实时三维超声心动图评价终末期肾功能衰竭患者血液透析前后左、右心室功能的临床研究

薛晓轩，杨玲，陈辉，刘艳，王朝歆，李文华，王超，苑舒淇

终末期肾功能衰竭（肾衰）主要是指原发性、继发性慢性肾脏疾病病情进行性发展引起肾脏结构、功能出现不可逆性损害的一系列临床综合征。相关临床研究报道[1]，合并心血管疾病为终末期肾衰患者死亡的首要原因，其中，心力衰竭（心衰）是终末期肾衰患者的主要并发症，其发生主要与高血压、水钠潴留、尿毒症型心肌病等密切相关。近年来，随着肾脏替代疗法的不断发展，尤其是血液透析（血透）治疗技术的日趋成熟，其成为终末期肾衰患者治疗的主要方法，且可显著延长患者的生存期[2]。但有研究报道[3]，在临床中约80%的血透患者可出现不同程度、不同类型的心血管疾病，且行血透治疗的终末期肾衰患者其并发心血管疾病的几率较非血液透析肾衰患者高5～8倍。因此，及时准确评估终末期肾衰患者血液透析前、后心脏功能变化情况至关重要。

超声心动图为临床常用的心功能评价手段，其具有操作简单、报告迅速等优点，但二维超声心动图仅能扫查心脏单层切面，而心脏形态多样、结构较为复杂，极易出现误差。而实时三维超声心动图能够同时显示3个心脏切面，且可准确测量心腔容积，在评价心肌局部、整体功能上具有显著的临床优势[4]。现为明确血透治疗对终末期肾衰患者心功能的影响以及实时三维超声心动图在评价终末期肾衰患者血液透析前后左、右心室功能的临床价值，进行如下研究。

1 资料和方法

1.1 研究对象选择2017年10月至2019年10月于北京中医药大学东方医院接受血透治疗的58例患者为血透组，其中男性31例，女性27例，年龄31～78岁，平均年龄（51.63±17.58）岁，原发病史方面：高血压肾病16例，糖尿病肾病24例，肾小球肾炎11例，其他7例。该组患者均有慢性肾衰病史，符合2018年美国肾脏病基金会（KDIGO）临床实践指南制定的第5期慢性肾病[5]，肾小球滤过率＜15 ml/（min·1.73 m2），血肌酐＞8 mg/dl，且既往无心律失常、冠状动脉粥样硬化性心脏病（冠心病）、心脏瓣膜疾病、心包积液等原发性心脏病史。同时均需维持性血透治疗，每周3次，每次4 h，血管通路：永久性动静脉瘘，透析液为碳酸氢盐溶液，血流量250～280 ml/min。另选取同期60例健康体检者为对照组，其中男性30例，女性30例，年龄30～80岁，平均年龄（50.80±17.66）岁，均无心脏、肾脏疾病史，且常规肝肾功能心电图、超声心动图检查均无明显异常。

1.2 方法

1.2.1 仪器设备仪器型号为美国GE Vivid E95心脏彩超诊断仪，M5S-D探头（频率1.5～3.0MHz），4V-D探头（频率1.5～4.5 MHz），且超声诊断仪配有EchoPAC三维重建图像处理工作站。

1.2.2 检查方法血透组患者在透析前、透析3个月后以及对照组入组当日进行三维心脏超声检查，具体方法：受检者取平卧位或左侧卧位，同步记录心电图，将心脏体表部位暴露于视野中，先应用M5S-D探头置于心尖皮肤表面部位，取受试者的心尖四腔切面（4C），获得清晰的心尖四腔图像后，将左心室置于图像中央，更换为4V-D探头，打开“4D”成像键，嘱受检者在呼气末屏气，应用“全容积”模式采集连续4个心动周期“金字塔”形的三维左心室数据，保存图像。然后，将4V-D探头放置在更靠近胸骨部位，采集连续4个心动周期“金字塔”形三维右心室数据，传输到EchoPAC图像处理站。

1.2.3 分析三维图像和采集数据打开EchoPAC工作站分析左心室，先对图像的亮度、灰度适当进行调整，以使心内膜清晰，并适当调整心脏剖切线的位置、方向，以获得两腔心、四腔心、心室短轴相互正交的心脏切面图，同时根据心电图的R波顶点作为舒张末期标记，T波终末作为收缩末期标记，且用软件勾画心尖四腔、两腔的心内膜边界，并手动适当调整，获取动态三维左心室模型。通过Qlab软件计算出左室收缩末期容积（LVESV）、左室舒张末期容积（LVEDV）、左室每搏输出量（L V S V）、左室射血分数（LVEF）、左室局部射血分数（REF）、左室局部-整体射血分数（RGEF）等参数。然后对图像适当进行调整以获得四腔心、矢状位、冠状位3个相互正交的心脏切面图，将心电图的R波顶点设为舒张末期标记，T波终末设为收缩末期标记，软件自动勾画四腔心、心脏矢状位、冠状位的心内膜边界，手段调整，获取动态三维右心室模型，经软件计算右室收缩末期容积（RVESV）、右室舒张末期容积（RVEDV）、右室每搏输出量（RVSV）、右室射血分数（RVEF）、右室局部射血分数（rRVEF）等参数。

1.3 观察指标①比较各组相关超声参数指标的差异；②对血透组患者随访3个月，记录其心血管不良事件发生情况，并分析血透3个月后超声参数指标与心血管不良事件的相关性。

