長期動靜脈內(nèi)瘺對非糖尿病腎病血液透析患者心臟結構和功能的影響

葉文玲，方理剛，馬 杰，李雪梅

中國醫(yī)學科學院 北京協(xié)和醫(yī)學院 北京協(xié)和醫(yī)院 1腎內(nèi)科 2心內(nèi)科，北京 100730

自體動靜脈內(nèi)瘺 (arteriovenous fistula，AVF)是終末期腎病血液透析患者血管通路的最佳選擇，合適的AVF流量 (Qa)是保證患者透析充分的先決條件，流量過高或過低都可能影響患者的長期預后。低Qa是通路功能不良的指標，影響血液透析的充分性，而高Qa則可能增加心輸出量 (cardiac output，CO)，有引發(fā)高輸出量心力衰竭的風險。目前，有關AVF對血液動力學影響的研究多局限于AVF建立后數(shù)周至數(shù)月內(nèi)［1-4］，長期AVF存在對血液透析患者心血管系統(tǒng)的作用尚不清楚，尤其對心臟結構和功能的影響研究甚少。本研究旨在探討建立1年以上的AVF對患者血液動力學以及心臟結構和功能的可能影響。

對象和方法

對象 2010年6月至2010年12月在北京協(xié)和醫(yī)院腎內(nèi)科使用AVF作為血管通路的非糖尿病腎病慢性腎衰竭規(guī)律血液透析患者50例，其中，男24例，女26例，平均年齡 (49.8±9.0)歲 (21～59歲)，平均血液透析維持時間 (83.2±56.1)個月(12～216個月)。腎臟基礎疾病為慢性腎小球腎炎(42%)、良性腎硬化 (14%)、多囊腎 (8%)、以及間質(zhì)性腎炎、紫癜性腎炎等或病因不清者。入選標準:(1)年齡18～60歲;(2)接受每周3次規(guī)律血液透析;(3)使用AVF作為血管通路透析1年以上。排除標準:(1)糖尿病腎病或合并糖尿病者;(2)先天性或風濕性心臟病、急性心肌梗死或陳舊性心肌梗死、肺原性心臟病等可能影響心臟結構和功能的疾病;(3)免疫系統(tǒng)疾病可能累及心臟者;(4)拒絕參加本研究者。本研究經(jīng)北京協(xié)和醫(yī)院倫理委員會批準，所有受試者者均簽署知情同意書。

Qa及血液動力學檢測 采用HD02型血液透析監(jiān)護儀 (美國Transonic公司)，參照儀器操作指南，檢測步驟參見文獻 ［5］，具體如下:將預先沖洗生理鹽水的Flow-QC Asia專用管路與動靜脈穿刺針分別連接，在動靜脈管路正常連接狀態(tài)下，向靜脈小壺內(nèi)注入10 ml生理鹽水，檢測通路再循環(huán)率，所有入選的患者通路再循環(huán)率均為0;將動靜脈管路反向連接，注入10 ml生理鹽水，檢測AVF Qa;再將動靜脈管路正向連接，即時記錄血壓及心率，將血泵速度設置為200 ml/min，5～7 s內(nèi)在Flow-QC Asia管路接口注入30 ml預熱至37℃的生理鹽水，檢測心搏出量 (stoke volume，SV)、CO、心臟指數(shù) (cardiac index，CI)、中心血容量 (central blood volume，CBV)、外周血管阻力 (peripheral vascular resistance，PR)等血液動力學參數(shù)。檢測于血液透析1 h完成，檢測重復兩次，取平均值。

心功能分級 心臟功能根據(jù)美國紐約心臟病學會 (New York Heart Association，NYHA)心功能分級標準:Ⅰ級，活動量不受限制，平時一般活動不引起疲乏、心悸、呼吸困難或心絞痛;Ⅱ級，體力活動受到輕度的限制，休息時無自覺癥狀，但平時一般活動下可出現(xiàn)疲乏、心悸、呼吸困難或心絞痛;Ⅲ級，患者體力活動明顯限制，小于平時一般活動即引起上述癥狀;Ⅳ級，不能從事任何體力活動，休息狀態(tài)下也出現(xiàn)心力衰竭癥狀，體力活動后加重［6］。

