三維斑點追蹤超聲心動圖對2型糖尿病患者左心室亞臨床心肌損傷的評價

仇 萍姚丙南▲解婷婷韓世琴李建新徐 鵬吉越英.江蘇省興化市人民醫(yī)院心內科，江蘇興化 5700；.江蘇省興化市人民醫(yī)院超聲科，江蘇興化 5700

三維斑點追蹤超聲心動圖對2型糖尿病患者左心室亞臨床心肌損傷的評價

仇 萍1姚丙南1▲解婷婷2韓世琴1李建新1徐 鵬1吉越英1
1.江蘇省興化市人民醫(yī)院心內科，江蘇興化 225700；2.江蘇省興化市人民醫(yī)院超聲科，江蘇興化 225700

[摘要]目的 探討三維斑點追蹤技術對評價早期糖尿病患者左心室亞臨床損傷的價值。 方法 選擇血糖控制良好且無糖尿病并發(fā)癥的2型糖尿病患者41例為糖尿病組，排除合并高血壓以及冠心病的患者，選擇年齡、性別相匹配的健康志愿者39例作為對照。留取三維左心室全容積圖像，采用三維斑點追蹤技術測量左心室三維縱向應變（GLS）、三維面積應變（GAS）、三維圓周應變（GCS）和三維徑向應變（GRS），比較兩組上述參數，分析左心室三維應變指標與HbA1c之間的相關性。 結果 糖尿病組左心室射血分數（LVEF）、心室舒張末期容積（LVEDV）與對照組比較差異無統計學意義（P＞0.05），而左心室質量顯著高于對照組， 差異有統計學意義（P＜0.05）。糖尿病組|GCS|和GRS與對照組比較差異無統計學意義（P＞0.05），而|GLS|、|GAS|顯著低于對照組，差異有統計學意義（P＜0.05）。相關性分析顯示， |GLS| （r=-0.633， P＜0.05）、|GAS| （r=-0.451，P＜0.05）與HbA1c呈線性負相關。 結論 糖尿病早期即顯示左心室收縮功能受損，三維斑點追蹤技術可以敏感的檢出這種亞臨床改變。

[關鍵詞]左心室亞臨床損傷；2型糖尿病；三維斑點追蹤技術

2型糖尿病（type 2 diabetes mellitus，2DM）患者早期左心室亞臨床心肌功能的損害的檢測目前仍然是挑戰(zhàn)。有研究采用二維斑點追蹤超聲心動圖（twodimensional speckle-tracking echocardiography，2DSTE）檢測左心室縱向應變，發(fā)現對于無癥狀的2DM患者，表現為左心室縱向應變減低[1-3]。而新近發(fā)展的三維斑點追蹤超聲心動圖（three-dimensional speckle-tracking echocardiography，3D-STE）對于早期檢測2DM患者亞臨床心肌受損的價值，目前研究較少。本研究采用3D-STE技術檢測2DM患者左心室三維應變，旨在為臨床早期干預提供有價值的信息。

1 資料與方法

1.1一般資料

連續(xù)選擇2014年3月～2015年6月我院門診以及住院糖尿病患者41例，其中男26例，女15例，年齡（48.8±10.1）歲。糖尿病組入選按照美國糖尿病學會[4]診斷標準，即空腹血糖≥7.0mmol/L，糖耐量試驗2h血糖≥11.1mmol/L。

納入標準：（1）竇性心律，心率范圍在60～100bmp；（2）LVEF≥55%。排除標準：（1）LVEF＜55%；（2）具有顯著的糖尿病并發(fā)癥，如糖尿病腎病、糖尿病大血管病變、糖尿病足以及糖尿病自主神經病變等；（3）合并高血壓患者；（4）冠狀動脈造影、運動平板或者冠狀動脈CT檢查明確診斷為冠心病；（5）超聲心動圖檢查中-重度二尖瓣和（或）主動脈瓣反流；（6）左心室厚度≥12mm和（或）左心房室擴大；（7）超聲心動圖圖像質量欠佳并且三維斑點追蹤失追蹤節(jié)段數≥3的患者。

同期選擇健康對照者39例作為對照組，其中男24例，女15例，年齡（47.9±9.2）歲，無高血壓、冠心病、肺部急慢性疾病以及系統性疾病等，行常規(guī)體格檢查、實驗室檢查以及心電圖、常規(guī)超聲心動圖檢查無顯著異常。

1.2儀器與方法

1.2.1儀器 GE Vivid E9超聲顯像儀，M5S探頭（頻率1.7～3.3MHz）， 4V探頭（頻率1.7～3.3MHz）；EchoPAC PC 2014工作站，在機配置三維應變圖像分析軟件。

