二維斑點追蹤成像評估阻塞性睡眠呼吸暫停綜合征左心室整體及分層心肌應變

陳 雪

劉燕娜 LIU Yanna

郭良云 GUO Liangyun

盛旅德 SHENG Lvde

丁勇民 DING Yongmin

阻塞性睡眠呼吸暫停綜合征（obstructive sleep apnea syndrome，OSAS）是指睡眠時反復上氣道塌陷阻塞，引起呼吸暫停和通氣不足，伴有打鼾、白天嗜睡等癥狀。既往研究表明，OSAS與左心室結構改變具有一定的相關性，可導致左心室收縮功能障礙[1-2]。二維斑點追蹤成像無角度依賴性，能準確反映心肌的收縮功能。本研究應用二維斑點追蹤成像探討左心室整體及分層心肌應變，評估OSAS患者左心室收縮功能。

1 資料與方法

1.1 研究對象 收集2015年6月－2016年1月南昌大學第二附屬醫(yī)院因打鼾就診，經多導睡眠監(jiān)測儀（polysomnography，PSG）監(jiān)測呼吸暫停低通氣指數（apnea hypopnea index，AHI）≥5次 /h，診斷為 OSAS的患者60例。排除標準：左心室射血分數（left ventricular ejection fraction，LVEF）＜50%、高血壓病（包括服用抗高血壓藥物）、平均肺動脈壓力＞25 mmHg（1 mmHg=0.133 kPa）、冠心病、房顫、先天性心臟病、中-重度瓣膜狹窄、心包疾病、心肌病、肺心病、外周血管疾病、糖尿病、甲狀腺疾病、肝腎功能不全等患者。根據中華醫(yī)學會2011年OSAS疾病診斷標準[3]，按AHI將OSAS分為輕度OSAS組16例（AHI：5～14次/h ），中度OSAS組18例（AHI：15～30次/h），重度OSAS組26例（AHI：＞30次/h）。隨機選擇同期性別、年齡與OSAS組匹配的健康者20例為對照組，夜間無打鼾、白天無嗜睡，心電圖、超聲心動圖等檢查無異常，無重要器質性疾病，PSG監(jiān)測AHI＜5次/h。所有受檢者的年齡、身高、收縮壓（SBP）、舒張壓（DBP）、心率差異均無統(tǒng)計學意義（P＞0.05）；OSAS組的平均血氧飽和度（SaO2）較對照組減低，差異有統(tǒng)計學意義（P＜0.05）；AHI、最低SaO2在4組間差異均有統(tǒng)計學意義（P＜0.05）。見表1。

表1 對照組與OSAS組一般資料比較（±s）

表1 對照組與OSAS組一般資料比較（±s）

注：與對照組比較，*P＜0.05；與輕度OSAS組比較，#P＜0.05；與中度OSAS組比較，△P＜0.05

1.2 儀器與方法 采用GE Vivid E9超聲診斷儀，M5S探頭，頻率1.5～5.0 MHz。受檢者取左側臥位，平靜呼吸，連接心電圖，常規(guī)二維超聲心動圖于標準胸骨旁左心室長軸切面測量左心室舒張末期內徑（left ventricular end-diastolic diamenter，LVEDd）、左心室收縮末期內徑（left ventricular end-systolic diamenter，LVESd）、舒張末期室間隔厚度（interventricular septal thickness，IVS）及左心室后壁厚度（left ventricular posterior wall，LVPW），雙平面辛普森法測量LVEF。圖像清晰穩(wěn)定后，記錄并存儲左心室長軸、短軸切面二維灰階動態(tài)圖（60～70幀/s）各3個心動周期，圖像脫機分析。應用Echo PAC工作站分析得出左心室應變參數：整體縱向應變（global longitudinal strain，GLS）、整體徑向應變（global radial strain，GRS）、整體圓 周應變（global circumferential strain，GCS）及左心室長軸切面的心內膜層、心肌中層、心外膜層縱向應變（Endo-LS、Mid-LS、Epi-LS）和左心室短軸切面的心內膜層、心肌中層、心外膜層圓周應變（Endo-CS、Mid-CS、Epi-CS）。

1.3 統(tǒng)計學方法 采用SPSS 17.0軟件。計量資料以±s表示，多組間比較采用單因素方差分析，如差異有統(tǒng)計學意義，則進一步應用LSD法進行組間兩兩比較。P＜0.05表示差異有統(tǒng)計學意義。

2 結果

2.1 常規(guī)超聲參數比較 OSAS組的IVS、LVEPW較對照組增加，差異有統(tǒng)計學意義（P＜0.05），但在OSAS組間差異無統(tǒng)計學意義（P＞0.05）；4組LVEDd、LVESd、LVEF差異均無統(tǒng)計學意義（P＞0.05）。見表2。

