三维斑点追踪超声心动图对2型糖尿病患者左心室亚临床心肌损伤的评价

仇 萍姚丙南▲解婷婷韩世琴李建新徐 鹏吉越英.江苏省兴化市人民医院心内科，江苏兴化 5700；.江苏省兴化市人民医院超声科，江苏兴化 5700

三维斑点追踪超声心动图对2型糖尿病患者左心室亚临床心肌损伤的评价

仇 萍1姚丙南1▲解婷婷2韩世琴1李建新1徐 鹏1吉越英1
1.江苏省兴化市人民医院心内科，江苏兴化 225700；2.江苏省兴化市人民医院超声科，江苏兴化 225700

[摘要]目的 探讨三维斑点追踪技术对评价早期糖尿病患者左心室亚临床损伤的价值。 方法 选择血糖控制良好且无糖尿病并发症的2型糖尿病患者41例为糖尿病组，排除合并高血压以及冠心病的患者，选择年龄、性别相匹配的健康志愿者39例作为对照。留取三维左心室全容积图像，采用三维斑点追踪技术测量左心室三维纵向应变（GLS）、三维面积应变（GAS）、三维圆周应变（GCS）和三维径向应变（GRS），比较两组上述参数，分析左心室三维应变指标与HbA1c之间的相关性。 结果 糖尿病组左心室射血分数（LVEF）、心室舒张末期容积（LVEDV）与对照组比较差异无统计学意义（P＞0.05），而左心室质量显著高于对照组， 差异有统计学意义（P＜0.05）。糖尿病组|GCS|和GRS与对照组比较差异无统计学意义（P＞0.05），而|GLS|、|GAS|显著低于对照组，差异有统计学意义（P＜0.05）。相关性分析显示， |GLS| （r=-0.633， P＜0.05）、|GAS| （r=-0.451，P＜0.05）与HbA1c呈线性负相关。 结论 糖尿病早期即显示左心室收缩功能受损，三维斑点追踪技术可以敏感的检出这种亚临床改变。

[关键词]左心室亚临床损伤；2型糖尿病；三维斑点追踪技术

2型糖尿病（type 2 diabetes mellitus，2DM）患者早期左心室亚临床心肌功能的损害的检测目前仍然是挑战。有研究采用二维斑点追踪超声心动图（twodimensional speckle-tracking echocardiography，2DSTE）检测左心室纵向应变，发现对于无症状的2DM患者，表现为左心室纵向应变减低[1-3]。而新近发展的三维斑点追踪超声心动图（three-dimensional speckle-tracking echocardiography，3D-STE）对于早期检测2DM患者亚临床心肌受损的价值，目前研究较少。本研究采用3D-STE技术检测2DM患者左心室三维应变，旨在为临床早期干预提供有价值的信息。

1 资料与方法

1.1一般资料

连续选择2014年3月～2015年6月我院门诊以及住院糖尿病患者41例，其中男26例，女15例，年龄（48.8±10.1）岁。糖尿病组入选按照美国糖尿病学会[4]诊断标准，即空腹血糖≥7.0mmol/L，糖耐量试验2h血糖≥11.1mmol/L。

纳入标准：（1）窦性心律，心率范围在60～100bmp；（2）LVEF≥55%。排除标准：（1）LVEF＜55%；（2）具有显著的糖尿病并发症，如糖尿病肾病、糖尿病大血管病变、糖尿病足以及糖尿病自主神经病变等；（3）合并高血压患者；（4）冠状动脉造影、运动平板或者冠状动脉CT检查明确诊断为冠心病；（5）超声心动图检查中-重度二尖瓣和（或）主动脉瓣反流；（6）左心室厚度≥12mm和（或）左心房室扩大；（7）超声心动图图像质量欠佳并且三维斑点追踪失追踪节段数≥3的患者。

同期选择健康对照者39例作为对照组，其中男24例，女15例，年龄（47.9±9.2）岁，无高血压、冠心病、肺部急慢性疾病以及系统性疾病等，行常规体格检查、实验室检查以及心电图、常规超声心动图检查无显著异常。

1.2仪器与方法

1.2.1仪器 GE Vivid E9超声显像仪，M5S探头（频率1.7～3.3MHz）， 4V探头（频率1.7～3.3MHz）；EchoPAC PC 2014工作站，在机配置三维应变图像分析软件。

