壓力-應變環(huán)對2型糖尿病患者心肌做功的定量分析

蘇莉莉 張紅珍

2型糖尿病(type 2 diabetes mellitus，T2DM)是一種終身性、代謝性疾病，可導致多個靶器官受到損害，其中心血管系統(tǒng)并發(fā)癥最值得關注，大約2/3的患者死于心血管疾病[1]。T2DM心臟損害早期為亞臨床左心室功能障礙，最終演變成不可逆性心力衰竭[2]。臨床常用的評估左心室收縮功能方法左心室射血分數(shù)(left ventricular ejection fraction，LVEF)不夠敏感，二維斑點追蹤成像(two dimensional speckle tracking imaging，2D-STI)存在負荷依賴[3]。左心室壓力-應變環(huán)(pressure-strain loops，PSL)考慮了后負荷對心肌功能的影響，且與有創(chuàng)的壓力-容積環(huán)高度一致，可以無創(chuàng)檢測左心室心肌功能的變化[4，5]。本研究采用無創(chuàng)左心室PSL評價不同血糖控制水平T2DM患者左心室心肌做功的變化，及早察覺左心室功能受損。

資料與方法

1.研究對象：選取山西白求恩醫(yī)院2020年12月～2021年6月內(nèi)分泌科門診及住院T2DM患者71例，LVEF≥55%，男性38例，女性33例，患者年齡29～67歲，平均年齡為50.6±10.7歲，符合1999年WHO制訂的標準，排除各種高血壓、冠心病、先天性心臟病、肺動脈高壓及非竇性心律等患者。根據(jù)糖化血紅蛋白(glycosylated hemoglobin，HbA1c)水平進一步將T2DM患者分為DM1組(HbA1c<7%，n=37)和DM2組(HbA1c≥7%，n=34)。另選取同期與T2DM組年齡、性別相匹配的健康志愿者42例作為對照組，均無糖尿病、心腦血管疾病、肝腎疾病、常規(guī)心電圖及超聲心動圖均無異常，其中男性24例，女性18例，年齡28～63歲，平均年齡為46.9±8.5歲。對每位受試對象身高、體重、收縮壓(systolic blood pressure，SBP)及舒張壓(diastolic blood pressure，DBP)進行測量并記錄，計算體重指數(shù)(body mass index，BMI)。對實驗室指標進行記錄包括總膽固醇(total cholesterol，TC)、甘油三酯(triglyceride，TG)、低密度脂蛋白膽固醇(low density lipoprotein cholesterol，LDL-C)、空腹血糖、HbA1c。

2.儀器與方法：采用配有M5S探頭的GE vivid E9超聲診斷儀，頻率(2.0～4.5)MHz。待被檢查者平靜呼吸，接心電圖。二維成像模式下測量左心室舒張末期內(nèi)徑(left ventricular end-diastolic diameter，LVIDD)、左心室收縮末期內(nèi)徑(left ventricular end-systolic diameter，LVIDs)、舒張末期室間隔厚度(inter ventricular septal thickness at end -diastole，IVSTd)、舒張末期左心室后壁厚度(left ventricular posterior wall thickness at end-diastole，LVPWTd)、左心房內(nèi)徑(left atrial diameter，LAD)。左心室射血分數(shù)(left ventricular ejection fraction,LVEF)通過雙平面Simpson法測得。采集3個心動周期的心尖左心室兩腔觀、心尖左心室長軸觀、心尖四腔觀動態(tài)圖像并存儲，要求幀頻60～80幀/秒。用Echo PAC軟件進行“2D strain”分析，得到左心室整體及17個節(jié)段縱向應變牛眼圖，調(diào)整瓣膜啟閉時間，輸入收縮壓，得到整體縱向應變(global longitudinal strain，GLS)、整體做功指數(shù)(global myocardial work index，GWI)、整體有效功(global constructive work，GCW)、整體無效功(global wasted work，GWW)及整體做功效率(global myocardial work efficiency，GWE)。由兩名有5年工作經(jīng)驗的超聲醫(yī)生對圖像進行采集、測量和分析。

結(jié) 果

1.3組一般臨床資料比較：3組間年齡、BMI、SBP、DBP比較，差異均無統(tǒng)計學意義(P均>0.05)。與對照組比較，DM1、DM2組TG、TC、LDL-C升高，差異均有統(tǒng)計學意義(P均<0.05)，而DM1與DM2 組比較，差異均無統(tǒng)計學意義(P均>0.05)。DM2組空腹血糖、HbA1c高于對照組及DM1組，差異均有統(tǒng)計學意義(P均<0.05)，而對照組與DM1組比較，差異均無統(tǒng)計學意義(P均>0.05)，詳見表1。

表1 3組一般資料的比較

2.3組常規(guī)超聲心動圖參數(shù)比較：3組間LAD、LVIDD、LVIDs、IVSTd、LVPWTd、LVEF比較,差異均無統(tǒng)計學意義(P均>0.05)，詳見表2。

表2 3組常規(guī)超聲心動圖參數(shù)比較

3.3組左心室心肌做功參數(shù)比較：與對照組比較，DM1、DM2組GLS、GWI、GCW均減低，差異均有統(tǒng)計學意義(P均<0.05)。DM2組GLS、GWI、GCW較DM1組減低更顯著，差異均有統(tǒng)計學意義(P均<0.05)。3組間GWW、GWE比較，差異均無統(tǒng)計學意義(P均>0.05)，詳見表3，圖1～圖3。

表3 3組左心室心肌做功參數(shù)比較

圖1 對照組左心室壓力-應變環(huán)及心肌做功參數(shù)

