室壁中层缩短率评价不同类型昼夜节律高血压患者早期左心室收缩功能的价值

黄海怡 苏海霞 胡靖超 汤政德 许左隽

上海交通大学医学院附属第九人民医院心内科（上海200011）

人体血压存在着昼夜节律，在昼夜平均血压水平相同或相似的情况下，当昼夜节律减弱或消失时，这种变异性无论减小或增大都将影响人体机能自我调节机制，使靶器官损害及心脑血管事件的发生率明显增加。根据患者收缩压夜昼比，可将血压分为4型，非杓型、杓型、深杓型和反杓型。尽管已有相关文献报道血压昼夜节律的变化会影响患者的左心室功能，且非杓型血压患者的心血管风险和靶器官损害均高于杓型患者［1］，但多数为研究左心室舒张功能障碍，而对早期左室收缩功能受损及相关检测敏感指标，则研究较少。目前临床上常规检测左室收缩功能的指标有射血分数（EF）和短轴缩短率（FS），在高血压病程早期通常都是正常的，因为它反映的是心脏的整体收缩功能而不是心肌本身的收缩性［2-3］，所以不能及时发现左室收缩功能减退。而左室中层缩短率（midwall fractional shortening，MFS）则是直接测量室壁中层圆周径线上的肌纤维缩短情况，是目前临床上能真实反映心肌本身收缩能力的简单方便的测量指标［4-5］。本研究旨在讨论常规心超检测心脏结构与收缩功能均正常的轻中度原发性高血压患者的MFS与不同血压昼夜节律变化模式的相关性，以进一步了解血压昼夜节律变化与早期左室收缩功能受损、心脏靶器官损害间的关系。

1 对象与方法

1.1研究对象选取2016-2017年长期门诊就诊，血压控制良好，昼夜节律异常的高血压患者共193例，根据动态血压昼夜节律不同分为深杓型组45例，杓型组47例，非杓型组53例和反杓型48例。高血压诊断标准符合国际高血压指南诊断标准。排除标准：继发性和左室结构异常的高血压、冠心病、房颤、各类心肌病、风湿性心脏病、肺源性心脏病、糖尿病、睡眠呼吸暂停综合征、自身免疫性疾病、恶性肿瘤、重度贫血、甲状腺功能异常、重症感染等。

1.2临床资料记录入选患者的一般资料情况，如性别、年龄、高血压病程、体质指数、口服降压药种类及服药情况等，同时调取患者近3个月的血脂、血糖、肾功能等常规检测指标。

1.3检测方法

1.3.1动态血压测量采用无创性便携式动态血压检测仪（爱安德UA-787），按标准进行检测。根据动态血压检测分析得出24 h、日间、夜间平均血压及心率，血压波动的昼夜节律采用夜间血压较日间血压的下降率表示，根据结果分为非杓型：夜间血压下降百分率为小于10%；杓型：夜间血压下降百分率为10%～20%；深杓型：夜间血压下降百分率的幅度超过20%；反杓型：夜间血压水平高于日间10%，以收缩压为准。

1.3.2超声心动图检测选用美国飞利浦公司生产的超声诊断仪CX50，心功能测定参照2015年美国和欧洲心脏超声指南，由专人操作。所有测得值均为连续测量3个心动周期后的平均值。测量指标包括：左室常规相关检测指标；二尖瓣血流频谱：舒张早期最大充盈速度（E峰）、舒张晚期最大充盈速度（A峰），E峰减速时间（DT）、等容舒张时间（IVRT）；组织多普勒检测左室舒张早期二尖瓣环最大速度E’，计算E/E’比值、左室射血分数EF、短轴缩短率FS及室壁中层缩短率MFS。MFS使用面积长度法来检测。目前它仍然是一个在没有室壁运动异常和严重结构异常情况下准确评定左室射血分数的方法。可由下列公式求得：MFS=［（LVEDd+PWTd/2+IVSTd/2）-（LVEDs+PWTs/2+IVSTs/2）］/（LVEDd+PWTd/2+IVSTd/2），MFS预测值=20.01-0.022×cESS，由在正常人得出的回归方程求得，其中cESS为相应的左室短轴水平室壁中层圆周径收缩末期应力，cESS=SBP×（LVEDs）2×［1+（LVEDs/2＋PWTs/2）2］/（LVEDs/2＋PWTs）2/［（LVEDs/2＋PWTs）2-（LVEDs）2］。以正常对照组的MFS预测值95%可信限为正常范围，低于此可信限为MFS减低者。