1.2.2二维超声心动图参数测量 受检者左侧卧位，同步显示心电图。首先采用M5S探头，常规测量左心室内径以及左心室室壁的厚度，脉冲多普勒取样容积置于二尖瓣下，测量左心室舒张早期二尖瓣前向血流速度（E峰），然后启动组织多普勒模式，脉冲多普勒取样容积置于二尖瓣环室间隔侧，测量左心室舒张早期二尖瓣环位移速度峰值（E峰），取其平均值，并计算E/E'。

1.2.3三维超声心动图参数的测量 更换4V探头，置于心尖部，仔细调整探头，尽可能将左室完整包括在图像范围内，获得清晰完整的心尖四腔观及两腔观的图像后，采集4个心动周期的左心室三维全容积图像存储，存储前，仔细调整深度使得图像帧频大于研究对象心率的1/3，必要时予以帧频补偿。然后进入4D Auto LVQ，软件自动生成舒张末期心尖四腔、两腔、三腔及与之垂直的左室短轴观，点击二尖瓣环中点及左室心尖的心内膜面，软件自动描绘出包含心内膜和心外膜结构的感兴趣区，必要时可进行手动调整，保证斑点追踪于心肌内。之后选择收缩末期，操作同上，软件描绘出左室心内膜及心外膜边界后，系统自动计算出三维左室舒张末期容积（left ventricular end-diastolic volume，LVEDV）、左室收缩末期容积（left ventricular endsystolic volume，LVESV）、左室射血分数（LVEF）、左室质量（LV Mass）等。之后，3D-STI系统自动追踪出描记的左室心肌三维运动信息，获得左室17个节段的应变-时间曲线及左室收缩期整体纵向应变（left ventricular longitudinal global strain，GLS）、圆周应变（left ventricular circumferential global strain，GCS）、径向应变（left ventricular radial global strain，GRS）及面积应变（left ventricular areal global strain，GAS），见图1。读取数据并记录。

图1　三维面积应变心内膜描记、应变曲线以及牛眼图

1.2.4颈动脉内中膜厚度（intima-media thickness，IMT）测量 更换L9-3高频探头，扫查双侧颈总动脉，采集双侧颈总动脉二维图像存储。开启IMT，软件自动测量 IMT，取双侧IMT平均值。

1.2.5糖化血红蛋白（glycosylated hemoglobin，HbA1C）的检测 采用美国伯乐公司生产的D-10全自动HbA1C测定仪，由我院检验科操作完成。

1.3统计学处理

表2　两组三维应变峰值比较（±s）

表2　两组三维应变峰值比较（±s）

组别　n　|GLS|（%）　|GCS|（%）　GRS（%）　|GAS|（%）2DM组　41　17.5±2.9　26.6±4.9　38.1±8.4　26.6±6.4对照组　39　21.1±44　28.3±5.6　39.3±8.9　32.1±6.9 t 4.339　1.269　0.886　3.779 P ＜0.05　　＞0.05　　＞0.05　　＜0.05

2 结果

2.1两组一般资料比较

两组在性别构成比、年龄、血压、心率、LVEDV、LVESV、LVEF比较无统计学差异；与对照组比较，2DM组LV mass、IMT以及E/E'增加。见表1。

2.2两组左心室三维应变峰值比较

糖尿病组GCS和GRS与对照组比较，差异无统计学意义（P＞0.05），而|GLS|、|GAS|显著低于对照组，差异有统计学意义（P＜0.05）。

2.32DM组GLS与HbA1C相关性分析

2DM组HbA1C为5.2%～13.4，平均（9.9±3.1）（%），|GLS|（r=-0.633，P＜0.05）、|GAS|（r=-0.451，P＜0.05）与HbA1C呈线性负相关。

3　讨论

2DM的发病率在工业化国家显著增加[5]，但是仍然有相当数量的人群没有被诊断[6-7]。心血管疾病是T2DM主要死因，而且是医疗费用支出的主要原因[8]。2DM患者高血糖导致心脏微血管病变以及心肌纤维化[9]，形态学上表现为左心室的肥厚、左心室重量的增加，功能学上表现为左心室舒张功能异常[10]，本研究入选无显著并发症的糖尿病患者，发现E/E以及左心室质量增加，与其病理结果相一致。高胰岛素血症导致转化生长因子β分泌以及成纤维祖细胞的异常分化，高血糖导致细胞外基质增加是公认的导致心肌纤维化重要机制。

