王一灑，袁建軍，朱好輝，張苗，丁曉，魏常華

河南省人民醫(yī)院超聲科，河南鄭州 450003；

國際糖尿病聯(lián)盟發(fā)布的數(shù)據(jù)顯示，目前中國糖尿病患者已超過1.14 億，約占全球糖尿病患者的1/3，其中2 型糖尿病占93%～95%[1]。糖尿病是動脈粥樣硬化和心力衰竭的重要獨立危險因素，可進一步使心力衰竭患者的預后惡化，顯著增加心力衰竭患者的住院率及病死率[2]。因此，早期識別和診斷2 型糖尿病患者左心室功能改變，早期干預治療，可阻止或延遲心力衰竭的發(fā)生，改善預后。心室收縮功能評估是超聲心動圖檢查的重要部分，其中左心室射血分數(shù)（left ventricular ejection fraction，LVEF）是最常用的收縮功能評價參數(shù)，但因其限制因素較多，不能發(fā)現(xiàn)早期的心肌收縮功能受損。近年來，心肌應變技術對左心室收縮功能的評估受到越來越多的關注，可以定量評估LVEF 正常患者早期收縮功能的改變[3-5]。盡管長軸應變（global longitudinal strain，GLS）可以在LVEF 正常的收縮功能中發(fā)現(xiàn)更細微的異常，但其受負荷依賴性的影響。左心室壓力-應變環(huán)是一種結合左心室后負荷的應變分析新技術，可以有效地定量評估左心室功能[6]。本研究擬應用壓力-應變環(huán)定量評估2 型糖尿病患者的左心室心肌做功情況。

1 資料與方法

1.1 研究對象 選取2019年7—12月河南省人民醫(yī)院確診的2 型糖尿病38 例，其中男21 例，女17 例；年齡32～68 歲，均符合《中國2 型糖尿病防治指南（2017年版）》[7]中的診斷標準。所有納入受檢者LVEF≥50%。排除標準：合并明顯心臟瓣膜病、先天性心臟病、心律失常、高血壓、甲狀腺功能亢進等代謝性疾病及大動脈炎等影響患者動脈壓的疾病。同時納入年齡和性別相匹配的34 例健康志愿者作為對照組，其中男18 例，女16 例；年齡28～61 歲。所有研究對象均測量身高、體重，計算體重指數(shù)（BMI）和體表面積（BSA），測量肱動脈壓。

1.2 儀器與方法 使用GE Vivid E 95 彩色多普勒超聲診斷儀，選用M5S 探頭，頻率2.0～4.5 MHz。受檢者取左側(cè)臥位，連接肢體導聯(lián)心電圖，囑受檢者平靜呼吸，常規(guī)超聲心動圖測量左心房內(nèi)徑（left atrial diameter，LAD）、左心室舒張末期內(nèi)徑（left ventricular diastolic diameter，LVIDD）、舒張末期室間隔厚度（interventricular septal depth，IVSD）、舒張期左心室后壁厚度（left ventricular posterior wall depth，LVPWD）、LVEF。采集心尖四腔、三腔及兩腔3 個左心室長軸切面的二維圖像，各切面均存儲3 個心動周期的動態(tài)圖像。

1.3 圖像分析 在EchoPAC 工作站上進行脫機分析。選擇Q-analysis，點擊2D Strain，對3 個心尖長軸切面的左心室壁心肌進行斑點追蹤分析，獲得左心室17 個節(jié)段應變值牛眼圖和左心室整體應變值，根據(jù)血壓和主動脈瓣關閉時間，軟件自動計算左心室整體縱向應變（global longitudinal strain，GLS）、整體做功指數(shù)（global myocardial work index，GWI）、整體有效功（global constructive work，GCW）、整體無效功（global wasted work，GWW）及整體做功效率（global myocardial work efficiency，GWE）。由2 名主治醫(yī)師分別進行圖像分析。

1.4 統(tǒng)計學方法 采用SPSS 22.0 軟件，計量資料進行正態(tài)性檢驗，符合正態(tài)分布的計量資料以表示，兩組比較采用獨立樣本t檢驗，以P<0.05 為差異有統(tǒng)計學意義。重復性檢驗采用Bland-Altman分析。

