三维斑点追踪技术评价2型糖尿病合并非酒精性脂肪性肝病患者左心室功能

董 彧，王 颖，常文星，李 影，礼广森

(大连医科大学附属第二医院超声科，辽宁 大连 116027)

非酒精性脂肪性肝病(non-alcoholic fatty liver disease, NAFLD)指除外酒精和其他明确损肝因素所致、以超过5%肝细胞脂肪变性为主要特征的代谢综合征[1]。随着肥胖和糖尿病发病率增加，一般人群中NAFLD患病率已达20%～30%[2]。NAFLD与肥胖、胰岛素抵抗、高血压、高血脂等心血管危险因素相关[3]，2型糖尿病(type 2 diabetes mellitus, T2DM)合并NAFLD对心脏的影响已被证实[4]，但是目前应用超声评价二者的报道仍较少。三维斑点追踪(three-dimensional speckle tracking echocardiography, 3D-STE)技术是评估左心室功能的定量工具，具有较高的精确度和可靠性，且省时、高效[5]。本研究探讨3D-STE评估T2DM合并NAFLD患者左心室功能的可行性。

1 资料与方法

1.1 一般资料 选取2016年10月—2018年8月于我院诊断的新发T2DM患者97例，男69例，女28例，年龄26～58岁，平均(46.9±8.9)岁，左心室射血分数(left ventricular ejection fraction， LVEF)≥50%。排除冠心病、高血压、先天性心脏病、心肌病、肺心病、瓣膜病等心脏病变及使用降糖药物的糖尿病患者。根据欧洲2016年NAFLD诊疗指南[6]标准，将患者分为A、B、C组：A组无NAFLD(n=30)，男22例，女8例，年龄26～56岁，平均(48.5±10.0)岁；B组合并轻度NAFLD(n=32)，男20例，女12例，年龄34～58岁，平均(45.3±5.4)岁；C组合并中重度NAFLD(n=35)，男27例，女8例，年龄30～58岁，平均(47.2±9.7)岁。

1.2 仪器与方法 采用GE Vivid E9多普勒超声诊断仪，配备四维自动左心室心功能分析软件(4D Auto LVQ)。嘱患者左侧卧，连接同步心电图，检测常规参数，包括二尖瓣口舒张早期与晚期峰值血流速度比值(E/A)、舒张末期室间隔厚度(interventricular septum thickness diastolic， IVSTd)、左心室下侧壁厚度(posterior wall thickness diastolic， PWTd)及舒张末期左心室内径(left ventricular end-diastolic diameter， LVDd)、收缩末期左心室内径(left ventricular end-systolic diameter， LVDs)。选择实时动态三维模式，图像帧频25～50帧/秒，于心尖四腔心切面心内膜及心外膜显示完整、清晰时，嘱患者平静呼吸后屏气，进入4D全容积模式，连续采集3个心动周期的实时动态三维图像，启动4D Auto LVQ软件(图1～3)，获取左心室功能参数，包括收缩末期左心房容积(left atrial volume， LAV)、左心室质量(left ventricular mass， LVM)、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)、左心室质量指数(left ventricular mass index， LVMI)、LVEF，以及应变参数，包括左心室整体纵向应变(global longitudinal strain， GLS)、整体面积应变(global area strain， GAS)、整体径向应变(global radial strain， GRS)及整体圆周应变(global circumferential strain， GCS)。各参数均测量3次，取平均值。根据美国超声心动图学会(American Society of Echocardiography, ASE)标准[7]评价左心室舒张功能。

1.3 实验室检查 对3组患者均于清晨空腹采集静脉血，检测空腹血糖(fasting plasma glucose， FPG)、糖化血红蛋白(glycosylated hemoglobin， HbA1c)、总胆固醇(total cholesterol， TC)、甘油三酯(triglyceride， TG)、丙氨酸转氨酶(alanine aminotransferase， ALT)及天冬氨酸转氨酶(aspartate aminotransferase， AST)水平。

2 结果

3组间患者年龄(F=0.891，P=0.464)、性别(χ2=1.140，P=0.090)、血压、FPG、TC、TG差异均无统计学意义(P均>0.05)；3组间HbA1c、BMI、ALT及AST差异均有统计学意义(P均<0.05)，A、B组HbA1c、BMI、ALT及AST均较C组降低，B组ALT和AST较A组增高(P均<0.05)；见表1。3组E/A、IVSTd、PWTd、LVDd、LVDs、LVMI、LVEF、LVEDV及LVESV差异均无统计学意义(P均>0.05)；3组间GRS、GCS、GLS、GAS差异均有统计学意义(P均<0.001)，A、B组GRS、GCS、GLS、GAS均较C组增加(P均<0.05)，A、B组比较差异均无统计学意义(P均>0.05)；见表2、3及图1～3。

