左心房應變衍生參數(shù)預測慢性腎病射血分數(shù)保留型心力衰竭

肖為為,高 雪,何 垚,于紹梅

(1.貴州醫(yī)科大學附屬醫(yī)院超聲醫(yī)學科,貴州 貴陽 550004;2.貴州醫(yī)科大學醫(yī)學影像學院,貴州 貴陽 550004)

心力衰竭(心衰)是慢性腎臟疾病(chronic kidney disease, CKD)患者主要致死原因,尤以射血分數(shù)保留型心力衰竭(heart failure with preserved ejection fraction, HFpEF)多見[1]。心臟與腎臟之間存在復雜的雙向作用及影響,如腎小球濾過率估計值(estimated glomerular filtration rate, eGFR)下降可加速心衰進展,心衰又可致腎臟灌注不足、eGFR降低[2]。目前對于CKD患者發(fā)生HFpEF的病理生理機制尚未完全明確;已知左心房功能受損是HFpEF進展的重要因素,而左心房應變及其衍生參數(shù)可作為診斷HFpEF及評估預后的重要指標[3-4]。本研究觀察左心房應變衍生參數(shù)預測CKD發(fā)生HFpEF的價值。

1 資料與方法

1.1 一般資料 回顧性收集2022年1月—12月貴州醫(yī)科大學附屬醫(yī)院90例CKD合并HFpEF患者(心衰組),男59例、女31例,年齡15～82歲、平均(46.3±15.8)歲,均符合改善全球腎臟疾病預后組織(Kidney Disease: Improving Global Outcomes, KDIGO)診斷CKD及《中國心力衰竭診斷和治療指南2018》診斷HFpEF標準。排除標準:①接受透析或腎臟替代治療;②急性腎損傷;③先天性、瓣膜性、心肌性等心臟疾病;④原發(fā)性肺動脈高壓、原發(fā)性冠脈綜合征;⑤超聲心動圖圖像質(zhì)量差,無法分析STE結(jié)果。以同期50例性別、年齡、體質(zhì)量指數(shù)(body mass index, BMI)及CKD分期相匹配、左心室射血分數(shù)(left ventricular ejection fraction, LVEF)>50%且未達診斷HFpEF標準的CKD患者為非心衰組,男30例、女20例,年齡15～84歲、平均(48.1±13.7)歲。心衰組與非心衰組分別有68和27例合并高血壓、31和7例合并糖尿病,均規(guī)律服藥,控制良好。本研究經(jīng)院倫理委員會批準[2021倫審第(318)號]。檢查前患者均簽署知情同意書。

1.2 儀器與方法 采用配備GE Echo PA工作站及在機定量分析軟件的Philips EPIQ7C、Philips CVx彩色多普勒超聲診斷儀、頻率1～5 MHz X5-1探頭。囑患者左側(cè)臥、平靜呼吸,行經(jīng)胸超聲心動圖檢查;以文獻[5]方法規(guī)范化采集圖像,保存心尖四腔、三腔及兩腔心切面動態(tài)圖像,于3個連續(xù)較穩(wěn)定心動周期中測量以下參數(shù),取其平均值進行分析:①常規(guī)超聲參數(shù),包括左心房前后徑(left atrial dimension, LAD)、室間隔舒張末期厚度(inter-ventricular septal thickness at diastole, IVSD)、左心室舒張末期內(nèi)徑(left ventricular end-diastolic dimension, LVEDD)、左心室后壁舒張末期厚度(left ventricular posterior wall thickness at end-diastole, LVPWD)、LVEF、二尖瓣口舒張早、晚期血流峰值流速(E、A)及舒張早期左心室側(cè)壁二尖瓣環(huán)運動速度(e'),并計算E/A、E/e'值;根據(jù)Duvereux校正公式獲取左心室質(zhì)量(left ventricular mass, LVM)及左心室質(zhì)量指數(shù)(left ventricular mass index, LVMI),計算相對室壁厚度(relative wall thickness, RWT);②2D-斑點追蹤超聲心動圖(speckle tracking echocardiography, STE)參數(shù),以左心室為中心采集四腔、兩腔和長軸心尖視圖及心房充分放大的雙心房視圖,以在機定量分析軟件AutoStrain LA和AutoStrain LV模式自動追蹤并記錄心肌運動情況、描記心內(nèi)膜曲線,自動追蹤并記錄心肌運動情況,必要時手動校正;記錄應變參數(shù),包括左心室整體縱向應變(global longitudinal strain, GLS)、左心房儲備期應變(left atrial strain during reservoir phase, LASr)、管道期應變(left atrial strain during conduit phase, LAScd)及收縮期應變((left atrial strain during contraction phase, LASct),見圖1;③計算左心房應變衍生參數(shù)左心房僵硬指數(shù)(left atrial stiffness index, LASI)和左心房充盈指數(shù)(left atrial filling index, LAFI):LASI=E/e'·LASr,LAFI=E/LASr。

