无创持续气道正压通气对阻塞性睡眠呼吸暂停综合征患者心脏亚临床功能障碍的探究

高洁，王荣国，王立立

阻塞性睡眠呼吸暂停综合征（OSAS）是指睡眠期间上呼吸道反复出现部分或者完全阻塞[1]。OSAS患者因睡眠诱导的阻塞性呼吸暂停所致重复性缺氧对心肌氧供需之间的平衡产生不利影响，患者易出现亚临床左心室收缩功能障碍[2-3]。持续气道正压通气（CPAP）是治疗OSAS的有效方式，可改善OSAS患者心功能[4-6]。超声心动图通过超声波回声探查心脏和血管情况，斑点追踪二维超声心动图（2DSTE）可用于评估不同临床情况下患者区域性的心肌变形以及计算心肌应变独立的角度，并可评估左右心室的形态变化[7-8]。本研究旨在采用多普勒超声心动图、多普勒心肌组织成像和2DSTE评估无创CPAP治疗对OSAS患者心脏形态及功能的影响。

1 资料与方法

研究对象：入选2015年6月至2017年6月在我院检查和治疗的102例年龄大于18岁的OSAS患者。纳入标准：（1）无创CPAP治疗期间及之前均行体格检查、心电图监测和动脉血气分析等；（2）行夜间多导睡眠监测；（3）全面行经胸超声心动图检查；（4）临床病历资料完整。排除标准：（1）伴有冠状动脉疾病、瓣膜或先天性心脏病、慢性心力衰竭、扩张型心肌病等心血管疾病的患者；（2）超声心动图影像质量不佳的患者。同时选择了40例年龄和性别与OSAS患者相匹配，且心血管结构或功能无异常的健康志愿者参与研究。最终有85例OSAS患者（OSAS组）和35例健康受试者（对照组）完成本研究。其中在OSAS组又进一步分析了其无创CPAP治疗前、治疗期间（48 h）和治疗后6～8个月的心脏多普勒超声变量。所有的研究对象均签订知情同意书，并经医院伦理道德委员会审核通过。

睡眠检测：使用标准记录和ProFusion 多导睡眠图（PSG）对患者进行夜间多导睡眠监测。将气压传感器置于鼻处监测气流，脉搏血氧计连续记录动脉血氧饱和度（SaO2），并根据美国睡眠医学学会的标准对睡眠阶段评分。呼吸暂停定义为吸气气流完全停止至少10 s。低通气即呼吸信号显著下降（＞50%）至少10 s，伴SaO2的减少或减少超过基线值3%。睡眠呼吸暂停低通气指数（AHI）为每小时睡眠时呼吸暂停和（或） 呼吸不足事件数，AHI≥5次/h认为罹患OSAS。

超声心动图检测及2DSTE检查：美国GE公司Vivid E9彩色多普勒超声诊断仪检测患者行无创CPAP治疗前、治疗期间以及治疗6～8个月后心脏功能。M型超声心动图检测时，患者左侧卧位取胸骨旁左心室长轴观察左心室收缩末期和舒张末期内径、室间隔和左心室后壁厚度；二维超声和M型超声心动图测定右心室室壁厚度；三尖瓣环收缩期位移测定采用M型超声心动图，在四腔心切面利用二维引导，将M型取样点置于右心室游离壁侧三尖瓣瓣环处，测量三尖瓣瓣环从舒张期至收缩末期的位移；多普勒超声心动图测定三尖瓣反流速度，根据Bernoulli方程三尖瓣跨瓣压差，肺动脉压等检测局部和整体心肌功能。计算连续测定的3个心搏舒张末左心室内径（LVDd），舒张末室间隔厚度（IVST），左心室后壁厚度（PWT） 的平均值，并根据Deiereux心室重量校正公式得到左心室重量（LVM），求得左心室重量指数（LVMI）。在心尖四腔心切面和左心两腔心切面上分别描记左心房面积（A1、A2），测量二尖瓣环连线中点至左心房顶部的距离，获得左心房容积（LAV），计算左心房容积指数（LAVI）；还包括搏出量以及左心室射血分数等。左心室舒张功能不全指心室充盈障碍，Ca2+不能及时被肌浆网回摄、心室肌顺应性减低等；心肌应变率即为心室壁（收缩期）增厚速率或（舒张期）伸长速率，为心肌纤维收缩性能指标。2DSTE选用GE vivid E9超声诊断仪和M5S探头，患者左侧或平卧位，调整二维图像质量达到最佳状态，存储二维图像，包括左心室长轴切面，心尖部四腔心切面，心尖部二腔切面等。采用EchoPac心血管工作站分析心动周期，斑点追踪成像连续追踪心肌每个斑点的运动轨迹，定量分析各节段心肌运动的速度、应变、应变率，全面评估心肌各个节段各方向的运动情况，系统自动生成心室壁各节段的应变曲线。