随着超声诊断技术的发展，斑点追踪技术是检测心肌力学特性的敏感而准确的方法。有学者采用2D-STE研究发现[11]，对于左心室纵向应变显著减低的患者，左心室重塑显著进展，提示对于左心室收缩功能显著减低的患者，左心室形态学随着时间的推移显著变化。从而认为，左心室纵向应变对于预测2DM患者心肌重塑具有重要价值。近期研究采用2D-STE研究发现，无LVEF显著异常的2DM患者，左心室纵向心肌收缩功能减低[12-13]。因此，对于糖尿病患者，即使左心室射血分数无显著减低，而左心室纵向收缩功能显著减低。

3D-STI技术利用三维全容积成像客观追踪心肌的运动轨迹，通过纵向、圆周、径向及面积应变来全面评价左室整体收缩功能，具有二维斑点追踪无法比拟的优越性[14-15]。我们研究发现，对于无显著并发症、不合并高血压以及冠心病的早期糖尿病患者，与健康对照者比较，虽然左心室射血分数无显著减低、左心室结构无显著改变，然而左心室舒张功能减低，左心室重量增加，提示DM患者早期表现为舒张功能受损以及早期重塑。进一步研究发现，与健康对照组比较，DM患者三维|GLS|以及|GAS|减低，提示在DM早期就表现出左心室收缩功能受损。进一步进行相关研究发现，|GLS|和|GAS|的减低与HbA1C显著负相关，提示DM患者左心室纵向收缩功能受损与血糖短期控制不良存在相关关系。这与DM病理生理学机制一致。本研究结果提示2DM早期，虽未出现左室射血分数异常，但左室心内膜的心肌纵向收缩功能已开始受损，而心外膜的心肌运动尚未受到累及。三维GLS和三维GAS可能是检测2DM早期左心室收缩功能异常的敏感指标。

局限性：研究的样本量较小，三维|GLS|以及三维|GAS|的减低的影响因素以及临床特征需要大样本长期随访研究明确。

综上所述，糖尿病早期即显示左心室收缩功能的损害，三维维斑点追踪技术可以敏感检出这种亚临床改变，GLS以及GAS是敏感指标。

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[中图分类号]R445.1

[文献标识码]A

[文章编号]2095-0616（2015）23-09-04

[基金项目]江苏省科技项目（KFSN201407-05）。▲通讯作者

收稿日期：（2015-10-19）

Evaluate subclinical left ventricular myocardial damage in patients with diabetes mellitususing three-dimensional speckletracking echocardiography

QIU Ping1YAO Bingnan1XIE Tingting2HAN Shiqin1LI Jianxin1XU Peng1JI Yueying1
1.Department of Cardiology,Xinghua City People's Hospital of Jiangsu Province,Xinghua 225700，China;2.Department of Ultrasound,Xinghua City People's Hospital of Jiangsu Province,Xinghua 225700，China

[Abstract]Objective To evaluate the value of three-dimensional speckle-tracking technique in evaluating left ventricular subclinical injury in patients with early diabetes mellitus. Methods 41 patients with of type 2 diabetes mellitus with good blood glucose control and without diabetes mellitus were selected as the diabetes group,and with hypertension and coronary heart disease were excluded.39 healthy volunteers with age and sex matched as control were selected as the control group. Left ventricular total volume images were measured by three-dimensional speckle tracking technique to measure left ventricular three-dimensional longitudinal strain(GLS),three-dimensional area strain(GAS),three-dimensional circumferential strain (GCS),and three-dimensional radial strain(GRS).The above parameters were compared between the two groups.The correlation between left ventricular three-dimensional strain index and HbA1c was analyzed. Results Differences in the left ventricular ejection fraction(LVEF)and left ventricular end diastolic volume(LVEDV)of the diabetes group and the control group had no statistical significance (P＞0.05),while the left ventricular mass was significantly higher than that in the control group(P＜0.05). Differences in GRS and |GCS| of the diabetes group and the control group had no statistical significance(P＞0.05),while |GAS| and |GLS| were significantly lower than those in the control group(P＜0.05).Correlation analysis showed that |GLS| (r=-0.633, P＜0.05),|GAS| (r=-0.451,P＜0.05) was negatively correlated with HbA1c. Conclusion the early stage of diabetes mellitus shows that left ventricular systolic function is impaired, and the three-dimensional speckle-tracking technique can be sensitive to the detection of subclinical changes.

[Key words]Left ventricular subclinical injury; Type 2 diabetes mellitus;Three-dimensional speckle-tracking technology;Echocardiography