1.2.2二維超聲心動圖參數測量 受檢者左側臥位，同步顯示心電圖。首先采用M5S探頭，常規(guī)測量左心室內徑以及左心室室壁的厚度，脈沖多普勒取樣容積置于二尖瓣下，測量左心室舒張早期二尖瓣前向血流速度（E峰），然后啟動組織多普勒模式，脈沖多普勒取樣容積置于二尖瓣環(huán)室間隔側，測量左心室舒張早期二尖瓣環(huán)位移速度峰值（E峰），取其平均值，并計算E/E'。

1.2.3三維超聲心動圖參數的測量 更換4V探頭，置于心尖部，仔細調整探頭，盡可能將左室完整包括在圖像范圍內，獲得清晰完整的心尖四腔觀及兩腔觀的圖像后，采集4個心動周期的左心室三維全容積圖像存儲，存儲前，仔細調整深度使得圖像幀頻大于研究對象心率的1/3，必要時予以幀頻補償。然后進入4D Auto LVQ，軟件自動生成舒張末期心尖四腔、兩腔、三腔及與之垂直的左室短軸觀，點擊二尖瓣環(huán)中點及左室心尖的心內膜面，軟件自動描繪出包含心內膜和心外膜結構的感興趣區(qū)，必要時可進行手動調整，保證斑點追蹤于心肌內。之后選擇收縮末期，操作同上，軟件描繪出左室心內膜及心外膜邊界后，系統自動計算出三維左室舒張末期容積（left ventricular end-diastolic volume，LVEDV）、左室收縮末期容積（left ventricular endsystolic volume，LVESV）、左室射血分數（LVEF）、左室質量（LV Mass）等。之后，3D-STI系統自動追蹤出描記的左室心肌三維運動信息，獲得左室17個節(jié)段的應變-時間曲線及左室收縮期整體縱向應變（left ventricular longitudinal global strain，GLS）、圓周應變（left ventricular circumferential global strain，GCS）、徑向應變（left ventricular radial global strain，GRS）及面積應變（left ventricular areal global strain，GAS），見圖1。讀取數據并記錄。

圖1　三維面積應變心內膜描記、應變曲線以及牛眼圖

1.2.4頸動脈內中膜厚度（intima-media thickness，IMT）測量 更換L9-3高頻探頭，掃查雙側頸總動脈，采集雙側頸總動脈二維圖像存儲。開啟IMT，軟件自動測量 IMT，取雙側IMT平均值。

1.2.5糖化血紅蛋白（glycosylated hemoglobin，HbA1C）的檢測 采用美國伯樂公司生產的D-10全自動HbA1C測定儀，由我院檢驗科操作完成。

1.3統計學處理

表2　兩組三維應變峰值比較（±s）

表2　兩組三維應變峰值比較（±s）

組別　n　|GLS|（%）　|GCS|（%）　GRS（%）　|GAS|（%）2DM組　41　17.5±2.9　26.6±4.9　38.1±8.4　26.6±6.4對照組　39　21.1±44　28.3±5.6　39.3±8.9　32.1±6.9 t 4.339　1.269　0.886　3.779 P ＜0.05　　＞0.05　　＞0.05　　＜0.05

2 結果

2.1兩組一般資料比較

兩組在性別構成比、年齡、血壓、心率、LVEDV、LVESV、LVEF比較無統計學差異；與對照組比較，2DM組LV mass、IMT以及E/E'增加。見表1。

2.2兩組左心室三維應變峰值比較

糖尿病組GCS和GRS與對照組比較，差異無統計學意義（P＞0.05），而|GLS|、|GAS|顯著低于對照組，差異有統計學意義（P＜0.05）。

2.32DM組GLS與HbA1C相關性分析

2DM組HbA1C為5.2%～13.4，平均（9.9±3.1）（%），|GLS|（r=-0.633，P＜0.05）、|GAS|（r=-0.451，P＜0.05）與HbA1C呈線性負相關。

3　討論

2DM的發(fā)病率在工業(yè)化國家顯著增加[5]，但是仍然有相當數量的人群沒有被診斷[6-7]。心血管疾病是T2DM主要死因，而且是醫(yī)療費用支出的主要原因[8]。2DM患者高血糖導致心臟微血管病變以及心肌纖維化[9]，形態(tài)學上表現為左心室的肥厚、左心室重量的增加，功能學上表現為左心室舒張功能異常[10]，本研究入選無顯著并發(fā)癥的糖尿病患者，發(fā)現E/E以及左心室質量增加，與其病理結果相一致。高胰島素血癥導致轉化生長因子β分泌以及成纖維祖細胞的異常分化，高血糖導致細胞外基質增加是公認的導致心肌纖維化重要機制。

