超声心动图检查评价胸部放疗致肿瘤病人心脏损害的临床价值

作者:李大海作者单位：青岛大学医学院附属医院， 山东 青岛 266003

   【摘要】  目的 探讨常规超声心动图检查评价胸部放疗致心脏损害的临床价值。方法 120例放疗病人依据是否联合化疗及化疗剂种类分为单纯放疗组（Ⅰ组），放疗联合蒽环类化疗组（Ⅱ组），放疗联合其他化疗剂组（Ⅲ组）。测定并比较120例胸部肿瘤病人放疗前和放疗后6个月的常规超声心动图参数。结果 与放疗前相比，放疗后15例病人（12.5％）常规超声心动图检查示心脏结构和血流动力学参数异常，其中心包积液7例，量少至中；心包壁增厚2例；瓣膜形态改变及反流6例，其中主动脉瓣反流3例，二尖瓣反流2例，主动脉瓣及二、三尖瓣均有反流1例，为轻、中度反流；此15例病人中9例为放疗联合蒽环类化疗。34例(28.3%)病人放疗后出现一项或多项左心室舒张功能指标异常(E/A<1、DT或IVRT延长)；12例(10.0%)病人放疗后出现常规右心室舒张功能指标异常。出现肺动脉高压2例。但左心室收缩功能参数和室间隔（IVS）及左心室后壁（LVPW）的室壁增厚率（ΔT%）在放疗前后差异无显著性。 结论 常规超声心动图可评价放疗所致的心脏结构、功能和血流动力学参数异常。心脏舒张功能比收缩功能更易受辐射影响，且放疗联合化疗可加重心脏损害，尤以联合蒽环类化疗剂为重。

【关键词】  超声心动描记术 多普勒 放射疗法 胸部肿瘤 心脏损伤

    ECHOCARDIOGRAPHIC EVALUATION OF  HEART DAMAGE CAUSED BY CHEST RADIOTHERAPYLI DAHAI， JIANG ZHIRONG， LU HAIJUN, et al (Department of Cardiac Ultrasound, The Affiliated Hospital of Qingdao University Medical College, Qingdao  266003, China) ［ABSTRACT］ObjectiveTo evaluate the significance of echocardiography in assessing heart damage caused by chest radiotherapy.MethodsPatients received thoracic radiation therapy  (n=120) were divided into three groups: those receiving radiotherapy only as groupⅠ; those receiving radiotherapy together with anthracyclines as groupⅡ; and those receiving radiotherapy together with other chemotherapeutics as groupⅢ. Echocardiography was performed six months later after the chest radiotherapy, and the results obtained were compared with that before the chest radiotherapy. ResultsAbnormal findings appeared in 15 patients after radiation (12.5%)，which included mild to moderate pericardial effusion (7 patients), thickening of pericardial wall (2), deformed heart valves with mild to moderate valvular regurgitation in six patients, in which, aortic valve (3 patients), mitral (2), and aortic valve complicated with mitral and tricuspid valves (1). Of these abnormalities, nine patients were found in group Ⅱ.  Regression of diastolic function of left ventricle appeared in 34 patients (28.3%) and abnormalities of routine diastolic function index of right ventricle appeared in 12 patients (10.0%). Hypertension of pulmonary artery during systolic phase appeared in two patients. Parameters of left ventricle systolic function after radiotherapy did not change significantly compared with those before radiotherapy.  ConclusionEchocardiography can be used in assessing  the heart damage caused by chest radiotherapy. Compared with systolic function, diastolic function is more easily affected. Radiotherapy combined with chemotherapy can aggravate the heart damage, especially when combined with  anthracyclines.

 ［KEY WORDS］ echocardiography, Doppler; radiotherapy; thoracic neoplasms; heart injuries

    大量动物和临床实验业已证实，胸部放射治疗在杀伤肿瘤细胞的同时，可导致心脏损害,严重影响病人预后［1～3］。超声心动图能够直观、准确显示心脏结构、功能及血流状况，但在评价胸部放疗致心脏损害方面报道很少。本研究通过对120例胸部肿瘤病人行放疗前和放疗后6个月的常规超声心动图参数测定，以探讨该技术评价胸部放疗致心脏损害的临床应用价值。

