三維超聲心動(dòng)圖結(jié)合心肌超聲造影評價(jià)2型糖尿病患者心肌功能障礙

曾嘉慧，李 薇，廖志紅，蘇澤珍，姚鳳娟，葉 敏，李翠玲，林 紅

(中山大學(xué)附屬第一醫(yī)院超聲醫(yī)學(xué)科 中山大學(xué)超聲診斷與介入超聲研究所，廣東 廣州 510080)

實(shí)時(shí)三維超聲心動(dòng)圖(real-time three-dimensional echocardiography， RT-3DE)由于其實(shí)時(shí)性、準(zhǔn)確性和可重復(fù)性逐漸成為臨床評估左心室收縮功能和室壁運(yùn)動(dòng)同步性的重要手段[1]。已有許多研究[2-3]探討2型糖尿病(type 2 diabetes mellitus, T2DM)與左心室同步性之間的關(guān)系，發(fā)現(xiàn)T2DM患者中存在左心室功能及同步性損害。然而單純評估左心室同步化并不能全面評價(jià)T2DM患者心肌病變，需要同時(shí)評估其心肌灌注情況。心肌超聲造影(myocardial contrast echocardiography， MCE)目前被認(rèn)為是檢測心肌微循環(huán)的最佳方法之一。本研究旨在結(jié)合RT-3DE與MCE，從運(yùn)動(dòng)和心肌灌注兩個(gè)方面評估T2DM患者的心肌，為臨床檢測T2DM患者心肌病變提供依據(jù)。

1 資料與方法

1.1 一般資料 選擇2018年8月—2019年2月58例T2DM患者作為病例組，均符合2014年美國糖尿病協(xié)會(huì)T2DM診斷標(biāo)準(zhǔn)[4]；根據(jù)是否存在糖尿病腎病和/或視網(wǎng)膜病變等微血管并發(fā)癥，將其分為單純糖尿病組(Ⅰ組)和糖尿病合并微血管并發(fā)癥組(Ⅱ組)各29例。Ⅰ組男13例，女16例，平均年齡(58.0±13.8)歲；Ⅱ組男12例，女17例，平均年齡(59.5±9.0)歲。納入標(biāo)準(zhǔn)：①超聲心動(dòng)圖檢查無節(jié)段性室壁運(yùn)動(dòng)異常、左心室射血分?jǐn)?shù)≥50%；②心電圖正常，QRS時(shí)限<120 ms。排除標(biāo)準(zhǔn)：①1型糖尿??；②冠心病史；③中-重度瓣膜疾?。虎芟忍煨孕呐K??；⑤原發(fā)性心肌??；⑥嚴(yán)重心律失常；⑦甲狀腺疾??；⑧癲癇或精神病史；⑨嚴(yán)重肝、腎功能不全等。診斷T2DM基礎(chǔ)上微循環(huán)并發(fā)癥需符合下列情況之一[5]：①尿白蛋白(urinary albumin，UA)持續(xù)≥30 mg/24 h(排除其他因素引起)；②眼科檢查確診視網(wǎng)膜病變；③臨床確診周圍神經(jīng)病變，排除原發(fā)性神經(jīng)系統(tǒng)疾病。選擇同期32名成年體檢者作為對照組(C組)，男16名，女16名，平均年齡(51.2±15.8)歲，既往無T2DM、冠心病史，心電圖、超聲心動(dòng)圖、臨床體檢和相關(guān)實(shí)驗(yàn)室檢查均未見明顯異常。所有受試者均被告知檢查并簽訂知情同意書。分別采集3組受試者的身高、體質(zhì)量、血壓、心率(heart rate, HR)、血糖(glucose, GLU)及血脂等相關(guān)臨床指標(biāo)。

