左室压力-应变环评估肥胖合并高血压患者心肌做功的价值
2024-10-30张彦平张佳宇张燕霞康春松
摘要:目的" 探讨左室压力-应变环评价肥胖合并高血压患者心肌做功的临床价值。方法" 选取2020年5月~2022年8月就诊于山西白求恩医院的35例单纯性肥胖患者(肥胖组)、39例肥胖合并高血压患者(肥胖高血压组)及38例健康人(对照组),测量常规超声心动图参数、整体纵向应变(GLS)及心肌做功参数,心肌做功参数包括整体有用功(GCW)、整体做功指数(GWI)、整体无用功(GWW)、整体做功效率(GWE),比较3组间上述参数的差异。结果" 肥胖组和肥胖高血压组的GLS低于对照组(Plt;0.05)。与对照组相比,肥胖组GLS、GCW、GWI、GWE减小,GWW增大(Plt;0.05)。肥胖高血压组较肥胖组、对照组GCW、GWI、GWW增大,GWE减小 (Plt;0.05)。收缩压、舒张压与GCW、GWI、GWW呈正相关、与GLS呈负相关(Plt;0.01)。BMI与GCW、GWI、GLS呈负相关,与GWW呈正相关(Plt;0.05)。结论" 高血压会加重肥胖患者左心功能功能障碍,左室压力-应变环能够识别肥胖合并高血压左室心肌功能受损,具有一定临床价值。
关键词:肥胖;高血压;超声心动图;左室压力-应变环;心肌做功
Evaluation of left ventricular myocardial work in obese patients with hypertension by left ventricular pressure-strain loop
ZHANG Yanping1, ZHANG Jiayu2, ZHANG Yanxia2, KANG Chunsong2
1School of Medical Imaging, Shanxi Medical University, Taiyuan 030001, China; 2Department of Ultrasound, Third Hospital of Shanxi Medical University/Shanxi Bethune Hospital, Taiyuan 030032, China
Abstract: Objective To explore the clinical value of left ventricular pressure strain loop in evaluating myocardial work in obese patients with hypertension. Methods Thirty-five patients with simple obesity (obese group), 39 patients with obesity combined with hypertension (obese hypertension group) and 38 healthy subjects (control group) were selected from Shanxi Bethune Hospital from May 2020 to August 2022. Conventional echocardiographic parameters, global longitudinal strain (GLS) and myocardial work parameters were measured. The myocardial work parameters included global constructive work (GCW), global work index (GWI), global wasted work(GWW)and global work efficiency (GWE), and the differences of these parameters among the three groups were compared. Results The GLS of the obese group and the obese hypertensive group was lower than that of the control group (Plt;0.05). Compared with the control group, the GCW, GWI and GWE of the obesity group decreased, and GWW increased (Plt;0.05). Compared with the obesity group and the control group, the GCW, GWI and GWW of the obesity and hypertension group increased, and GWE decreased (Plt;0.05). Systolic blood pressure and diastolic blood pressure were positively correlated with GCW, GWI and GWW, and negatively correlated with GLS (Plt;0.01). BMI was negatively correlated with GCW, GWI and GLS, and positively correlated with GWW (Plt;0.05). Conclusion Hypertension can aggravate left ventricular dysfunction in obese patients. Left ventricular pressure-strain loop can identify left ventricular myocardial dysfunction in obesity patients with hypertension, which has certain clinical value.
