動靜脈內(nèi)瘺透析患者術(shù)側(cè)肱動脈彈性與左心室功能Tei指數(shù)的變化及相關(guān)性研究

郭衛(wèi)東，張曉玲，趙 剛，曹亞坤，張麗華，王運濤

(1.河北省石家莊市第三醫(yī)院超聲醫(yī)學(xué)科，河北 石家莊 050011；2.滄州醫(yī)學(xué)高等?？茖W(xué)校醫(yī)學(xué)技術(shù)系影像教研室，河北 滄州 061001)

研究顯示心血管疾病是透析患者晚期死亡的首要原因[1]，動脈是透析患者較早累及的靶器官，血管和心臟病變是導(dǎo)致透析患者死亡的直接原因之一，檢測透析患者的術(shù)側(cè)動脈彈性變化和心臟功能的變化關(guān)系以及兩者變化的相關(guān)性，對早發(fā)現(xiàn)早治療預(yù)防心血管疾病發(fā)生有重要價值。本研究應(yīng)用超聲血管回聲跟蹤技術(shù)監(jiān)測患者術(shù)側(cè)肱動脈彈性變化和左心室心肌做功指數(shù)(Tei index，Tei指數(shù))變化，并對兩者的相關(guān)性進行研究。

1 資 料 與 方 法

1.1一般資料 選取2014年8月—2018年2月于石家莊市第三醫(yī)院腎臟內(nèi)科住院透析治療患者55例為透析組，腎小球濾過率≤15 mL·min-1·1.73 m-2，同時征集健康體檢者40例為對照組，入選者均排除原發(fā)性高血壓、冠心病、嚴(yán)重心律失常、心肌病及嚴(yán)重心臟瓣膜病。兩組一般資料比較差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)，具有可比性，見表1。

本研究經(jīng)過醫(yī)院倫理委員會批準(zhǔn)，所有患者均知情同意且簽署知情同意書。

1.2儀器與方法 使用Aloka Prosound SSD a10型彩色多普勒超聲診斷儀，使用頻率為7.5～13.0 MHz線陣探頭，配備ET監(jiān)測及分析系統(tǒng)，在B/M模式下對血管前后壁運動軌跡進行實時追蹤和描述。同時應(yīng)用為頻率2.0～5.0 MHz心臟探頭，開啟組織多普勒監(jiān)測分析左心室Tei指數(shù)。 采集圖像前，受試者取平臥位，囑平靜呼吸，規(guī)范測量非手術(shù)側(cè)上臂有效血壓共3次，兩次測量間隔時間≥2 min，測量3次取平均值。研究對象均由同一位高年資從業(yè)超聲醫(yī)師應(yīng)用同一款彩色超聲診斷儀獲取檢查結(jié)果。透析組均于透析治療前2～3 d內(nèi)完成監(jiān)測。

受檢者取平臥位，同時連接心電圖監(jiān)測，檢查側(cè)為手術(shù)造瘺側(cè)。上臂稍外展平放，使用線陣探頭，掃查肱動脈血管，測量動脈彈性時進入超聲血管回聲跟蹤模式，測量前輸入受檢者血壓，測量位置顯示肱動脈中段，取動靜脈內(nèi)瘺術(shù)側(cè)肱動脈長軸切面，中段水平為測量部位，聲像圖顯示清晰動脈前壁和后壁結(jié)構(gòu)，超聲二維模式下將測量取樣線放置于前、后壁的血管壁內(nèi)膜與中膜交界處并進行實時追蹤，描記血管前、后壁的運動軌跡，連續(xù)獲取≥5個心動周期內(nèi)徑變化曲線然后保存圖像(圖1)，選擇≥5個心動周期的滿意圖像輸入e-DMS求取平均值，然后進行分析(圖2)。依據(jù)系統(tǒng)內(nèi)公式自動計算出參數(shù)：僵硬指數(shù)(stiffness parameter,β)、彈性系數(shù)(elastic coefficient,Eρ)、順應(yīng)性(compliance,AC)、脈搏波傳播速度(pulse wave velocity,PWVβ)、膨大指數(shù)(swelling index,AI)。β是代表動脈硬化改變的早期指標(biāo)之一，反映動脈血管硬化程度，當(dāng)發(fā)生動脈硬化時，該數(shù)值升高。Eρ代表動脈血管的彈性，發(fā)生動脈硬化時該數(shù)值升高。PWVβ采用單點脈搏波傳導(dǎo)速度，能良好地反映動脈僵硬度，動脈硬化時該數(shù)值增高。AC是指大動脈應(yīng)力改變所引起的容量改變，是血管壁的內(nèi)在彈性特征，發(fā)生動脈硬化時，該數(shù)值降低，AI值反映動脈僵硬程度，動脈硬化時該數(shù)值增高。