1.2 儀器與方法 采用Philips EPIQ 7C超聲診斷儀，連接同步心電圖。囑患者左側(cè)臥，以X5-1矩陣探頭行二維超聲檢查，測量室間隔舒張末期厚度(interventricular septum thickness at end-diastole, IVSd)、左心室舒張末期內(nèi)徑(left ventricular end-diastolic dimension, LVDd)、左心室射血分?jǐn)?shù)(left ventricular ejection fraction, LVEF)及每搏輸出量(stroke volume, SV)。在心尖處獲取左心室內(nèi)膜較為清晰的心尖四腔心切面圖像，選擇“HM”鍵，儲(chǔ)存5個(gè)連續(xù)心動(dòng)周期的60°×60°全容積圖像。使用意大利Bracco公司聲諾維(SonoVue)造影劑，與5 ml生理鹽水混合后劇烈搖蕩20 s，得到六氟化硫(SF6)懸浮液。以18G靜脈導(dǎo)管自肘部靜脈穿刺，以恒定速度推注造影劑3.0 ml，時(shí)間約1 min。選擇實(shí)時(shí)MCE模式，機(jī)械指數(shù)為0.18，將Focus置于二尖瓣瓣環(huán)水平，增益調(diào)至80%，F(xiàn)lash觸發(fā)后自動(dòng)發(fā)射高能量脈沖，F(xiàn)lash幀數(shù)為10幀，機(jī)械指數(shù)為1.35。采用X5-1探頭記錄約15個(gè)心動(dòng)周期的心尖四腔、兩腔及三腔MCE圖像。以DICOM格式儲(chǔ)存圖像以備離線分析。

1.3 圖像分析

1.3.1 左心室同步性定量分析 采用QLab 10.5定量分析軟件中的3DQ-advance軟件。在左心室舒張末期和收縮末期標(biāo)記5個(gè)心內(nèi)膜參考點(diǎn)，點(diǎn)擊“序列分析”，軟件自動(dòng)分析心內(nèi)膜邊緣運(yùn)動(dòng)軌跡，得到左心室16個(gè)節(jié)段、12個(gè)節(jié)段(6個(gè)基底段和6個(gè)中間段)及6個(gè)基底段達(dá)最小收縮容積時(shí)間的標(biāo)準(zhǔn)差(Tmsv16-SD、Tmsv12-SD、Tmsv6-SD)和最大時(shí)間差值(Tmsv16-Dif、Tmsv12-Dif和Tmsv6-Dif)。軟件自動(dòng)算出HR校正值，用百分?jǐn)?shù)表示。

1.3.2 心臟超聲造影定量分析 采用QLab 10.5的實(shí)時(shí)MCE軟件，將ROI分別置于左心室6個(gè)室壁基底段、中間段和心尖段心肌范圍內(nèi)，打開呼吸運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償。在擬合指數(shù)函數(shù)Y=A(1-e-βt)+B后，獲得各節(jié)段造影時(shí)間-強(qiáng)度曲線，讀取峰值強(qiáng)度A、充盈速度β并計(jì)算A·β。取所有ROI各數(shù)據(jù)平均值作為整體評估數(shù)據(jù)。以上各項(xiàng)均測量3次后取其平均值。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析 采用SPSS 20.0統(tǒng)計(jì)分析軟件。符合正態(tài)分布的計(jì)量資料用±s表示，非正態(tài)分布資料用中位數(shù)(上下四分位數(shù))表示。3組間符合正態(tài)分布的數(shù)據(jù)使用單因素方差分析進(jìn)行比較，非正態(tài)分布數(shù)據(jù)使用Kruskal-WallisH檢驗(yàn)進(jìn)行比較。P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 臨床數(shù)據(jù)及超聲心動(dòng)圖常規(guī)測量比較 3組間HR、GLU、HbA1c差異均具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P均<0.05)。C組、Ⅰ組以及Ⅱ組之間收縮壓(systolic pressure, SP)、舒張壓(diastolic pressure, DP)、體質(zhì)量指數(shù)(body mass index, BMI)、甘油三酯(triglyceride, TG)、高密度脂蛋白(high-density lipoprotein, HDL)、低密度脂蛋白(low-density lipoprotein, LDL)、IVSd、LVDd、LVEF、SV差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P均>0.05，表1)。

