許曉靜 李國杰 許亮 包凌云 趙敏

應變率成像與二尖瓣口血流頻譜對糖尿病性心肌病定量評價

許曉靜 李國杰 許亮 包凌云 趙敏

近年來，糖尿病的發(fā)病率不斷增高，其心血管并發(fā)癥已成為老年糖尿病患者死亡的主要原因之一，因此,人們越來越關(guān)注糖尿病性心肌病，其是一種獨立的病理生理狀態(tài)，是指由心肌微血管病變所致微循環(huán)障礙和心肌代謝紊亂所引起心肌廣泛灶性壞死等損害，可誘發(fā)心律失常、心力衰竭、心源性休克和猝死等。心肌活檢可以發(fā)現(xiàn)心肌細胞間質(zhì)的纖維性變，但目前臨床上對糖尿病性心肌病的診斷尚無統(tǒng)一標準，主要根據(jù)病史，結(jié)合心臟結(jié)構(gòu)及功能改變，在排除其他心臟疾病后做出診斷[1-3]。本研究旨在通過聯(lián)合應用應變率成像技術(shù)（SRI）和二尖瓣口血流頻譜定量檢測糖尿病性心肌病患者的早期心功能改變，現(xiàn)報道如下。

1 資料和方法

1.1 一般資料 選擇2011-01—2012-01臨床已確診的糖尿病性心肌病患者25例（糖尿病組），其中男15例，女10例，年齡32～72（54.8±7.9）歲。所有患者均符合1999年WHO制定的糖尿病診斷標準。入選標準：（1）糖尿病的診斷按照1999年WHO專家委員會提出的標準；（2）所有研究對象均為竇性心律，血壓正常，心電圖和超聲心動描記術(shù)檢查未顯示心肌缺血證據(jù)，部分患者有冠狀動脈造影證據(jù)；（3）排除原有心臟疾病、原發(fā)性高血壓、甲狀腺功能亢進等影響心臟功能的慢性疾病。選取同期健康體檢者25例為正常對照組，其中男14例，女11例，年齡45～65（52.8±5.4）歲。兩組臨床資料比較見表1。兩組性別、年齡、收縮壓、舒張壓、體重指數(shù)差異均無統(tǒng)計學意義（均P＞0.05）。

表1 兩組臨床資料的比較

1.2 儀器和方法

1.2.1 儀器 采美國產(chǎn)Philips iE33型彩色多普勒超聲顯像儀，心臟檢查應用S5-1探頭，頻率為1~5MHz，并同步記錄心電圖。定量分析（Qlab）軟件：Philips iE33內(nèi)置的系統(tǒng)分析軟件（版本4.2），其中的SQ插件能定量分析左心室各壁的應變及應變率參數(shù)。

1.2.2 常規(guī)超聲心動描記術(shù)檢查 受檢者取左側(cè)臥位，平靜呼吸，同步記錄Ⅱ?qū)?lián)心電圖。根據(jù)美國超聲心動描記術(shù)測量指南于胸骨旁左心室長軸切面測量左心房內(nèi)徑（LAD）、左心室舒張末期內(nèi)徑（LVDd）、左心室收縮末期內(nèi)徑（LVD）、室間隔厚度（IVSd）、左心室后壁厚度（LVPWd）、左心室射血分數(shù)（LVEF）、左心室短軸縮短率（LVFS）。脈沖多普勒及組織多普勒于心尖四腔切面測量二尖瓣口舒張期血流頻譜及二尖瓣環(huán)運動頻譜E峰、A峰、E/A,Ve、Va、及Ve/Va值。每位受檢者測量身高和體重并計算體表面積（BSA），根據(jù)Devereux公式計算左心室心肌質(zhì)量指數(shù)（LVMI，g/m2）。所有參數(shù)均測量3次，取平均值。

體表面積（BSA）＝0.0057×身高＋0.021×體重＋0.0882（男）＝0.0057×身高＋0.0127×體重－0.2106（女）LVMI＝LVM/BSA。