超聲心動圖檢查 采用GE Vivid E9彩色多普勒超聲診斷儀，探頭頻率1.7/3.4 MHz，數(shù)字化方式記錄胸骨旁左室長軸、胸骨旁左室短軸二尖瓣和乳頭肌水平、心尖四腔心、心尖二腔心和心尖左室長軸完整的超聲心動圖二維切面、M型超聲、頻譜多譜勒以及組織多譜勒圖像，并同步記錄心電圖。超聲心動圖檢查選擇在透析后次日進行，使患者水負荷更接近于機體平均負荷狀態(tài)。所有心臟超聲檢測由對患者臨床資料不了解的資深心臟超聲醫(yī)生專人完成。參照美國超聲心動圖協(xié)會指南［7］，采用 GE EchoPAC軟件進行圖像分析。在二維超聲和M型超聲中進行以下指標測量:主動脈直徑、左房直徑、室間隔和左室后壁厚度、左室舒張末直徑 (left ventricular end-diastolic dimension，LVEDD)、左室收縮末直徑 (left ventricular end-systolic dimension，LVESD)、左室短軸縮短分數(shù) (left ventricular fractional shortening，LVFS)以及左室射血分數(shù) (ejection fraction of left ventricular，LVEF)。在心尖四腔心切面測量左心房及右心房面積。用脈沖多譜勒測量二尖瓣瓣口水平血流頻譜，記錄E、A峰速度比值 (E/A)。根據(jù)三尖瓣反流峰值速度估測肺動脈收縮壓 (pulmonary artery systolic pressure，PASP)，PASP=4×三尖瓣反流峰值速度2+右房壓。

統(tǒng)計學處理 采用SPSS 13.0統(tǒng)計軟件包，數(shù)據(jù)以均數(shù)±標準差表示，資料分布使用K-S檢驗，AVF Qa與血液動力學參數(shù)關系采用曲線擬合法，選擇最優(yōu)擬合回歸型;3個不同Qa組間資料先行K-S檢驗證實符合正態(tài)分布后，選擇One-way ANOVA單因素方差分析;組間連續(xù)性變量兩兩比較采用非配對t檢驗，計數(shù)資料采用卡方檢驗;P＜0.05為差異有統(tǒng)計學意義。

結 果

AVF對血液動力學的影響 本組患者均長期使用AVF作為血管通路，其中10例患者透析維持過程中因AVF功能不良，在新AVF成熟前曾有短時使用深靜脈置管史，但所有患者使用目前AVF均至少1年，平均Qa為 (1.06±0.65)L/min。AVF均位于前臂，其中左前臂39例 (78%)，右前臂11例 (22%)。采用最優(yōu)擬合法，根據(jù)R2和F值選取最佳回歸曲線，各回歸方程的方差分析表明F值均達顯著水平。Qa與SV、CO、CI關系最佳擬合為三次多項回歸模型，Qa大約在0.6 L/min和2 L/min為3條曲線斜率分界點，當Qa＞2 L/min和Qa＜0.6 L/min時曲線斜率明顯增加 (圖1)。

圖1 動靜脈內(nèi)瘺流量與血液動力學參數(shù)間的三次回歸曲線Fig 1 Cubic regression curve between arteriovenous fistula and heamodynamic parameters

Qa對血液動力學的影響 根據(jù)SV、CO和CI回歸曲線的斜率變化，將患者分為Qa＜0.6 L/min組、0.6～2.0 L/min組及＞2.0 L/min組，3組患者在性別、年齡、透析時間、透析充分性及營養(yǎng)狀況方面差異均無統(tǒng)計學意義 (P均＞0.05)(表1)。Qa＜0.6 L/min、0.6～2.0 L/min和＞2.0 L/min組患者隨著Qa的增加，SV(P=0.000)、CO(P=0.000)、CI(P=0.000)及CBV(P=0.019)明顯增高，PR明顯減低 (P=0.007)。Qa＞2 L/min組與其余兩組在內(nèi)瘺流量、Qa/CO、搏出量、CO、CI、CBV和外周血管阻力方面差異均有統(tǒng)計學意義 (P＜0.05或P＜0.01)。Qa 0.6～2.0 L/min組的內(nèi)瘺流量、Qa/CO、血壓和搏出量明顯高于Qa＜0.6 L/min組 (P＜0.05或P＜0.01)，兩組間的CO、CI及PR差異均無統(tǒng)計學意義 (P均＞0.05)(表2)。

長期AVF對NYHA心功能分級的影響 Qa＜0.6 L/min，Qa 0.6～2.0 L/min和Qa＞2 L/min組NYHA心功能分級Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ的人數(shù)分別為4、2、0、0，29、8、3、0和1、1、2、0;Qa＞2.0 L/min組與Qa＜0.6 L/min組 (χ2=3.889，P=0.143)及Qa＞2.0 L/min組與 Qa 0.6～2.0 L/min組間 (χ2=7.028，P=0.03)差異均有統(tǒng)計學意義。

