瞬時波強技術評價2型糖尿病早期左心室功能的臨床研究

朱 虹 田新橋 茹 翱 吳朝明 張 超 楊 琰 周 娟 劉 敏 鄭 磊

心血管并發(fā)癥是糖尿病最嚴重的并發(fā)癥之一，其中糖尿病心肌病(diabetic cardiomyopathy，DCM)是由糖尿病引起的特異性心肌病變，為導致糖尿病患者發(fā)生心力衰竭和死亡的主要原因，已成為臨床近年研究關注的一個焦點［1］。研究表明心肌功能異常是DCM最早出現的征象之一，早期準確地檢測糖尿病患者心功能異常改變對DCM的診斷和防治具有重要意義。瞬時波強技術(wave intensity，WI)是一項研究心血管系統血流動力學及心臟與血管相互作用關系的新技術，為臨床無創(chuàng)評價心功能提供了新的獨特方法［2］。本文應用該技術對2型糖尿病早期患者頸動脈的WI參數進行檢測，旨在探討WI技術評價糖尿病心功能改變的臨床應用價值。

資料與方法

1.研究對象:2011年8～10月在筆者醫(yī)院內分泌?？撇》烤驮\的糖尿病患者46例，其中男性26例，女性20例;年齡31～78歲，平均年齡55.42±13.20歲，分為單純2型糖尿病組(T2DM組)21例和2型糖尿病合高血壓病組(T2DM+EH組)25例。入選患者均符合世界衛(wèi)生組織1999年提出的糖尿病和高血壓病的診斷標準，病程在1年以上，排除冠心病、心臟瓣膜疾病、房顫或其他嚴重心律失常、先天性心臟病、近1周糖尿病急癥者、近1個月有感染史者以及其他重大疾病如手術、癌癥、精神疾病。正常對照組25名，男性16例，女性9例;年齡30～75歲，平均年齡55.75±11.91歲，無糖尿病、高血壓、冠心病等病史，肝、腎功能正常，體格檢查、X線片、心電圖及超聲心動圖均無異常。3組受試者年齡、性別構成無統計學差異。

2.儀器與方法:(1)儀器:采用Aloka Prosound α10彩色多普勒超聲診斷儀，心臟檢查為寬頻探頭，頻率1～5 MHz，血管檢查探頭頻率5～13MHz。(2)常規(guī)超聲心動圖檢查:受檢者取左側臥位.平靜呼吸，常規(guī)二維及M型超聲心動圖測量各心腔大小、室間隔與左室壁厚度、左室射血分數EF值等。(3)肱動脈血壓檢查:受檢者坐位休息15min后由同一醫(yī)生測量右上肢心臟水平肱動脈血壓，取3次測量之平均值，測量間隔≥5min。(4)頸動脈WI檢查:受檢者取平臥位，連接心電圖，頭稍偏向左側，選取右側頸總動脈膨大處近心端2.0cm處行WI檢查。清楚顯示頸動脈前后壁后，于B/M模式下啟動WI功能。將取樣門的兩條取樣線分別置于血管前、后壁外膜中層交界處;M型掃描速度設置為200mm/s，啟動WI血流顯示鍵，WI血流取樣門寬4mm，于0°～20°范圍內調節(jié)“Beam Steer(flow)”鍵，聲束與血流夾角≤60°。之后按“select”鍵取樣，凍結圖像后按WI鍵顯示界面，輸入血壓值，挑選5個心動周期以上平穩(wěn)波形，再按“next”鍵顯示報告界面。本研究WI檢測參數包括:收縮早期瞬時加速度波強(W1)、收縮晚期瞬時減速度波強(W2)、心電圖R波頂點到W1峰頂點的時間(R～W1)、W1頂點到W2頂點的時間(W1～W2)(圖1)。

圖1 右頸總動脈WI圖像

3.統計學方法:采用SPSS 18.0統計軟件包，數據用均數±標準差(±s)表示，多個樣本均數間比較采用單因素方差分析，兩兩比較采用LSD法。P＜0.05為差異有統計學意義。

結 果

1.3組受試者常規(guī)超聲心動圖指標比較:對照組、T2DM組、T2DM+EH組比較左室舒張末期內徑、左室壁厚度呈增大趨勢，但差異無統計學意義(P＞0.05)，左室射血分數(EF)差異無統計學意義(P＞0.05)(表1)。

表1 3組常規(guī)超聲心動圖檢測結果(±s)

