3DSTI评估胃癌患者经蒽环类药物化疗后左心室功能变化的临床应用

摘要

目的

探讨三维斑点追踪成像(three-dimensional speckle tracking image, 3DSTI)评估胃癌(gastric cancer, GC)患者经蒽环类药物化疗后左心室功能变化的临床应用.

方法

选取在嘉兴市第二医院行GC术后接受蒽环类药物化疗(采用ECF-L联合化疗方案)的35例GC患者作为研究对象(化疗组), 于化疗前和化疗第2周期、第4周期及第6周期后行常规超声心动图及3DSTI检查, 比较化疗前后左心室功能参数. 同期选取30例健康志愿者作为对照组.

结果

化疗组在化疗第4周期、第6周期后的左室整体纵向应变(global longitudinal strain, GLS)和整体面积应变(global area strain, GAS)较对照组、化疗前、化疗第2周期后明显下降, 差异均有统计学意义(P<0.05); 化疗组在化疗前、化疗第2周期、第4周期及第6周期后的左室短轴缩短率、左室射血分数、整体圆周应变以及整体径向应变与对照组比较差异均无统计学意义(P＞0.05).

结论

3DSTI能有效监测蒽环类药物对GC患者左心室功能的早期损害, 其中GAS及GLS参数的敏感性较高, 可为临床治疗提供参考.

关键词: 超声心动描记术; 三维斑点追踪成像; 蒽环类药物; 胃癌; 左心室功能

核心提要: 蒽环类药物属于广谱性抗癌药物, 具有一定的心脏毒性. 本研究应用三维斑点追踪成像评估其对左心室心肌功能的早期影响, 以期指导临床治疗.

Clinical application of three-dimensional speckle tracking imaging in evaluating left ventricular function in patients with gastric cancer after anthracycline chemotherapy

Wei Zhang, Jing-Yuan Huang, Hao Li

Wei Zhang, Department of Ultrasonography, Second Hospital of Jiaxing, Jiaxing 314000, Zhejiang Province, China

Jing-Yuan Huang, Department of Ultrasonography, Shulan (Hangzhou) Hospital, Hangzhou 310022, Zhejiang Province, China

Hao Li, Department of Ultrasonography, Hangzhou Traditional Chinese Medical Hospital, Hangzhou 310013, Zhejiang Province, China

Corresponding author: Wei Zhang, Chief Physician, Department of Ultrasonography, Second Hospital of Jiaxing, 1518 North Huancheng Road, Jiaxing 314000, Zhejiang Province, China. f2018smallsun@163.com

Received: October 23, 2018
Revised: November 12, 2018
Accepted: November 29, 2018
Published online: December 28, 2018

Abstract

AIM

To assess the clinical application of three-dimensional speckle tracking imaging (3DSTI) in evaluating left ventricular function in patients with gastric cancer (GC) after anthracycline chemotherapy.

METHODS

Thirty-five patients with GC who received anthracycline chemotherapy (ECF-L) after operation were selected as subjects (chemotherapy group). Routine echocardiography and 3DSTI were performed before and after the second, fourth, and sixth cycles of chemotherapy. The left ventricular function parameters before and after chemotherapy were compared. Meanwhile, 30 healthy volunteers were selected as a control group.

RESULTS

The left ventricular global longitudinal strain (GLS) and global area strain (GAS) after the fourth and sixth cycles of chemotherapy in the chemotherapy group were significantly lower than those in the control group and those before and after the second cycles of chemotherapy (P < 0.05). Compared with the control group, no significant difference was noted in left ventricular fractional shortening (LVFS), left ventricular ejection fraction (LVEF), global circular strain (GCS), or global radial strain (GRS) in patients before and after the second, fourth, and sixth cycles of chemotherapy (P > 0.05).

CONCLUSION

3DSTI can effectively monitor the early impairment of left ventricular function in GC patients after anthracycline chemotherapy, and the sensitivities of GAS and GLS parameters are higher, which can provide a reference for clinical treatment.