圖1 基于2D-STE所獲左心房應變參數(shù)及應變率曲線示意圖 A.心衰組患者,女,69歲,CKD 4期,合并HFpEF,LASr為9.3%,LAScd為-4.3%,LASct為-4.9%; B.非HFpEF組患者,女,43歲,CKD 2期,LASr為37.9%,LAScd為-13.8%,LASct為-24.1% (藍線代表心內(nèi)膜曲線)

隨機于每組抽取10例,由2名具有10年以上工作經(jīng)驗的超聲科副主任醫(yī)師以相同方法測量上述參數(shù),由其中1名間隔1周后再次測量。

1.3 實驗室檢查 檢測外周血肌鈣蛋白T(cardia troponin T, cTnT)、N末端腦鈉肽原(N-terminal pro-B-type natriuretic peptide, NT-proBNP)、尿素、肌酐、eGFR及高、低密度脂蛋白水平。

1.4 統(tǒng)計學分析 采用SPSS 20.0統(tǒng)計分析軟件。以±s表示符合正態(tài)分布的計量資料,以中位數(shù)(上下四分位數(shù))表示不符合正態(tài)分布者,行兩獨立樣本t檢驗或Mann-WhiteyU檢驗。采用χ2檢驗比較計數(shù)資料。以Spearman相關系數(shù)分析左心房應變衍生參數(shù)與NT-proBNP的關系。分別以LASI及LAFI為自變量、以單因素分析結(jié)果顯示組間差異有統(tǒng)計學意義的臨床指標、常規(guī)超聲及應變參數(shù)為協(xié)變量行二元多因素logistic回歸分析,獲得模型1、2,用于篩選CKD患者發(fā)生HFpEF的獨立預測因素。以受試者工作特征(receiver operating characteristic curve, ROC)曲線評估LASI及LAFI預測CKD患者發(fā)生HFpEF的效能。采用組內(nèi)相關系數(shù)(intra-class correlation coefficient, ICC)行一致性分析,ICC>0.75為一致性良好。P<0.05為差異有統(tǒng)計學意義。

2 結(jié)果

2.1 一般資料 組間比較,心衰組血壓更高、罹患高血壓和糖尿病者更多,cTnT、NT-ProBNP、尿素及肌酐較高而eGFR較低(P均<0.05);其余差異無統(tǒng)計學意義(P均>0.05)。見表1。

表1 90例CKD伴心衰與50例CKD無心衰患者一般資料對比

2.2 常規(guī)超聲及2D-STE參數(shù) 組間E/A及RWT差異均無統(tǒng)計學意義(P均>0.05),其余常規(guī)超聲參數(shù)差異均有統(tǒng)計學意義(P均<0.01)。見表2。組間LASct差異無統(tǒng)計學意義(P=0.127),其余2D-STE參數(shù)差異均有統(tǒng)計學意義(P均<0.05)。見表3。

表2 90例CKD伴心衰與50例CKD無心衰患者常規(guī)超聲參數(shù)比較

表3 90例CKD伴心衰與50例CKD無心衰患者2D-STE參數(shù)比較

2.3 相關性分析 2組LASI及LAFI均與NT-proBNP水平呈正相關(rs=0.791、0.632,P均<0.001)。

2.4 二元logistic回歸及ROC曲線分析 模型1顯示LASI和肌酐、模型2顯示LAFI和肌酐均為CKD發(fā)生HFpEF的獨立預測因子(P均<0.05)。見表4。