    1  资料与方法

    1.1  对象

    选取2004年6月～2005年6月接受胸部放疗 肿瘤病人120例，男78例，女42例;年龄33～77岁，平均（48.70±9.23）岁。其中左侧肺癌45例，左侧乳癌28例，食管癌20例，纵隔淋巴瘤17例，胸腺瘤10例，均经手术或穿刺病理检查证实。放疗前经临床和相关辅助检查排除冠心病、高血压、心肌病、瓣膜病、肺心病及心肌炎和糖尿病等疾病。上述病人依据是否同时应用化疗剂及化疗剂种类分为单纯放疗组（Ⅰ组）27例，放疗联合蒽环类化疗组（Ⅱ组）36例，放疗联合其他化疗剂组（Ⅲ组）57例。放疗均采用常规分割照射，每次2 Gy，每周5次，连续照射6～8周，累积剂量40～76 Gy（平均63.5 Gy）。两组间年龄、身高、体质量和心率比较，差异无统计学意义(P>0.05)。

    1.2  方法

    1.2.1  常规超声心动图参数测定  采用Philips Sonos7500型彩色多普勒超声诊断仪，探头频率为2～4 MHz，该机配有光盘存储功能。受检者左侧卧位，平静呼吸，经胸超声检查依据标准进行。 先应用传统二维、M型超声分析估测心腔大小、室壁厚度、室壁运动、左心室射血分数（EF）以及短轴缩短率（FS）；应用脉冲多普勒在心尖四腔心切面将取样容积分别放置在二尖瓣和三尖瓣瓣尖水平获取二尖瓣与三尖瓣血流频谱，并测定舒张早期左、右心室充盈峰速度（E、E′），心房收缩期左、右心室充盈峰速度（A、A′），E/A比值、E′/A′比值及E峰和E′峰减速时间（DT、DT′）；多普勒取样容积放置在左心室流入道与左心室流出道之间来分析左心室等容舒张时间（IVRT），即由主动脉瓣关闭到二尖瓣开放的间期进行估测。

    1.2.2  统计分析  应用SPSS 12.0统计软件。计量资料以±s表示,组间变量比较采用成组资料t检验，放疗前后变量比较采用配对资料t检验。

    2  结    果

    2.1  放疗前后心脏结构指标比较

    120例胸部放疗病人中15例（12.5%）常规超声心动图表现异常。其中心包积液7例，为少至中量；瓣膜形态改变及反流6例，包括主动脉瓣反流3例，二尖瓣反流2例，主动脉瓣及二、三尖瓣均有反流1例，为轻、中度反流；心包壁增厚2例。上述15例病人中Ⅱ组9例，Ⅲ组4例，Ⅰ组2例。而各组放疗前后左心房室内径、室间隔和左心室后壁厚度比较无统计学意义（t=1.97～2.04，P>0.05），且组间放疗前后差值比较亦无统计学意义（t=1.89～1.97，P>0.05）。见表1。

    2.2  放疗前后左心室收缩功能指标比较

    各组放疗前后左心室射血分数、短轴缩短率、室间隔室壁增厚率、左心室后壁室壁增厚率差异无统计学意义（t=1.95～2.03,P>0.05）, 且组间放疗前后差值比较亦无统计学意义（t=1.88～1.95,P>0.05）。见表2。

    2.3  放疗前后左、右心室舒张功能指标比较

    34例病人放疗后出现一项或多项左心室舒张功能指标异常(E/A<1、DT或IVRT延长) ，Ⅰ组5例，Ⅱ组19例，Ⅲ组10例。12例病人放疗后出现一项或多项右心室舒张功能指标异常(E′/A′<1、DT′延长)，其中Ⅱ组7例，Ⅲ组4例，Ⅰ组1例。Ⅱ组出现轻度肺动脉高压2例。Ⅱ组放疗前后左心室舒张功能指标比较有统计学意义（t=2.06～2.11,P<0.05），Ⅰ、Ⅲ组放疗前后左、右心室舒张功能指标比较无统计学意义（t=1.99～2.05，P>0.05）；Ⅰ、Ⅱ组上述指标放疗前后差值比较有统计学意义（t=2.02～2.04，P<0.05），余组间放疗前后差值比较均无统计学意义（t=1.93～1.99，P>0.05）。见表3。表1  放疗前后各组心脏结构指标差值的比较表2  放疗前后各组心脏收缩功能差值比较表3  放疗前后各组心脏舒张功能差值比较