表1 兩組一般資料比較Table 1 Comparison of general data between two groups

左心室組織多普勒Tei指數(shù)測量：檢查時患者取左側(cè)臥位，檢查醫(yī)師啟動組織多普勒程序后，調(diào)整合適的取樣容積框及幀頻，于標(biāo)準(zhǔn)心尖四腔心切面分別測量二尖瓣環(huán)收縮期運動速度峰值(Sa)、舒張早期運動速度峰值(Ea)、舒張晚期運動速度峰值(Aa)。自Aa波結(jié)束到下一心動周期的Ea波開始之間的時間間期(a)，Sa波的起止時間間期(b)及射血時間(ejection time，ET)進行數(shù)據(jù)測量,a-b代表了左心室等容收縮時間(isovolumic contraction time,ICT)與等容舒張時間(isovolemic diastolic time,IRT)之和，a-b/b=Tei指數(shù)=(IRT+ICT)/ET。并從中引申計算得到左心室Tei指數(shù)衍生指標(biāo)：等容收縮指數(shù)(ICT/ET)和等容舒張指數(shù)(IRT/ET)(圖3)。檢查測量3個連續(xù)心動周期并求其平均值。

1.3統(tǒng)計學(xué)方法 應(yīng)用SPSS 19.0統(tǒng)計軟件分析數(shù)據(jù)。計量資料采用t檢驗，計數(shù)資料比較采用χ2檢驗，相關(guān)性研究采用Spearman相關(guān)分析。P<0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

2 結(jié) 果

2.1兩組肱動脈彈性比較 透析組β、Eρ、PWVβ高于對照組，AC低于對照組，差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)，兩組AI比較差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)，見圖1，2,表2。

2.2兩組左心室功能及Tei指數(shù)比較 透析組IRT、IRT/ET、Tei指數(shù)高于對照組，差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)， 兩組ICT、ET、IRT/ET比較差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)，見圖3，表3。

圖1 二維模式下取樣線追蹤動脈管壁變化軌跡圖

2.3相關(guān)性分析 透析組IRT/ET與動脈彈性指數(shù)β、Eρ、PWVβ呈正相關(guān)(r=0.789、0.777、0.739，P<0.05)，透析組IRT/ET與AC呈負(fù)相關(guān)(r=-0.442，P<0.05)；Tei指數(shù)與 β、Eρ、PWVβ呈正相關(guān)(r=0.667、0.617、0.979，P<0.05)。

表2 兩組肱動脈彈性比較Table 2 Comparison of brachial artery elasticity between two groups

表3 兩組左心室功能及Tei指數(shù)比較Table 3 Comparison of left ventricular function and Tei index in two groups