表1 3組常規(guī)超聲心動圖檢測結果(±s)

IVS:舒張末期室間隔厚度;LVPW:舒張末期左室后壁厚度;LVEDd:舒張末期左室內徑

參數 T2DM+EH組 T2DM 組 正常對照組IVS(mm)11.07±1.67 9.54±0.97 8.33±1.40 LVPW(mm) 9.90±1.03 9.00±0.91 7.93±1.28 EF(%) 68.04±6.46 70.31±5.64 67.80±4.01 LVEDd(mm)47.00±3.30 46.00±5.12 45.00±4.24

2.3組受試者WI各項參數比較:對照組、T2DM組、T2DM+EH組WI指標檢測結果見表2和圖1。T2DM組與對照組比較:W2明顯增高(P＜0.01)，W1增高(P＜0.05);W1～W2明顯縮短(P＜0.01)。兩組的R～W1差異無統計學意義(P＞0.05)。T2DM+EH組與對照組比較:W1值明顯增高(P＜0.01)，W2增高(P＜0.05);兩組的R～W1、W1～W2差異均無統計學意義(P＞0.05)。T2DM+EH組與T2DM組比較:W1增高(P＜0.05)，W2呈降低趨勢，但差異無統計學意義(P＞0.05);兩組的R～W1、W1～W2差異均無統計學意義(P＞0.05)。

表23 組WI各項參數測值比較(±s)

表23 組WI各項參數測值比較(±s)

與對照組相比，*P＜0.05，＊＊P＜0.01;與T2DM組相比，#P＜0.05

參數 T2DM+EH組 T2DM組 正常對照組W1(×103)［(mmHg·m)/s3)］ 20.096 ±10.566＊＊# 13.377±7.214*9.060±3.326 W2(×103)［(mmHg·m)/s3］ 2.852±1.622* 3.531±1.098＊＊ 2.124±0.687 R～W1(ms) 92.6±16.4 97.2±16.2 100.8±11.3 W1～W2(ms) 256.8±34.3 234.8±29.1＊＊276.1±22.8

討 論

糖尿病是一種以高血糖為主要特征的慢性進行性代謝性疾病，可導致全身多系統異常，其心血管并發(fā)癥主要侵犯全身的大中血管、心肌及微血管等，可造成整個心血管系統的結構和功能損害。循環(huán)系統中心臟和血管在結構上是相對獨立的，但在功能上卻是密不可分且互相影響的。因此評價心功能應結合動脈系統的功能狀態(tài)。然而以往的超聲評價指標只是局限于單獨對心臟或血管的結構及功能進行檢測，而忽略了兩者間的相互作用。新近出現的WI技術是在血管回聲跟蹤(echo-tracking，ET)技術的基礎上發(fā)展起來的，可通過檢測循環(huán)系統中動脈血管內任意點的瞬時波強(WI)即壓力變化(dP/dt)和血流速度變化(dU/dt)的乘積來評估心血管系統的總體功能［2］。動脈系統內任意點的壓力變化和速度變化是由左心室的收縮舒張引起的，所以WI這一指標就是心臟瞬間做功在循環(huán)系統任意點的表現［3］。因此WI技術為臨床糖尿病心功能評價提供了新的視角和方法。

WI曲線上有兩個正向波，分別為收縮早期的第1個正向波W1和收縮晚期的第2個正向波W2，另外還有一個發(fā)生于收縮中期的負向波NA［4］。W1是射血早期從左心室向外周動脈傳導的前向壓縮波，導致動脈內壓力升高和血流加速，稱為瞬時加速度波強。有學者觀察到W1的大小與左心室壓最大上升斜率呈顯著正相關，W1隨左心室收縮功能增強而增高，反之亦然，表明W1的大小可反映左心室收縮功能的強弱［5］。本研究對左室射血分數(EF)≥50%的T2DM及T2DM+EH患者進行觀察，發(fā)現與對照組比較，T2DM組患者W1增高、T2DM+EH組的W1更高，其可能機制是糖尿病患者由于微血管病變和心肌代謝紊亂，可引起心肌廣泛受損，動脈血管內皮功能發(fā)生障礙，管壁順應性下降和僵硬度增加，脈壓增大，緩沖功能減低，從而導致心臟后負荷增加，進而引起代償性左室壁增厚和收縮功能增強，因此射血期的dP/dt(dD/dt)、dU/dt增加，導致W1增加。T2DM+EH患者在高血糖損害基礎上，由于高血壓可導致動脈管壁玻璃樣變性，管壁僵硬度更大，左室壁進一步代償性肥厚，心肌收縮更加增強，因而使得W1增加更明顯。

