3D-STE技术评价射血分数正常的无症状T2DM患者左心室整体收缩功能研究

杨 耀,张惠娟,许厚本

(湖南中医药高等专科学校附属第一医院超声医学科,湖南 株洲 412000)

糖尿病(DM)是发生心力衰竭(HF)的独立危险因素[1]。糖尿病心肌病(DC)是DM患者在没有明显冠心病、高血压或瓣膜性心脏病情况下发生的心肌病，早期出现心肌舒张功能异常。该疾病是由多种因素造成，包括微血管疾病，心肌代谢功能改变，心肌纤维化增加，从而导致左心室心肌功能受损，进而引发HF[2]。既往研究结果显示，在没有高血压和冠心病的人群中，DM患者发生HF的风险率明显增大[3]。因此，早期发现射血分数(LVEF)正常的无症状2型糖尿病(T2DM)患者的心脏功能变化，对预防心血管危险事件意义重大。三维斑点追踪成像(3D-STE)技术是在二维斑点追踪成像基础上结合实时三维成像技术，能够克服二维斑点追踪技术单平面分析的局限性，多方位准确地反映心肌空间形变大小[4]。本研究旨在应用3D-STE评价LVEF正常的无症状T2DM患者左心室整体收缩功能的变化。

1 资料与方法

1.1一般资料 选择2018年9月至2020年9月于本院内分泌科就诊的T2DM患者51例作为T2DM组，同期另选取48例体检健康的志愿者作为对照组。所有受试对象均参加一般体格检查及血液检查。纳入标准：所有入组患者均按照美国糖尿病协会的指南标准诊断为T2DM[5-6]；左室LVEF均大于或等于60%。排除标准：冠心病、心律失常、严重的瓣膜性心脏病、心肌病、先天性心脏病、肝肾功能不全及因透声条件差而图像不佳的患者。在随访期间内，7例患者被剔除，其中5例患者发生心血管事件，1例患者失访，1例患者后期成像质量差，导致无法进行数据分析。

1.2方法

1.2.1使用仪器 使用GE Vivid E9超声诊断仪，二维探头频率1.7 ～ 3.3 MHz；三维探头(4V-D)频率1.7 ～ 3.3 MHz，帧频25 ～ 40帧/秒，配有Echo PAC工作站。

1.2.2测量指标 所有受试对象数据根据美国超声心动图协会(ASE)推荐指南中测量方法采集[7]，检查前取左侧卧位，同步连接心电图，嘱受试对象平静呼吸，常规二维超声心动图留取左心室舒张末期容积(LVEDV)，左心室收缩末容积(LVESV)，采用双平面Simpson法测量左心室LVEF。切换至4V探头获得标准心尖四腔心切面，嘱受试对象屏住呼吸，连续存储6个完整心动周期的三维超声全容积图像。将获得的三维数据导入EchoPAC version113.0工作站进行脱机分析，在4D AUTO LVQ模式下，自动识别心内膜及心外膜边界，手动调整标记不满意区域。根据软件程序获得左心室心肌质量(LVM)，左心室心肌质量指数(LVMI)=LVM/BSA，同时获得收缩末期左心室整体纵向应变(GLS)、整体径向应变(GCS)、整体周向应变(GRS)及整体面积应变(GAS)。T2DM组随访2年，同样留取上述常规二维超声参数及3D-STE应变数据。

2 结 果

2.1各组基本临床资料比较 各组性别、年龄、BSA、HR比较，差异均无统计学意义(P>0.05)。各组空腹血糖(FPG)比较，差异有统计学意义(P<0.05)。见表1。

2.2各组二维超声心动图参数比较 T2DM组患者LVEDV、 LVESV、LVEF、LVMI值与对照组比较，差异均无统计学意义(P>0.05)；T2DM随访组患者LVEDV、 LVESV、LVEF值较对照组无变化，差异均无统计学意义(P>0.05)，而LVMI值较对照组增加，差异有统计学意义(P<0.05)。见表2。