1.4 统计学方法数据先录入到Microsoft Excel 2013软件，再应用统计学SPSS 23.0软件，计数资料以率描述，经χ2检验，计量资料以（±s）描述，组内治疗前后比较应用配对样本t检验，组件对比应用独立样本t检验。同时，利用Spearman相关性分析LVEF、REF、RGEF、RVEF、rRVEF与心血管不良事件发生的相关性，P＜0.05为差异存在统计学意义。

2 结果

2.1 各组超声参数指标比较血透组患者透析前的LVESV、LVEDV、RVESV、RVEDV检测值显著大于对照组（P＜0.05），且LVSV、RVSV、LVEF、REF、RGEF、RVEF、rRVEF明显低于对照组（P＜0.05）。血透组血透3个月后，血透组LVESV、LVEDV、LVSV、RVESV、RVEDV均较透析前有改善（P＜0.05），但RVEF、rRVEF较透析前显著减少（P＜0.05），而LVEF、REF、RGEF与透析前无明显的差异性（P＞0.05），但透析后血透组的左、右心室功能仍与对照组有显著差异（P＜0.05），表1～3。

2.2 超声参数指标与心血管不良事件相关性分析血透3个月后，血透组患者中14例出现心血管不良事件（其中心绞痛4例，心衰6例、心律失常4例），经Spearman相关性分析发现，心血管不良事件发生与LVESV、LVEDV、LVSV、RVESV、RVEDV、RVSV、LVEF、RGEF、RVEF无显著相关性（P＞0.05），而与REF、rRVEF呈显著的正相关性（P＜0.05），表4。

3 讨论

超声心动图为最常用的心功能检测影像学手段，但传统用于评价心脏功能的超声诊断技术为二维超声心动图、M型超声心动图，其工作原理是以特定的数学公式为基础将心脏假定为类似于真实的心脏结构进行分析，但当重构的心室腔出现变形时，检测结果有可能会出现较大偏差，易受人为主观判断因素所影响，难以真实反映心脏功能状态[6]。而实时三维超声心动图可弥补二维超声的不足，其主要利用超矩阵换能器发出多条声束，并经计算机处理后获得三维空间的心脏立体结构图像，能够更加准确地测量心腔容积变化，便于临床对心功能作出准确的评价，尤其适用已发生心室重构或心腔形态不规则的患者[7]。

表1 血透组透析前与对照组左、右心室超声参数比较

表2 血透组透析后与对照组左、右心室超声参数比较

表3 血透组透析前后左右心室超声参数比较

表4 超声参数指标与心血管不良事件相关性分析

本研究采用实时三维超声心动图分析终末期肾衰患者血透前后左心室功能发现，血透组患者透析前的LVESV、LVEDV显著大于对照组，且LVSV、LVEF、REF、RGEF明显低于对照组，提示血透前终末期肾衰患者已出现心室重构。而透析3个月后，血透组LVESV、LVEDV、LVSV均较透析前有改善，这主要是因为终末期肾衰患者由于体内存有水钠潴留等因素造成左心室前负荷显著增加，而血液透析治疗能够有效改善此状态，故长远来看血液透析治疗对于改善终末期肾衰患者的左心室功能具有积极的作用[9]。

以往临床以关注血液透析对终末期肾衰患者左心室的影响为著，大多忽略了血透对右心室的影响，实际上，当左心功能出现变化时，右心功能也会发生改变[10]。本研究中与健康体检者相比，终末期肾衰患者的RVESV、RVEDV明显增加，RVSV、RVESV、RVEDV降低，提示终末期肾衰患者右心室容积增大，其收缩功能降低，在透析前右心室已发生病理性重构，这主要是因为受体内毒素分子、水钠潴留等因素影响患者体循环容量处于超负荷状态，机体长期在此情况下，会促使失代偿的右心室室壁应力增加，心肌细胞增长进而使右心室增加[11,12]。而透析3个月后，血透组RVESV、RVEDV均较透析前有改善，血液透析后机体体液量明显减少，心室容积会随之缩小。但本研究还发现，透析后终末期肾衰患者的RVEF、rRVEF较透析前显著减少，笔者考虑其原因可能是血液透析后体液的大量脱失，会使心率代偿性变快，致使前负荷在短期内降低，依据Frank-Starling机制，即使在血液透析治疗中毒素的清除能够改善心室收缩功能，但若此过程中前负荷降低占主导，其EF相关参数会明显下降[13]。

相关研究报道[14]，实时三维超声心动图能够客观显示心脏立体结构以及心室各个阶段的运动功能，有助于临床准确分析心室某一阶段局部收缩功能和心室壁各个节段心肌运动的差异性。REF、rRVEF分别为左心室、右心室局部射血分数，主要反映心室收缩功能。研究发现，终末期肾衰患者血透后的心血管不良事件发生与REF、rRVEF呈显著的正相关性。有文献指出[15]，心室各节段的REF分布并不均匀一致，与心腔心肌结构特征、局部血供有密切的相关性，故检测心脏局部射血分数能够更清楚地反映心脏局部病理变化，有助于早期发现心血管不良事件。

综上可知，实施三维超声心动图可具体定量评价到心室局部节段上，利于早期诊断终末期肾衰患者的整体心功能情况，并预测心血管不良事件发生，为临床干预提供及时、准确的指导意见。