基于速度向量成像技术的慢性肾小球肾炎患者左心房功能与运动同步性的相关性研究

洪俊蓉 张平洋 陆怡朴 秦庆庆 刘勤

1.南京中医药大学附属南京中医院（南京市中医院）功能检查科，江苏南京 210006；2.南京医科大学附属南京医院（南京市第一医院）心血管超声科，江苏南京 210006

慢性肾小球肾炎（chronic glomerulonephritis，CGN）近年来发病率逐年升高，其早期主要影响左心房功能。左心房功能由充盈储存功能、管道输送功能和泵血挤压功能组成，可通过收缩期峰值应变率（peak systolic strain rate，SRS）、舒张早期峰值应变率（early diastolic peak strain rate，SRE）、舒张末期峰值应变率（late diastolic peak strain rate，SRA）进行评估。CGN 患者心房颤动和心房颤动复律后再次复发的风险也有不同程度的增加[1]，心房颤动的发生与左心房的同步性异常有关[2]。Gooyeon等[3]研究证实心力衰竭患者的左心房储备期会出现非同步性，这种非同步性指标可作为预测心力衰竭患者发生心房颤动的指标。CGN 的病理生理机制导致肾脏和心脏损害同步发生[4]，所以CGN 患者肾功能不全进展、心房处于储备期时运动是否同步值得关注。本研究将用速度向量成像技术（velocity vector imaging,VVI）探讨CGN 患者左心房功能和储备期运动同步性改变及两者的相关性，现报道如下。

1 对象与方法

1.1 研究对象

选取2020 年12 月至2021 年7 月在南京市中医院功能检查科经胸心脏超声检查的52 例CGN 患者，纳入标准：原发病为CGN 且为窦性心律患者。排除标准：①合并冠心病、糖尿病、原发性高血压、心力衰竭病史。②先天性心脏病、心脏瓣膜病、扩张型心肌病、肥厚型心肌病病史。③研究时服用影响心血管药物者。④行血液或腹膜透析尿毒症者。⑤心律失常者。根据改善全球肾脏病预后组织2013 年慢性肾病评价与治疗指南，肾功能依据估算肾小球滤过率（estimated glomerular filtration rate，eGFR）进行分期：肾功能正常为1 期[eGFR≥90ml/（min·1.73m2）]、肾功能损害轻度为 2 期[eGFR 为 60～89ml/（min·1.73m2）]、肾功能损害中度为3期[eGFR为30～59ml/（min·1.73m2）]、肾功能损害重度为4 期[eGFR为15～29ml/（min·1.73m2）]、肾功能损害严重衰竭为5 期[eGFR<15ml/（min·1.73m2）[5]。根据肾功能检查结果分为A 组（n=26，2～3 期）和B 组（n=26，4～5 期），另选取健康志愿者50 名作为C 组（对照组）。

1.2 研究方法

记录参与者的年龄、性别、首次空腹血糖、首次血肌酐、心率平均值、体质量指数（body mass index，BMI）、收缩压（systolic blood pressure，SBP）和舒张压（diastolic blood pressure，DBP）平均值。

1.3 仪器与方法

连接心电图，取左侧卧位，使用德国西门子ACUSONS2000 超声仪，探头4V1C 型，探头频率2.75～4.25MHz。将探头放置于心尖位置，通过VVI获得连续5 个心动周期的图像进行储存且脱机分析。图像定格于左心房的舒张末期，沿左心房的内、外膜心肌描记，即可产生左房应变率-应变率峰值时间曲线，根据心电图时相得到平均SRS（mSRS）、平均SRE（mSRE）、平均SRA（mSRA）作为左心房功能指标；平均左房侧壁峰值时间（peak time of left atrial lateral wall，TP-LALW）、左房顶部峰值时间（peak time of left atrial roof，TP-LAR）、房间隔峰值时间（peak time of atrial septum，TP-AS）及任意两节段应变率最大峰值时间差（maximum peak time difference of strain rate of any two segments，TSR-MAX）作为左心房储备期运动同步性指标。

1.4 统计学方法

采用SPSS 23.0 统计学软件对数据进行分析，应用Shapiro-Wilk（SW）进行数据正态分布检验，符合正态分布的以均数±标准差（）进行描述，三组间比较采用单因素方差分析；不符合正态分布的以[M（Q1，Q3）]表示，三组间比较采用非参数Kruskal-Wallis（H）检验；采用Spearman 检验分析左心房功能和储备期运动同步性的相关性；分类变量数据以相对数表示，组间比较采用χ2检验，P<0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 三组的一般资料比较

三组的年龄、性别、血糖、BMI、心率及DBP比较，差异无统计学意义（P>0.05）；血肌酐、SBP比较，差异有统计学意义（P<0.05），见表1。

表1 三组的一般资料比较

2.2 三组的左心房功能比较

三组的左心房功能比较，差异均有统计学意义（P<0.05）；B 组与A 组的mSRA 比较，差异有统计学意义（P<0.05），见表2。

表2 三组的左心房功能比较

2.3 三组的左心房储备期运动同步性比较

三组的mTP-LAR 比较，差异无统计学意义（P>0.05），mTP-LALW、mTP-AS、mTSR-MAX比较，差异均有统计学意义（P<0.05）；A 组和B 组的mTP-AS、mTSR-MAX 与C 组比较，差异有统计学意义（P<0.05）；B 组与A 组的mTP-LALW、mTP-AS、mTSR-MAX 比较，差异有统计学意义（P<0.05），见表3。