1.4统计学方法应用SPSS 19.0统计软件，计量资料正态分布以±s表示，两组间均数比较采用t检验，多组间均数比较采用方差分析，非正态分布的计量资料采用秩和检验。计数资料以率（%）表示，用χ2检验。P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1一般资料本研究纳入了193例轻中度高血压患者的数据，根据血压昼夜的模式分为深杓型、杓型、非杓型以及反杓型，4组患者的平均年龄在均在60岁以上。一般情况比较，差异均无统计学意义（P＞0.05），见表1。

2.2动态血压检测在控制年龄、体质量指数、左室重量指数，排除了已经发生左室结构改变的高血压患者后，患者24 h平均收缩压、白天收缩压接近，组间差异无统计学意义（P＞0.05），但夜间收缩压从深杓型、杓型组再到非杓型组和反杓型组逐次升高，白天舒张压降低，而夜间白天血压比值依次升高，夜间血压下降率则降低。与深杓型和杓型相比，非杓型、反杓型组夜间舒张压升高，组间比较差异有统计学意义（P＜0.001），见表2。

表1 不同血压昼夜节律模式患者的一般资料Tab.1 General situation of patients with different circadian rhythm of blood pressure ± s

表1 不同血压昼夜节律模式患者的一般资料Tab.1 General situation of patients with different circadian rhythm of blood pressure ± s

注：HDL-C，高密度脂蛋白；LDL-C，低密度脂蛋白；ACEI，血管紧张素转换酶抑制剂；ARB，血管紧张素Ⅱ受体拮抗剂

项目男/女（例）年龄（岁）吸烟（%）高血压病程（年）体质量指数（kg/m2）血肌酐（μmmol/l）总胆固醇（mmol/L）甘油三酯（mmol/L）HDL-C（mmol/L）LDL-C（mmol/L）空腹血糖（mmol/L）糖化血红蛋白（%）他汀类药物（%）ACEI（%）ARB（%）β受体阻滞剂（%）钙离子拮抗剂（%）利尿剂（%）α受体激动剂（%）深杓型组（n=45）21/24 65.9±9.8 45.2 9.1±1.3 25.3±2.7 85.31±11.57 5.09±1.03 1.39±0.28 1.09±0.27 2.99±0.87 5.1±0.5 5.9±1.4 31.1 55.6 44.4 22.2 33.3 44.4 26.7非杓型组（n=47）29/13 64.6±8.7 44.8 9.4±1.7 24.6±2.9 85.19±13.79 5.12±0.98 1.37±0.13 1.19±0.18 3.03±0.76 5.0±0.4 5.8±1.3 30.9 47.6 47.6 23.8 28.6 47.6 23.8杓型组（n=53）33/20 68.1±7.6 49.1 7.8±1.8 25.1±2.2 82.39±14.86 4.86±1.32 1.30±0.23 1.16±0.24 3.01±0.78 5.2±0.3 5.9±1.6 30.2 56.6 39.6 37.7 41.5 52.8 26.4反杓型组（n=48）21/27 67.9±8.7 47.5 10.1±1.2 25.6±2.8 83.38±12.76 4.99±1.26 1.38±0.18 1.12±0.29 2.98±0.85 5.2±0.2 5.7±1.2 29.2 58.3 37.5 27.1 39.6 52.1 27.1 P值0.886 0.648 0.438 0.537 0.748 0.738 0.634 0.812 0.403 0.875 0.172 0.829 0.414 0.332 0.343 0.287 0.301 0.398 0.403