无创CPAP治疗：患者均采用面罩或头盔行无创通气，应用呼气末正压（PEEP）至少12 h。

统计学分析：采用SPSS20.0软件，连续变量以均数±标准差表示；分类资料以%描述，组间比较采用t检验或方差分析和χ2或Fisher精确检验，线性相关分析采用Pearson's，受试者工作特征（ROC）曲线分析诊断的敏感度和特异度。P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

OSAS组和对照组基本特征比较（表1）：与对照组相比，OSAS组患者体重指数（BMI）更大，收缩压和舒张压更高（P均＜0.05）。OSAS组患者平均最小氧饱和度为（82.4±10.3）%，AHI为（7.2±15.6）次/h，每24小时总睡眠时间为（381.2±68.3）min，氧饱和度小于90%的平均时间为（37.1±18.6）min；OSAS组中22例合并糖尿病，45例合并高血压。

OSAS组和对照组心脏超声多普勒变量基线值的比较（表2）：与对照组相比，OSAS组IVST、左心室后壁厚度、LVMI、LAVI均显著增高（P均＜0.001）。OSAS组左心室舒张早期快速充盈的充盈峰（E峰）与舒张晚期(心房收缩)充盈的充盈峰（A峰）流速比（E/A）、峰减速时间、E峰与充盈早期二尖瓣环运动峰值（Ea）速度比值（E/ Ea）和三尖瓣反流速度与对照组相比差异显著（P均＜0.05）。此外，OSAS组肺动脉压显著高于对照组[（35.9±14.6）mmHg vs （24.4±11.7）mmHg，P＜0.001，1 mmHg=0.133 kPa]。

表1 OSAS组和对照组基本特征比较（±s）

表2 OSAS组和对照组左右心脏超声多普勒变量基线值的比较（±s）

OSAS患者基线时、无创CPAP治疗期间与治疗后6～8个月超声心动图指标变化（表3～4）：无创CPAP治疗前左心室后壁厚度、舒张末期内径和收缩末期内径参数与治疗期间和治疗后6～8个月基本一致，但治疗期间和治疗后左心室射血分数均增加（P＜0.05）；治疗期间和治疗后E/Ea比值与治疗前相比均显著性降低（P均＜0.05）；左心室多普勒心肌组织成像显示，治疗期间和治疗后间隔基底段E峰速和A峰速、基底段侧壁E峰速和三尖瓣血流E波速显著改善（P均＜0.05），治疗期间和治疗后左心室侧壁（基底段、中间段和心尖段）、室间隔（基底部、中部和心尖部）和整体心肌应变显著改善（P均＜0.05）。治疗期间AHI也较治疗前显著改善[（35.3±12.9）次/h vs （7.2±5.6）次/h，P＜0.001）。治疗期间右心室整体纵向应变与治疗前血乳酸浓度（r=0.77，P＜0.001）、AHI（r=0.64，P＜0.001）和肺动脉压（r=0.71，P＜0.001）显著相关；治疗前左心室整体纵向应变与治疗前血乳酸浓度显著相关（r=0.52，P＜0.001）。

表3 OSAS患者基线时、无创CPAP治疗期间与治疗后6～8个月超声心动图指标变化（

表3 OSAS患者基线时、无创CPAP治疗期间与治疗后6～8个月超声心动图指标变化（

注：OSAS：阻塞性睡眠呼吸暂停综合征；E：左心室舒张早期快速充盈的充盈峰；A：舒张晚期（心房收缩）充盈的充盈峰；E/A：A峰E峰流速比值；E/Ea：E峰与充盈早期二尖瓣环运动峰值速度比值；TAPSE：三尖瓣环收缩偏移；DMI：多普勒心肌组织成像。*：与基线时相比P＜0.05； △：与治疗期间相比P＜0.05

