三维斑点追踪成像评价亚临床甲状腺功能减退女性治疗前后左心室整体收缩功能

孙秀云 SUN Xiuyun

孙志丹1 SUN Zhidan

张 旭2 ZHANG Xu

郭英男1 GUO Yingnan

三维斑点追踪成像评价亚临床甲状腺功能减退女性治疗前后左心室整体收缩功能

孙秀云1SUN Xiuyun

孙志丹1SUN Zhidan

张 旭2ZHANG Xu

郭英男1GUO Yingnan

作者单位
1. 辽宁医学院附属第一医院超声科 辽宁
锦州 121001
2. 锦州石化医院超声科 辽宁锦州 121001

目的 应用三维斑点追踪成像（3D-STI）技术评价亚临床甲状腺功能减退（SHT）女性患者行左旋甲状腺激素治疗前后左心室整体收缩功能的改变。资料与方法收集研究组32例SHT女性患者及对照组40例健康女性志愿者，研究组给予左旋甲状腺激素治疗，待甲状腺功能达到正常状态后随访1年；两组均行血生化检查、常规超声心动图检查和3D-STI检查，比较两组左心室舒张末期内径（LVEDd）、左心室收缩末期内径（LVEDs）、室间隔舒张末期厚度（IVSd）、左心室后壁舒张末期厚度（LVPWd）、左心房内径（LAD）、二尖瓣口舒张期血流频谱A峰值、左心室舒张末期容积（LVEDV）、左心室收缩末期容积（LVESV）、左心室射血分数（LVEF），分析三维左心室整体纵向应变（GLS）、整体圆周应变（GCS）、整体径向应变（GRS）及整体面积应变（GAS）参数以及促甲状腺激素（TSH）水平与各参数的相关性。结果 治疗前研究组IVSd、LVPWd较对照组增加（t=3.30、3.64，P＜0.05），研究组治疗前二尖瓣口舒张期血流频谱E峰速度及E/A均小于对照组及研究组治疗后（t=13.55、13.85、3.19、2.93，P＜0.05）。研究组治疗前左心室GLS、GCS、GRS及GAS显著低于对照组（t=8.60、11.95、9.78、5.92，P＜0.05）。研究组治疗后左心室GLS、GCS、GRS及GAS均高于治疗前（t=6.91、9.41、6.46、4.31，P＜0.05）。TSH 水平与E/A 比值、E 呈负相关（r= －0.39、－0.42，P＜0.05）；TSH 水平与GLS、GCS、GRS 及GAS 呈负相关（r=－0.38、－0.56、－0.33、－0.41，P＜0.05）。结论利用3D-STI可以较好地评价SHT女性患者左旋甲状腺激素治疗前后左心室整体收缩功能变化。

甲状腺功能减退症；超声心动描记术，三维；斑点追踪成像；心室功能，左；心肌收缩；女（雌）性

亚临床甲状腺功能减退（subclinical hypothyroidism，SHT）是促甲状腺激素（thyroid stimulating hormone，TSH）水平升高（＞4.5 mU/L），但血浆游离甲状腺素（free thyroxine，FT4）及游离三碘甲腺原氨酸（free triiodothyronine，FT3）水平均处于正常范围的一种隐性内分泌疾病。该病呈全球流行趋势，发病人数逐年增加，且好发于女性。患者心肌内有丰富的甲状腺激素受体，因此，其对激素水平的波动极其敏感，SHT可加速心肌重构，导致心血管病变[1]。然而，正确的左旋甲状腺激素替代治疗可逆转由SHT引起的心肌收缩功能损伤[2]。三维斑点追踪成像（three-dimensional speckle tracking imaging，3D-STI）可以快捷、准确地评估左心室收缩功能早期的变化。本研究采用3D-STI技术评价SHT女性患者左旋甲状腺激素治疗前后左心室的功能状态，以早期发现无症状心功能不全并评价治疗后心功能的改变，为临床及时诊治提供早期有效的帮助，进而改善患者的生存质量。

