峰值应变离散度评价维持性血液透析患者左心室收缩同步性

黑晶晶，袁建军，魏常华，朱好辉，李 杨，丁 晓，谷春红

(郑州大学人民医院超声科，河南 郑州 450003)

目前慢性肾衰竭的患病率逐年增加。终末期肾病患者透析前心血管事件发生率约为30%，且心血管事件可增加患者的死亡率[1-2]，原因可能与左心室不同步有关[3]。慢性肾衰竭心源性损害缺乏特异性临床表现，故早期检出患者心功能异常具有重要意义。本研究采用基于二维斑点追踪显像(two-dimensional speckle tracking imaging， 2D-STI)技术的峰值应变离散度(peak strain dispersion， PSD)评价左心室收缩同步性，以期早期检出维持性血液透析(maintenance hemodialysis， MHD)患者的心功能异常。

1 资料与方法

1.1 一般资料 收集2016年7月—2017年5月在我院就诊的38例MHD患者(MHD组)，男25例，女13例，年龄27～70岁，平均(49.1±17.1)岁，透析时间为6～60个月，平均(21.09±13.42)月，心率(76.46±11.31)次/分，体质量指数(body mass index， BMI)(23.70±3.26)kg/，左心室射血分数(left ventricular ejection fraction， LVEF)正常(LVEF>50%)。所有MHD患者均接受前臂动静脉吻合造瘘法血液透析，且吻合口通畅，无并发症；每周透析3次，每次4～5 h；原发病均为肾脏疾病，无先天性心脏病、心脏瓣膜病或心肌病，无明显心包积液，无原发性高血压、糖尿病史；排除妊娠、哺乳期妇女，肥胖及图像不清晰者。对所有MHD患者均于透析后12～24 h行超声检查。

另选择同期年龄、性别匹配的45名健康志愿者为对照组，排除高血压、糖尿病、心脏病及肝、肾病史；男29名，女16名，年龄26～79岁，平均(46.3±16.0)岁，心率(69.64±8.61)次/分，BMI(23.17±3.07)kg/m2。本研究经医院伦理委员会批准，所有受试者均签署知情同意书。

1.2 仪器与方法 采用GE Vivid E9 dimension超声诊断仪，M5s心脏探头，频率1.7～3.3 MHz，配备EchoPAC工作站。

1.2.1 常规超声心动图检查 检查时嘱受检者左侧卧，平稳呼吸，必要时屏气。于胸骨旁左心室长轴切面测量左心室舒张末期内径(left ventricular end-systolic diameter， LVDd)、室间隔舒张末期厚度(interventricular septum thickness at end-diastolic， IVSd)、左心室后壁舒张末期厚度(left ventricular posterior wall thickness at end-diastolic， LVPWd)；采用双平面Simpson法测量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)及LVEF。全部数据均测量3次后取平均值。计算左心室质量指数(left ventricular mass index， LVMI)：LVMI=左心室质量(left ventricular mass， LVM)/体表面积(body surface area， BSA)，根据Devereux公式计算LVM：LVM=0.8×1.04[(LVDd+LVPWd+IVSd)3-LVDd3]+0.6。BSA(m2)=0.006 1×身高(cm)+0.012 8×体质量(kg)-0.152 9。

1.2.2 2D-STI检查 于心尖四腔、三腔及二腔心切面，待心内膜显示清晰后，采集连续3个心动周期的二维灰阶动态图像并存储。将动态图像导入EchoPAC工作站，选择心尖四腔心切面，于Q-Analysis/2D Strain界面，将描记点依次置于室间隔侧二尖瓣瓣环、心尖及侧壁二尖瓣瓣环心内膜处，软件自动追踪心肌运动并生成ROI，手动调整ROI，系统自动生成各节段的应变曲线图及应变值。然后以同样方法依次对心尖三腔及二腔心切面的动态图像进行分析。分析完成后，软件自动生成左心室18节段心肌纵向应变达峰时间的牛眼图，并自动计算出纵向应变达峰时间的标准差(PSD)。PSD计算公式如下：

TTPSL-segi为左心室各节段心肌纵向峰值应变达峰时间，TTPSL-avg为左心室各节段心肌纵向峰值应变达峰时间的平均值。本研究中所有图像分析由1名高年资医师完成，间隔2周后，由该医师以同样方法再次分析并计算PSD。

1.3 统计学分析 采用SPSS 22.0统计分析软件。计量资料以±s表示，两组间比较采用独立样本t检验；以Pearson相关性分析评价PSD与其他参数之间的相关性；以组内相关系数(intraclass correlation coefficient， ICC)分析观察者内测量PSD的一致性。P<0.05为差异有统计学意义。

2 结果

MHD组与对照组性别、年龄、BMI差异均无统计学意义(P均>0.05)；MHD患者的心率、收缩压、舒张压均高于对照组(P均<0.05，表1)。同一观察者测量PSD的ICC=0.815，一致性好。

MHD组LVDd、IVSd、LVPWd、LVMI、LVESV、LVEDV均高于对照组(P均<0.05)，LVEF低于对照组(P=0.014，表2)。MHD组PSD为(54.21±11.55)ms高于对照组[(35.58±14.37)ms；t=4.653，P<0.001，图1]。