3 討 論

動脈血管彈性是反應(yīng)動脈在心臟收縮和舒張運動時產(chǎn)生收縮和擴張的能力，所有動脈都具有不同的彈性特性，也是體現(xiàn)動脈血管功能的一項較敏感指標(biāo)，其包含了動脈的擴張性和順應(yīng)性。血液透析患者存在血管彈性功能損傷，患者體內(nèi)常常會出現(xiàn)水鈉潴留而常常引起血管壁壓力增高，同時腎素-血管緊張素-醛固酮系統(tǒng)活化導(dǎo)致全身動脈彈性改變等[2]。動靜脈內(nèi)瘺術(shù)后透析患者由于機體內(nèi)的鈣磷代謝失衡、紊亂導(dǎo)致動脈血管內(nèi)皮功能紊亂、炎癥反應(yīng)、脂及糖代謝異常、非酶糖基化終末產(chǎn)物生成及營養(yǎng)不良等導(dǎo)致動脈病變。反映動脈血管彈性功能變化的方法很多，可從結(jié)構(gòu)和功能方面監(jiān)測動脈彈性變化[3]。動靜脈內(nèi)瘺患者術(shù)后手術(shù)側(cè)存在動脈向靜脈的分流，動脈內(nèi)血流量代償性增多，靜脈內(nèi)出現(xiàn)動脈化血流頻譜，動脈壁處于高血流動力狀態(tài)可能會加速影響動脈僵硬度的變化，加之上述不良因素的影響。因此早期發(fā)現(xiàn)動脈功能的改變，早行臨床干預(yù)以減低血管和心臟功能事件的發(fā)生率。近些年血管追蹤技術(shù)是超聲對動脈血管彈性進行檢測和評估的較為有效方法[4]。血管追蹤技術(shù)能夠較好評價動脈彈性狀態(tài)，掃查時實時跟蹤目標(biāo)動脈血管前、后壁的運動變化，采集信號并處理轉(zhuǎn)換含有所獲得的相位變化的原始信息，結(jié)合輸入的血壓數(shù)據(jù)，系統(tǒng)會自動計算并生成動脈彈性功能的各項參數(shù)值[5]。研究表明終末期腎臟病患者動脈彈性功能減低，血液透析患者血管內(nèi)皮損傷更加嚴(yán)重[6]。本研究與其結(jié)論相一致，本研究應(yīng)用血管追蹤技術(shù)檢測動靜脈內(nèi)瘺透析患者術(shù)側(cè)肱動脈彈性參數(shù)β、Eρ、PWVβ較對照組測值增高，參數(shù)AC值呈減低表現(xiàn)，提示透析患者手術(shù)側(cè)肱動脈順應(yīng)性減低較為明顯，反映動靜脈內(nèi)瘺透析患者的動脈彈性功能降低。透析組參數(shù)AI值較對照組變化不明顯，分析可能原因是由于納入的樣本量相對較小，AI對肢體動脈的特異性較差的緣故，與較早研究結(jié)果均相似。分析的原因可能是由于術(shù)后動脈因代償性改變，手術(shù)側(cè)動脈管徑更明顯地擴張以保證透析時血容量供應(yīng)，致使動脈壁壓力增加，動脈回彈阻力增加，順應(yīng)性降低。