長期AVF對心臟結構和功能的影響 Qa＜0.6 L/min，Qa 0.6～2.0 L/min和Qa＞2 L/min組間主肺動脈、左房直徑、室間隔及左室后壁厚度、LVESD、LVEDD、下腔靜脈、PASP隨著AVF Qa的升高而增加，LVEF、LVFS隨著Qa的升高而降低，LVESD、LVEDD以及下腔靜脈直徑比較差異有統(tǒng)計學意義 (P＜0.05)。Qa＞2.0 L/min組 LVESD和LVEDD明顯較另兩組增大，LVEDD增加更為明顯。下腔靜脈直徑亦明顯較其余兩組增寬，差異有統(tǒng)計學意義 (P＜0.05)。Qa＜0.6 L/min和Qa 0.6～2 L/min兩組間雖有數(shù)值上的變化趨勢，但各參數(shù)差異無統(tǒng)計學意義 (P＞0.05)(表3)。

表1 不同Qa組患者的一般情況比較Table 1 Comparison of clinical features among groups with different AVF flow

表2 不同Qa對心血管系統(tǒng)血液動力學的影響Table 2 Effects of different arteriovenous fistula flow on haemodynamic parameters

表3 動靜脈內(nèi)瘺對超聲心動圖檢測的心臟結構和功能的影響Table 3 Effects of arteriovenous fistula on the cardiac structure and function tested by echocardiograph

討 論

AVF因較低的感染率、血栓栓塞發(fā)生率以及較長的通路開放時間為目前公認的終末期腎病血液透析患者的首選血管通路。AVF建立后，部分血液經(jīng)內(nèi)瘺口直接從靜脈回流至心臟，一定程度上增加了心臟的負擔，是終末期腎病患者心血管病變的重要加重因素之一。

有關AVF對心臟結構和功能的影響因受研究條件的限制，多集中于建立內(nèi)瘺后的3個月內(nèi)。AVF建立短期內(nèi)對CO和PR存在明顯的影響，表現(xiàn)為CO的增加和PR的下降。在動物研究中，慢性腎臟病大鼠AVF成形術后，觀察至84 d，SV和心率增加，CO增加244%［3］。使用超聲心動圖檢測AVF對終末期腎病患者心功能的影響，內(nèi)瘺建立后14 d與建立前比較，CO增加15%，LVEDD增加4%，LVFS增加8%［1］。Korsheed等［2］研究表明，在建立 AVF后，SV增加 (12±30)ml，CO增加 (1.1±1.5)L/min，而PR下降17%，血壓及動脈僵硬度減低，心臟超聲顯示LVEF增加 (6±8)%，這些血液動力學改變僅觀察至術后3個月。

長期存在的AVF對維持性血液透析患者心血管系統(tǒng)的作用至今仍不清楚，國內(nèi)外研究甚少。筆者前期研究顯示，老年及糖尿病為終末期腎病透析患者心功能下降的相關危險因素 (數(shù)據(jù)待發(fā)表)，AVF建立前后心功能改變的研究亦顯示，糖尿病患者在建立AVF后，LVEF下降15.5%，而非糖尿病患者僅下降1%［4］。為盡量減少年齡以及影響心臟病變的其他因素干擾，本研究選擇了60歲以下的非糖尿病患者。本研究中所有患者均長期使用AVF作為血管通路，使用目前AVF至少1年以上，最長者使用200余月。結果顯示，隨著Qa的升高，SV、CO、CI均呈上升趨勢，PR降低。AVF建立后機體通過降低系統(tǒng)性血管阻力，增加SV和CO以維持血壓的穩(wěn)定［8］。Ori等［9］的研究發(fā)現(xiàn)慢性腎臟病患者 AVF 創(chuàng)建2周時腎素活性下降，心房鈉尿肽 (atrial natriuretic peptide，ANP)水平增加。腎素是強縮血管物質(zhì)，而ANP的作用是舒張血管平滑肌，血管活性物質(zhì)的改變可能參與AVF建立后的血液動力學變化。