项目基线时 (n=85) 治疗期间 (n=85) 治疗后6～8个月 (n=85)室间隔厚 (mm) 10.9±1.4 11.2±1.3 10.3±1.1左心室后壁厚度 (mm) 10.5±1.3 10.7±1.2 10.1±1.1左心室舒张末期内径 49.1±4.9 48.9±3.5 49.9±4.0左心室收缩末期内径 32.2±3.6 33.3±3.7 29.9±4.2左心室射血分数 (%) 56.4±5.7 59.3±6.1* 61.0±6.2△左心室重量指数 (g/m2) 52.8±3.1 52.6±4.3 49.0±5.1左心房容积指数 (ml/m2) 33.1±4.4 32.9±4.5 31.6±4.8二尖瓣E峰 (m/s) 0.6±0.2 0.7±0.3 0.7±0.5二尖瓣A峰 (m/s) 0.7±0.3 0.8±0.5 0.7±0.4二尖瓣E/A比值 0.86±0.30 0.88±0.33 0.9±0.4峰减速时间 (ms) 177.2±14.2 173.6±14.3 167.5±13.8 E/Ea比值 8.4±0.4 5.8±0.7* 5.2±0.6*TAPSE (mm) 22.8±2.3 20.1±2.2 23.1±2.5 DMI左心室间隔基底段E峰速 (m/s) 0.09±0.04 0.15±0.03* 0.17±0.05*间隔基底段 A峰速 (m/s) 0.15±0.05 0.14±0.05* 0.14±0.04*基底段侧壁E峰速 (m/s) 0.09±0.04 0.10±0.04* 0.11±0.03*基底段侧壁A峰速 (m/s) 0.14±0.05 0.10±0.03 0.09±0.04 DMI右心室侧壁三尖瓣环收缩期峰值速度 (m/s) 0.12±0.03 0.11±0.05 0.13±0.03三尖瓣血流E波速 (m/s) 0.14±0.04 0.17±0.03* 0.14±0.04△

表4 OSAS患者基线时、无创CPAP治疗期间、治疗后6～8个月2DSTE测定的心肌应变变量

表4 OSAS患者基线时、无创CPAP治疗期间、治疗后6～8个月2DSTE测定的心肌应变变量

注：OSAS：阻塞性睡眠呼吸暂停综合征；*：与基线时相比P＜0.05；△：与治疗期间相比P＜0.05

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采用受试者工作特征（ROC）曲线分析二维左心室整体纵向应变峰值区分OSAS患者和正常对照的临界值：二维左心室整体纵向应变峰值区分OSAS患者（AHI＞20次/h）和正常对照者的临界值为14.5%，诊断的敏感度83.2%和特异度92.1%。

3 讨论

OSAS为病因不明性睡眠期间呼吸暂停的呼吸系统障碍性疾病，是高血压、冠心病、糖尿病等疾病的高危因素，严重者导致夜间猝死。随着OSAS严重程度的增加，会导致患者血管结构异常改变[9-10]，也会影响脑血管血流变化[11]；脉冲多普勒心肌组织成像显示，OSAS与患者左心室收缩功能紊乱密切相关[12]。临床上OSAS患者常采用无创CPAP治疗。目前对无创CPAP治疗期间二维应变模式对于基线时患者左右心室的监测则鲜有报道。本研究证实OSAS患者早期出现左心室和右心室功能紊乱，其功能的异常与通气前OSAS严重程度和血乳酸浓度密切相关；伴有间歇性夜间低氧症和高碳酸血症的原发性肺部疾病患者，其左心室功能紊乱、交感活性增高以及血压升高均影响心脏收缩功能[10-11]。Hammerstingl等[12]研究发现心室局部应变参数与OSAS严重程度之间显著相关，并且CPAP治疗后左心室的应变能力显著增加。因此，左心室功能障碍可作为一敏感参数，用于监测患者心脏亚临床变化。本研究也表明左心室整体纵向应变可以很好区分OSAS严重与否。本研究显示，CPAP治疗利于OSAS患者的左心室心肌指数恢复，在治疗期间OSAS患者的左心室心肌整体纵向应变能力和局部2D应变峰值显著增加，表明无创通气能够促进左心室心肌形变的改善。

肥胖会一定程度增加患者OSAS的严重程度，OSAS患者颈围、腰围、腰臀比、BMI 均与AHI 呈正相关[13]；肥胖也会增加代谢综合征、糖尿病及心脑血管疾病的患病风险[13-14]。本研究也表明，OSAS患者的BMI显著高于对照组。

综上所述，本研究采用多普勒超声心动图、多普勒心肌组织成像和散斑跟踪二维超声心动图评估OSAS患者无创通气治疗前后患者亚临床心脏形态及部分功能；肥胖OSAS患者并伴有肺泡换气不足或睡眠时严重呼吸暂停均可增加临床症状表现不明显的左右心室心肌功能紊乱而增加致病的风险。