斑点追踪技术联合心肌纤维化指标对放射性心脏损伤机制的初探

作     者：王童童 

作者单位：吉林大学 

学位级别：硕士

导师姓名：吕冬梅

授予年度：2023年

学科分类：0831[工学-生物医学工程（可授工学、理学、医学学位）] 08[工学] 

主      题：斑点追踪技术 放射性心肌损伤 心肌纤维化 结缔组织生长因子CTGF 组织生长因子TGF-β1 

摘      要：目的:应用二维斑点追踪技术(two-dimensional speckle tracking imaging,2D-STI)评估胸部恶性肿瘤患者放射治疗后的心肌应变能力,对照患者血清中细胞因子CTGF和TGF-β的含量,以此来探讨放射性心脏损伤的机制及放射性心肌纤维化与心功能降低的关系。方法:选择于2021年12月至2022年12月首次在我院放射诊疗科进行胸部放疗的恶性肿瘤患者40例,经过筛选后,最终将符合入组条件的患者30例作为放疗组,分别在放疗前一天(T0)、放疗疗程结束时(T1)、放疗疗程结束后三个月(T2)采集受试者静脉血并离心,使用酶联免疫吸附测定法(ELISA)测定三个时间点患者血清中结缔组织生长因子(connective tissue growth factor,CTGF)、组织生长因子β(tissue growth factor-β,TGF-β)的含量;同时,分别在T0、T1、T2时段对入组病人开展常规超声心动图检测,在标准切面下获得了以下清晰的二维图像及各参数,主要包括:升主动脉内径(aorta,AO)、左房收缩末期内径(Left atrial,LA)、右室舒张末期内径(right ventricle,RV)、舒张末期室间隔厚度(interventricular septal thickness at diastole,IVSd)、左室舒张末期内径(left ventricular internal diastolic dimension,LVIDd)、舒张末期左室后壁厚度(left ventricular posterior wall dimensions,LVPWd);利用Simpson双平面法测定左室射血分数(left ventricular ejection fraction,LVEF);频谱多普勒测定舒张早期二尖瓣口最大血流速度(E峰)、舒张晚期二尖瓣口最大血流速度(A峰)、E/A值、舒张早期二尖瓣环间隔侧和侧壁侧最大峰值速率e′和E/e′值。同时还需记录3—5个心动周期的二尖瓣短轴切面、乳头肌短轴切面、心尖短轴切面、心尖二腔心、心尖三腔心、心尖四腔心切面的动态图像,以便使用Qlab13.0版本软件中的CMQ程序测定放疗前(T0)、放疗疗程结束时(T1)、放疗疗程结束后三个月(T2)的左心室在收缩期的整体纵向应变(global longitudinal strain,GLS)、圆周应变(global circumferential strain,GCS)和径向应变(global radial strain,GRS)。此外,本研究还选择了同期到医院进行健康体检的同年龄层正常人共30例作为对照组(T),行上述相同的检查。使用SPSS 27.0软件对所有数据进行统计学数据分析;计算左心室整体收缩期纵向应变的变化率(ΔGLS);最后,通过Pearson相关性分析的方法,分析ΔGLS、MHD、V5、V30与放疗后患者血清中CTGF、TGF-β含量的关系。结果:1、放疗组放疗前(T0)患者的性别、年龄、身高、体重等一般临床资料数据与对照组(T)相比,均无明显统计学差异(P0.05)。2、放疗组患者放疗前(T0)的常规超声心动图参数和应变参数与对照组(T)相比,均无统计学差异(P0.05)。3、放疗疗程结束时(T1)和放疗结束后3个月(T2)的常规超声心动图参数AO、LA、RVIDd、IVSd、LVIDd、E峰、A峰、E/A值、间隔侧e、侧壁侧e′、E/e′、LVEF等与放疗前基线(T0)相比无统计学差异(P0.05)。随着时间进展,LVEF虽有逐渐减少的倾向,但仍在正常范围内。4、放疗结束时(T1)和放疗结束后3个月(T2)的GLS与放疗前基线(T0)相比显著降低(P0.05)。放疗结束后3个月(T2)的GLS与放疗结束时(T1)相比,GLS也显著降低(P0.05)。5、放疗前(T0)患者血清中TGF-β及CTGF的含量(pg/ml)与对照组(T)相比均无明显统计学差异(P0.05);放疗疗程结束时(T1)及放疗疗程结束后3个月(T2)患者血清中TGF-β及CTGF的含量(pg/ml)与放疗前(T0)的基线水平的相比均升高,差别均有统计学意义(P5Gy、30Gy时的心脏受照射的体积占心脏总体积的百分比与放疗结束后3个月时患者血清中CTGF、TGF-β的含量间也存在正相关关系(r值分别为0.606、0.637、0.753、0.687,均P0.05)。结论:1、二维斑点追踪技术可以更敏感地反映胸部恶性肿瘤患者放疗后亚临床期左室心肌功能的改变。2、胸部肿瘤患者接受放疗后,左室心肌GLS的绝对值随放疗时间延长而逐渐降低。3、在放射治疗的早期,患者血清中心肌纤维化指标CTGF、TGF-β1的含量在放疗后明显增加,且随着放疗时间延长而逐渐升高。4、心肌损害可能与局部受照射的剂量相关,左室心肌ΔGLS、MHD、V5、V30与心肌纤维化指标CTGF、TGF-β1含量(pg/ml)的升高具有显著的正相关性,早期检出这种损害并给予针对性保护和治疗对患者远期预后及生存质量具有重要意义。