隨著超聲診斷技術的發(fā)展，斑點追蹤技術是檢測心肌力學特性的敏感而準確的方法。有學者采用2D-STE研究發(fā)現[11]，對于左心室縱向應變顯著減低的患者，左心室重塑顯著進展，提示對于左心室收縮功能顯著減低的患者，左心室形態(tài)學隨著時間的推移顯著變化。從而認為，左心室縱向應變對于預測2DM患者心肌重塑具有重要價值。近期研究采用2D-STE研究發(fā)現，無LVEF顯著異常的2DM患者，左心室縱向心肌收縮功能減低[12-13]。因此，對于糖尿病患者，即使左心室射血分數無顯著減低，而左心室縱向收縮功能顯著減低。

3D-STI技術利用三維全容積成像客觀追蹤心肌的運動軌跡，通過縱向、圓周、徑向及面積應變來全面評價左室整體收縮功能，具有二維斑點追蹤無法比擬的優(yōu)越性[14-15]。我們研究發(fā)現，對于無顯著并發(fā)癥、不合并高血壓以及冠心病的早期糖尿病患者，與健康對照者比較，雖然左心室射血分數無顯著減低、左心室結構無顯著改變，然而左心室舒張功能減低，左心室重量增加，提示DM患者早期表現為舒張功能受損以及早期重塑。進一步研究發(fā)現，與健康對照組比較，DM患者三維|GLS|以及|GAS|減低，提示在DM早期就表現出左心室收縮功能受損。進一步進行相關研究發(fā)現，|GLS|和|GAS|的減低與HbA1C顯著負相關，提示DM患者左心室縱向收縮功能受損與血糖短期控制不良存在相關關系。這與DM病理生理學機制一致。本研究結果提示2DM早期，雖未出現左室射血分數異常，但左室心內膜的心肌縱向收縮功能已開始受損，而心外膜的心肌運動尚未受到累及。三維GLS和三維GAS可能是檢測2DM早期左心室收縮功能異常的敏感指標。

局限性：研究的樣本量較小，三維|GLS|以及三維|GAS|的減低的影響因素以及臨床特征需要大樣本長期隨訪研究明確。

綜上所述，糖尿病早期即顯示左心室收縮功能的損害，三維維斑點追蹤技術可以敏感檢出這種亞臨床改變，GLS以及GAS是敏感指標。

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[中圖分類號]R445.1

[文獻標識碼]A

[文章編號]2095-0616（2015）23-09-04

[基金項目]江蘇省科技項目（KFSN201407-05）。▲通訊作者

收稿日期：（2015-10-19）

Evaluate subclinical left ventricular myocardial damage in patients with diabetes mellitususing three-dimensional speckletracking echocardiography

QIU Ping1YAO Bingnan1XIE Tingting2HAN Shiqin1LI Jianxin1XU Peng1JI Yueying1
1.Department of Cardiology,Xinghua City People's Hospital of Jiangsu Province,Xinghua 225700，China;2.Department of Ultrasound,Xinghua City People's Hospital of Jiangsu Province,Xinghua 225700，China

[Abstract]Objective To evaluate the value of three-dimensional speckle-tracking technique in evaluating left ventricular subclinical injury in patients with early diabetes mellitus. Methods 41 patients with of type 2 diabetes mellitus with good blood glucose control and without diabetes mellitus were selected as the diabetes group,and with hypertension and coronary heart disease were excluded.39 healthy volunteers with age and sex matched as control were selected as the control group. Left ventricular total volume images were measured by three-dimensional speckle tracking technique to measure left ventricular three-dimensional longitudinal strain(GLS),three-dimensional area strain(GAS),three-dimensional circumferential strain (GCS),and three-dimensional radial strain(GRS).The above parameters were compared between the two groups.The correlation between left ventricular three-dimensional strain index and HbA1c was analyzed. Results Differences in the left ventricular ejection fraction(LVEF)and left ventricular end diastolic volume(LVEDV)of the diabetes group and the control group had no statistical significance (P＞0.05),while the left ventricular mass was significantly higher than that in the control group(P＜0.05). Differences in GRS and |GCS| of the diabetes group and the control group had no statistical significance(P＞0.05),while |GAS| and |GLS| were significantly lower than those in the control group(P＜0.05).Correlation analysis showed that |GLS| (r=-0.633, P＜0.05),|GAS| (r=-0.451,P＜0.05) was negatively correlated with HbA1c. Conclusion the early stage of diabetes mellitus shows that left ventricular systolic function is impaired, and the three-dimensional speckle-tracking technique can be sensitive to the detection of subclinical changes.

[Key words]Left ventricular subclinical injury; Type 2 diabetes mellitus;Three-dimensional speckle-tracking technology;Echocardiography