Key Words: Echocardiography; Three-dimensional speckle tracking imaging; Anthracycline; Gastric cancer; Left ventricular function

0 引言

胃癌(gastric cancer, GC)是一种较为常见的消化道恶性肿瘤, 在我国有着较高发病率, 发病人群中有着分期晚且预后差等特点, 而对于晚期GC患者在接受根治性手术后, 常采用蒽环类联合氟尿嘧啶和铂类进行联合化疗[1]. 蒽环类药物虽然是一类具有高效性、广谱性的抗癌药物, 有助于提高患者生存率以及减少肿瘤复发率, 但同时具有心脏毒性, 损害心肌功能[2], 因此早期评估其对心肌功能的影响有着重要意义. 目前关于三维斑点追踪成像(three-dimensional speckle tracking image, 3DSTI)在此研究方向中的应用鲜有报道[3]. 本研究旨在运用3DSTI监测GC患者经蒽环类药物化疗前后左心室功能变化, 以期为临床治疗提高有价值的参考.

1 材料和方法

1.1 材料

选取2016-02/2018-08期间, 在嘉兴市第二医院行GC术后接受蒽环类药物化疗(采用ECF-L联合化疗方案)的35例GC患者作为研究对象, 年龄40-68岁, 平均年龄52.49岁±7.48岁, 男26例, 女9例. 患者纳入标准: (1)行GC根治性手术; (2)无远处转移; (3)同期未曾接受放射治疗及介入治疗; (4)无心脏疾患; (5)患者知情同意. 另同期选取30例健康志愿者作为对照组, 年龄38-65岁, 平均年龄50.44岁±6.65岁, 男22例, 女8例, 经超声心动图、心电图、实验室等检查, 排除心血管疾病. 化疗组(χ² = 0.008, P = 0.931)、年龄(t = -1.158, P = 0.251)与对照组比较差异均无统计学意义(P＞0.05).

1.2 方法

采用GE Vivid E9超声诊断仪, 配有Echo PAC工作站、M5S二维探头、4 V三维探头, 探头频率1.7-3.3 MHz, 帧频设定为25-40帧/s. 分别于化疗前24 h、化疗第2周期、第4周期、第6周期结束后24 h内, 对患者行常规超声心动图以及3DSTI检查. 数据测量均由一名经验丰富的副高职称超声科医生完成. 数据均测量3次, 以平均值作为最终取值. 嘱患者取左侧卧位, 平静呼吸, 连接心电图, 首先行常规超声心动图检查, 测量并记录: 左室短轴缩短率(left ventricular fractional shortening, LVFS)、左室射血分数(left ventricular ejection fraction, LVEF). 清晰显示标准心尖四腔心切面, 启动"4D全容积"成像功能, 选择Multi-Beat模式, 在患者屏气状态下采集3个连续心动周期的左室全容积动态图像, 存储作后续分析. 启动Echo PAC工作站, 选择"4DAuto LVQ"模式, 系统自动计算获得左心室应变参数: 整体面积应变(global area strain, GAS)、整体纵向应变(global longitudinal strain, GLS)、整体圆周应变(global circular strain, GCS)以及整体径向应变(global radial strain, GRS). 见图1.

图1 3DSTI的应变-时间曲线及牛眼图. A: 正常左心室心肌整体面积应变(global area strain, GAS)应变-时间曲线及牛眼图; B: 异常左心室心肌GAS应变-时间曲线及牛眼图.

术后化疗采用表柔比星、氟尿嘧啶、亚叶酸钙和顺铂(ECF-L)联合化疗方案: 第1-3天, 静脉滴注氟尿嘧啶600 mg/m²; 第1-3天, 静脉滴注亚叶酸钙200 mg/m²; 第1-3天, 静脉滴注顺铂20 mg/m²; 第1天, 静脉滴注表柔比星50 mg/m². 术后6 wk开始进行辅助化疗, 3 wk为1周期, 3个周期为1次疗程.

统计学处理 采用SPSS 20.0统计学软件处理数据, 计量资料以mean±SD表示, 组间比较采用单因素方差分析, 两两比较采用LSD-t检验. 计数资料以(%)表示, 两组间比较采用χ²检验. 两组间年龄比较采用t检验. 以P＜0.05为差异有统计学意义.

2 结果

2.1 对照组与化疗组常规超声心动图参数比较

化疗组在化疗前、化疗第2周期、第4周期及第6周期后的LVEF、LVFS与对照组比较差异均无统计学意义(P＞0.05)(表1).

表1 常规超声心动图参数比较(mean±SD, %).

