心肌面积应变评价2型糖尿病患者左室心功能的研究

高继康，何海生，马芳花，黄洁晟

（杭州市余杭区第一人民医院，浙江 杭州 311100）

心血管疾病是糖尿病患者的主要死因，糖尿病可演变成糖尿病性心肌病，即而引起左心室收缩功能不全，甚至死亡[1]。左室心肌功能不全要早于左室整体心功能不全。利用四维斑点追踪显像技术检测心肌面积应变是较先进的评价左室心肌功能的指标[2]，而四维超声心动图被认为是评价左室心功能的最佳的超声心动图技术[3]。本文利用四维面积应变参数对糖尿病左室心肌运动功能进行测定，并结合其四维心功能参数指标，旨在探讨面积应变对糖尿病患者左室心功能的评价作用，报道如下。

1 资料与方法

1.1 一般资料 选择2018年1-7月本院收治行超声心动图检查的2型糖尿病患者82例（糖尿病组），其中男 42例，女40例，年龄 21-83岁，平均（61.0±13.4）岁，糖尿病史（12.6±9.4）年。 排除慢性阻塞性肺疾病、肝硬化、血液系统疾病等病史患者、心肌梗死及房颤等严重心律失常患者、肾功能不全（血肌酐＞130μmol/L）患者。另选择本院体检健康人群45例为正常对照组，其中男21例，女24例，年龄（60.3±14.2）岁。 两组年龄、性别、心率、舒张压差异无统计学意义（P＞0.05），收缩压糖尿病组高于正常对照组，差异具有统计学意义（P＜0.05）。详见表1。

表1 两组一般资料比较

1.2 方法

1.2.1 超声心动图检查 采用美国GE Vivid E9型彩色多普勒超声诊断仪，探头采用4V型心脏四维容积探头，脱机分析采用EchoPac V113型软件。所有受检者取左侧卧位，平静呼吸，同步连接心电图，获取二维心尖四腔切面后切换进入四维模式，显示左室四维全容积动态图像，选择6个心动周期，帧频范围大于心率30%，动态存储左室四维全容积图像。

1.2.2 脱机分析 将存储资料导入EchoPac工作站进行脱机分析。打开左室四维全容积动态图像进入测量菜单，选择“容积模式”，软件自动同时显示心尖部左室二腔、三腔、四腔切面的二维动态图像，于舒张期及收缩期分别在二尖瓣环水平中点及左室心尖部心内膜面标记2点，软件自动勾画左室心内膜线，手动校正心内膜位置后系统自动计算显示左室舒张末期容积（LVEDV）、左室收缩末期容积（LVSDV）、左室射血分数（LVEF）、左室每搏输出量（LVSV）、心输出量（CO）；继续选择“四维应变”模式后，系统新添收缩期左室心外膜线，手动修正心外膜线后软件行四维应变分析，显示面积应变（AS）曲线，测量左心室心肌面积应变参数，包括前壁基底段、中段面积应变（AASb、AASm），下壁基底段、中段面积应变（IASb、IASm），前侧壁基底段、中段面积应变（ALASb、ALASm），后侧壁基底段、中段面积应变（PLASb、PLASm），前间隔基底段、中段面积应变（ASASb、ASASm），后间隔基底段、中段面积应变（PSASb、PSASm），前壁、侧壁、下壁、室间隔心尖段面积应变（AASa、LASa、IASa、SASa），左室心尖部面积应变（AAS），整体面积应变（GAS）。

1.2.3 重复性研究 随机抽取30例糖尿病患者，间隔1个月后由同一人再次分析左室四维全容积图像，测定左室心肌面积应变参数，用于观察者内的重复性检验；由另一位有相同经验的检查者在不知分析结果的情况下测定左室心肌面积应变参数，用于观察者间的重复性检验，通过观察者内及观察者间的组内相关系数（ICC）检验测量的重复性。