1 资料与方法

1.1 研究对象 收集2013年2月—2014年3月辽宁医学院附属第一医院的32例SHT女性患者作为研究组，平均年龄（35.6±8.5）岁，诊断SHT的标准：TSH＞4.50 mU/L；FT3：3.1～6.8 pmol/L；FT4：9.03～22.00 pmol/L。同期选取40例健康女性志愿者作为对照组，平均年龄（36.8±9.4）岁。所有患者既往均无高血压、心肌梗死、心房颤动、心脏衰竭、先天性心脏病、瓣膜疾病等心脏疾病，并排除肥胖（体重指数≥30 kg/m2）、呼吸系统疾病、肿瘤疾病、肝硬化、肾衰竭、睡眠障碍及2型糖尿病者；剔除其中图相差、不愿意接受治疗及配合者。本研究经本院伦理委员会批准，患者均知情同意。

1.2 治疗方法 研究组接受左旋甲状腺素替代治疗，从25 μg/d剂量开始，每6～8周测定TSH进行剂量调整，待达到正常甲状腺状态后以维持剂量治疗1年。所有研究对象均进行血生化检查。

1.3 超声检查 采用GE Vivid E9彩色多普勒超声诊断仪，M5S探头，频率1.5～4.3 MHz；4V-D探头，频率1.5～4.0 MHz；四维自动左心室定量分析（4D Auto LVQ）软件包。受检者取左侧卧位，连接心电图，在平静呼吸状态下将探头置于心尖四腔心切面，调整深度、扇角、增益、帧频等条件至最佳成像，嘱受检者配合屏住呼吸，采集标准心尖四腔切面的连续5个心动周期的实时三维的图像并存储。运用超声心动图测量左心室舒张末期内径（left ventricular enddiastolic diameter，LVEDd）、左心室收缩末期内径（left ventricular end-systolic diameter，LVEDs）、室间隔舒张末期厚度（interventricular septal depth，IVSd）、左心室后壁舒张末期厚度（left ventricular posterior wall depth，LVPWd）、左心房内径（left atrial diameter，LAD）、二尖瓣口舒张期血流频谱E峰、A峰值速度。

1.4 图像分析 打开三维图像并开启“4D AUTO LVQ”分析软件，在四腔清晰切面的舒张末期、收缩末期各取2点（二尖瓣环中点的心内膜点及心尖内膜面点），软件自动形成并追踪心内膜边界，或对心内膜进行手动调整。运行程序后软件自动计算左心室舒张末期容积（left ventricular end-diastolic volume，LVEDV）、左心室收缩末期容积（left ventricular end-systolic volume，LVESV）、左心室射血分数（left ventricular ejection fraction，LVEF）及左心室整体的纵向收缩应变（global longitudinal strain，GLS)、圆周收缩应变（global circumferential strain，GCS）、径向收缩应变（global radial strain，GRS）、面积收缩应变（global area strain，GAS），并获得左心室各整体收缩期时的峰值应变曲线。4种应变指标的正负反映运动方向，绝对值反映心肌运动幅度。

1.5 重复性检验 治疗前后从研究组随机抽取10例、从对照组随机抽取15例的超声图像，每次分别由1名超声科主治医师及1名超声科住院医师独自测量上述各指标，1周后随机选取1名医师重复测量上述各指标。以信度系数＞0.8为一致性良好。

1.6 统计学方法 采用SPSS 17. 0软件，计量资料均进行正态分布及方差齐性检验，若两者检验均符合，则组间一般资料、血生化检查、超声心动图参数比较采用Dunnett-t检验；相关分析采用Spearman相关和偏相关分析，P＜0.05表示差异有统计学意义。

2 结果

2.1 两组一般资料及血生化检查比较 研究组年龄、心率、血压、体重指数、FT3、FT4、三酰甘油及高密度脂蛋白胆固醇与对照组比较，差异均无统计学意义（P＞0.05）。治疗前，研究组TSH水平、总胆固醇和低密度脂蛋白胆固醇高于对照组（t=7.06、2.30、6.21，P＜0.05）。治疗后，研究组TSH水平低于治疗前（t=12.97，P＜0.05），总胆固醇和低密度脂蛋白胆固醇低于治疗前，但差异无统计学意义（P＞0.05）。见表1。