表2 對照組與OSAS組常規(guī)超聲參數比較（±s）

表2 對照組與OSAS組常規(guī)超聲參數比較（±s）

注：與對照組比較，*P＜0.05

2.2 左心室整體應變參數比較 輕度OSAS組GLS、GCS較對照組無明顯變化（P＞0.05），GRS較對照組增加（P＜0.05）；中度OSAS組GLS、GRS、GCS較對照組減低（P＜0.05）；重度OSAS組GLS較對照組、輕度及中度OSAS組減低，GRS、GCS較對照組、輕度OSAS組減低，差異均有統(tǒng)計學意義（P＜0.05）。見表3。

表3 對照組與OSAS組左心室整體應變參數比較（±s，%）

表3 對照組與OSAS組左心室整體應變參數比較（±s，%）

注：與對照組比較，*P＜0.05；與輕度OSAS組比較，#P＜0.05；與中度OSAS組比較，△P＜0.05

分組 例數 GLS GRS GCS對照組 20 －22.98±2.30 39.16±9.68 －17.87±2.61輕度OSAS組 16 －22.41±1.63 45.72±11.56* －16.35±2.39中度OSAS組 18 －21.13±2.25* 33.25±8.55*# －15.70±3.19*重度OSAS組 26 －19.73±2.34*#△ 30.66±10.21*# －15.07±2.26*#

2.3 左心室長軸切面分層縱向應變參數比較 OSAS組均表現為Endo-LS減低，且隨OSAS疾病嚴重程度加重，Endo-LS減低的切面數增加。輕度OSAS組表現為心尖長軸切面的Endo-LS減低（P＜0.05），中度OSAS組表現為心尖長軸切面、心尖兩腔切面的Endo-LS減低（P＜0.05），重度OSAS組表現為心尖長軸切面、心尖兩腔切面、心尖四腔切面的Endo-LS減低（P＜0.05），且重度OSAS組左心室長軸各切面Endo-LS較輕度OSAS組減低，差異均有統(tǒng)計學意義（P＜0.05）。OSAS組左心室長軸各切面的 Mid-LS、Epi-LS與對照組差異無統(tǒng)計學意義（P＞0.05）。見表4、圖1。

表4 對照組與OSAS組左心室長軸切面分層縱向應變比較（±s，%）

表4 對照組與OSAS組左心室長軸切面分層縱向應變比較（±s，%）

注：與對照組比較，*P＜0.05；與輕度OSAS組比較，#P＜0.05

左心室節(jié)段 對照組（n=20） 輕度OSAS組（n=16） 中度OSAS組（n=18） 重度OSAS組（n=26）心尖長軸切面Endo-LS－26.93±2.93－25.79±2.12* －24.28±2.88* －22.60±3.79*#Mid-LS－23.77±2.62 －22.84±1.68 －22.55±2.43 －22.13±3.33 Epi-LS－21.03±2.48 －20.85±1.47 －20.74±2.22 －20.62±3.02心尖兩腔切面Endo-LS－26.12±3.46 －24.94±2.13 －23.27±3.20* －21.28±3.36*#Mid-LS－23.54±3.21 －22.53±1.87 －21.75±5.25 －20.96±3.06 Epi-LS－21.28±3.04 －21.01±1.76 －20.95±2.59 －20.33±2.96心尖四腔切面Endo-LS－25.01±2.92 －24.63±3.55 －23.48±3.59 －22.28±2.73*#Mid-LS－22.05±2.64 －21.97±2.85 －21.62±2.96 －20.78±2.56 Epi-LS－19.50±2.57 －19.28±2.39 －18.98±2.49 －18.61±2.52

圖1 左心室長軸切面心內膜層縱向應變。重度OSAS組的心尖長軸切面（A）、心尖四腔切面（B）、心尖兩腔切面（C）的心內膜層縱向應變較對照組心尖各切面（D、E、F）降低

2.4 左心室短軸切面分層圓周應變參數比較 與對照組相比，輕度OSAS組圓周應變無明顯變化（P＞0.05）；從中度OSAS組開始，心肌圓周應變開始減低，表現為Endo-CS、Mid-CS減低。中度OSAS組左心室短軸切面的乳頭肌水平、心尖水平的Endo-CS、Mid-CS減低（P＜0.05），重度OSAS組左心室短軸切面的二尖瓣口水平、乳頭肌水平、心尖水平Endo-CS、Mid-CS減低（P＜0.05）；OSAS組間的左心室短軸切面分層圓周應變比較差異無統(tǒng)計學意義（P＞0.05）。見表5。

表5 對照組與OSAS組左心室短軸切面分層圓周應變比較（±s，%）

表5 對照組與OSAS組左心室短軸切面分層圓周應變比較（±s，%）

注：與對照組比較，*P＜0.05

左心室節(jié)段 對照組（n=20） 輕度OSAS組（n=16） 中度OSAS組（n=18） 重度OSAS組（n=26）二尖瓣口水平Endo-CS－23.13±3.50－21.98±2.92 －21.87±5.27－19.68±5.55*Mid-CS－16.46±3.08－15.42±3.53 －14.90±4.68－13.98±3.66*Epi-CS －10.58±2.74 －10.09±3.20 －9.26±4.11 －9.11±3.57乳頭肌水平Endo-CS－26.47±3.63－24.21±3.41 －21.95±5.48*－21.88±5.63*Mid-CS－17.25±2.80－15.52±2.78 －15.29±4.61*－14.20±3.55*Epi-CS －11.40±3.40 －11.26±4.93 －11.00±4.81 －10.84±3.32心尖水平Endo-CS－29.96±7.99－29.69±8.47 －26.28±7.23*－26.23±6.53*Mid-CS－20.47±5.92－19.03±5.06 －17.69±5.73*－16.93±5.67*Epi-CS－14.16±4.70－13.70±5.36 －12.48±5.73－11.78±4.71