Keywords: obesity; hypertension; echocardiography; left ventricular pressure strain loop; myocardial work
收稿日期:2023-11-12
作者简介:张彦平,在读硕士研究生,E-mail: 2310346369@qq.com
通信作者:康春松,教授,博士生导师,E-mail: kangchunsong2005@sina.com
肥胖是心血管疾病发生和死亡的重要危险因素,而肥胖常伴随多种代谢异常疾病和并发症,高血压是肥胖常见的合并症之一,研究表明[1] BMIgt;30 kg/m2的肥胖患者高血压患病率为42.5%。肥胖合并高血压将进一步增加心血管疾病的发病率[2] 。2021年美国心脏学会发布的预防和治疗高血压的减肥策略提出,临床医生及时干预肥胖合并高血压可以降低心血管疾病发生率和死亡率,早期评估肥胖合并高血压患者的左心室功能对预防病情进展至关重要[3] 。左心室射血分数(LVEF)是临床评估左室收缩功能的常用指标,与LVEF相比,基于二维斑点追踪技术得到的整体纵向应变(GLS)对检测左室亚临床左室收缩功能障碍更为敏感,一项大型研究表明肥胖和高血压单独或联合与较低的GLS相关[4] ,但GLS对后负荷具有依赖性,评估左室收缩功能有一定局限性。左室压力-应变环作为一种新技术,结合了左室压力和整体纵向应变,考虑后负荷的影响,能更客观、准确评价局部和整体的左心室功能[5] 。尽管有研究应用左室压力-应变环评估了肥胖患者的亚临床左室收缩功能障碍,但该研究涵盖的部分肥胖人群中,存在患有高血压的情况,未考虑高血压对肥胖患者心肌做功的影响[6] ,高血压作为影响心肌做功的重要因素,其忽略可能导致对肥胖患者的心肌做功评估出现偏差。本研究旨在应用左室压力-应变环评价肥胖合并高血压患者与单纯性肥胖患者的左心室做功的差异,从而评估高血压对肥胖患者的左室心肌做功的影响,为临床了解其心肌功能受损提供量化依据。
1" 资料与方法
1.1" 一般资料
选取2020年5月~2022年8月就诊于山西白求恩医院的肥胖患者74例作为病例组,其中男39例,女35例,年龄20~43(31.2±5.01)岁。根据有无高血压将74例肥胖患者分为单纯肥胖组(n=35)和肥胖高血压组(n=39),肥胖和高血压分别依据我国《中国成人肥胖症防治专家组共识》和《中国高血压防治指南(2010修订版)》诊断标准确诊。同期选取年龄、性别相匹配、BMI及血压正常的38例健康人作为对照组,其中男18例,女20例,年龄19~45(29.7±6.62)岁。单纯肥胖组纳入标准:BMI≥28 kg/m2;未合并高血压。肥胖高血压组纳入标准:BMI≥28 kg/m2;符合高血压诊断,高血压定义为在未使用降压药物的情况下,非同日3次测量诊室血压,收缩压≥140 mmHg和(或)舒张压≥90 mmHg;首次就诊,未经治疗。对照组纳入标准:正常BMI(18 kg/m2≤BMIlt;24 kg/m2);排除标准:冠心病、先天性心脏病、心肌病、心脏瓣膜疾病、心律失常等心脏相关疾病;继发性高血压、糖尿病、高胆固醇血症、肝肾疾病等基础性疾病;超声心动图图像质量欠佳者。本研究经我院伦理委员会批准(伦理号:YXLL-SL-2022-014)。所有研究对象均签署知情同意书,并自愿参加研究。
收集临床资料,包括受检者的性别、年龄、收缩压、舒张压、BMI、心率、空腹血糖、游离脂肪酸、高密度脂蛋白、低密度脂蛋白。肥胖组、肥胖高血压组的体质量、BMI、游离脂肪酸高于对照组(Plt;0.05), 肥胖高血压组较对照组、肥胖组收缩压、舒张压较增高(Plt;0.05),对照组与肥胖组收缩压、舒张压的差异无统计学意义(Pgt;0.05);各组性别、年龄、身高、心率、高密度脂蛋白、低密度脂蛋白差异均无统计学意义(Pgt;0.05,表1)。
1.2" "仪器与方法
1.2.1" 仪器" "应用GE Vivid E9超声诊断仪,配备探头M5s,频率2.0~4.5 MHz,配有EchPac203分析工作站。