2.2 左心室同步性結(jié)果比較 除Tmsv6-Dif外，3組間各同步化測量值差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P均<0.05)；其中Ⅱ組Tmsv16-Dif、Tmsv16-SD、Tmsv12-Dif、Tmsv12-SD、Tmsv6-SD及Ⅰ組Tmsv12-Dif和Tmsv12-SD均較C組延長(P均<0.05，表2)；校正HR后，Ⅱ組各同步化值及Ⅰ組Tmsv12-Dif%、Tmsv12-SD%均較C組延長(P均<0.05，表3)。Ⅱ組各測量值與Ⅰ組相比差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P均>0.05)。

2.3 心肌超聲造影灌注結(jié)果對比 各組造影時(shí)間-強(qiáng)度曲線見圖1。MCE整體評估：C組、Ⅰ組和Ⅱ組A、β及A·β均呈逐漸下降趨勢(P均<0.01)；Ⅱ組A、β及A·β均低于C組(P均<0.05)；Ⅱ組β及A·β均低于Ⅰ組(P均<0.05)；Ⅰ組β及A·β值均低于C組(P均<0.05)，見表4。分節(jié)段評估：C組、Ⅰ組、Ⅱ組基底段、中間段及心尖段A、β、A·β均呈逐漸下降趨勢，3組間差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P均<0.01)。Ⅱ組各節(jié)段A、β及A·β均低于C組(P均<0.05)；Ⅱ組各節(jié)段β和A·β均低于Ⅰ組(P均<0.05)；Ⅰ組3個(gè)節(jié)段β和A·β均低于C組(P均<0.05)，見表5～7。3組內(nèi)同一指標(biāo)3個(gè)節(jié)段比較差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P均>0.05)。

表1 各組臨床數(shù)據(jù)及超聲心動(dòng)圖常規(guī)測量比較[±s, M(QL,QU)]

表1 各組臨床數(shù)據(jù)及超聲心動(dòng)圖常規(guī)測量比較[±s, M(QL,QU)]

組別HR(次/分)SP(mmHg)DP(mmHg)BMI(kg/m2)GLU(mmol/L)HbA1c(%)TG(mmol/L)Ⅰ組(n=29)73.42±10.61126.94±16.0677.69±11.1523.71±3.854.76±0.425.55±0.331.27(0.81,2.44)Ⅱ組(n=29)84.83±15.98?128.03±16.8778.07±11.6623.80±2.8610.31±4.54?8.77±2.33?1.35(0.94,1.95)C組(n=32)80.72±10.46?131.31±20.8776.07±11.5524.27±2.9711.89±5.82?9.00±1.58?1.53(0.99,1.90)H/F值5.340.370.240.238.805.690.32P值<0.010.690.790.79<0.01<0.010.85組別HDL(mmol/L)LDL(mmol/L)IVSd(mm)LVDd(mm)LVEF(%)SV(ml)Ⅰ組(n=29)1.40(0.99,1.68)3.29±0.709.50(9.00,11.00)48.00±3.6070.71±6.1476.07±13.47Ⅱ組(n=29)1.09(0.85,1.30)2.92±0.9210.00(9.00,10.00)45.96±4.8470.96±5.4170.68±20.21C組(n=32)0.99(0.88,1.11)2.86±0.8610.00(10.00,10.50)45.18±5.0970.39±5.6966.18±18.12H/F值4.821.052.442.860.072.24P值0.090.360.300.060.930.11

注：*：與C組比較，P<0.05；#：與Ⅰ組比較，P<0.05。HbA1c：糖化血紅蛋白

表2 各組左室同步性指標(biāo)比較[M(QL,QU), ms]

注：*:與C組比較，P<0.05

表3 各組左室同步性指標(biāo)心率校正值比較[M(QL,QU), %]

注：*:與C組比較，P<0.05

圖1 3組心肌超聲造影定量分析時(shí)間-強(qiáng)度曲線 A.C組曲線上升至平臺期較迅速，峰值強(qiáng)度較高；B.Ⅰ組曲線較C組平緩；C.Ⅱ組再充盈曲線較Ⅰ組更為低平

