左心房自动应变技术评估2型糖尿病患者左心房功能及与糖化血红蛋白A1c的相关性

李一鸣，吴存刚，李玉宏

(锦州医科大学附属第一医院超声科，辽宁 锦州 121001)

近年糖尿病及相关并发症发病率逐渐升高，而心血管并发症是导致糖尿病患者死亡的主要原因[1]。研究[2-4]表明，根据左心房结构及功能改变有助于预测多种疾病；糖尿病患者存在左心房重构已获证实[5-6]，但对其具体机制尚不清楚。糖化血红蛋白A1c(glycosylated hemoglobin A1c, HbA1c)用于预测多种心血管事件均有较高价值[7-8]。左心房自动应变技术(left atrial automatic strain technique，Autostrain LA)是专门用于分析左心房功能的软件，操作简单，可降低人工操作误差和缩短操作时间。本研究观察Autostrain LA评估2型糖尿病患者左心房功能的价值及其参数与HbA1c的相关性。

1 资料与方法

1.1 研究对象 选取2021年1月—2022年7月52例锦州医科大学附属第一医院2型糖尿病患者(糖尿病组)，均符合1999年WHO 2型糖尿病诊断；其中男22例，女30例，年龄27～71岁，平均(50.9±11.9)岁。排除标准：①常规超声心动图提示心力衰竭、心肌肥厚及心脏瓣膜病等；②高血压；③恶性肿瘤；④曾经或正在接受放射、化学治疗；⑤图像不清晰导致Autostrain LA无法准确描绘心内膜。另选取同期50名接受健康体检者为对照组，男24名，女26名，年龄25～67岁，平均(47.5±9.5)岁。本研究获医院医学伦理委员会审查批准(批准号：202265)。检查前受试者均签署知情同意书。

1.2 仪器与方法 由1名具有19年工作经验的超声科副主任医师(医师1)完成全部操作。检查前嘱受试者安静休息30 min。采用Philips EPIQ 7C彩色多普勒超声诊断仪，频率1～5 MHz S5-1探头。嘱受试者左侧卧，连接心电图，并调整为4个心动周期，扫查心脏常规切面，以双平面Simpson法测量左心室射血分数(left ventricular ejection fraction, LVEF)、左心室收缩末期容积(left ventricular end-systolic volume, LVESV)及左心室舒张末期容积(left ventricular end-diastolic volume, LVEDV)，于胸骨旁左室长轴切面测量左心房前后径(left atrial diameter, LAD)；将脉冲多普勒取样框放置于二尖瓣口，尽可能使取样框与血流方向平行，测量二尖瓣口舒张早期血流峰值速度(E)及舒张晚期血流峰值速度(A)，并计算E/A；采用组织多普勒技术测量室间隔和左心室侧壁的二尖瓣环位点运动峰值速度e'室间隔和e'侧壁，计算E/e'室间隔与E/e'侧壁的平均值E/e'；于心尖四腔心切面测量左心房面积(left atrial area, LAA)、容积(left atrial volume, LAV)及容积指数(left atrial volume index, LAVI)，并储存心尖四腔心切面图像，导入Qlab软件，选择Autostrain LA，系统自动描绘左心房心内膜，以舒张末期为应变零点，获得左心房储备期应变(left atrial strain during reservoir phase, LASr)、管道期应变(left atrial strain during conduit phase, LAScd)及收缩期应变(left atrial strain during contraction phase, LASct)。对以上各参数均测量3次，取平均值为最终结果。

于糖尿病组抽取20例，分别由医师1和具有28年工作经验的超声科主任医师(医师2)测量LASr及LAScd；1周后再由医师1进行重复测量，将结果用于重复性检验。

1.3 统计学分析 采用SPSS 23.0统计分析软件。以±s表示符合正态分布的计量资料，组间行独立样本t检验；以频数表示计数资料，行χ2检验。行Pearson相关性分析，观察HbA1c与LASr、LAScd、LASct及LAVI的相关性。绘制受试者工作特征(receiver operating characteristic, ROC)曲线，计算曲线下面积(area under the curve, AUC)。采用Bland-Altman一致性分析和组内相关系数(intra-class correlation coefficient, ICC)评估观察者间和观察者内的一致性，以ICC≥0.75为一致性好。P<0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 一般资料 2组受试者年龄、性别、体质量指数(body mass index, BMI)、体表面积(body surface area, BSA)、收缩压及舒张压差异均无统计学意义(P均>0.05)。糖尿病组总胆固醇、甘油三酯、空腹血糖及HbA1c均高于对照组(P均<0.05)。见表1。

