压力-应变环评估血液透析患者左心室做功的临床价值

李庆 李小燕 牟芸 陈旭姣 郑哲岚

血液透析（简称血透）虽能提高终末期慢性肾病患者的生存期，但其心血管病事件的发病率明显高于普通人群，相关研究显示血透患者的主要死亡原因是心源性猝死和复发性心力衰竭[1]。压力-应变环（pressure-strain loop,PSL）技术源于1979年Suga教授[2]采用侵入性心导管插管的方式记录压力-容量环对心肌做功的研究，并在2012年由Russell等[3]提出根据肱动脉收缩压估计的左心室压力曲线与斑点追踪技术相结合来表示无创心肌做功，在国内外研究中评估心肌能量代谢、识别肥厚型心肌病、预测冠心病及评价心脏在同步化疗疗效方面得到广泛应用[3-9]。本研究采用PSL对血透患者左心室心肌做功进行评估，并分析各参数对心肌受损的预测价值，探讨PSL在临床诊治中的应用价值。

1 对象和方法

1.1 对象 选取2021年10至12月浙江大学医学院附属第一医院血透中心规律血透（3次/周）且在血透完成后1～2 h内行超声心动图检查的患者79例。纳入标准：原发肾病引起的慢性肾衰竭，包括肾小球肾炎、糖尿病肾病、多囊肾、狼疮性肾炎和高血压肾病等。排除标准：合并先天性心脏病、冠心病、心肌梗死、瓣膜病、心律失常及图像质量差者。血透患者根据透析时间分为低透析龄组51例（透析龄≤5年）和高透析龄组28例（透析龄＞5年）；根据左心室质量指数（left ventricular mass index,LVMI）和左心室壁相对厚度（left ventricular relative wall thickness,LVRWT）分4个亚组（LVMI以男性≥108.5 g/m2、女性≥99.4 g/m2为增大标准，LVRWT以男性≥0.51，女性≥0.49为增大标准[10]）：正常构型组20例（LVMI和LVRWT均正常）、向心性重构组10例（LVMI正常，LVRWT增大）、向心性肥厚组19例（LVMI和LVRWT均增大）、离心性肥厚组30例（LVMI增大，LVRWT正常）；根据透析是否充分分为：透析充分组50例（尿素清除率达到1.2或尿素下降率达到65%）和透析不充分组29例；根据血压是否正常分为血压正常组43名和高血压组36例（收缩压≥140 mmHg或舒张压≥90 mmHg，1 mmHg=0.133 kPa）。另选取同期同年龄段的53名健康体检者作为对照组，心电图、超声心动图及实验室指标均无异常。本研究经浙江大学医学院附属第一医院医学伦理委员会批准（IIT20220133B），所有受试者均知情同意。

1.2 方法 采用GE Vivid E95超声诊断仪，M5S心脏探头，探头频率1.5～4.5 MHz。记录患者基本信息，包括：年龄、性别、肱动脉血压、BMI、肾小球滤过率、血肌酐、透析前后尿素氮、血清钙磷浓度、Hb、白蛋白，计算尿素下降率及校正后钙磷乘积。

1.2.1 图像采集 嘱患者左侧卧位，连接心电图，根据美国超声心动图学会指南标准测量常规超声心动图参数，包括左心室舒张末期内径（left ventricular end-diastolic diameter,LVEDd）、室间隔舒张末期厚度（interventricular septal thickness,IVSd）及左心室后壁舒张末期厚度（left ventricular diastolic posterior wall thickness,LVPWd），计算 LVRWT=（IVSd＋LVPWd）/LVEDd及LVMI=0.8×1.04×[（IVSd＋LVPWd＋LVEDd）3-LVEDd3]＋0.6；采用双平面Simpson法测量左心室舒张末期容量（left ventricular end-diastolic volume,LVEDV）及左心室射血分数（left ventricular ejection fraction,LVEF）；采集左心室流出道和二尖瓣口血流频谱；存储左心室心尖三腔、四腔和两腔动态图3个心动周期，各测值取其平均值。

1.2.2 图像分析 将动态图导入EchoPAC 203工作站，点击AFI自动识别左心室心内膜及室壁轮廓,依次完成三腔、四腔、两腔图像分析得到左心室整体纵向应变（global longitudinal strain,GLS）绝对值，进入Myocardiac Work模式确定主动脉瓣开放及关闭时间并输入血压，得到左心室压力应变曲线图和心肌做功参数，包括心肌整体做功指数（global myocardial work index,GWI）、整体有用功（global constructive work,GCW）、整体无用功（global myocardial wasted work,GWW），计算整体做功效率（global myocardial work efficiency,GWE）=GCW/（GCW+GWW）[2]。

1.2.3 重复性检验 根据研究对象序列号随机抽取50例患者，由同一位主治医师和另一位主任医师重新分析对比作为观察者内及观察者间重复性检验。

1.3 统计学处理 采用SPSS 25.0统计软件。正态分布的计量资料以表示，两组间比较方差齐时采用两独立样本t检验，方差不齐时采用t'检验；多组间比较采用单因素方差分析，两两比较采用LSD-t检验；非正态分布的计量资料以M（P25，P75）表示，组间比较采用非参数检验。正态分析的各参数间相关性分析采用Pearson相关，非正态分布的各参数间相关性分析采用Spearman秩相关。绘制ROC曲线，比较各参数对左心室心肌受损的预测效能。采用组内的相关系数（ICC）评价观察者内及观察者间的一致性。P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 血透组和对照组基本资料的比较 血透组收缩压、血肌酐、钙磷乘积均高于对照组，肾小球滤过率、Hb、白蛋白均低于对照组，差异均有统计学意义（均P＜0.01），而两组间性别、年龄、BMI比较差异均无统计学意义（均P＞0.05），见表1。