1.3 统计学处理 采用SPSS 24.0统计学软件进行统计分析。计量资料用（±s）表示，采用独立样本t检验；计数资料用百分率表示，并采用χ2检验；同时将糖尿病组各个左室心肌面积应变参数分别与四维心功能参数（LVEF、LVSV、CO、LVEDV、LVESV）进行直线相关性分析。一致性分析应用Bland-Altman图进行分析。

2 结果

2.1 心肌面积应变参数 糖尿病组左室所有心肌面 积 应 变 参 数 （AASb、AASm、IASb、IASm、ALASb、ALASm、PLASb、PLASm、ASASb、ASASm；PSASb、PSASm，LASa、AASa、IASa、SASa，AAS，GAS） 均 小于正常对照组，差异均有统计学意义（P＜0.01）。详见表 2、图 1-2。

图1 正常对照组左室心肌整体峰值面积应变曲线图，GAS为-32%。

表2 两组左室心肌面积应变参数比较（±s）

表2 两组左室心肌面积应变参数比较（±s）

照A A S b 2 2.0 6±9.2 3 3 4.9 6 A A S m 2 6.8 0±9.4 9 3 7.4 6 I A S b 1 9.1 0±8.2 7 2 5.0 4 I A S m 2 6.1 7±8.6 2 3 0.8 9 A L A S b 1 9.5 1±9.6 1 2 9.3 8 A L A S m 2 1.3 2±8.4 8 3 3.7 8 P L A S b 1 7.5 1±8.9 9 2 6.0 4 P L A S m 2 2.6 3±8.7 7 3 4.4 2 A S A S b 1 9.8 1±8.8 8 3 4.3 8组（n=4 5） P值A S A S m 2 6.3 4±8.8 2 3 6.2 0 P S A S b 2 0.1 5±7.7 5 2 8.7 6 P S A S m 2 4.3 4±1 0.9 5 3 2.3 6 L A S a 2 4.3 2±9.9 6 3 5.5 3 A A S a 2 4.5 0±9.7 9 3 5.5 3±8.8 I A S a 2 4.2 2±9.6 6 3 5.5 3±8.8 S A S a 2 9.8 5±9.7 6 3 4.2 4±8.1 A A S 2 7.7 8±1 1.3 0 3 5.9 1±9.3 G A S 2 2.8 3±5.3 5 3 3.2 4±2.9

图2 糖尿病组左室心肌整体峰值面积应变曲线图，GAS为-18%。

2.2 四维心功能参数 糖尿病组LVESV、LVEF、LVSV、CO均小于正常对照组，差异有统计学意义（P＜0.01）；糖尿病组LVEDV与正常对照组比较差异无统计学意义（P＞0.05）。详见表3。

表3 两组左室四维心功能参数比较（±s）

表3 两组左室四维心功能参数比较（±s）

与正常对照组比较**P＜0.01

组别 n L V E D V（m L） L V E S V（m L） L V E F（%） L V S V（m L） C O（L/m i n）糖尿病组 8 2 5 1.9 4±1 5.5 3 2 0.2 1±7.6 4** 6 0.8 5±7.8 2** 3 1.6 2±1 0.2 4** 2.3 8±0.8 2**正常对照组 4 5 5 3.9 3±1 3.0 3 1 6.4 9±4.9 5 6 9.1 8±5.1 4 3 7.3 7±9.3 0 2.8 7±0.7 0

2.3 直线相关分析 糖尿病组AASb、AASm、IASb、IASm、ALASb、ALASm、PLASm、ASASb、PSASb、AASa、 SASa、AAS、GAS 与 LVEF 均呈一定的正相关（P＜0.05），在所有面积应变参数中 GAS、SASa 与LVEF 相关性较高，达 0.51、0.43（P＜0.01），直线回归方程分别为：Y=0.75X+43.78；Y=0.35X+50.56。糖尿病组 AASm、IASm、ALASm、PLASm、ASASm、PSASb、AASa、IASa、SASa、GAS 与 LVSV 具有一定的正相关性，在所有面积应变参数中，AASm、ASASm、GAS与 LVSV相关性较高，均达 0.32（P＜0.01）， 直线回归方程分别为：Y=0.35X+22.39、Y=0.37X+21.90和Y=0.60X+17.83。糖尿病组左室心肌面积应变参数与LVEDV、LVESV、CO均无直线相关性（P＞0.05）。