1.2.2" 方法及图像处理" "平静状态下连接心电图,嘱受检者左侧卧位,测量肱动脉血压,测3次,取平均值。应用M型超声常规测量室间隔厚度(IVST)、左心室后壁厚度(LVPWT)、左心室舒张末期内径(LVEDD)、左心室收缩末期内径(LVESD)、射血分数(LVEF);脉冲多普勒模式下测量舒张早期二尖瓣口血流速度(E)、舒张早期二尖瓣环运动速度(e'),计算E/e'。根据Devereux公式计算左室重量LVM(g)=1.04×[(LVEDD+IVST+LVPWD)3- LVEDD3]×0.8+0.6,LVM/体表面积得到LVMI;获取心尖两腔、四腔及三腔心切面动态图像,并存储3~5个心动周期。将图像导入Echo PAC 工作站,手动勾画心内膜边界,获得左心室应变值(GLS)及17节段牛眼图,输入血压值,分析图像,调整瓣膜开放时间获取LVMW:整体有用功(GCW)、整体做功指数(GWI)、整体无用功(GWW)、整体做功效率(GWE)。GCW为左心室收缩期心肌缩短以及等容舒张期心肌延长所做的正功;GWI指二尖瓣关闭至二尖瓣开放左心室心肌做功的总和;GWW是左心室收缩期延长和舒张期缩短左心室所做的负功;GWE为GCW与GCW和GWW之和的比值。
1.3" 统计学分析
应用SPSS26.0软件进行分析,正态分布计量资料以均数±标准差表示,多组间比较采用单因素方差分析,两组间比较行LSD-t检验;频数以n(%)表示,组间比较采用χ2检验。采用Pearson相关性分析心肌做功参数与BMI、收缩压、舒张压的相关性,以Plt;0.05为差异有统计学意义。
2" 结果
2.1" 常规超声心动图参数比较
对照组、肥胖组、肥胖高血压组的ISVT、LVPWT 、LVMI、E/e’逐渐增大 (Plt;0.05),3组的LVEDD、LVESD、LVEF差异无统计学意义(Pgt;0.05,表2)。
2.2" 各组GLS及心肌做功参数比较
肥胖组的GLS、GWI、GCW、GWE小于对照组(Plt;0.05),GWW大于对照组(Plt;0.001)。肥胖高血压组的GCW、GWI、GWW较对照组及OB组增大(Plt;0.05),GWE较对照组及肥胖组减小(Plt;0.05,表3、图1)。肥胖组和肥胖高血压组的GLS差异无统计学意义(Pgt;0.05,表3)。
2.3" 相关性分析
Pearson相关性分析结果显示,收缩压与GCW、GWI、GWW呈正相关(r=0.565、0.480、0.529,Plt;0.01),舒张压与GCW、GWI、GWW呈正相关(r=0.516、0.428、0.504,Plt;0.01),收缩压、舒张压与GLS呈负相关(r=-0.357、-0.294,Plt;0.01),BMI与GLS、GCW、GWI呈负相关(r=-0.283、-0.434、-0.487,Plt;0.05),BMI与GWW呈正相关(r=0.422,Plt;0.01)。收缩压、舒张压、BMI与GWE无相关性(Pgt;0.05,表4)。
3" 讨论
肥胖与高血压关系密切[7] ,两者均会引起心脏结构和功能变化,增加心血管疾病的风险并诱发心衰。有研究表明肥胖合并高血压患者心血管事件发生率高于肥胖患者[8] 。早期评估肥胖合并高血压患者的左室功能,对干预治疗和改善预后具有重要临床意义。
临床常用的评价左室收缩功能的指标是LVEF,本研究中肥胖组、肥胖高血压组GLS均低于对照组,3组LVEF属正常范围且差异无统计学意义,表明肥胖患者LVEF正常时已经出现亚临床左室收缩功能障碍,GLS较LVEF能敏感识别肥胖患者早期亚临床心肌收缩功能受损,与既往研究[9-10] 结果一致。研究证实GLS有负荷依赖的局限性,后负荷升高会使GLS降低[11] ,肥胖合并高血压属于后负荷增加的疾病,因此本研究使用GLS不能准确评估肥胖合并高血压患者真实的左室收缩功能。左室压力应变环考虑后负荷影响,将应变和左室压力相结合,可敏感评估左心室收缩功能受损,同时可以反映心肌耗氧量和心肌做功[5] ,广泛应用于评价各种心血管疾病的左心室功能[12-13] 。
本研究结果显示,肥胖组、肥胖高血压组IVSD、LVPWD、LVMI、E/e'高于对照组,LVEDD、LVESD差异无统计学意义,表明肥胖各组发生左心室重塑,包括LVMI增加、室壁增厚,舒张功能减低,这与肥胖患者的血流动力学改变以及神经体液改变导致左室壁代偿性增厚、心肌僵硬度增加,引起左心室顺应性减低有关[14] ,肥胖高血压组较肥胖组的IVSD、LVPWD、LVMI、E/e'升高,提示高血压加重肥胖患者的左心室重构和舒张功能受损,与既往研究一致[15] 。