表3 三组的左心房储存期运动同步性比较

2.4 三组的左心房功能指标与左心房储存期运动同步性指标的相关性

mSRS、mSRE、mSRA 与mTP-LAR 无明显相关性（P>0.05），与mTP-LALW、mTP-AS、mTSR-MAX呈负相关（P<0.05）。mSRS 与mTP-LALW、mTP-AS、mTSR-MAX 相关度分别为r=-0.57、r=-0.66、r=-0.58，P<0.05；mSRE 与mTP-LALW、mTP-AS、mTSR-MAX相关度分别为r=-0.57、r=-0.65、r=-0.51，P<0.05；mSRA 与mTP-LALW、mTP-AS、mTSR-MAX 相关度分别为r=-0.28、r=-0.44、r=-0.42，P<0.05，见表4。

表4 三组的左心房功能指标与左心房运动同步性指标的相关性

3 讨论

慢性肾脏病是一组常见的慢性肾脏结构受损和功能障碍性疾病，CGN 是其常见发病病因。

近年来CGN 发病率逐年升高，早期主要影响左心房功能。左心房在心动周期中作用不同，在左心室收缩期具有充盈储存功能，在舒张早期发挥管道输送功能，舒张末期主动收缩，将左心房的血泵入左心室，使其更加充盈[6]。心房肌间胶原纤维合成增加，左心房形变能力下降[7]，舒张早期进入左室血液减少，舒张末期左房残余血液增多，存储功能降低。CGN 存在不同程度的微炎症反应，微炎症反应随着肾功能不全进展加重[8]，产生的炎症因子与可合成长链酰基卡尼丁和溶血磷脂酰胆碱的磷脂酰胆碱结合，二者通过抑制肌浆网交换钠钙离子影响细胞膜的通透功能，造成心房肌内钙离子超载，从而诱导心房肌细胞凋亡。炎症因子清除凋亡细胞可引起局部炎症并激活补体系统，导致心房组织损伤和心房肌纤维化的发生发展[9]，心房重构僵硬，泵血功能降低。本研究结果显示，随着CGN 肾功能不全的发展，左心房的三个功能逐渐减低，最终左心房功能失代偿[10]，失去血流动力学调节能力[11]。

心房的运动同步异常是心房电重构的表现之一[12]。本研究A 组和B 组的mTP-LALW、mTP-AS、mTSR-MAX 较C 组升高，且B 组升高更明显，提示肾功能不全中晚期左房储备期非同步性较肾功能不全早期更严重，可能与CGN 肾功能不全各时期的心房肌病理有关。心房壁心肌偏薄，代偿能力偏弱[13]，随着eGFR 降低，心肌纤维化越来越重，心肌运动同步性越来越差。本研究中A 组和B 组的mTP-LAR较C 组升高，但三组差异无统计学意义（P>0.05），提示CGN 患者的左房肌随着肾功能不全出现运动非同步性，可因心房重构、心房肌纤维化不均匀，引起左心房不均匀舒张和收缩[14]，推测早期肾功能不全患者的左房肌顶部纤维化即可出现，敏感性低，不易随疾病进展受累，侧壁左房肌及房间隔纤维化随着疾病进展受累逐渐严重，最终导致左心房储存期心房肌发生各节段的运动不同步。有学者对房颤复律后和再次复发房颤的心力衰竭患者的左房同步性研究发现，患者房颤前后左房储备期的同步性参数可作为再次房颤的预测因子[3]。

本研究通过Spearman 检验得到左心房储备功能、管道功能、泵血功能与mTP-LALW、mTP-AS、mTSR-MAX 呈负相关，与mTP-LAR 无明显相关，提示可能左房的侧壁及房间隔心肌对心房传导功能更敏感。心房肌通过舒张和收缩保持同步维持其储存和泵血功能，最大化保证心室的充盈。当心房肌纤维化后，心房肌不应期缩短促进心房肌形成快速冲动，导致心房功能障碍[15]。当心房肌纤维化不均匀时，未发生病变的心房肌维持正常功能或代偿性增强，两种心房肌作用下导致心房运动不同步，决定左房储存和管道功能的左室充盈受到影响[16]。由此可见，CGN 患者左心房的功能与同步性密切相关，在维持左室舒张功能中有重要作用。除此之外，左房储备期同步性异常还可直接影响左心房的泵血功能，造成心房肌内膜受损及血流瘀滞，增加血栓形成及心房颤动的发生率[17]。

VVI 是一种最近推出的基于二维灰度成像在超声像素下垂直于光束传播方向的波面上各点之间的相位关系即空间相干性、追踪斑点及追踪边界等技术支持下，分析局部心功能及探索心肌结构力学的新技术[18]，这种新技术以矢量方式显示心肌局部组织真实的运动方向、速度、距离、时相等[19]，其优点是不依赖多普勒原理[20]。本研究通过VVI技术较敏感地发现在CGN 肾功能的不同时期内，其左心房功能和储备期时心房肌各节段运动同步性的微小变化及两者之间的相关性，提醒早期应关注CGN 患者的左心房功能及其储备期同步性改变对临床的干预治疗和合理推测预后有重要意义。VVI 技术敏感性及操作性良好，可为左心房功能和同步性评估提供新方法，具有较好的临床应用价值。