1.2.3 應變率圖像參數(shù)的測量分析 在組織多普勒成像模式下，根據(jù)心電圖的R-R間期，在患者呼氣末屏氣時分別采集心尖四腔、兩腔、三腔切面心搏穩(wěn)定的連續(xù)3個心動周期的動態(tài)圖像，幀頻為130～170幀/s，實時圖像自動存儲到儀器內(nèi)置的硬盤。打開Qlab中的SQ軟件進行定量組織多普勒及應變率曲線形態(tài)及參數(shù)分析。選取TDI圖像，點擊SQ鍵進SQ界面，將取樣容積（即感興趣區(qū)域，ROI）調(diào)至5mm×10mm大小，分別置于上述切面左心室6個壁的基底段、中間段心內(nèi)膜下心肌層內(nèi)，逐幀調(diào)整取樣框位置并進行心肌手動跟蹤調(diào)節(jié)使其盡可能位于感興趣區(qū)域的中央部，獲取6壁12節(jié)段的心肌應變率曲線，從曲線上測量各節(jié)段舒張早期應變率（SRe）、舒張晚期應變率（SRa），并計算（SRe/SRa）。應變率單位為s-1，每一指標均取3個心動周期的平均值。

1.3 統(tǒng)計學處理 采用SPSS11.5統(tǒng)計軟件，計量資料以 表示，兩組比較采用t檢驗，多組計量資料比較采用方差分析。兩個因素間相關(guān)性分析采用直線相關(guān)及回歸分析。

2 結(jié)果

2.1 兩組常規(guī)超聲心動描記術(shù)參數(shù)及左心室舒張功能比較 見表2、3。

表2 兩組常規(guī)超聲心動描記術(shù)指標比較

由表2、3可見，糖尿病組LAD、IVSd、LVPWd、LVMI均高于正常對照組（均P＜0.05）；LVDd、LVEF、LVFS兩組之間差異均無統(tǒng)計學意義（均P＞0.05）；糖尿病組A峰、E/ A值、Ve、Va、Ve/Va值均低于正常對照組（均P＜0.05）。

表3 兩組左心室舒張功能的比較

2.2 左心室應變率成像曲線的分析 糖尿病組舒張期左心室各節(jié)段SRe、SRe/SRa均低于正常對照組（均P＜0.05），詳見表4~6。

2.3 相關(guān)性分析結(jié)果 糖尿病組中糖化血紅蛋白、空腹血糖與SRe/SRa呈中度相關(guān)（r=0.50、0.65，均P＜0.05）；Ve/Va與SRe/SRa呈高度相關(guān)（r=0.86，P＜0.05），E/A與SRe/SRa呈中度相關(guān)（r=0.50，P＜0.05），Ve/Va與E/A呈中度相關(guān)（r=0.68，P＜0.05）。

表4 兩組左心室各節(jié)段舒張早期SRe比較（s-1）

表5 兩組左心室各節(jié)段舒張晚期SRa比較（s-1）

表6 各組左心室各節(jié)段SRe/SRa比較（s-1）

3 討論

糖尿病性心肌病是糖尿病所特有的心臟疾病，也是糖尿病的主要并發(fā)癥之一，表現(xiàn)為心肌彌漫性損害。流行病學研究發(fā)現(xiàn)，在糖尿病心血管病變中，糖尿病性心肌病的發(fā)生率最高。糖尿病性心肌病早期常表現(xiàn)為無癥狀性心肌缺血（SMI）。產(chǎn)生這些變化的機制較為復雜，其中心肌細胞代謝障礙和微血管病變較為重要[4]。在諸多因素中，高血糖被認為是心血管病變的危險因素，長期的高血糖導致血糖與血漿蛋白結(jié)合成糖化血紅蛋白，糖化血紅蛋白能反映采血前3個月血糖水平，是目前反映血糖控制好壞最有效的指標。糖化血紅蛋白每下降1%，糖尿病相關(guān)并發(fā)癥可減少20%。因此糖化血紅蛋白被認為是反應慢性并發(fā)癥發(fā)生的重要指標。