表1 各组基本临床资料比较

表2 各组二维超声心动图参数比较

2.3各组三维应变值比较 T2DM组患者GLS、 GCS、GAS值均较对照组减低，差异均有统计学意义(P<0.05)； GRS值较对照组无明显变化，差异无统计学意义(P>0.05)。与对照组相比，T2DM随访组患者GLS、GCS、GRS、GAS值均较对照组减低，差异均有统计学意义(P<0.05)；GLS、GCS、GRS、GAS值均较对照组减低，差异均有统计学意义(P<0.05)。见表3、图1。

表3 各组三维应变值比较

A.T2DM组患者GLS；B.T2DM组患者GCS；C.T2DM组患者GRS；D.T2DM组患者GAS；E.T2DM随访组患者GLS；F.T2DM随访组患者GCS；G.T2DM随访组患者GRS；H.T2DM随访组患者GAS。

3 讨 论

近年来，由于人口老龄化与生活方式西方化等原因，我国DM患者越来越多，DM引发的心血管疾病也越来越多，DM是DC主要原因，并且是HF的危险因素[6]。前期临床研究证实，在无症状且无明显心血管病的DM患者左心室心肌舒张功能受损，而代表左心室收缩功能的LVEF并没有改变[8]，这就表明LVEF在评价亚临床左心室收缩功能上具有一定的局限性。最近，三维斑点追踪技术可通过测量心肌多向应变和应变率来检测左心室心肌功能改变，此技术克服了常规二维超声心动图及组织多普勒应变角度依赖性的重要局限性。STORZ等[9]通过心脏核磁共振(CMR)评价DM前期及LVEF正常的DM患者的左室心肌变化的研究中发现，在疾病早期就已经发现心肌重塑，心脏功能受影响；然而，纵向应变值的改变与左室心肌功能变化有明显相关性[10]。 ERNANDE等[11]研究发现，纵向应变分析能够早期识别无症状DM患者的左室心肌功能改变。因此，早期发现LVEF正常的无症状DM患者的左心室心肌功能改变，对延缓和预防心血管事件的发生意义重大。

左心室心肌主要由纵向及周向纤维交织重叠构成，在心内膜下心肌纤维的纵向运动呈右手螺旋状，在心外膜下心肌运动呈左手螺旋状而中层心肌近似呈环形排列。这种特殊的心肌结构造成了心肌运动的多向性。心肌运动是三维空间上的运动，主要有纵向运动、周向运动及径向运动。对纵向、周向和径向心肌功能的多方向分析使临床医生能够了解亚临床DC患者的左室心肌收缩功能变化[4.12]。本研究结果发现，与对照组比较，T2DM组患者的GLS、GCS、GAS明显减低，而GRS没有明显差异，该结果与赵洋等[13]的研究结果相一致。原因可能是左室心肌约70%为纵向纤维，当左室心肌功能受损时，该心肌最易受累发生变化，而GAS为心肌纵向应变与周向应变的百分数，因此GAS、GCS在T2DM组患者中已经明显受累，而GRS无明显差异，由此说明在无症状T2DM患者中，已经存在左心室心肌亚临床的收缩功能受损，与NG等[14]研究结果一致。本研究中，对T2DM组患者随访后发现，各组应变值均明显减低。可能原因为随着病情发展，T2DM患者左室心肌纤维化增加，左心室心肌收缩功能受损严重。此外，在对T2DM患者的2年随访中，发现T2DM患者的LVMI增加，这是由于T2DM患者长期处于高血糖状态下，左室心肌代谢改变，心肌纤维化增加，进而LVM增加，与ROOS等[3]应用二维斑点追踪技术对无症状DM患者2年随访的研究结果一致。

本研究的局限性在于仅选择无症状的T2DM患者，研究数量相对较少，并且该类患者可能存在其他心血管危险因素，例如高胆固醇血症或高血压。其次，为了避免心肌缺血对左室功能的影响，本研究仅选择了临床症状稳定的患者，并没有进行运动试验或冠状动脉造影等相关检查来明确有无冠状动脉狭窄。但是在随访中出现心绞痛或急性冠状动脉综合征的患者被排除在外。

综上所述，3D-STE技术能够识别LVEF正常的无症状T2DM患者亚临床左心室心肌收缩功能障碍，可对该类患者后期临床治疗提供有用的参考依据。