表4 3組左心室整體心肌灌注比較[M(QL,QU)]

表5 3組左心室分節(jié)段心肌灌注峰值強(qiáng)度(A)比較[M(QL,QU), dB]

表6 3組左心室分節(jié)段心肌灌注速度(β)比較[M(QL,QU), dB/s]

3 討論

RT-3DE可在同一心動(dòng)周期同時(shí)顯示左心室各節(jié)段，準(zhǔn)確、可靠地評價(jià)各節(jié)段容積變化及左心室收縮的機(jī)械同步性[6]。Arias等[7]認(rèn)為RT-3DE在評價(jià)同步性方面具有很高價(jià)值，可定量評估左心室整體運(yùn)動(dòng)情況，還能很敏感地顯示局部節(jié)段心肌功能，定量計(jì)算心室整體及節(jié)段收縮、舒張功能，其結(jié)果與組織多普勒、MRI等檢查有良好相關(guān)性[8]。已有多項(xiàng)研究[9]證實(shí)病程較長的T2DM患者心肌受損，本研究結(jié)果與其相符。本研究中Ⅰ組Tmsv12-Dif、Tmsv12-SD、Tmsv12-Dif%、Tmsv12-SD%均較C組延長，Ⅱ組除Tmsv6-Dif外各同步化指標(biāo)與C組比較均有所延長，表明心功能在正常范圍時(shí)，T2DM患者左心室已出現(xiàn)心肌節(jié)段收縮不同步，且其左心室運(yùn)動(dòng)不協(xié)調(diào)程度更高，原因可能是長期高血糖引起微循環(huán)病變，導(dǎo)致心室形態(tài)和結(jié)構(gòu)改變。此外，糖尿病腎病患者腎臟排泄功能下降也對左心結(jié)構(gòu)和功能有不可小覷的影響，使其心肌運(yùn)動(dòng)不同步性更加嚴(yán)重。

表7 3組左心室分節(jié)段心肌灌注血流量(A·β)比較 [M(QL,QU), dB·dB/s]

MCE評價(jià)心肌組織微循環(huán)灌注具有廣泛應(yīng)用前景，可無創(chuàng)、定量地評價(jià)心肌微循環(huán)。心肌造影劑在血液循環(huán)過程中不會(huì)滲透入組織間隙，能實(shí)時(shí)評估微循環(huán)灌注情況，觀察心肌血流灌注是否均勻，檢測心肌內(nèi)毛細(xì)血管血容量[10]。本研究整體心肌超聲造影分析顯示，病例組各參數(shù)均低于正常對照組，提示T2DM患者心肌血容量、血流速度及血流量均低于正常組，與相關(guān)MRI研究[11-12]結(jié)果相符；Ⅱ組A、β及A·β均低于Ⅰ組，提示T2DM患者存在一定程度心肌微循環(huán)障礙，且隨著其他臟器微循環(huán)并發(fā)癥出現(xiàn)，心肌灌注各項(xiàng)指標(biāo)降低程度增加，表明T2DM可引起全身彌漫性病變，如視網(wǎng)膜病變、腎損害等，心臟也同時(shí)受損。因此T2DM患者即使無相應(yīng)癥狀，也應(yīng)對心肌微循環(huán)病變給予足夠重視。既往研究[13]已發(fā)現(xiàn)T2DM可引起MCE所測心肌灌注減低，但大多并未進(jìn)行分節(jié)段分析。本研究分節(jié)段造影分析顯示，同組內(nèi)同一指標(biāo)3節(jié)段之間差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，且呈現(xiàn)與整體評估類似的趨勢，提示T2DM心肌微循環(huán)病變呈彌漫性，而非局限于特定節(jié)段。

總之，RT-3DE及MCE可在T2DM性心肌損害發(fā)展到心肌病階段前提高收縮功能障礙及灌注減低的檢出率，早期評價(jià)心肌病變對治療及改善預(yù)后具有一定意義，也可作為治療后定期隨訪復(fù)查有效、經(jīng)濟(jì)、簡便的手段。