表1 血透组和对照组基本资料的比较

2.2 血透组和对照组常规超声心动图及心肌应变的比较 血透组LVDd、LVEDV、LVRWT、LVMI均高于对照组，LVEF及GLS绝对值均低于对照组，差异均有统计学意义（均P＜0.05），见表2。

表2 血透组和对照组常规超声心动图及心肌应变的比较

2.3 血透组和对照组心肌做功参数的比较 血透组GWW高于对照组，GWI、GCW、GWE均低于对照组，差异均有统计学意义（均P＜0.01），且GWW增加率远大于GWI及GCW的降低率，见表3、图1。

图1 心肌做功图（a：正常对照组；b：血透组）

表3 血透组和对照组心肌做功比较

2.4 血透组不同亚组心肌做功参数的比较 GWW、GWE在低透析龄和高透析龄组差异均有统计学意义（均P＜0.01）；GWE、GWW在左心室不同构型亚组比较差异均有统计学意义（均P＜0.01）；GWI、GWE在透析充分与不充分亚组差异均有统计学意义（均P＜0.05）；GWW在血压正常与高血压亚组间比较差异有统计学意义（P＜0.01），GWE差异无统计学意义（P＞0.05），见图2。

图2 血透组中不同亚组心肌做功参数GWW、GWE对比

2.5 各参数对左心室心肌受损的预测效能 GWE和GWW是预测心肌受损有意义的参数，灵敏度分别为0.848、0.810，特异度分别为1.000、0.962，最佳截断值分别为94.5%、109.5 mmHg%，见表4、图3。

图3 心肌做功预测左心室心肌受损效能的ROC曲线

表4 心肌做功参数预测左心室心肌受损

2.6 各参数间的相差性 心肌做功参数GWI、GCW、GWW均与肱动脉收缩压均呈正相关（r=0.666、0.745、0.478，均P＜0.01），GWE与GLS绝对值、LVEF均呈正相关（r=0.700、0.520，均P＜0.01），见图4。

图4 LVEF、GLS绝对值与GWE相关性的散点图

2.7 重复性检验 心肌做功各参数GWI、GWC、GWW、GWE在观察者内变异系数ICC分别为0.956、0.956、0.923、0.956，在观察者间变异系数ICC分别为0.936、0.946、0.958、0.969。

3 讨论

血透是尿毒症患者的主要替代疗法，以往研究表明，血透虽可改善患者的生存质量，但营养物质的缺乏、矿物质代谢紊乱及血流动力学指标不稳定仍然会引起心脏结构和功能的改变[11]。LVEF和心肌应变评估左心室收缩功能具有负荷依赖性，当患者后负荷增高时会低估心肌真实的收缩能力[12]。而尿毒症患者最常见的心血管合并症之一便是高血压[13]。PSL则不受后负荷的影响，它是结合斑点追踪测量的心肌应变，用压力-应变AUC直观反映心肌做功[14]。Roberta等[15]指出PSL能反映不同血流动力学状态下的心肌做功，能更客观地评估左心室整体力学和性能。

本研究发现血透患者的肾小球滤过率、Hb及白蛋白明显低于对照组，血压、肌酐和钙磷乘积均高于对照组，相对室壁厚度、左心室大小及心肌质量也大于对照组，LVEF、心肌应变及心肌做功各参数均较对照组差，说明血透疗法纠正营养不良及高血压、降低尿毒症毒素及矿物质代谢的效果有限，长期病理状态引起心肌及微血管的损伤及重塑，并最终导致心脏结构的改变及心肌功能明显受损，与Tomonari等[16]研究结果相符。在不同亚组间，高透析龄组GWE低于低透析龄组，在左心室不同构型组GWW及GWE差异均有统计学意义，GWE随着左心室构型加重而减低，GWW相反变化，可能由于长期动静脉内瘘分流引起心输出量及心肌血流灌注的波动从而损伤心肌细胞，造成心肌做功的降低，且长期血透引起营养物质的丢失亦可影响心肌的代谢，为了对抗长期压力负荷下左心室的重构，心肌能量损耗增加，做功效率降低，提醒临床应尽可能地缩短透析龄及稳定血压，改善左心室重构，保护心肌功能；透析充分组GWE显著高于透析不充分组说明充分透析能减轻尿毒症毒素对心肌的损害，提高心肌做功效率；高血压组GWW显著高于正常血压组，但GWE无明显变化，说明后负荷增加心肌无效功增加，但做功效率并不受影响。相关性研究发现，GWE与GLS绝对值、LVEF呈正相关，且与血压无相关性，说明随着心肌受损加重，心肌收缩能力下降，PSL可以较早发现血透患者心肌收缩功能受损且心肌做功效率不受血压影响，与以往研究结果一致[17]。ROC曲线结果显示，当GWE＜94.5%时提示血透患者心肌做功效率下降，灵敏度0.848，特异度1.000；GWW＞109.50 mmHg%提示血透患者心肌无用功增加，灵敏度为0.810，特异度为0.962，可及时提醒临床治疗时加以保护和应对处理。

本研究的局限性：（1）部分患者接受过甲状旁腺切除术，对结果可能有影响；（2）为单中心小样本的研究，还有待扩大样本量进行多中心研究。

综上所述，血透患者左心室心肌受损明显，充分透析患者心肌受损得到改善，PSL可以有效的定量评估血透患者的左心室心肌功能，为评价心肌做功提供可靠的定量指标，且不受后负荷影响，为临床诊治提供可靠依据。