2.3心脏结构与功能变化检测二尖瓣血流频谱E/A、E峰减速时间、等容舒张时间3组比较，差异均无统计学意义（P＞0.05）。组织多普勒参数：E/E’反杓型组、非杓型组均明显高于杓型和深杓型组，差异有统计学意义（P＜0.05）。常规检测的心脏收缩功能指标左心室射血分数、左室短轴缩短率4组间比较，差异均无统计学意义（P＞0.05），但4组MFS则有明显差异，均低于正常对照组MFS预测值95%的可信区间，其中非杓型组和反杓型组明显低于深杓型组和杓型组（P＜0.05），见表3。

2.4MFS与其他评价指标的相关性MFS与高血压病程、夜间血压下降率、左室重量指数及收缩指标均有相关性，而与舒张功能指标无相关性。见表4。

3 讨论

有研究表明［6］，血压昼夜节律变化是独立于血压水平的预测靶器官损害的重要危险因子，其模式的变化与左心室受损程度密切相关，即使在接受降压治疗的患者中，24 h血压压力负荷的波动也会与心肌重构、早期左室收缩和舒张功能障碍相关。

本研究4组患者24 h平均收缩压、白天收缩压接近，组间差异无显著性，但夜间收缩压从深杓型、杓型到非杓型和反杓型组依次升高，夜间/白天血压比值升高，夜间血压下降率下降，与此相应E/E’则依次升高，反杓型组明显高于非杓型、杓型和深杓型组。有研究表明［7］，在2型糖尿病患者中，夜间/白天血压比值的逐渐增加与微血管和大血管并发症的进展有关。在视网膜病变的研究中也有类似的发现，2型糖尿病患者中较大的视网膜受累与较高的夜间/白天血压比值有关，也与血压均值和脉压水平有关。非杓型患者E/E′比值的增加代表了左室充盈压力的增加，这是舒张功能障碍的一个预测指标［8］，高血压病患者左室舒张功能障碍发生在左室肥厚和收缩功能障碍之前。

表2 不同血压昼夜节律模式的动态血压结果Tab.2 The results of ambulatory blood pressure in different circadian rhythm of blood pressure ± s

表2 不同血压昼夜节律模式的动态血压结果Tab.2 The results of ambulatory blood pressure in different circadian rhythm of blood pressure ± s

心率（次/min）收缩压（mmHg）24 h平均收缩压白天平均收缩压夜间平均收缩压舒张压（mmHg）24 h平均舒张压白天平均舒张压夜间平均舒张压夜间/白天血压比（%）夜间/白天收缩压比夜间/白天舒张压比夜间收缩压下降率（%）夜间舒张压下降率（%）深杓型（n=45）78±14 123.9±11.9 137.6±12.4 110.4±10.3 76.7±10.2 84.8±9.8 67.5±9.3 80.5±1.9 80.3±2.2 19.8±2.3 20.4±1.9杓型（n=47）81±10 124.8±12.2 130.3±12.5 117.8±11.9 79.3±9.2 83.2±9.5 74.5±8.3 90.2±2.1 88.9±1.9 10.1±2.2 10.5±1.9非杓型（n=53）76±13 125.3±13.2 130.2±13.4 120.2±12.9 78.8±10.4 80.6±11.4 75.9±9.5 93.1±1.8 94.9±2.0 7.7±1.8 5.8±1.7反杓型（n=48）79±11 127.6±12.6 120.9±11.8 133.3±14.1 77.5±9.1 73.3±10.8 80.1±8.4 111.2±1.9 110.1±2.1-10.3±2.1-9.3±2.9 F值0.831 1.748 16.985 32.186 1.698 13.758 15.637 42.175 44.231 405.919 398.751 P值0.448 0.161 0.016 0.001 0.104 0.021 0.019 0.001 0.001 0.001 0.001

表3 不同血压昼夜节律模式的心脏结构和功能变化Tab.3 Cardiac structural and functional changes in circadian rhythm patterns with different blood pressure ± s

表3 不同血压昼夜节律模式的心脏结构和功能变化Tab.3 Cardiac structural and functional changes in circadian rhythm patterns with different blood pressure ± s