MHD组PSD与LVMI、IVSd、LVPWd、LVDd、LVESV、LVEDV均呈正相关(r=0.461、0.466、0.498、0.472、0.414、0.498，P均<0.05)，与LVEF无相关性(P>0.05)。

3 讨论

血液透析能够快速降低血容量，消除水钠潴留，从而减低心肌张力，改善心肌收缩功能[4-6]，是替代治疗尿毒症患者肾脏的主要手段；但动静脉瘘及内环境周期性波动可加重MHD患者心肌损伤。导致MHD患者心肌损伤的原因较多，如高血容量使心脏前负荷增加，高血压使心脏后负荷增加，贫血及动静脉瘘可导致高动力循环；同时，体内代谢毒素、炎症因子积聚亦可加重心肌损害，最终引起心肌纤维化、左心室重构，表现为左心室壁肥厚，LVMI升高[7-8]。心肌收缩程度降低、迟缓及不同步均为MHD患者心肌收缩功能受损的表现，但其临床症状无特异性。左心室收缩同步性下降早于临床表现及传统超声心动图指标异常，检测左心室收缩同步性可早期发现左心室收缩功能变化。

用于评价左心室收缩同步性变化的主要方法有组织多普勒成像、2D-STI、实时三维超声心动图(real-time three-dimensional echocardiography, RT-3DE)等。研究[9]表明，2D-STI技术评价左心室收缩同步性优于TDI。RT-3DE不依赖于左心室的几何形态假设，可在同一心动周期显示各节段容积变化，评价准确率高于2D-STI[10-11]；但RT-3DE对图像质量要求较高，且对采集者的经验依赖性较高，三维图像采集成功率低于二维图像[12]。2D-STI技术不受室壁运动方向的影响，无角度依赖性，可重复性好，能快速、精确、无创地评价心肌收缩功能。目前采用2D-STI技术评价心脏机械运动同步性的指标多为应变达峰时间标准差及达峰时间差，反映各节段心肌收缩期应变达峰时间的离散度[13-16]，应变达峰时间离散度越大，表示心肌机械运动离散度越高，即心肌同步性越差。心肌应变达峰时间标准差是通过将各节段达峰时间导入统计软件计算获得，过程较为繁琐、耗时。本研究采用PSD评价心肌运动同步性。PSD是左心室18节段心肌纵向应变达峰时间的标准差，只需完成心尖3个长轴切面的二维应变分析，软件即可自动生成左心室18节段心肌纵向峰值应变达峰时间的牛眼图，并计算出PSD，整个分析过程约需5 min；牛眼图中不同颜色代表不同的达峰时间，可直观显示心肌运动的同步性。

表1 两组间一般资料比较(±s)

表1 两组间一般资料比较(±s)

组别年龄(岁)BMI(kg/m2)心率(次/分)收缩压(mmHg)舒张压(mmHg)MHD组49．1±17．123．70±3．2676．46±11．31177．08±26．49107．50±21．90对照组46．3±16．023．17±3．0769．64±8．61118．74±16．1674．87±7．93t值0．5640．4982．3106．9804．992P值0．5760．6220．026<0．001<0．001

表2 两组间常规超声心动图参数比较(±s)

表2 两组间常规超声心动图参数比较(±s)

组别IVSd(mm)LVPWd(mm)LVDd(mm)LVEF(%)LVEDV(ml)LVESV(ml)LVMI(g/m2)MHD组11．23±1．7311．15±1．6255．15±5．5561．46±8．00154．08±33．9957．54±18．57146．79±38．13对照组9．16±0．899．00±0．7046．36±4．2268．00±4．25100．71±21．6532．28±8．5987．50±15．80t值4．0234．5595．464-2．7505．1434．6515．174P值0．001<0．001<0．0010．014<0．001<0．001<0．001

图1 左心室18节段纵向应变曲线、达峰时间牛眼图 A.对照组左心室心肌纵向应变曲线较一致，牛眼图中各节段颜色均匀一致，PSD为11 ms； B.MHD组左心室心肌纵向应变曲线较紊乱，牛眼图中各节段颜色差异较大，达峰时间较长，节段显示为红色，PSD为61 ms

本研究MHD组IVSd、LVPWd、LVIDd、LVESV、LVEDV和LVMI均大于对照组，提示MHD患者心肌肥厚、左心室扩大、左心室重构。MHD组PSD增大，提示左心室各节段纵向应变达峰时间差异较大，左心室收缩同步性下降，与既往研究[3,17-18]结果一致；PSD与LVMI呈正相关，与既往研究[3，19]结果相符；PSD与LVEF无相关性，提示MHD患者虽然左心室整体收缩功能尚在正常水平，但其左心室收缩同步性已有不同程度下降。

本研究局限性：①样本量较少；②2D-STI技术对二维图像的帧频及图像质量要求较高，心内膜显示欠佳者心肌运动追踪效果差；③2D-STI技术是在多个心率相近心动周期的二维图像上进行追踪，无法在同一心动周期同时显示各节段心肌，存在一定误差；④心率变异较大时，软件无法生成牛眼图；⑤左心室收缩同步性指标PSD与心肌应变之间的相关性有待进一步研究。

综上所述，采用PSD在LVEF正常时即可检测到MHD患者早期心脏收缩功能损害，且可无创、定量评价左心室收缩失同步程度，为临床早期诊断、早期干预提供客观依据。

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