W2是收縮晚期從左室向外周傳導的前向膨脹波，導致動脈腔內壓力降低和血流減速，稱為瞬時減速度波強。W2的產生機制相對較為復雜，主要由從收縮晚期到等容舒張期左心室的功能狀態(tài)決定。研究表明W2可反映左心室的松弛性，其大小與左心室松弛時間常數呈顯著負相關，還與血管僵硬度有關，血管僵硬度的參數越高，W2越大［5～7］。本研究結果顯示，T2DM組和T2DM+EH組的W2均較對照組明顯增高，但T2DM+EH組的W2與T2DM組比較呈降低趨勢。分析原因，可能是因為本研究的糖尿病早期及糖尿病合并高血壓患者，盡管可能存在一定的左室松弛性減低，但由于動脈彈性減退，僵硬度增大，脈壓增加，左室收縮功能代償性增強，因此W2仍增高。而T2DM+EH組的W2較T2DM組呈減低趨勢，可能是因為糖尿病合并高血壓患者的左心室松弛性較單純T2DM組進一步減退所致。

R～W1指心電圖R波到W1波峰的間距，W1～W2是兩個波峰的間距，兩者分別相當于左心室射血前期和射血期(ejection time of left ventricle，ET)。當左心室收縮增強時，心室內壓上升增快，主動脈瓣提前開放，導致等容收縮期時間縮短，同時使主動脈瓣開放時間延長，左室射血量增加。而在左心室前負荷增大時，左心室功能就越好，射血期越長。如果左心室后負荷增加，主動脈瓣開放就會延遲，而且也會提前關閉，射血時間縮短。本研究中T2DM組和T2DM+EH組的R～W1、W1～W2均較正常對照組有所減少，這可能與該兩組患者左心室收縮功能代償性增強導致等容收縮期時間減短、后負荷增加有關。T2DM患者因動脈彈性減退，后負荷增加，左室射血時間W1～W2比對照組明顯縮短。T2DM+EH組因心臟收縮功能增強明顯與后負荷增加相抵消，導致W1～W2與對照組差異無統計學意義。

本研究常規(guī)超聲檢查結果顯示，對照組、T2DM組和T2DM+EH組的左室壁厚度呈增大趨勢，但差異均無統計學意義，提示糖尿病早期左心室室壁有代償性增厚趨勢。3組間的左室EF測值差異不明顯，這可能與本研究對象為糖尿病早期患者，其左心功能仍處于代償期有關。本研究結果表明WI指標與常規(guī)超聲心動圖指標相比，能更敏感地檢測出糖尿病患者的心功能異常改變。

總之，超聲WI技術作為一種新的綜合評價心血管血流動力學的方法，可以早期檢測糖尿病及糖尿病合并高血壓患者的心功能損害，為心血管功能研究拓展了新的視野，而且該技術還具有操作簡便、無創(chuàng)、經濟等優(yōu)點，因此必將有廣闊的臨床應用前景。

1 Mytas DZ，Stougiannos PN，Zairis MN，et al.Diabetic myocardial disease:pathophysiology，early diagnosis and therapeutic options［J］.J Diabetes Complications，2009，23(4):273-282

2 肖滬生，徐智章，張愛宏，等.Wave intensity的命名探討［J］.上海醫(yī)學影像，2008，17(2):81-82

3 崔振雙，智光，俞慧，等.頸動脈瞬時波強在評價冠心病患者心功能中的作用［J］.第三軍醫(yī)大學學報，2011，33(14):1543-1545

4 王曉靜，劉明輝.波強分析的臨床作用［J］.中華醫(yī)學超聲雜志:電子版，2009，6(5):929-931

5 Ohte N，Narita H，Sugawara M，et al.Clinical usefulness of carotid arterial wave intensity in assessing left ventricular systolic and early diastolic performance［J］.Heart Vessels，2003，18(3):107-111

6 銀浩強，肖滬生，徐智章，等.頸動脈瞬時減速度波強 (W2)與組織多普勒顯像評價左心室舒張功能［J］.上海醫(yī)學影像，2008，17(3):196-199

7 Niki K，Sugawara M，Chang D，et al.A new noninvasive measurement system for wave intensity:evaluation of carotid arterial intensity and reproducibility［J］.Heart Vessels，2002，17(1):12-21