三维斑点追踪成像技术评价尿毒症腹膜透析患者右心室功能的价值

罗莉，陈建昌， 朱静，冯胜，高岚，徐怡，吴燕妮，薛咏霞

(苏州大学附属第二医院，江苏苏州 215004)



三维斑点追踪成像技术评价尿毒症腹膜透析患者右心室功能的价值

罗莉，陈建昌， 朱静，冯胜，高岚，徐怡，吴燕妮，薛咏霞

(苏州大学附属第二医院，江苏苏州 215004)

摘要：目的探讨三维斑点追踪技术评价尿毒症腹膜透析患者右心室功能的价值。方法选取腹膜透析患者35例(透析组)及同期健康体检者26例(对照组)。采用常规二维超声测算对照组、透析组透析前和透析3~6个月(透析后)左心室舒张期末内径(LVIDd)、左心室收缩期末内径(LVISd)、室间隔厚度(IVSd)、左心室射血分数(LVEF)、舒张期右心室基底部内径(basal RVd)、右心室面积变化分数(RVFAC)和肺动脉收缩压(PASP)；三维斑点追踪成像技术测算右心室整体纵向收缩期峰值应变(RVGLS)、右心室整体圆周收缩期峰值应变(RVGCS)、右心室整体径向收缩期峰值应变(RVGRS)、右心室整体面积收缩期峰值应变(RVGAS)、右心室收缩期末容积(RVESV)、右心室舒张期末期容积(RVEDV)及右心室射血分数(RVEF)。结果常规二维超声测算结果：与对照组比较，透析组透析前LVIDd、LVISd、IVSd、PASP升高(P<0.05或<0.01)，LVEF及右心室大小无明显变化(P均>0.05)；透析组透析前后比较，以上指标比较差异无统计学意义(P均>0.05)。三维斑点追踪成像技术测算结果：与对照组比较，透析组透析前RVGLS、RVGAS、RVGCS、RVGRS绝对值明显降低(P均<0.05)，RVEDV、RVESV明显升高(P均<0.05)，RVEF无明显变化(P>0.05)；与透析组透析前比较，透析后RVEDV、RVESV明显减小(P均<0.05)，RVGLS绝对值明显升高(P<0.05)。结论应用三维斑点追踪成像技术可发现尿毒症患者在RVEF正常时就已经出现右心室RVGLS、RVGRS、RVGCS、RVGAS的显著降低，及RVEDV、RVESV的显著增大；RVGLS可作为尿毒症患者腹膜透析右心室功能早期改善的一项重要指标。

关键词：腹膜透析；右心室功能；三维斑点追踪成像；尿毒症

心血管疾病是尿毒症腹膜透析患者最常见的死亡原因[1]。尿毒症患者透析前心脏病变已经存在，主要表现为心肌重构和心功能减退，既往对尿毒症长期腹膜透析患者左心室功能改变的研究较多[2]，对其右心功能改变的研究较少。右心系统形态特殊，心脏磁共振目前被认为是右心功能评价的金标准，但其检查时间长且数据获取复杂。二维超声心动图对右心功能的评估存在一定局限，实时三维超声心动图可实时显示右心室三维形态结构并对其功能相关数据进行分析。三维斑点追踪成像技术是在实时三维超声技术及二维斑点追踪技术基础上发展起来的新技术，能更准确地反映心肌的运动和功能，且与心脏磁共振检查结果有很好的一致性[3]。本研究探讨三维斑点追踪成像技术评价尿毒症患者腹膜透析患者右心室功能变化的价值。