3 討論

OSAS是發(fā)病率高、潛在危害大的慢性疾病，主要表現為睡眠打鼾并伴有呼吸暫停和低通氣，夜間反復出現低氧血癥、高碳酸血癥和睡眠結構紊亂，導致白天嗜睡，心、腦血管并發(fā)癥乃至多器官損害，OSAS成年人患病率較高，它是多種慢性疾病發(fā)生、發(fā)展的獨立危險因素，嚴重危害患者的生存質量和壽命。二維斑點追蹤成像無角度依賴性，在斑點位移追蹤基礎上定量評價整體心肌運動，還可將左心室心肌分為心內膜層心肌、中層心肌、心外膜層心肌3層，獲得左心室長軸、短軸系列切面的分層心肌應變，更為準確、全面、客觀地評估左心室收縮功能[4-5]。目前國內應用二維斑點追蹤成像研究OSAS患者左心室分層應變鮮有報道。

本研究中OSAS組的IVS、LVPW較對照組增厚（P＜0.05），與既往研究結果[1-2]基本一致，可見OSAS可導致左心室重構，其機制可能：①夜間反復出現上氣道阻塞致低氧血癥、高碳酸血癥，異常激活交感及副交感神經系統(tǒng)致神經系統(tǒng)紊亂可使兒茶酚胺等化學物質釋放增多，外周血管收縮，以及睡眠期間微覺醒發(fā)作使自主神經功能紊亂[6]；②OSAS患者為改善機體低氧狀態(tài)努力呼吸，使胸腔內負壓增加，左心室跨壁壓差增加，左心室后負荷增加[6]；③也有研究表明，睡眠過程中，反復出現呼吸暫停導致低氧狀態(tài)使糖胺聚糖和膠原數量減少，主動脈僵硬度增加，主動脈彈性緩沖作用減弱[7]。

心肌缺血是心肌供氧與需氧不平衡所致。OSAS患者氣道阻塞，胸腔內負壓增加，心室跨壁壓差及心臟后負荷增加，使呼吸暫停期間心肌需氧量增加，而氣道阻塞氧供應減少，兩者共同作用易導致心肌缺血[8]。心內膜下心肌處于冠狀動脈各支最遠端的供血區(qū)域，缺乏側支循環(huán)，易受收縮期心肌組織的壓迫，對心肌缺血最為敏感，故OSAS患者左心室縱向應變最容易受損，心肌缺血進展到一定程度，才會影響左心室徑向及圓周運動。本研究通過比較左心室長軸切面的分層縱向應變參數發(fā)現OSAS組左心室縱向應變減低主要表現為Endo-LS減低，證實心肌縱向運動主要由心內膜層心肌決定，且隨著OSAS疾病嚴重程度的加重，Endo-LS受累切面數增多，受損越重?？v向應變受損嚴重程度可能與OSAS患者反復間歇性低氧狀態(tài)引起心肌代謝紊亂、血液黏稠度高及冠狀動脈供血不足有關，且氣道阻塞使SaO2下降、交感神經興奮等增加心臟需氧量，加重心肌缺血等有關[8]。輕度OSAS組的GLS與對照組差異無統(tǒng)計學意義（P＞0.05），與王雷等[9]的研究結果一致，但是心尖長軸切面Endo-LS已減低（P＜0.05），可見左心室分層心肌應變能較左心室整體心肌應變更早發(fā)現左心室心肌受損情況。與徑向運動和圓周運動有關的環(huán)形心肌纖維主要分布在心肌中層，心肌缺血發(fā)展到一定程度才會影響徑向及圓周運動。從中度OSAS組開始，左心室徑向應變及圓周應變開始減低，圓周應變減低表現為心內膜層、心肌中層圓周應變減低，因此從中度OSAS組開始，心肌缺血開始影響中層心肌，OSAS導致心內膜層及心肌中層的圓周應變減低（P＜0.05），由于左心室心尖水平由冠狀動脈最遠端供血，側支循環(huán)少，故心尖水平對心肌缺血最為敏感，因此OSAS心肌圓周應變減低首先影響心尖水平，其次為乳頭肌水平、二尖瓣口水平。

本研究的局限性：①心肌分層應變分析對圖像質量要求較高，OSAS患者一般較肥胖，病例采集時盡量保持圖像清晰；②本研究樣本量少，需增加樣本量進一步驗證。

總之，應用二維斑點追蹤成像了解左心室整體及分層心肌應變可早期發(fā)現OSAS患者的左心室收縮功能障礙，為臨床提供更多有價值的信息，指導臨床對OSAS患者進行早期干預。

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