注：LVEDv，左室舒张末容积；LVESv，左室收缩末容积；E，二尖瓣口舒张早期流速；A，二尖瓣口舒张晚期流速；DT，E峰减速时间；IVRT，左室等容舒张时间；E′，舒张早期二尖瓣环运动速度；E/E′，二尖瓣口舒张早期流速/舒张早期二尖瓣环运动速度；EF，射血分数；FS，左室短轴缩短率；MFS，左室中层缩短率

LVEDv（mL）LVESv（mL）室间隔厚度（mm）左室后壁厚度（mm）左室重量指数（g/m2）E（m/s）A（m/s）DT（m/s）IVRT（m/s）E′（cm/s）E/E′EF（%）FS（%）MFS（%）预测MFS（%）MFS/预测MFS（%）深杓型（n=45）109.0±22.6 41.5±16.2 10.1±1.7 9.8±1.3 106.1±12.6 0.81±0.15 0.85±0.14 207.4±39.8 84.1±12.7 12.2±2.4 6.6±3.1 62.7±5.9 33.6±6.7 19.2±2.68 20.24±1.85 93.7±5.5杓型（n=47）109.6±23.9 44.5±14.0 10.2±1.5 10.0±1.2 106.6±13.5 0.75±0.17 0.83±0.12 205.2±41.2 84.5±11.7 11.3±3.4 6.8±3.8 60.5±6.5 32.4±7.5 17.68±2.56 19.89±1.78 88.5±7.5非杓型（n=53）108.8±21.9 45.3±14.9 10.5±1.9 10.4±1.4 108.4±11.6 0.83±0.15 0.90±0.19 215.4±40.8 83.8±12.9 8.5±2.5 9.6±4.5 59.1±7.1 31.4±6.8 17.03±3.22 19.32±2.98 88.1±6.9反杓型（n=48）110.0±21.8 45.2±15.8 10.3±1.6 11.7±1.1 111.0±12.8 0.79±0.13 0.84±0.16 219.2±42.1 85.7±16.2 7.8±2.9 9.9±3.7 58.9±6.3 31.3±6.4 16.79±2.97 19.28±2.74 87.6±6.5 F值0.538 2.891 0.457 1.902 3.078 0.026 2.152 0.678 0.752 3.379 16.756 1.548 1.432 3.318 1.072 3.452 P值0.592 0.061 0.679 0.125 0.058 0.548 0.091 0.492 0.476 0.038 0.018 0.197 0.256 0.041 0.345 0.035

本研究在收缩期测量了MFS、EF、FS等相关指标。因为观察分析的为轻中度高血压患者，大都病程不长，心肌损害相对较小，所以在常规参数方面，各类型患者之间的射血分数相似且保留，没有显著差异，但仍有部分患者的血压MFS降低，其中反杓型的MFS下降最明显，非杓型仅次于反杓型，深杓型血压患者的MFS较正常略低。即使按年龄、性别、左室重量指数进行控制，除杓型状态外其余血压模式的MFS与收缩功能的关系也有显著性差异，提示亚临床左室功能不全。有文献报道［9］，基线时的降压治疗有能够明显改变深杓型血压的作用。若患者接受治疗，则深杓型血压不增加风险，甚至降低心血管事件（CVE）风险；但在未治疗患者中，深杓型血压可升高整体CVE风险，与反杓型血压风险相似。笔者推测，这种现象可能与深杓型血压患者的体位性高血压、清晨血压飙升、血压变异性增加等因素有关，而非杓型、反杓型血压可预测大部分不良结局，这与本研究在某种程度上基本一致。高血压有一定的适应性，在相当程度上能代偿心脏后负荷的增加，从而在心肌收缩功能受损时时仍能保持心脏正常的射血功能。这也可以进一步解释本研究中反映心肌收缩性的MFS较正常对照组下降，而反映射血功能的EF和FS却无显著差别。

表4 不同血压昼夜节律的MFS与影响因素的直线相关分析（相关系数值）Tab.4 Linear correlation analysis of MFS and its influencing factors in circadian rhythm of blood pressure（correlation coefficient）