左心室功能改變是我國終末期腎功能衰竭患者尿毒癥期的首要死因[7]，動靜脈內(nèi)瘺術(shù)后透析患者的血液分流造成回心血量明顯增加, 心臟的容量負(fù)荷增加, 最后可導(dǎo)致高輸出性心力衰竭的發(fā)生。此外，機體長期代謝紊亂和體內(nèi)的微炎癥狀態(tài)，常伴隨心肌纖維變性，引起心臟血流動力學(xué)改變，前、后負(fù)荷增加導(dǎo)致心肌纖維代償性拉伸，最終發(fā)展成心腔的擴大，心室肌的增厚，幾何形態(tài)發(fā)生重構(gòu)，心室功能減低導(dǎo)致最后發(fā)生心力衰竭。因此如何及早評價血液透析患者的心臟功能變化情況，尋求準(zhǔn)確評價心室功能的指標(biāo)成為當(dāng)務(wù)之急。組織多普勒超聲成像技術(shù)可以定量的對心功能進行分析評價，可以提示出左心室壁心肌運動情況，而且監(jiān)測時相對不會受到心臟血流動力學(xué)及前負(fù)荷和心腔壓力的影響，可以定量地對心功能進行評價[8]。Tei指數(shù)是由組織多普勒超聲衍生而來的指數(shù)，心臟的收縮舒張功能與 ICT、IRT、ET 時相有密切的關(guān)系，可綜合評價左心室或右心室的收縮、舒張功能，因其為比值原因，故不受年齡、心率、心室前后負(fù)荷、心臟幾何形態(tài)的影響，較傳統(tǒng)測量指標(biāo)能更加敏感，更早期發(fā)現(xiàn)左心室功能異常[9-11]。本研究結(jié)果顯示動靜脈內(nèi)瘺術(shù)后的透析患者左心室功能Tei指數(shù)較對照組明顯增高，反映動靜脈內(nèi)瘺術(shù)后透析患者左心室功能整體改變，同時也見到IRT和IRT/ET延長也較為明顯，可提示患者較早階段出現(xiàn)了左心室舒張功能的下降。分析可能的原因是透析患者左心室前、后負(fù)荷增加，動靜脈內(nèi)瘺形成后引起回心血流量增多，同時伴有外周動脈彈性功能下降，外周血管血流阻力增加，從而引起心室肌細(xì)胞的增生及纖維化，使心室重構(gòu)等[12-13]。左心室功能不全時舒張功能的減低常較早發(fā)生于收縮功能減低，動脈彈性降低使心臟收縮壓力相對增加，心肌負(fù)荷增大引起心肌代償性肥厚，同時心肌僵硬度增加和順應(yīng)性降低，從而導(dǎo)致左心室舒張末壓增高，出現(xiàn)心室弛緩不全且充盈不足，左心室舒張功能降低[14]。另外從心肌組織病理結(jié)構(gòu)改變上講，透析患者心肌結(jié)構(gòu)改變表現(xiàn)為心室肌肥厚、纖維化、壁內(nèi)動脈和小動脈管壁增厚，這種結(jié)構(gòu)改變是舒張性心力衰竭的傳統(tǒng)危險因素和慢性腎臟病相關(guān)的非傳統(tǒng)因素如礦物質(zhì)代謝紊亂、炎性反應(yīng)、貧血、營養(yǎng)不良等累加的后果，使患者的心臟較易發(fā)生舒張功能障礙。血磷升高和維生素D水平降低是終末期腎臟病期患者發(fā)生左心室舒張功能不全的臨床危險因素[15]。

動靜脈內(nèi)瘺患者肱動脈彈性變化與左心室Tei指數(shù)參數(shù)變化的相關(guān)性分析結(jié)果顯示，Tei指數(shù)與 β、Eρ、PWVβ呈正相關(guān)，提示左心室收縮、舒張功能隨動脈彈性功能改變而減低，動靜脈內(nèi)瘺術(shù)后患者心臟前、后負(fù)荷增加，動脈彈性降低引起左心室收縮壓力負(fù)荷增加，心肌代償性肥厚，心室肌的僵硬度增加和順應(yīng)性降低，進而收縮心肌代償功能下降，收縮功能明顯減低，說明心室功能改變與大動脈彈性有一定相關(guān)性。同時IRT/ET與動脈彈性指數(shù)β、Eρ、PWVβ呈正相關(guān)，與AC呈負(fù)相關(guān)，提示左心室舒張功能隨著動靜脈內(nèi)瘺患者手術(shù)后血管彈性功能的下降而減低。同時動靜脈內(nèi)瘺術(shù)后左心室容量負(fù)荷增加，導(dǎo)致左心室舒張末壓增高，左心室弛緩不全引起心室充盈不足，最終左心室舒張功能降低。反之透析患者左心室舒張功能一定程度上反映早期血管彈性功能變化。

本研究顯示超聲能夠監(jiān)測透析患者術(shù)側(cè)肱動脈血管彈性變化及心臟左心室功能Tei指數(shù)變化，動靜脈內(nèi)瘺透析患者可出現(xiàn)動脈彈性增加，動脈硬化，左心室功能減低，尤以舒張功能減低明顯。動脈彈性變化與左心室功能變化呈正相關(guān)，超聲可早期發(fā)現(xiàn)心血管系統(tǒng)的損傷，通過早期有效的臨床干預(yù)，能夠有效的降低透析患者心血管疾病的發(fā)病率及病死率，有較好的實用價值。