1资料与方法

1.1临床资料研究对象为2014年5~9月我院收治的35例尿毒症腹膜透析患者(透析组)，男20例、女15例，年龄(52±16)岁，原发病为慢性肾小球肾炎12例、糖尿病肾病7例、高血压肾损害6例、梗阻性肾病4例、多囊肾2例、肾结石2例、原因不明2例。纳入标准：尿毒症患者经常规心脏超声检查，左室射血分数(LVEF)>50%，右室射血分数(RVEF)>35%。排除标准：慢性阻塞性肺疾病、间质性肺病、结缔组织疾病、慢性血栓栓塞性疾病、左向右分流先天性心脏病、原发性肺动脉高压、肺动脉狭窄、右室流出道梗阻、右室安置起博器、右室心肌梗死、三尖瓣器质性病变及原发性心肌病等其他可能引起右心室功能不全的因素。选择同期健康体检者26例(对照组)，男14例、女12例，年龄(53±16)岁，经体检、心电图、胸片、尿常规、生化及超声心动图检查均正常。两组性别、年龄具有可比性。 透析组均入院行腹膜透析评估(慢性肾功能不全尿毒症期患者，无腹膜透析相关禁忌证)，行腹透管置入术。采用Y型管透析及百特透析液(葡萄糖透析液，浓度为1.5%或2.5%)，每天透析液交换3~5次，每次腹腔保留透析液2 000 mL，根据患者情况予服用钙剂、控制血压及改善贫血等治疗。

1.2右心功能检查

1.2.1经胸超声心动图检查对照组与透析组透析前、透析3~6个月(透析后)采用GE Vivid E9型超声心动图仪，二维探头(M5S)频率1.7~3.3 MHz，三维探头(4 V)频率1.7~3.3 MHz，帧频25~40帧/s，配有EchoPAC工作站，行经胸超声显像。常规二维超声检查测定左心室舒张期内径(LVIDd)、左心室收缩期内径(LVISd)、室间隔厚度(IVSd)，Simpson法测左心室射血分数(LVEF)、舒张期右心室基底部内径(basal RVd)、右心室面积变化分数(RVFAC)；根据Bernoulli[4]公式计算肺动脉收缩压(PASP)。将探头切换至4 V，设定帧频为心率的40%左右，从心尖四腔获得清晰的二维图像，将右心室置于图像中央，启动“4D”成像键，采集连续3个心动周期金字塔的动态三维右心室模型，将所有图形拷贝至DVD光盘中。

1.2.2三维图像分析将储存的图像于EchoPAC工作站中进行分析。将右心室三维状态下启动4D LVQ键，图像自动转换至右心室心尖四腔观、大动脉短轴观、心尖两腔观及3个水平的右心室短轴切面。手动定位三尖瓣环中点及右心室心尖部，程序以心电图R波顶点为舒张末期、T波终点为收缩末期自动勾画右心室内外膜曲线，手动调节曲线，使之与室壁厚度一致。运行程序自动计算出右心室整体纵向收缩期峰值应变(RVGLS)、右心室整体圆周收缩期峰值应变(RVGCS)、右心室整体径向收缩期峰值应变(RVGRS)，右心室整体面积收缩期峰值应变(RVGAS)，右心室收缩期末容积(RVESV)，右心室舒张期末期容积(RVEDV)及右心室射血分数(RVEF)。

2结果

2.1常规二维超声心动图测量结果与对照组比较，透析组腹膜透析前LVIDd、LVISd、IVSd、PASP明显升高(P<0.05或<0.01)，LVEF、RVFAC、basal RVd无明显变化(P均>0.05)；透析组透析前后以上指标比较差异均无统计学意义(P均>0.05)；见表1。

表1　两组常规二维超声心电图测量结果比较±s)

注：与对照组比较，*P<0.05，△P<0.01。

2.2三维斑点追踪成像技术测量结果与对照组比较，透析组RVGLS、RVGAS、RVGCS、RVGRS绝对值明显减低(P均<0.05)，RVEDV、RVESV明显增大(P均<0.05)，而RVEF无明显变化；与透析组透析前比较，透析组透析后RVEDV、RVESV明显减小(P均<0.05)，RVGLS绝对值明显增高(P<0.05)，RVEF、RVGAS、RVGCS、RVGRS无明显变化(P均>0.05)；见表2、图1。

表2　两组三维斑点追踪技术测量结果比较±s)