圖2 DM1組左心室壓力-應變環(huán)及心肌做功參數(shù)

圖3 DM2組左心室壓力-應變環(huán)及心肌做功參數(shù)

4.左心室心肌做功參數(shù)與GLS的相關性：GLS 與 GWI、GCW呈負相關 (r=-0.833，P<0.001；r=-0.846，P<0.001)，GLS 與 GWW、GWE 無相關性(P>0.05)，詳見圖4。

圖4 心肌做功參數(shù)和GLS相關性A.GWI與GLS的相關性；B.GCW與GLS的相關性

5.左心室心肌做功參數(shù)與HbA1c的相關性：GWI、GCW與HbA1c呈負相關 (r=-0.532，P<0.05；r=-0.508，P<0.05)，GWW、GWE與 HbA1c無相關性(P>0.05)，詳見圖5。

圖5 心肌做功參數(shù)和HbAlc相關性A.GWI和HbAlc相關性；B.GCW和HbAlc相關性

討 論

T2DM發(fā)生呈逐年升高趨勢，對人類健康造成了極大的危害，為心腦血管事件常見危險因素[6]。T2DM患者心功能不全患病率高達35.0%，其中女性、男性患者發(fā)生心功能不全概率是健康人的5倍、2倍，年輕患者風險更高[7]。T2DM心臟損害早期為亞臨床左心室功能障礙，包括左心室順應性下降、舒張功能受損和心肌灌注減少，多屬于可逆性變化，及早發(fā)現(xiàn)T2DM亞臨床左心室功能障礙，指導臨床早期進行干預，能夠顯著降低心血管事件發(fā)生率[2]。大量研究表明，二維應變可早期敏感地檢測T2DM亞臨床左心室功能障礙，但未考慮負荷對心肌的影響[8，9]。本研究采用無創(chuàng)左心室PSL評價不同血糖控制水平T2DM患者左心室心肌做功變化，及早察覺左心室功能受損。

左心室PSL是在STI基礎上，考慮了后負荷對心肌的影響，已證實與熒光脫氧葡萄糖正電子發(fā)射斷層掃描(fluorodeoxyglucose positron emission tomography，F(xiàn)DG-PET)評估的氧耗以及局部心肌葡萄糖代謝具有較好的相關性，可以無創(chuàng)定量檢測左心室心肌功能的變化。目前已用于多種心血管疾病，如高血壓、擴張性心肌病、冠心病、心肌淀粉樣變、非梗阻性肥厚型心肌病[10，11]。

本研究結(jié)果表明，與對照組比較，DM1、DM2組左心室射血分數(shù)無明顯變化時，GLS、GWI、GCW已降低，與王一灑等[12]研究結(jié)果一致，表明T2DM患者左心室GLS、GWI、GCW改變早于LVEF，可更早期、敏感地發(fā)現(xiàn)左心室心肌收縮能力的降低。心臟存在代償能力，T2DM患者LVEF減低之前，患者已存在輕微的心肌功能異常。T2DM患者GLS減低原因可能為縱向收縮主要與心內(nèi)膜下心肌有關，T2DM心肌微血管病變、纖維化更容易影響到心內(nèi)膜，心內(nèi)膜下心肌纖維受損傷程度更加嚴重[13]。DM1、DM2組GWI、GCW較對照組減低，分析原因可能為T2DM患者氧化應激、心肌細胞糖脂代謝異常、鈣通道受損及線粒體、內(nèi)皮細胞、微血管功能障礙，這些病理變化持續(xù)損害心肌，導致心肌能量代謝下降、供給不足、心肌細胞肥大、壞死、纖維化，左心室收縮功能受到損害，導致GWI、GCW下降[14，15]。

臨床上常通過HbA1c監(jiān)測T2DM血糖控制情況，其中HbA1c<7%代表血糖控制良好。本研究采用PSL探討不同HbA1c水平T2DM患者左心室心肌做功的變化，結(jié)果發(fā)現(xiàn)DM2組GLS、GWI、GCW低于DM1組，表明血糖控制不佳者較血糖控制良好者，左心室收縮功能受損傷程度嚴重。相關性結(jié)果表明GWI、GCW與HbA1c呈負相關，表明HbA1c與T2DM患者左心室心肌收縮功能具有相關性。國內(nèi)外研究證實HbA1c與T2DM患者的心力衰竭風險相關，HbA1c水平越高發(fā)生心血管疾病的風險越高[16，17]。這可能為血糖控制越差，長期高血糖環(huán)境，自由基毒性作用增加，心肌氧耗增加，導致心肌細胞肥大、壞死、纖維化，左心室收縮功能受損傷程度越嚴重[18，19]。因此，改善T2DM患者血糖控制，有助于避免或延遲不可逆性心力衰竭的發(fā)生。

相關性分析結(jié)果GLS 與 GWI、GCW 呈負相關，表明GLS下降使左心室心肌收縮力減低，進而對心肌做功產(chǎn)生影響。GLS與GWW、GWE無相關性，表明GWI、GCW參數(shù)能更好評估左心室收縮功能。

綜上所述，無創(chuàng)左心室PSL可定量評價不同血糖控制水平T2DM患者左心室收縮功能，可早期、敏感地監(jiān)測T2DM患者左心室心肌功能損害，且血糖控制水平越差，左心室收縮功能受損越嚴重，為指導臨床醫(yī)師早期采取治療手段提供依據(jù)。但本研究有一定的局限性：①該研究收集的試驗者較少，今后可收集更多病例數(shù)來進一步驗證；②左心室PLS是基于STI得到的，需要更清晰、幀頻更高的二維圖像。