参数	对照组	化疗前	第2周期后	第4周期后	第6周期后	F/P
LVEF	65.48 ± 4.56	65.26 ± 4.88	64.63 ± 5.33	63.79 ± 4.65	63.24 ± 4.95	1.283/0.279
LVFS	36.56 ± 5.00	36.38 ± 5.32	35.57 ± 5.11	34.99 ± 4.86	34.58 ± 5.39	0.931/0.448

LVFS: 左室短轴缩短率; LVEF: 左室射血分数.

2.2 对照组与化疗组3DSTI参数比较

化疗组在化疗第4周期、第6周期后的GAS和GLS较对照组、化疗前、化疗第2周期后明显下降, 差异均有统计学意义(P<0.05); 化疗组在化疗前、化疗第2周期、第4周期及第6周期后的GCS和GRS与对照组比较差异均无统计学意义(P＞0.05)(表2).

表2 3DSTI参数比较(mean±SD, %).

参数	对照组	化疗前	第2周期后	第4周期后	第6周期后	F/P
GAS	36.10 ± 3.19	35.79 ± 3.58	35.68 ± 3.05	29.06 ± 3.98ace	26.49 ± 3.84ace	55.330/0.000
GLS	19.27 ± 3.97	19.09 ± 4.37	18.87 ± 3.89	15.234 ± 3.96ace	14.66 ± 3.99ace	10.808/0.000
GCS	19.43 ± 3.11	19.38 ± 3.09	19.15 ± 3.21	18.92 ± 3.11	18.78 ± 3.12	0.273/0.895
GRS	45.25 ± 3.04	45.07 ± 3.52	45.00 ± 3.66	44.54 ± 4.33	43.93 ± 4.38	0.651/0.627

^aP＜0.05, 与对照组比较;

^cP＜0.05, 与化疗前比较;

^eP＜0.05, 与第2周期比较. GAS: 整体面积应变; GLS: 整体纵向应变; GCS: 整体圆周应变; GRS: 整体径向应变.

3 讨论

GC属于常见消化道恶性肿瘤之一, 临床常于术后采用蒽环类药物对GC患者进行辅助化疗, 但其心脏毒性作用不容忽视[4,5]. 目前关于其确切发生机制尚不完全明确. Minotti等[6]学者认为蒽环类药物通过引发大量自由基产生, 致使心肌细胞正常能量代谢障碍而出现变性坏死. Simunek等[7]学者即认为心肌细胞内存在游离Fe³⁺, 蒽环类药物通过与其结合生成蒽环-铁螯合物, 从而过度氧化心肌细胞膜, 损害心肌细胞功能. 上述作用机制也可同时存在而引发心脏毒性, 损伤心肌功能. 如果患者心肌功能损伤较轻微, 同时不存在糖尿病、高血压等危险因素, 则其心肌功能通过合理治疗通常可恢复, 而当心肌功能损伤较严重, 发生不可逆性改变时, 可导致病情恶化, 甚至死亡[8-10]. 因此, 早期发现蒽环类药物所致心肌功能损害, 对指导临床用药有着重要意义.

本研究结果中, 化疗组在化疗前、化疗第2周期、第4周期及第6周期后的LVEF、LVFS与对照组比较差异均无统计学意义(P＞0.05), 提示运用常规超声心动图监测蒽环类药物所致心肌功能损害缺乏敏感性. 大量研究显示化疗开始后一年内是患者心肌功能受损的主要发生时期, 且多属于亚临床期[11,12], 常规超声心动图指标多维持在正常范围内, 同时常规超声心动图存在角度依赖、心肌"拖带"效应等局限性, 使其不利于早期发现蒽环类药物所致心肌功能损害[13,14].