研究表明GCW和GWI是反映左心室损伤的重要指标[16] 。本研究显示肥胖组GWI、GCW低于对照组,提示肥胖组左心室心肌收缩功能受损,可能的原因是肥胖患者的血流动力学改变、慢性炎症、代谢异常、脂肪异位沉积、RASS系统激活等因素均会促进心肌纤维化和左心室重塑,引起心肌损伤,心肌细胞形变能力减弱,使心肌做功减少,GWI、GCW减低。GWW表示无用功,指左心室心肌收缩期伸长和等容舒张期缩短做的功,研究表明左室收缩不同步使GWW增加[17] 。与对照组相比,肥胖组GWW增加,肥胖患者的脂肪灌注不足导致局部缺氧,增加脂肪细胞中缺氧诱导因子-1α的表达,使脂肪组织分泌大量促炎因子、脂肪因子进入冠状动脉造成微循环障碍,引起左心室收缩不同步[18-19] ,导致GWW增加。GWE表示左心室做功效率,反映了心脏在心动周期中机械能的消耗效率[20] ,有学者认为GWE是心肌做功参数中预测左室收缩功能最有价值的指标[21] 。肥胖组GWE低于对照组,可能的原因是肥胖患者游离脂肪酸升高导致促进胰岛素抵抗的发生,从而抑制葡萄糖的摄取和氧化,葡萄糖代谢相对减少,脂肪酸氧化过多,导致心脏机械能量效率降低[22] ,GWE减低。有研究显示,肥胖患者GCW、GWI、GWE降低,GWW不变[23] ,而本研究肥胖组GWW升高,可能的原因该研究人群中肥胖患者较少。本研究GLS与BMI、收缩压、舒张压呈负相关,GCW、GWI与BMI呈负相关,GWW与BMI呈正相关,证实了肥胖患者BMI值的越大对左心室收缩功能损伤更加严重,这与既往研究[24]结果一致。
本研究肥胖组和肥胖高血压组GLS差异无统计学意义,相关研究显示15%~42%的高血压患者可检测到GLS下降,可见并不是所有高血压患者都会出现GLS降低[25-26] ,分析原因可能是高血压患者的GLS下降受到高血压的严重程度、持续时间和控制程度的影响[26] 。本研究中肥胖患者较年轻,部分肥胖高血压组患者高血压病程短、且血压控制水平较好,GLS降低程度较小,同时受限于样本量,故肥胖高血压组GLS较肥胖组变化不明显,因此单一使用GLS评价肥胖合并高血压患者的左室收缩功能仍有一定的局限性。肥胖高血压组较肥胖组GCW、GWI、GWW升高,GWE降低,表明肥胖合并高血压对左心室功能损害进一步加重,LVPSL比GLS更敏感、更量化地评估肥胖高血压组左心室收缩功能异常。本研究中肥胖高血压组GCW、GCW增高,分析其原因是肥胖高血压组患者因后负荷增大,左室泵为克服较高的动脉压力,代偿性心肌收缩力增强,心肌耗氧量增加,左室做功增加,导致GCW及GWI升高。肥胖高血压组GCW、GWI升高可能掩盖了肥胖和高血压造成的亚临床左室功能障碍,可能会被忽视,而GWW升高、GWE降低提示高血压使肥胖患者左心室收缩功能进一步受损,肥胖高血压组患者较肥胖组GWW增加,可能原因是:在长期容量负荷和压力负荷增加以及神经体液改变的影响下,肥胖高血压组患者左心室重构和心肌纤维化进一步加重,心肌电信号传导异常,使左心室收缩心肌同步性受损[27-29] ;高血压和肥胖均存在冠脉微循环障碍,使心肌灌注进一步减少加重左心室心肌运动不同步[30] ,使GWW升高;肥胖高血压组患者舒张功能较肥胖组减低,等容舒张期心肌细胞缩短所做的无用功明显增加,GWW升高。肥胖高血压组GWE低于肥胖组,虽然肥胖高血压组GCW、GWW同时增加,但根据公式GWE=GCW/GCW+GWW,考虑到GCW增加幅度小于GWW,最终导致GWE降低。
本研究中肥胖高血压组GCW、GWI、GWW高于对照组,GWE低于对照组。肥胖合并高血压的心肌做功的研究较少,仅有个别研究[31] 发现,与正常对照组相比,肥胖合并高血压患者的GWW升高,GWE降低,GCW、GWI差异无统计学意义。考虑其原因可能是该研究纳入的肥胖患者只是合并I级高血压,而本研究纳入的肥胖高血压人群有部分是高血压II级的患者,较高血压水平使GCW、GWI增大,有研究表明GCW、GWI、GWW与收缩压、舒张压呈正相关[32],这与本研究结果一致,说明血压水平会影响左心室心肌做功,因此使用左室压力应变环技术评估心脏疾病时要考虑血压对心肌做功参数的影响。
综上所述,相比单纯性肥胖患者,肥胖和高血压并存时,加重了左心室功能受损,从而可能促进心血管不良事件的发生。左室压力-应变环能够准确识别合并高血压肥胖患者的亚临床左室功能障碍,为早期临床干预提供重要依据。本研究的局限性在于:样本较少,较年轻,老年患者较少,需要扩大样本量进一步研究;肱动脉袖带压力代替左室最大压力,存在偏差;肥胖合并高血压患者未按高血压分级进一步研究;本研究为横断面研究,缺乏肥胖合并高血压患者治疗后长期随访资料的对比。
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(编辑:熊一凡)