表4 二元logistic回歸分析篩選CKD患者發(fā)生HFpEF的獨立預測因素

ROC曲線(圖2)顯示,LASI及LAFI預測CKD發(fā)生HFpEF的曲線下面積(area under the curve, AUC)分別為0.963及0.807,截斷值分別為LASI=0.34及LAFI=2.14。

圖2 LASI及LAFI預測CKD發(fā)生HFpEF的ROC曲線

2.5 一致性分析 觀察者內(nèi)(ICC=0.991、0.978、0.997、0.996、0.995)及觀察者間(ICC=0.955、0.987、0.996、0.990、0.994)評估E、E/e'、LASr、LASI和LAFI結(jié)果的一致性均良好。

3 討論

CKD常致心肌損害,影響心臟收縮和舒張功能[6],最終引發(fā)心衰,尤以HFpEF常見。LASI是老年肥胖HFpEF患者運動不耐受和生活質(zhì)量下降的獨立預測因素[7]。左心房應變和單一LASI能區(qū)分心源性與非心源性呼吸困難,可作為HFpEF的潛在標識;LAFI能進一步提高LASr評估左心室充盈壓升高的效能,在不明確左心室舒張功能障礙情況下準確診斷HFpEF[8]。

本研究發(fā)現(xiàn),相比非心衰組,心衰組CKD患者體內(nèi)cTnT、NT-proBNP、肌酐、尿素大量蓄積,eGFR下降為更明顯,提示其心、腎功能更差;組間血脂水平差異無統(tǒng)計學意義,與ZHANG等[9]結(jié)果不一致,可能與CKD病因及心衰類型存在差異有關。

本研究結(jié)果顯示,常規(guī)超聲心動圖能檢出心衰組CKD患者左心室舒張功能障礙和心肌結(jié)構(gòu)改變;但組間E/A無明顯差異,可能因其與左心室舒張功能呈“U”形關系,常規(guī)超聲心動圖難以區(qū)分舒張功能正常與假性正常化類型,且與具有年齡、左心室前后負荷依賴性等因素有關。

左心房和左心室相互“串聯(lián)”,并具有基底環(huán)這一共同解剖結(jié)構(gòu)。左心室舒張功能障礙是HFpEF的主要病理機制,可致左心室充盈壓升高;長期左心室充盈壓增高使左心房收縮功能代償性增加,引發(fā)心房容積及心肌形態(tài)改變[10]。通過分析心肌應變可識別心肌組織變形模式,其結(jié)果可重復性高而變異性低;左心房應變可作為早期心衰標志用于評估HFpEF患者預后,效能優(yōu)于左、右心室縱向應變[11]。分析左心房應變不受角度影響,受二尖瓣病變的影響亦較小。本研究觀察者內(nèi)及觀察者間評估E、E/e'、LASr、LASI及LAFI結(jié)果的一致性均良好;心衰組GLS、LASr及LAScd絕對值均低于非心衰組,提示患者左心室收縮功能及左心房儲備、導管功能受損而左心房泵功能尚未明顯受損。

作為左心房應變的衍生參數(shù),LASI和LAFI反映左心房灌注壓和應變及左心室功能,提示HFpEF進展過程中出現(xiàn)左心房重構(gòu)[12]。左心室壓力升高時,左心房功能受損早于其結(jié)構(gòu)改變;左心房應變易受血流動力學負荷條件影響,故LASI和LAFI用于判斷CKD患者HFpEF更為準確[10]。本研究中LASI和LAFI均與NT-proBNP呈正相關,后者是心肌室壁應力病理性增加的標識,與心衰密切相關,提示LASI和LAFI可作為HFpEF的生物標識;回歸模型顯示LASI及LAFI均為CKD發(fā)生HFpEF的獨立預測因素,其AUC分別為0.963及0.807。

綜上,左心房應變衍生參數(shù)可有效預測CKD患者HFpEF。但本研究為回顧性觀察,樣本量小,未根據(jù)病因進行分組比較,且缺乏血流動力學及病理學結(jié)果,有待后續(xù)進一步完善。