  3  讨    论

    胸部放疗可以引起心脏损害已是一个众所周知的问题，电力辐射作用下，心包、心肌、心瓣膜、传导系统及冠状动脉均可受累。尤其是放疗可以导致细

    3期李大海，姜志荣，陆海军，等. 超声心动图检查评价胸部放疗致肿瘤病人心脏损害的临床价值229

    胞损伤引起心肌细胞空泡样变，进一步则可发展为不可逆性心肌病变，出现心肌细胞肌原纤维裂解丢失、胶原含量增加甚至心肌纤维化。组织病理学检查可见心肌胶原含量显著增加，此即放疗后的迟发性心脏损害。严重者可发展成扩张型心肌病甚至充血性心力衰竭，且一旦发生则呈进行性加重，目前亦尚无有效的治疗方法。当出现临床心力衰竭症状时再采取治疗措施为时已晚。因此，早期监测胸部放疗致心脏损害尤为重要。

    在众多检测胸部放疗致心脏损害方法中，超声心动图仍是最常用的方法。本研究应用常规超声心动图检测120例接受胸部放疗病人显示，15例出现结构异常。其中9例出现心包病变，表现为心包积液和心包壁增厚，积液量多为少至中量，心包壁增厚以右心室前壁最为明显。心包渗出及纤维化的机制考虑为电离辐射直接作用于心包微血管的内皮细胞，导致血管壁损伤，通透性增加，纤维素渗出；同时，心包组织缺血致纤维母细胞增生，胶原纤维形成。还有6例病人出现不同程度、不同部位的瓣膜形态、功能改变，以二尖瓣或（和）主动脉瓣受累为主，这与国内外文献报道一致［4～6］，但未见重度反流者，考虑与复查时间距首次放疗较短有关。值得指出的是常规超声心动图表现异常的15例病人中，放疗联合蒽环类或其他化疗剂治疗者13例（87%），远较单纯放疗组为著，且放疗联合蒽环类化疗组改变最为多见。分析可能的原因如下。①化疗剂与放疗对正常组织损伤具有协同作用。②蒽环类化疗剂如阿霉素（ADM）、表阿霉素（EPIADM）可以引起自由基介导的心肌细胞受损，导致心肌细胞空泡形成、水肿等，从而使得心脏改变更为显著。蒽环类抗肿瘤药可以引起迟发性心脏毒性也是一个众所周知的问题。③通过药物本身毒性或与放疗结合相加作用抑制亚致死性损伤修复。动物实验亦表明，与单纯放疗组相比，放疗联合化疗组心脏胶原纤维含量百分比升高，空泡样变加重，润盘变直，纤维化更加明显，凋亡细胞增多［7］。

    本文结果显示，常规超声心动图监测中，无1例出现左心室收缩指标的异常，但是有34例放疗病人出现一项或多项左心室舒张功能指标异常(E/A<1、DT或IVRT延长)，12例病人放疗后出现一项或多项右心室舒张功能指标异常(E′/A′<1、DT′延长)，且均以放疗联合蒽环类化疗组改变最为多见。提示左右心室主动松弛功能可能受损，这可能由于心肌组织及心内膜在放射线作用下出现细胞萎缩、纤维化、脂肪样变甚至不同程度坏死而导致心肌顺应性下降所致。综合国内外和本研究结果表明，心脏的收缩功能指标LVEF和FS并不是监测放疗早期心脏损害的敏感指标，只有当心肌严重受损或心脏整体功能受损时，才会出现左心室收缩功能的异常改变或形态结构的改变，如心室壁变薄或心室腔扩大等，而放疗后心脏舒张功能比收缩功能更易受到影响。但是，值得注意的是舒张功能指标E/A还会受心率、心脏前后负荷、左心室流入道取样容积的位置、年龄等多种因素的影响［8，9］。因此，用舒张功能指标来评价放疗致心脏损害时要排除上述因素。

    此外，本研究中有2例病人在放疗后出现肺动脉高压，其发生原因可能为：①三尖瓣反流加重右心室前负荷；②肺动脉各级分支在放疗作用下发生血管壁增厚、纤维化；③继发血管活性物质如前列环素、血栓素A2、内皮素1、一氧化氮及血管内皮生长因子等释放异常。

 综合国内外文献和本研究结果，我们认为常规超声心动图可用于评价放疗所致的心脏结构、功能和血流动力学状态异常。但在监测放疗致早期心脏功能损害方面并不是敏感指标，只有当心肌严重受损或心脏整体功能受损时，才会出现左心室收缩功能指标LVEF的异常改变，而胸部放疗后心脏舒张功能比收缩功能更易受到影响。此外，放疗联合化疗尤其是蒽环类化疗剂对心脏损害的叠加作用值得临床重视。

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