A组无左心室舒张功能减低患者，B组3例(3/32，9.38%)、C组15例(15/35，42.86%)左心室舒张功能减低，3组间比较差异有统计学意义(χ2=22.296，P<0.001)，C组左心室舒张功能减低患者占比高于A组(χ2=16.714，P<0.001)和B组(χ2=9.538，P=0.002)，B组与A组比较差异无统计学意义(χ2=2.956，P=0.238)。各组GLS、GRS、GCS、GAS与HbA1c均呈负相关(r=-0.540、-0.476、-0.489、-0.623，P=0.040、0.032、0.037、0.020)，与BMI均无明显相关(P均>0.05)。

3 讨论

NAFLD已经成为T2DM患者最常伴发的慢性肝病，约占所有T2DM患者的80%[8]。NAFLD不仅增加T2DM患者心血管疾病患病风险、导致左心室功能障碍，也是其发生心血管事件的危险因素[9]。NAFLD引起左心室功能障碍的机制目前尚未完全阐明，可能有多种机制参与[10]，包括胰岛素抵抗、心肌脂肪变性、脂肪酸代谢改变、炎症因子释放和游离脂肪酸增多等。Jung等[11]发现左心室舒张功能降低与NAFLD严重程度呈正相关。Singh等[12]在评估肥胖青少年左心室功能的研究中发现NAFLD能够导致青少年左心室舒张功能异常。Cassidy等[13]通过心脏MRI发现，T2DM合并NAFLD患者较未合并NAFLD者心脏舒张功能损伤更显著。Mantovani等[4]在评估T2DM合并NAFLD患者左心室功能改变的研究中，同样发现患者左心室早期舒张功能出现障碍。本研究中B、C组均发现左心室舒张功能减低患者，且C组发生率达42.86%(15/35)，提示合并NAFLD的T2DM患者更易发生左心室舒张功能障碍，尤其是中重度NAFLD更易导致心功能受损。上述结果均提示NAFLD是加重T2DM患者左心室舒张功能损伤的危险因素。

表1 3组2型糖尿病患者BMI、血压及生化指标比较(±s)

注：*：与A组比较，P<0.05；#：与B组比较，P<0.05

表2 3组2型糖尿病患者常规超声参数比较(±s)

表3 3组2型糖尿病患者左心室功能参数及应变参数比较(±s)

注：*：与A组比较，P<0.05；#：与B组比较，P<0.05

图1 A组患者男，46岁，左心室应变曲线图及牛眼图 A.GLS； B.GAS； C.GCS； D.GRS

图2 B组患者男，45岁，左心室应变曲线图及牛眼图 A.GLS； B.GAS； C.GCS； D.GRS

左心室心肌主要由纵行纤维(70%)和环形纤维(30%)组成，共同参与左心室纵向、圆周、径向和旋转运动，其中纵向运动由于其较强的收缩力和压力而对心脏结构和功能的改变更敏感[14]。Karabay等[15]研究发现，NAFLD患者左心室心肌长轴应变和应变率均较非NAFLD者减低，提示患者左心室收缩功能存在异常。本组研究对象均为LVEF正常且无心脏相关疾病史的新发T2DM患者，结果显示A、B组间心脏常规超声参数及左心室功能参数差异均无统计学意义，原因主要为轻度脂肪肝对心脏功能的影响较小；3组GRS、GCS、GLS和GAS差异均有统计学意义，且C组GRS、GCS、GLS和GAS均较A、B组减低，提示C组左心室收缩功能异常，由于心肌的代偿作用，心肌损害早期LVEF尚维持在正常范围，3D-STE可较早发现亚临床收缩功能异常。GAS是3D-STE特有的参数，是GLS与GCS的整合，故GAS减低更能反映T2DM合并NAFLD患者心脏收缩功能障碍。

图3 C组患者女，50岁，左心室应变曲线图及牛眼图 A.GLS； B.GAS； C.GCS； D.GRS

NAFLD为代谢综合征的组成部分，是代谢综合征的肝脏表现。代谢综合征患者HbA1c水平升高，其机制可能为胰岛素抵抗[16]，而胰岛素抵抗使肝脏葡萄糖生成受损，导致NAFLD患者出现高血糖和高胰岛素血症，可能加重全身和心脏胰岛素抵抗及心肌功能障碍[17]。ALT和AST是反映肝脏损伤的酶学指标。研究[18]表明，NAFLD是ALT升高的常见原因，而ALT增高也是NAFLD患者最常见的生化改变。本研究中C组患者BMI、HbA1c、ALT和AST均高于A、B组(P均<0.05)，提示T2DM合并中重度NAFLD患者体质量增加，肝酶异常更明显，胰岛素抵抗更严重，且3D-STE参数与HbA1c呈负相关，提示高水平HbA1c患者心室收缩功能受损更明显，T2DM合并NAFLD可进一步加重机体代谢紊乱和心功能障碍。

综上所述，3D-STE可早期评价T2DM合并NAFLD患者的左心室功能变化。