2.4 重复性分析 按Bland-Altman图进行分析，糖尿病组左室各节段及整体心肌四维面积应变参数在观察者内有1.50±0.62个点在一致性范围之外，观察者间有1.44±0.62个点在一致性范围之外；糖尿病组左室各节段及整体心肌四维面积应变测值组内相关系数（ICC）观察者内为0.75±0.09，观察者间为 0.70±0.12。

3 讨论

四维斑点追踪技术（4D-STI）是实时三维超声心动图与斑点追踪技术结合起来的一项新技术。该技术通过采集心脏实时三维图像，快速在三维空间上追踪回声斑点的运动轨迹[4]。相比二维斑点追踪技术局限于二维平面的回声斑点跟踪技术，4D-STI能够更真实、准确地定量评价心脏整体、局部功能及心肌各节段的力学状态[5]。该技术能快速测定左室心肌收缩运动参数，包括纵向、圆周、径向、面积应变。其中面积应变测量的是左心室内膜面面积缩小的百分率，该参数分析了节段或整体心内膜面积随心肌运动而改变的程度，反映心肌在纵向、环向、径向上的综合运动[6]。相比于纵向应变和圆周应变，面积应变参数能更全面地反映左心室心肌收缩模式及左室收缩功能[7]。本研究糖尿病组中17个左室节段和左室整体心肌面积应变参数均小于正常对照组（P＜0.01），说明糖尿病患者的左室无论整体还是局部节段，心肌的收缩功能都存在不全。

理论上，无论心脏整体收缩功能还是局部心肌收缩功能均与其前负荷、后负荷与心肌收缩性能有关[8]。本文显示，糖尿病组LVEDV与正常对照组差别不明显，说明前负荷-心肌初长度对心肌收缩运动以及心脏泵血影响不明显；其次，本研究糖尿病组的收缩压高于正常对照组（P＜0.05），说明糖尿病组的后负荷要高于正常对照组，而后负荷对心脏射血具有阻碍作用。在早期，心脏通过交感神经兴奋发挥正性肌力作用代偿，随着时间的持续，部分心肌收缩功能出现失代偿，阻碍心肌运动，既而影响心脏射血；另外，糖尿病导致心肌结构病理变化可表现为心肌间质中大量糖蛋白沉积浸润，心肌弥漫性纤维化和肌纤维肥大，心肌细胞肌丝减少，大量肌原纤维蛋白消失，心内膜下心肌缺血，心壁内外冠状动脉及其壁内分支广泛动脉粥样硬化伴心肌梗死等[1]，无论是心肌纤维化还是心肌缺血，均可造成心肌收缩性下降。随着长时间后负荷的增加和心肌的病理改变，左室心肌收缩功能减低，心肌面积应变值降低。

本文通过四维超声心动图检测左室整体心功能，该技术克服了二维超声心动图显示切面的局限性和以往静态三维超声繁琐的图像重建过程，可实时立体地显示心脏的空间结构，无需心脏几何形状的假设，能更准确地评估室壁运动状态及心功能，准确地测量左心室容量、功能及左心室射血分数[4]，且其重复性较好[9]。本文相关性分析提示，糖尿病患者左室心肌面积应变参数与左室整体心功能参数（LVEF、LVSV）呈一定的正相关关系，说明当心肌面积应变降低时，其传统心功能指标较其初始状态也是下降的，而本研究糖尿病组左室整体收缩功能指标 LVEF 达（60.85±7.82）%，远高于正常人参考值（LVEF≥50%）[1]，说明糖尿病组整体收缩功能虽较初始状态有所减弱，但仍在正常范围，还未达到整体收缩功能不全的程度，因此可以说糖尿病患者左室心肌面积应变参数可提前反映其整体心功能的改变。