注：与对照组比较，*P<0.05，△P<0.01；与同组透析前比较，#P<0.05，▲P<0.01。

注：A为透析前；B为透析后。

图1透析组透析前后RVGLS变化

3讨论

右心室腔几何形态复杂。尿毒症患者体内容量负荷较重，在未行腹膜透析治疗时体循环容量超负荷，在长期高容量负荷状态下，致右心室前负荷过重，而右心室相对左心室壁心肌较薄，协调性及代偿能力较差，当超过右心室代偿能力时，舒张期的右心室壁应力增大，引起增生的心肌肌节串联排列为主，导致心肌细胞增长，右心腔明显扩大，以适应增大的容量负荷，右心室形态及功能发生改变[5]。透析前尿素症患者体内毒素已经使心肌变性、坏死、纤维化而出现心肌病变，水钠潴留等引起的高容量负荷心脏的前负荷增加，导致右心室扩张[6]。本研究腹膜透析后出现右心室容积迅速缩小，右心室几何构型也随之发生改变，其原因可能为于腹膜透析使患者体质量恢复干体质量，水钠潴留明显减轻，过多的体液被移除体外，心脏前负荷及耗氧量降低。

由三维斑点追踪技术所得出的右心室应变，是直接测量心肌的变形能力所得，能较好地反映主动形变特征，且不受周围组织牵拉和心脏整体运动的影响，因而能真正反映室壁运动速度和速度差异[7]。正常心肌同一部位的变形能力是相似的，一旦右心室局部应变和应变率减低说明局部收缩功能受损。尿毒症患者腹膜透析前RVGLS、RVGAS、RVGCS、RVGRS即明显减低，说明其存在早期右心室损害。本研究透析组透析后二维超声检查左心室、右心室功能均无明显改变。三维斑点追踪成像技术测定结果提示早期腹膜透析治疗后RVGLS有明显改善，右心室心肌主要由纵行方向的浅层螺旋状肌肉为主，收缩期右心室在浅层肌纤维牵拉下心底部移向心尖部并靠向室间隔，同时在室间隔协同下将右心室的血液挤向肺循环，因此评价右心室整体功能时，主要是评价纵向整体功能[8]。

尿毒症患者右心室纵向心肌收缩形变应变率减低的原因考虑如下：①尿毒症患者由于贫血、冠状动脉粥样硬化、电解质紊乱、钙磷代谢异常，血液中的各种毒素加重心肌损害，引起右心室心肌结构的变化，从而导致心肌的应变能力受损，影响右心室收缩功能[9]。②肺动脉压力增高时，肺血管阻力进行性升高，导致右心室后负荷增加，继而引起右心室心肌细胞肥大，室壁肥厚，右心室心肌需氧量增加，相对供血不足；同时右心室顺应性下降，右心室舒张末压升高而导致右心室扩张[10]。右心室壁以纵行方向的浅层螺旋状肌纤维为主，克服后负荷主要依靠该肌收缩完成，故更容易受到损害。早期腹膜透析无论从毒素、容量等方便均可迅速减轻此类因素作用于右心室，3~6个月腹膜透析后长轴应变率有明显改善，经腹膜透析后患者心肌对应力负荷的反应速度增加，心肌的变形能力增强，早期腹膜透析可明显改善尿毒症患者右心室长轴应变率，改善尿毒症患者右心室功能。

本研究发现，尿毒症患者透析前肺动脉压较正常对照组明显升高，而透析前后肺动脉压力大小无明显改变，说明透析前后右心室后负荷对右心室影响较小，而对容量负荷影响较大，再行短期腹膜透析后尿毒症患者的RVGLS较透析前出现明显改善，我们既往研究提示长期腹膜透析的尿毒症患者较正常人RVGLS出现明显降低[11]，而没有对比腹膜透析前后出现的改变，本文对尿毒症患者腹膜透析前后进行右心室功能的对比，更能说明腹膜透析对于尿毒症患者右心室功能的影响。分析本研究结果可得出RVGLS受容量影响较大，对容量负荷变化较为敏感，或许可作为尿毒症患者是否充分透析的一项评价指标。本研究没有继续追踪腹膜透析患者心功能变化随着腹膜透析进行后心功能变化情况，也是本研究不足之处。