表1 2型糖尿病患者与健康志愿者临床资料比较

2.2 常规超声心动图参数 组间LAVI、A、E/A及e'侧壁差异均有统计学意义(P均<0.05)。见表2。

表2 2型糖尿病患者与健康志愿者常规超声心动图参数比较

2.3 Autostrain LA参数 糖尿病组LASr、LAScd及LASct均低于对照组(P均<0.05)。见表3及图1。

图1 患者女，42岁，2型糖尿病 Autostrain LA心尖四腔切面图示LASr=29.50%，LAScd=-11.30%，LASct=-18.20%

表3 2型糖尿病患者与健康对照者Autostrain LA参数比较(%)

2.4 ROC曲线 LASr、LAScd、LASct及LAVI评估2型糖尿病患者左心房功能的AUC分别为72.80、68.30、70.60及37.20。见表4。

表4 Autostrain LA 参数及LAVI评估2型糖尿病患者左心房功能的效能

2.5 重复性检验 观察者间(ICC=1.00、0.98)及观察者内(ICC=1.00、1.00)测量LASr和LAScd的一致性均好。见图2。

图2 测量LASr及LAScd的一致性Bland-Altman图 A、B.观察者间(A)及观察者内(B)测量LASr；C、D.观察者间(C)及观察者内(D)测量LAScd

2.6 相关性分析 HbA1c与LAVI无明显相关(r=0.11，P>0.05)，与LASr、LAScd及LASct均呈负相关(r=-0.32、-0.28、-0.25，P均<0.05)。

3 讨论

左心房功能包括储备期功能、管道期功能和收缩期功能[9]。储备期功能主要由左心房本身性质所决定，管道期功能则主要由左心室舒张进行调节，收缩期功能则主要受其收缩力和左心室舒张顺应性影响[10]。尽管糖尿病导致左心房重构的具体机制尚不清楚，但现已证实心肌纤维化为其影响因素[11]；也有学者[12]发现自2型糖尿病患者左心房分离出的成纤维细胞的胶原蛋白合成水平增强，提示心肌纤维化与糖尿病患者左心房功能相关。

本研究2组受试者LVEDV、LVESV、LVEF、LAD、LAA及LAV差异均无统计学意义，与MONDILLO等[13]研究结果类似，表明2型糖尿病患者左心房结构变化无法反映其功能改变，即左心房应变可相对独立于其二维参数。本研究糖尿病组LAVI及A均高于、而E/A及e'侧壁均低于对照组，代表2型糖尿病患者左心室舒张顺应性受损，并可通过增加左心室充盈压而影响左心房功能，即左心房收缩状态可在很大程度上反映左心室顺应性。

LASr代表左心房储备期功能，LAScd代表左心房管道期功能，LASct代表左心房收缩功能。本研究糖尿病组LASr、LAScd及LASct均低于对照组，分析原因，主要在于糖尿病患者左心房存在心肌纤维化，心肌僵硬度增加，导致左心房舒张受限；同时左心室舒张顺应性受损，导致肺静脉血液流入左心室减少。另一方面，高继康等[14]发现糖尿病组与对照组LASct无显著差异，可能与该研究选取的糖尿病患者病程较短有关。此外，RAMKUMAR等[15]指出，左心房收缩功能受多种因素影响，且与左心室功能相互独立，即不受左心室功能的影响。有关2型糖尿病患者左心房功能改变的具体机制有待进一步研究。

HbA1c是血糖与血红蛋白不可逆结合的产物，可反映近2～3个月的血糖情况[16]。本研究结果显示HbA1c与LASr、LAScd及LASct均呈负相关，表明心肌损害随HbA1c增加而逐渐加重，使左心房应变值逐渐降低，故可作为临床监测糖尿病患者左心房功能变化的指标。

此外，本研究发现，左心房二维参数中，仅LAVI组间差异存在统计学意义，而左心房应变参数组间差异均存在统计学意义；且ROC曲线结果显示，LAVI无法用于评估糖尿病患者左心房功能，而左心房应变参数具有评估价值。CAMELI等[17]指出，相比排空分数，左心房应变对负荷的依赖性更小，是评估左心房心肌功能的有力指标。较传统超声而言，Autostrain LA用于评估左心房功能的价值更高。

本研究的主要局限性：①样本量小，且具有区域性；②Autostrain LA可自动描绘左心房内膜，因此对显示内膜的清晰度具有一定要求，而本组部分图像内膜未能完全与ROI重合。

综上所述，Autostrain LA可用于评估2型糖尿病患者左心房功能；2型糖尿病患者左心房应变参数与HbA1c呈负相关。