本組研究發(fā)現(xiàn)，無心臟病癥狀的糖尿病患者，室間隔和左心室后壁較正常人增厚，LVMI增大，與國外文獻的結(jié)果一致[5]。分析原因，考慮是由于糖尿病患者的心臟局部腎素血管緊張素系統(tǒng)被激活[6]，導致心肌細胞肥大、纖維化等，最終導致心肌重塑[7]。糖尿病患者，雖然無心臟病的臨床癥狀，但是超聲心動描記術(shù)檢查顯示LAD增大，我們認為是由于糖尿病患者的左心室舒張功能減退，左心室舒張末壓增高，左心室舒張順應性降低，結(jié)果左心室舒張早期充盈減少，血流速度減慢，舒張晚期左心房容量增加，左心房收縮時壓力升高所致。

臨床上無心臟病癥狀的糖尿病患者，有左心舒張功能異常者占全部糖尿病患者90%[8]，我們的研究發(fā)現(xiàn)，無臨床心臟病癥狀的糖尿病患者，左心室舒張功能己出現(xiàn)減退，但LVEF、LVFS與正常人相比差異無統(tǒng)計學意義，表明收縮功能尚無異常。結(jié)果表明，無心臟病臨床表現(xiàn)的糖尿病患者的心臟功能早期改變是舒張功能的減退，一般無收縮功能的異常改變。因此，臨床對于糖尿病性心肌病，關(guān)鍵在于早發(fā)現(xiàn)、早診斷、早治療[9]。

目前，臨床上很難直接獲取糖尿病患者心肌的微血管病變的病理證據(jù)，因此無創(chuàng)性早期檢測糖尿病患者左心室舒張功能的損害十分必要。近年來多普勒超聲技術(shù)出現(xiàn)后，用它可以記錄二尖瓣血流頻譜，測量E、A,并計算E/A，通過二尖瓣口的血流情況來較準確地反映左心室舒張功能。但二尖瓣口舒張期血流頻譜易受前后負荷、年齡、心率等多種因素影響，使其判斷左心室舒張功能受到一定限制，當左心房壓力過高、房室間壓差增大、左心室順應性進一步減退時，二尖瓣口血流頻譜可能出現(xiàn)“偽正?！爆F(xiàn)象，通過二尖瓣口血流速度反應左心室舒張功能的技術(shù)存在缺陷[10]。

DTI技術(shù)是指在傳統(tǒng)彩色多普勒儀的基礎(chǔ)上通過改變多普勒濾波系統(tǒng)，除去心腔內(nèi)血流產(chǎn)生的高速頻移信號，保留心肌運動產(chǎn)生的低速頻移信號，并經(jīng)相關(guān)系統(tǒng)處理以彩色編碼顯示出來，是一項檢測室壁運動的技術(shù)。它能顯示心肌的低速運動信號，從而獲得有關(guān)心肌運動速度的定量資料[11]。有報道此技術(shù)能大大檢出早期心臟損害，克服了頻譜多普勒出現(xiàn)的“偽正?！爆F(xiàn)象，可以定量評價左心室心肌功能，結(jié)合傳統(tǒng)脈沖多普勒測量二尖瓣口血流速度DTI技術(shù)的出現(xiàn)，應變率成像技術(shù)能更早的證實糖尿病心肌功能的損害。可早期發(fā)現(xiàn)心臟功能異常，增加了對心室生理和病理生理學評價的信息[12]?？梢蕴岣咴u價糖尿病患者左心室舒張功能的準確性。但是，DTI技術(shù)受心臟整體移動和周圍組織牽拉對心肌運動速度的影響。本研究結(jié)果顯示，雖然部分糖尿病患者整體舒張功能正常，但DTI及應變率成像已經(jīng)提示局部心肌舒張功能減退，提示組織多普勒及應變率成像較傳統(tǒng)的多普勒能更早地發(fā)現(xiàn)左心室心肌舒張功能變化。