最優(yōu)擬合曲線顯示，Qa與SV、CO、CI關系擬合最佳的為三次曲線回歸模型，非簡單的線性關系，當Qa＞2 L/min和Qa＜0.6 L/min時曲線斜率明顯增加。但Qa＜0.6 L/min與Qa 0.6～2.0 L/min組患者相比，CO、CI以及PR無明顯差異。而Qa＞2 L/min組，SV、CO、CI以及CBV均明顯高于其余兩組，PR卻明顯減低，差異有統(tǒng)計學意義。AVF和CO的這種復雜關系，亦在另一研究中得到證實［10］，當Qa為0.95～2.0 L/min時，平均CO與Qa＜0.95 L/min時相比，無明顯差異，但當Qa＞2.0 L/min時，易引起高輸出量性心力衰竭。對左室負荷的研究亦顯示，Qa在0.4～0.8 L/min范圍內(nèi)并不明顯增加心臟負荷，但隨著Qa的升高，AVF產(chǎn)生的左室負荷隨之增加，當Qa＞2.0 L/min時，左室負荷較一般Qa者增加 1.5 倍［11］。

AVF流量與患者性別、內(nèi)瘺位置以及外科手術等因素有關，其中，與內(nèi)瘺的位置關系較大，一般上臂Qa高于前臂Qa。有研究顯示上臂Qa平均為前臂Qa的兩倍，建立于上臂的AVF至少15%Qa高于2～2.5 L/min［12］。在北京協(xié)和醫(yī)院透析中心，絕大多數(shù)AVF選擇在前臂建立，本組50例患者全部使用前臂 AVF，因此高流量 AVF者例數(shù)不多。在 Qa＞2 L/min的4例中，2例 (50%)NYHA心功能分級為Ⅲ級，1例 (25%)為Ⅱ級，而Qa 0.6～2.0 L/min組心功能以Ⅰ級為主，Ⅲ級者僅占7.5%，經(jīng)卡方檢驗差異有統(tǒng)計學意義。而Qa＜2.0 L/min的兩組間相比，心功能差異無統(tǒng)計學意義。目前，在K-DOQI指南 (腎臟病預后質(zhì)量指南)或文獻中均無Qa過高的定義，但在病例報告中，高輸出量心力衰竭幾乎都發(fā)生于Qa 2 L/min以上、Qa/CO高于30%～35%的患者［13-14］。本研究中Qa＞2 L/min組的1例高輸出量心力衰竭患者經(jīng)內(nèi)瘺縮窄術后心力衰竭癥狀改善，進一步證實高AVF流量在透析患者心力衰竭發(fā)生中的作用。慢性腎臟病人群存在多種心臟病變危險因素，高通路流量對心力衰竭癥狀的影響易于與其他危險因子重疊。AVF建立所致的CO和血容量增加，可能引起心肌耗氧增加，導致心肌需氧和耗氧的失衡，發(fā)生心肌缺血加重心臟病變。Savage等［15］用脈搏波分析AVF建立后的心內(nèi)膜下灌注，在慢性腎臟病患者建立AVF即刻心內(nèi)膜灌注下降，且持續(xù)至術后6個月，AVF后心肌缺血可能是導致高輸出量心力衰竭的原因之一。

對于長期AVF存在，心臟如何發(fā)生適應性的結構改變目前并不清楚。有研究比較了AVF建立前后的心臟超聲參數(shù)變化，在建立AVF后，LVESD、LVEDD、室間隔厚度、左室后壁厚度、左房直徑、左室質(zhì)量等均明顯增加［16］，但LVEF值的改變報導不一［2，16］。文獻中尚無長期 AVF不同流量對心臟影響的相關報導，本研究顯示左房直徑、室間隔及左室后壁厚度、LVESD、LVEDD、下腔靜脈、PASP等隨著Qa的升高而增加，LVEF、LVFS隨著Qa的升高而降低。Qa＞2.0 L/min組LVESD和LVEDD明顯較其余兩組擴大，差異有統(tǒng)計學意義。Qa＜0.6 L/min和Qa 0.6～2 L/min兩組間雖有數(shù)值上的變化趨勢，但經(jīng)分析各參數(shù)差異無統(tǒng)計學意義。Qa＞2.0 L/min組下腔靜脈增寬與血液動力學參數(shù)的CBV增加一致，一定程度地反映了高流量AVF的心臟容量負荷較低流量AVF增加的狀態(tài)。不同AVF流量組心臟超聲結構和功能的改變提示透析患者心臟對容量負荷增加具有較強的適應能力，Qa＞2.0 L/min將超出心臟的代償能力，表現(xiàn)為心腔的明顯擴大和EF的下降。

綜上，長期AVF對血液透析患者血液動力學以及心臟結構和功能的影響與Qa相關，但非簡單線性關系。AVF在一定流量范圍內(nèi)，心臟發(fā)生以左室肥大為主的適應性改變，隨著Qa的增高，尤其當Qa＞2.0 L/min時，心肌收縮可能發(fā)生失代償，表現(xiàn)為心腔明顯擴大，易于發(fā)生高輸出量心力衰竭。

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