总之，三维斑点追踪成像技术可发现尿毒症患者未行腹膜透析治疗前，RVEF保留时，已经出现RVGLS、RVGRS、RVGCS及RVGAS的显著降低，及RVEDV、RVESV的显著增大。经早期3~6个月的腹膜透析后右心室容积明显减小，RVGLS在透析后短期呈显著改善，RVGLS可作为尿毒症患者腹膜透析右心室功能早期改善的一项重要指标。

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Application of 3-dimensional speckle tracking imaging in assessing right ventricular function of uremia patients undergoing peritoneal dialysis

LUOLi,CHENJianchang,ZHUJing,FENGSheng,GAOLan,XUYi,WUYanni,XUEYongxia

(TheSecondAffiliatedHospitalofSoochowUniversity,Suzhou215004,China)

Abstract:ObjectiveTo investigate the value of three-dimensional speckle tracking imaging (3D-STI) in evaluating the right ventricular (RV) function of uremia patients undergoing peritoneal dialysis (PD). MethodsThirty-five uremia patients undergoing PD (PD group) and 26 healthy subjects (control group) were enrolled. Left ventricular end-diastolic inner diameter (LVIDd), left ventricular end-systolic inner diameter (LVISd), interventricular septum thickness (IVSd), left ventricular ejection fraction (LVEF), right ventricular diastolic inner diameter of the base (basal RVd), right ventricular fractional area change (RVFAC) and pulmonary artery systolic pressure (PASP) were recorded by conventional ultrasound in the PD group and the control group before dialysis and 3-6 months after dialysis. The right ventricular global longitudinal peak systolic strain (RVGLS), right ventricular global circumferential peak systolic strain (RVGCS), right ventricular global radial peak systolic strain (RVGRS), right ventricular global area peak systolic strain (RVGAS), right ventricular end systolic volume (RVESV), right ventricular end diastolic volume (RVEDV) and right ventricular ejection fraction (RVEF) were measured by 3D-STI. ResultsConventional ultrasound measurements: compared with the control group, LVIDd, LVISd, IVSd and PASP increased in the PD group before dialysis (P<0.05 or P<0.01); LVEF and the volume of right ventricle had no significant changes (all P>0.05); the above indexes of the PD group had no significant differences before and after dialysis (all P>0.05). Three-dimensional speckle tracking calculation results: compared with the control group, the absolute values of RVGLS, RVGAS, RVGCS and RVGRS decreased significantly before dialysis (all P<0.05), RVEDV and RVESV increased in the PD group (all P<0.05), and we did not observed any significant difference in RVEF (P>0.05). In the PD group, RVEDV and RVESV decreased significantly (all P<0.05), and the absolute value of RVGLS increased significantly as compared with those before dialysis (P<0.05). ConclusionsThe application of 3D-STI can facilitate the early detection of decreased GLS, GRS, GCS, GAS and the increased EDV and ESV of the right ventricle in uremic patients when RVEF was normal. RVGLS can be used as an important parameter for right ventricular function improvement in uremic patients undergoing PD.

Key words:peritoneal dialysis; right ventricular function; three-dimensional speckle tracking imaging; uremia

(收稿日期：2015-10-14)

中图分类号：R459.5

文献标志码：A

文章编号：1002-266X(2016)04-0025-04

doi:10.3969/j.issn.1002-266X.2016.04.008

通信作者简介：陈建昌(1966-)，男，博士，主任医师，主要研究方向为心力衰竭的基础与临床。E-mail： chenjcsz@126.com

作者简介：第一罗莉(1989-)，女，硕士研究生，主要研究方向为心力衰竭。E-mail: 1053593863@qq.com