；烧伤组LVEF低于健康组，但两组患者LVEDD、LVESD比较，差异均无统计学意义，说明大部分严重烧伤患者存在左心室重构问题，其原因可能为严重烧伤患者为改善缺氧症状提升了呼吸速度，这一方面会增加胸腔压力，另一方面还会增加左心室跨壁压差，从而较大程度增加左心室负荷^[18-20]。同时，在神经系统功能障碍的作用下，机体会分泌大量儿茶酚胺等物质，导致外周血管收缩^[21-23]。

本研究结果还显示，烧伤组GCS、GLS、GRS均低于健康组，差异有统计学意义；烧伤组LVLS_IN、LVLS_IL、LVLS_AL、LVLS_AN、LVLS_AS、LVLS_IS均低于健康组，差异有统计学意义，说明大部分严重烧伤患者存在左心室功能障碍，可能是因为严重烧伤在一定程度上阻塞患者气道导致腔内负压增加或缺氧状态损伤了心肌组织导致心室跨壁压增加^[24-26]。左心室圆周与径向应变指标在相对严重心肌缺血性损伤的情况下会发生改变^[27-29]。大部分严重烧伤患者存在心肌缺血性损伤，左心室无法将收缩功能正常发挥出来，因此GCS、GRS、GLS指标会发生变化^[30-32]。研究表明超声二维斑点追踪技术能够将左心室节段及整体收缩功能体现出来，为临床医师提供患者左心室功能准确评估的有效依据^[33-35]。同时，超声二维斑点追踪技术还可通过组织运动瓣环位移变化对左心室整体收缩能力进行准确评估。本研究结果表明，烧伤组TMAD_IN、TMAD_IL、TMAD_AL、TMAD_AN、TMAD_AS、TMAD_IS、TMAD_global均低于健康组，说明严重烧伤患者具有明显较低的组织运动瓣环位移。

本研究不足之处在于样本数量较少、观察时间较短，研究结果可能存在偏差，今后应该扩大样本量、延长随访时间，进行进一步深入细致的研究。

4 结论

应用超声二维斑点追踪技术对严重烧伤患者左心功能评估的价值较高，能对患者左心室功能障碍程度进行评价，可为临床制定安全高效的治疗方案、改善患者预后提供重要依据。

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基金资助

河南省医学科技攻关计划联合共建项目(LHGJ20200698)

郑州市医疗卫生领域科技创新指导计划项目(2024YLZDJH118)