2 結果

2.1 心肌做功指標 觀察者之間的重復性良好，2 名超聲醫(yī)師分析圖像所得數(shù)據(jù)差異無統(tǒng)計學意義（P>0.05）。

2.2 兩組臨床資料和常規(guī)超聲心動圖測量參數(shù)比較糖尿病組與對照組年齡、BMI、BSA、收縮壓、舒張壓比較，差異均無統(tǒng)計學意義（P>0.05）；兩組空腹血糖差異有統(tǒng)計學意義（P<0.05，表1）。糖尿病組與對照組常規(guī)超聲心動圖測量參數(shù)比較，差異無統(tǒng)計學意義（P>0.05，表2）。

2.3 兩組心肌做功參數(shù)比較 糖尿病組GLS、GWI、GCW 低于對照組（P<0.01）；兩組GWW 及GWE 比較，差異無統(tǒng)計學意義（P>0.05，表3、圖1）。

表1 2 型糖尿病患者與正常對照者一般資料比較（±s）

表1 2 型糖尿病患者與正常對照者一般資料比較（±s）

注：BMI 為體重指數(shù)，BSA 為體表面積，1 mmHg=0.133 kPa

組別例數(shù)年齡（歲）BMI（kg/m2）BSA（m2）收縮壓（mmHg）舒張壓（mmHg）空腹血糖（mmol/L）糖尿病組 38 39±9 24.8±3.1 1.73±1.59 121±10 78±6 9.35±3.13 4.89±0.45 t 值 -1.56 -1.64 -0.99 -1.33 -1.25 -8.20對照組34 38±11 23.7±2.3 1.73±0.16 118±10 74±8 P 值0.12 0.10 0.326 0.19 0.23 0.00

表2 2 型糖尿病患者與正常對照者常規(guī)超聲心動圖參數(shù)比較（±s）

表2 2 型糖尿病患者與正常對照者常規(guī)超聲心動圖參數(shù)比較（±s）

注：LAD 為左心房內(nèi)徑，LVIDD 為左心室舒張末期內(nèi)徑，IVSD 為舒張期室間隔厚度，LVPWD 為舒張期左心室后壁厚度，LVEF為左心室射血分數(shù)

組別例數(shù)LAD（mm）LVIDD（mm）IVSD（mm）LVPWD（mm）LVEF（%）糖尿病組 38 33±3 47±4 9.14±0.82 9.13±0.76 64.32±3.08 64.60±3.18 t 值 -0.043 -0.104 -0.07 0.56 0.45對照組34 33±3 47±4 9.13±0.98 9.24±0.90 P 值0.965 0.918 0.944 0.57 0.66

表3 2 型糖尿病患者與正常對照者心肌做功情況比較

圖1 壓力-應變環(huán)及心肌做功參數(shù)。A 為對照組（男，50 歲）的壓力-應變環(huán)及心肌做功參數(shù)；B 為2 型糖尿病患者（男，56 歲）的壓力-應變環(huán)及心肌做功參數(shù)。左心室GLS 較對照組絕對值減低，壓力-應變環(huán)的面積即心肌做功較對照組減低

3 討論

常規(guī)超聲心動圖主要通過LVEF 評估左心室收縮功能，利用二維斑點追蹤技術對左心室心肌進行定量形變評估，即左心室應變分析，已成為較LVEF 更好的左心室收縮功能評價指標[8]。本研究中常規(guī)超聲心動圖測量兩組LVEF 無顯著差異。2 型糖尿病組GLS低于對照組，與既往研究相符[5]，表明糖尿病患者在LVEF 正常時已出現(xiàn)心肌收縮功能改變。Claus 等[9]和Pedrizzetti 等[10]總結了超聲心動圖和心臟磁共振特征追蹤分析技術（CMR-FT），指出縱向應變是超聲心動圖中最穩(wěn)定的應變參數(shù)，也是指南中推薦的參數(shù)。