2.2 两组超声心动图参数比较 与对照组及治疗后研究组比较，治疗前研究组LAD、LVEDd、LVEDs、LVEDV、LVESV、LVEF及二尖瓣口舒张期血流频谱A峰值速度差异均无统计学意义（P＞0.05）；治疗前研究组的IVSd、LVPWd较对照组增加（t=3.30、3.64，P＜0.05），但与本组治疗后比较差异无统计学意义（P＞0.05）；与对照组及研究组治疗后比较，研究组治疗前二尖瓣口舒张期血流频谱E峰速度及E/A均减小（t=13.55、13.85、3.19、2.93，P＜0.05）。见表2。

表1 两组一般资料及血生化检查比较

表2 两组超声心动图参数比较

2.3 两组3D-STI技术应变参数比较 治疗前，研究组左心室GLS、GCS、GRS及GAS明显低于对照组（t=8.60、11.95、9.78、5.92，P＜0.05）；治疗后，研究组左心室GLS、GCS、GRS及GAS均高于治疗前（t=6.91、9.41、6.46、4.31，P＜0.05）。见图1及表3。

2.4 相关性分析 TSH水平与E/A比值、E呈负相关（r=－0.39、－0.42，P＜0.05）；TSH水平与GLS、GCS、GRS及GAS呈负相关（r=－0.38、－0.56、－0.33、－0.41，P＜0.05）。TSH水平与LVEF、IVSd、LVPWd无直线相关关系（r=－0.054、0.076、0.047，P＞0.05）。

2.5 重复性检验结果 观察者自身的信度系数是0.914～0.965（P＜0.05），观察者之间的信度系数为0.842～0.939（P＜0.05）。

图1 SHT患者4个应变曲线。A～D分别为GLS、GCS、GRS、GAS曲线

表3 两组3D-STI技术应变参数比较 （%）

3 讨论

SHT是较为常见的代谢紊乱综合征，其好发于女性并与卵巢的排卵功能减退和不育症有关[3]。SHT可导致左心室收缩及舒张功能轻度损伤[4,7-10]，因此，早期正确地评估SHT患者左心室的功能改变具有重要的临床意义。3D-STI技术作为新近发展起来的一种影像学技术，以实时三维超声心动图及斑点追踪技术为基础，能追踪心肌多个方向的运动，且不受心肌各方向运动的限制，可准确、客观地追踪心肌的运动轨迹[5]，可定量评价患者行激素治疗前后左心室局部及整体心功能的改变情况，比常规超声心动图能更精确地反映心肌的变化，而且与传统超声具有一致性[6-7]，为发现早期心脏局部和整体收缩功能变化提供了较为准确的方法。

本研究结果显示，治疗前研究组左心室GLS、GCS、GRS及GAS显著低于对照组，治疗后研究组左心室GLS、GCS、GRS及GAS高于治疗前，表明在LVEF正常时，SHT对左心室各个方向上的运动已造成了损害；而在以往采用二维斑点追踪成像技术评价SHT患者左心室功能改变的研究中只发现了GLS的损害[9,11]，说明3D-STI技术对评估左心室收缩功能早期的变化具有较好的敏感性及准确性。其心肌受损的可能机制是：SHT可以影响肌浆网内的钙循环，减少收缩蛋白的表达，降低酶的活性，改变肌细胞膜的功能[12]；SHT可以引起的慢性炎症[13]和组织变化（如脱水、胶原蛋白的改变、心肌纤维化等）；SHT可通过激活交感神经系统、肾素-血管紧张素-醛固酮系统及增加血管阻力引起血流动力学及结构改变[14]；另外SHT患者血脂增高可使心肌发生缺血、缺氧的易损性增加，进一步造成心肌损伤。然而这种心功能异常可经过左旋甲状腺素治疗得到一定的改善，可能与上述机制得到改善有关。