3DSTI能追踪心肌回声斑点在三维空间上的运动轨迹, 能实时动态呈现左心室立体几何构形, 更直观准确地反映心肌的真实运动状态从而定量分析心肌功能[15,16]. 本研究结果显示, 化疗组在化疗第4周期、第6周期后的GAS较对照组、化疗前、化疗第2周期后明显下降(P<0.05), 提示GAS有助于早期监测蒽环类药物所致心脏毒性. 原因可能与心肌纤维的排列方式及运动特征有关. GAS是基于心肌纵向运动以及环向运动所产生的应变, 是心肌纵向运动以及环向运动的整体评估, 对于发现心肌运动功能的细微变化具有更高敏感性, 能准确反映心内膜形变状态, 更全面地反映左心室功能情况[17,18]. 本研究结果中, 化疗组在化疗第4周期、第6周期后的GLS较对照组、化疗前、化疗第2周期后明显下降(P<0.05), 提示GLS能有效早期发现蒽环类药物对心肌功能的损害. 原因可能是心内膜下心肌纤维主要呈纵行排列, 并以纵向运动为主, GLS在心动周期中的变化准确反映了心肌纤维在纵轴方向上的运动特征[16,19], 而蒽环类药物对心脏的损害冲击首先作用于受到血流冲击较大的心内膜下心肌, 同时心内膜下分布着大量的微小血管, 微小血管内蒽环类药物浓度较高[20], 致使心内膜下心肌功能更易发生早期受损. Mornos等[21]研究结果显示, 运用3DSTI监测化疗后左心室整体及局部形变时GLS出现明显下降, 其在早期发现心脏毒性方面具有较高准确性. 本研究结果与之相一致. 本研究结果中, GCS、GRS在各化疗进程中均无明显变化, 提示GCS、GRS不适用于早期监测蒽环类药物所致左心室心肌功能损害. 原因可能是GCS、GRS是基于螺旋形纤维及环形纤维运动所产生的应变, 蒽环类药物所致左心室心肌功能的早期损害主要发生在心内膜, 而心内膜中螺旋形纤维以及环形纤维所占比例较小, 其主要分布在左心室壁的中层[22].

总之, 3DSTI能有效监测蒽环类药物对GC患者左心室功能的早期损害, 其中GAS及GLS参数的敏感性较高, 可为临床早期实施干预治疗、调整化疗方案提供参考依据.

文章亮点

实验背景

蒽环类药物可用于胃癌(gastric cancer, GC)化疗, 但其具有心脏毒性. 目前关于三维斑点追踪成像(three-dimensional speckle tracking image, 3DSTI)评估蒽环类药物对GC患者心肌损害的研究较少. 寻找一种能早期发现蒽环类药物对心功能损害的有效方法, 有利于指导临床治疗.

实验动机

本研究运用3DSTI监测蒽环类药物对GC患者左心室功能的影响, 以期为临床早期评估蒽环类药物的心脏毒性提供参考, 从而指导临床用药.

实验目标

本篇论文研究的主要目标是运用3DSTI评估蒽环类药物对GC患者左心室功能的早期损害, 结果表明3DSTI参数中左室整体纵向应变(global longitudinal strain, GLS)及整体面积应变(global area strain, GAS)具有较高敏感性. 3DSTI为监测蒽环类药物的心脏毒性提供了一种可靠的新手段.

实验方法

本篇论文采用3DSTI评估蒽环类药物对GC患者的早期心功能损害. 3DSTI能实时地反映心肌在三维空间上的运动及功能状态, 从而准确地评估左心室心肌的整体和局部功能.

实验结果

本篇论文研究达到了实验目标, 研究结果显示化疗组在化疗第4周期、第6周期后的GAS和GLS较对照组、化疗前、化疗第2周期后明显下降. 本研究结果说明3DSTI中的GAS及GLS参数在监测蒽环类药物心脏毒性方面具有较高的敏感性.

实验结论

GAS及GLS参数在监测蒽环类药物心脏毒性方面具有较高敏感性. 3DSTI能早期发现蒽环类药物对GC患者左心室功能的损害, 有助于指导临床用药. 3DSTI能有效克服常规超声心动图的局限性, 为早期评估蒽环类药物的心脏毒性提供一种新手段. 蒽环类药物早期即可对GC患者心内膜下心肌造成一定程度的损害, 而3DSTI能早期发现上述改变. 3DSTI能通过发现心肌运动功能的细微变化准确反映蒽环类药物对GC患者左心室功能的影响.

展望前景

可通过改变患者体位、嘱患者吐气等方法, 以获得清晰满意的各标准心腔切面. 本研究未来研究的方向是运用3DSTI评估蒽环类药物对GC患者心房功能的影响. 本研究未来研究的最佳方法是联合实时三维超声心动图定量评估蒽环类药物对GC患者心功能的影响.

备注

学科分类: 胃肠病学和肝病学

手稿来源地: 浙江省

同行评议报告分类

A级 (优秀): 0

B级 (非常好): 0

C级 (良好): C, C

D级 (一般): 0

E级 (差): 0

编辑:崔丽君 电编:张砚梁

参考文献

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