盡管二維斑點追蹤技術對左心室心肌進行定量形變評估能夠很好地評價左心室收縮功能，然而負荷依賴性是應變成像的主要限制之一，影響了心肌功能評價的準確性，后負荷增加可降低應變，從而導致對真正的收縮功能的錯誤評價[11]，壓力-應變環(huán)評估心肌做功是一種將后負荷條件納入心室功能評價的新方法。無創(chuàng)左心室壓力-應變環(huán)提供了一種新的量化心肌做功方法，與傳統(tǒng)的GLS 相比，其融合了心肌的形變測量和左心室的壓力測量[12-14]，具有潛在的優(yōu)勢。

功的定義是力乘以長度，由于心肌力的計算具有一定的挑戰(zhàn)性，因此以壓力代替力，以左心室壓力-應變環(huán)的面積作為區(qū)域做功的指標，所有使用的壓力和應變不能直接測量功，而是作為心肌做功的一個指標[13]。Russell 等[13]通過對超聲心動圖主動脈瓣和二尖瓣開放關閉時間進行計時，測量等容收縮期和射血期的時間，通過調(diào)整參考左心室壓力曲線的輪廓生成估計的壓力曲線。左心室峰值壓力由肱動脈袖帶壓力無創(chuàng)估測。利用預估的壓力變化曲線，結合應變斑點追蹤超聲心動圖的應變，采用完全無創(chuàng)的方法估計左心室壓力-應變環(huán)面積[11,13]。為了確定壓力應變環(huán)路面積是否反映區(qū)域心肌代謝，將環(huán)路面積與PET 測量的氟18-葡萄糖代謝率進行比較，結果發(fā)現(xiàn)無創(chuàng)壓力-應變環(huán)面積反映了左心室?guī)缀涡螤钭兓男募∽龉?，與PET 顯示的局部葡萄糖代謝具有很強的相關性[13]。

本研究中，糖尿病組GWI、GCW 低于對照組，提示LVEF 正常時，心肌GWI 下降，左心室GCW 亦下降。心肌做功指標是左心室壓力-應變環(huán)下面積，是應變和收縮壓的乘積；GCW 指有助于左心室射血所做的功，即收縮期心肌縮短或等容舒張期心肌延長所做的功；兩者下降的原因為：①心臟是高耗能器官，其能量代謝高度依賴于葡萄糖的有氧氧化，2 型糖尿病患者的胰島素敏感性降低，導致心肌細胞的糖、脂肪酸代謝異常，心肌細胞糖利用障礙，導致脂肪酸增多，進而增加心肌的氧耗，導致心臟的能量供給不足，從而造成做功下降，GWI 和GCW 下降。②高血糖導致脂肪酸代謝異常，有毒性的脂質(zhì)中間代謝產(chǎn)物堆積，從而干擾線粒體ATP 的生成和細胞內(nèi)鈣離子的穩(wěn)態(tài)破壞，引起心肌損害/細胞凋亡，進而導致心肌收縮和舒張功能障礙，心肌做功下降。③2 型糖尿病還可引起心肌間質(zhì)細胞纖維化，出現(xiàn)心肌松弛性降低和僵硬度增加，心肌形變障礙，引起心臟GWI 和GCW 下降。

本研究中，糖尿病組GWW 及GWE 較對照組無顯著差異。GWW 指收縮期心肌伸長或等容舒張期對抗主動脈瓣關閉心肌縮短所做的功。心肌做功效率是GCW 與GCW 及GWW 之和的比值的百分值[13]。2 型糖尿病患者GWW 與對照組相比無明顯改變，可能原因是收縮期心肌伸長或等容舒張期對抗主動脈瓣關閉心肌縮短的心肌所占比例小，且時間短，故變化不明顯；做功效率無明顯改變的原因是盡管GCW 減少，GWW 不變，由于GWW 所占比例很小，因此比值亦無明顯改變。

壓力-應變環(huán)可定量評估2 型糖尿病患者早期心肌功能改變，且不受后負荷影響，但也有其局限性：①因其基于二維應變技術，對二維圖像清晰度要求較高，胸壁較厚、肺氣等均可影響圖像采集；②本研究納入樣本量有限，待進一步擴大樣本量進行結果校正；③心臟的運動是三維立體的，壓力-應變環(huán)基于二維斑點追蹤技術評估心肌做功，具有空間依賴性。