本研究结果显示，与对照组及治疗后研究组比较，治疗前研究组二尖瓣口舒张期血流频谱E峰速度及E/A均减小，表明SHT患者左心室舒张功能受损，应用左旋甲状腺激素治疗后其功能明显改善，这与Shatynska-Mytsyk等[8]、Meena等[10]的研究结果一致。治疗前研究组的IVSd、LVPWd较对照组增加，但与治疗后相比无显著差异，即左旋甲状腺素治疗后结构性心脏损害无明显改善，说明实现这种改进可能需要长时间的治疗。治疗前研究组总胆固醇和低密度脂蛋白胆固醇水平相比对照组升高，治疗后研究组总胆固醇和低密度脂蛋白胆固醇水平较治疗前减低，但差异无统计学意义，可能与左旋甲状腺素治疗并不能使所有高血脂的SHT患者的血脂降低有关[3]。

本研究的局限性：本研究仅选取了女性患者作为研究对象，限制了研究结果。尽管3D-STI技术可以完全跟踪斑点空间的运动位置，但由于其对图像质量要求高，目前仅用于科学研究。本研究搜集的病例数相对较少，且未进行长期治疗及追踪随访，因此尚需大样本、长时间治疗及随访验证。

总之，应用3D-STI技术能能准确、客观地发现SHT女性患者的左心室整体收缩功能微妙可逆性的变化；SHT患者行激素治疗1年后其心脏功能得到改善[15]，但左心室结构的改变不能完全恢复。

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（本文编辑 冯 婕）

Assessment of Left Ventricular Global Systolic Function Using Three-dimensional Speckle Tracking Imaging in Female Patients with Subclinical Hypothyroidism Before and After Treatment

Purpose To assess the left ventricular global systolic function changes using three-dimensional speckle tracking imaging (3D-STI) in female patients with subclinical hypothyroidism (SHT) undergoing L-thyroxine treatment. Materials and Methods Thirty-eight female patients with SHT and 40 healthy female volunteers of the same age (control group) were selected, all the SHT patients received L-thyroxine therapy and were followed for 1 year after euthyroid status was achieved; all the participants underwent blood biochemical examinations, complete conventional echocardiographic and 3D-STI examinations, left ventricular end-diastolic diameter (LVEDd), left ventricular end-systolic diameter (LVEDs), interventricular septal depth (IVSd), left ventricular posterior wall depth (LVPWd), left atrial diameter (LAD), diastolic mitral flow spectrum of A peak, left ventricular end-diastolic volume (LVEDV), left ventricular end-systolic volume (LVESV), and left ventricular ejection fraction (LVEF) of the two groups were compared, and the correlation of parameters of three dimensional left ventricular global longitudinal strain (GLS), global circumferential strain (GCS), global radial strain (GRS), global area strain (GAS), and thyroid stimulating hormone (TSH) with each parameter was analyzed. Results IVSd and LVPWd in the study group were higher than those of the control group (t=3.30 and 3.64, P＜0.05). Compared with the control group, GLS, GCS, GRS and GAS of left ventricular of SHT patients in the study group were significantly lower (t=8.60, 11.95, 9.78 and 5.92, P＜0.05) before treatment. GLS, GCS, GRS and GAS of SHT patients improved after L-thyroxine therapy, and the difference was statistically significant (t=6.91, 9.41, 6.46 and 4.31, P＜0.05).TSH level was negatively correlated with E/A ratio and E (r=－0.39 and －0.42, P＜0.05), and also negatively correlated with GLS, GCS, GRS and GAS (r=－0.38, －0.56, －0.33 and －0.41, P＜0.05). Conclusion Left ventricular global systolic function changes of SHT patients before and after L-thyroxine treatment can be evaluated properly using 3D-STI.

Hypothyroidism; Echocardiography, three-dimensional; Speckle tracking imaging; Ventricular function, left; Myocardial contraction; Female

10.3969/j.issn.1005-5185.2015.06.011

孙志丹

Department of Ultrasound, the First Affiliated Hospital of Liaoning Medical University, Jinzhou 121001, China

Address Correspondence to: SUN Zhidan

E-mail: szdpost@sina.com

R445.1；R541；R581.2

2015-04-04

修回日期：2015-05-29

中国医学影像学杂志

2015年 第23卷 第6期：444-448

Chinese Journal of Medical Imaging

2015 Volume 23(6): 444-448