本組研究結(jié)果顯示，與對照組相比，糖尿病組SRe/ SRa、Va/Va及E/A均減低。SRe/SRa、Ve/Va及E/A具有良好的相關(guān)性。因此，對疑有糖尿病心臟功能改變時，可以結(jié)合SRe/SRa、Ve/Va及E/A 3個參數(shù)綜合考慮，組織多普勒與應變率成像相結(jié)合能夠更好、更準確地無創(chuàng)評價糖尿病患者的左心室功能變化，且應變率技術(shù)相對不受心臟整體運動和局部牽拉的影響，能夠真實反映局部心肌內(nèi)在力學特征。

綜上所述，應變率成像技術(shù)可以更好地反映左心室功能的改變。但本研究的大部分入選病例均是以臨床資料為主，缺乏活檢心肌的金標準。對于糖尿病微血管血流動力學的變化，值得進一步研究。

[1] Rubler S,Dlugash J,Yuceoglu YZ,et al.New type of cardiomyopathy associated with diabetic glomerulosclerosis[J].Am J Cardiol,1972,30(6):595-602.

[2] Sajad A，HAYAT,Billal PATEL,et al.Diabetic cardiomyopathy: mechanisms,diagnosis and treatment[J].Clinical Science,2004, 107,539-557.

[3] China Heart Survery Group.Cross-sectional study on the prevalence of abnormal glucose metabolism in patients with coronary artery disease in China Heart Survey[J].Chin J Edocrinol Metab, 2006,22(1):7-10．

[4]陳灝珠.實用心臟病學[M].上海:上?？茖W技術(shù)出版社,2007:1303.

[5] Palmieri V,Bella J N,Arnett D K,et al.Effect of type 2 diabetes mellitus on left ventricular geometry and systolic function in hypertensive subjects:Hypertension Genetic Epidemiology Network (Hyper GEN)study[J].Circulation，2001,103(1):102-107.

[6] Katayama T,Nakashima H,Takagi C,et al,Clinical outcomes and left ventricular function in diabetic patients with acute myocardial infarction treated by Primary coronary angioplasty[J].Int Heart J, 2005,46(4):607-618.

[7] Greenberg N L,Firstberg M S,Casto P L,et al.Doppler-derived myocardial systolic strain rate is a strong index of left ventrieular contractility[J].Circulation,2002,105:99-105.

[8]Farkouh ME,Ramanathan K,Aymong E D,et al.An early revascularization strategy is associated with a survival benefit for diabetic patients in cardiogenic shock after acute myocardial infarction[J]. Clin Cardiol,2006,29(5):204-210.

[9] Maya L,Villarreal F J.Diagnostic approaches for diabetic cardiomyopathy and myocardial fibrosis[J].J Mol Cell Cardiol,2010, 48(3):524-529.

[10] Cosson S,Kevorkian J P.Left ventricular diastolic dysfunction:an early sign ofdiabetic cardiomyopathy[J].Diabetes Metab,2003, 29(5):455-466.

[11] Sutherland G R,Djsalvog,Clausp,et al．Strain and strain rate imaging:a new clinicalapproach to quantify in regional myocardia function[J].J Am Soc Echocardiography,2004,17(7):788-802.

[12]舒先紅,黃國倩,潘翠珍,等.正常人心肌應變及應變率定量分析[J].中華超聲影像學雜志,2004,13(11):805-807.

2012-07-26）

（本文編輯:馬雯娜）

310006 杭州市第一人民醫(yī)院超聲科（許曉靜、許亮、包凌云、趙敏），安徽省蕪湖市弋磯山醫(yī)院（李國杰）