从力学的角度分析［12］，力-长-速度关系为评价心脏的肌力状态和功能提供了依据。当与后负荷相关时，纤维缩短在临床和实验研究中被广泛应用于评价收缩功能。使用力缩短分析要求力矢量和纤维长度的变化方向相同，因此，在测量圆周纤维缩短时，应使用周向应力，MFS在圆周纤维中占主导地位，它直接测量了室壁中层圆周径线上的肌纤维缩短，考虑了心肌纤维从舒张末期到收缩期向心外膜的移行，且相对不受心脏前后负荷的影响。而EF反映的是心内膜位移，是收缩末期室壁中层圆周经线的肌纤维缩短与长轴向肌纤维收缩增厚后相加的结果，因为存在着交叉纤维缩短补偿现象，不是心肌纤维缩短的直接测量，所以心内膜缩短和心输出量保持在正常值附近，无法完全体现出心肌纤维自身收缩性［3］。

高血压患者不同血压模式出现MFS不同程度的减低，是高血压患者亚临床左心室收缩功能障碍的早期征兆，与增加的肾素-血管紧张素醛固酮系统（RAAS）有关［10-11］。RAAS激活通过血管紧张素Ⅱ可引起左心室肥大，凋亡，心肌纤维化，能量代谢障碍，室壁僵硬度增加。醛固酮能在夜间通过升高的血压使容量负荷过重，导致心肌胶原沉积，加重心肌纤维化。这些病理变化均可引起心内膜下心肌纵向功能障碍。心室舒张心肌细胞不断延长导致在等容舒张期左心室充盈延迟，间隔移位，左室收缩壁应力增加和心肌动脉血氧饱和度降低引起的缺血，左室收缩期后负荷增加都会对左心室产生不可避免的影响。此外，可能还与内皮功能障碍和动脉僵硬度的增加有关，两者可加速心内膜下心肌功能障碍的发展。反杓型和非杓型高血压患者的左室MFS减低较杓型和深杓型高血压患者更为显著，主要是因为反杓型和非杓型高血压患者的血压变异性较高，昼夜节律减弱使血压呈现持续性升高，患者的左心室始终处于高负荷状态，所以左心室受损程度更为严重。而夜间收缩压上升或下降不足，脉压及高血压病程延长均会加重左心功能的损伤。夜间血压能更准确地预测高血压患者的心脏功能损伤。

高血压患者如发生左心室肥厚和左室重量指数增加，还会出现心脏冠脉血流储备减少，心肌相对缺血缺氧，能量代谢和钙离子转运障碍，同时心肌胶原纤维在心肌间质的异常堆积，将导致心肌僵硬度增加，顺应性下降，这些均在使心肌舒张性下降的同时进一步损害心脏收缩功能。而心肌肥厚程度越重，以上病理生理改变则越重。这时若采用EF及FS进行判定，则较易高估患者的左室收缩功能，MFS则考虑了心肌厚度、心腔在心肌收缩和舒张时的变化及心肌纤维走向等因素，被认为更适合评价心肌收缩性［13］。

本研究还比较了MFS与其他评价指标的相关性，发现MFS与高血压病程、夜间血压下降率、左室重量指数及常规收缩指标均有相关性，而与舒张功能指标相关性较弱，可能是评价舒张功能的指标都是反映左室长轴的变化，受后负荷影响较大。

抗高血压药物的种类不会影响本研究的结果，因为药物的数量和服用每类抗高血压药物的患者比例没有显著性差异。目前需要进一步研究的是，是否需要更积极的动态血压监测和降压治疗，以改善反杓型、非杓型等昼夜节律明显异常的高血压患者的心血管预后。

高血压的昼夜节律异常会加重高血压患者的心功能损害［14］，本研究提示高血压患者早期收缩功能障碍与血压昼夜节律模式密切相关。收缩功能参数中MFS是相对独立于负荷指标的早期评估亚临床收缩功能障碍的敏感参数，它能早期发现无症状高血压患者心功能的异常及异常的程度。在关注高血压昼夜节律控制的同时，要特别强调夜间血压的调节，努力使血压昼夜节律趋于正常。