四維斑點追蹤顯像在評價高血壓對糖尿病患者左心室心肌功能影響中的應用

高繼康 何海生 馬芳花 黃潔晟

文獻報道心血管疾病是糖尿病患者主要的死亡原因，其發生率是非糖尿病患者的2～3倍[1]，而合并高血壓可加速心臟疾病的進展，從而增加心血管事件的發生風險[2]。無論糖尿病還是高血壓，隨著疾病的進展，對患者左心室局部心肌功能均可造成損害。目前已有學者利用組織多普勒顯像技術、二維斑點追蹤顯像技術等對糖尿病合并高血壓患者的心肌功能作了初步研究[3]，但這兩種技術本身存在一定局限性，診斷準確性和重復性較低，而近年來出現的四維斑點追蹤顯像（4D-STI）技術是目前最精確的心肌運動定量技術，但對診斷糖尿病合并高血壓患者左心室心肌收縮功能方面的研究較少。筆者應用此技術對糖尿病合并和非合并高血壓患者左心室心肌的縱向、徑向、環向運動分別進行測定，以期進一步明確高血壓對糖尿病患者左心室局部心功能的影響程度，為臨床對該類患者的治療以及預防其整體左心功能衰竭等方面提供幫助。

1 對象和方法

1.1 對象 選取2018年1至7月我院入院治療的2型糖尿病患者82例，男42例，女40例，年齡21～82（60.99±13.44）歲。根據是否全并高血壓病史，將糖尿病患者分為合并高血壓組51例和非合并高血壓組31例，合并高血壓組均為長期進行藥物降壓的緩進型高血壓患者。排除有慢性阻塞性肺疾病、肝硬化、血液系統疾病等病史的患者，常規心電圖提示心肌梗死及房顫等嚴重心律失常的患者，腎功能不全的患者（血肌酐＞130μmol/L）。另外選取我院健康體檢者45例作為正常對照組，男21例，女 24 例，年齡 29～81（60.34±14.16）歲；均無高血壓、冠心病、肺心病、慢性腎病、糖尿病等病史，常規心電圖檢查未見明顯心肌梗死及心律失常表現。合并高血壓組與正常對照組的體重以及合并高血壓組與非合并高血壓的糖尿病病史與甘油三酯的比較差異均有統計學意義，其余3組間年齡、性別、身高、心率、收縮壓、舒張壓等比較差異均無統計學意義（均P＞0.05），見表1。

1.2 方法

1.2.1 超聲心動圖檢查 采用美國GE Vivid E9型彩色多普勒超聲診斷儀及4V型心臟四維容積探頭，脫機分析采用EchoPac V113型軟件。受檢者取左側臥位，平靜呼吸，同步連接心電圖，獲取二維心尖四腔切面后，切換進入四維模式，顯示左心室四維全容積動態圖像，選擇6個心動周期，幀頻范圍大于心率的30%，動態存儲左心室四維全容積圖像。

1.2.2 脫機分析 將存儲資料導入EchoPac工作站，進行脫機分析。打開左心室四維全容積動態圖像，進入測量菜單，選擇容積模式，同時顯示心尖部左心室二腔、三腔、四腔切面的二維動態圖像，于舒張期及收縮期分別在二尖瓣環水平中點及左心室心尖部心內膜面標記2點，軟件自動勾畫左心室心內膜線，手動校正心內膜位置后，系統自動計算顯示左心室舒張末期容積（LVEDV）、左心室收縮末期容積（LVSDV）、左心室射血分數（LVEF）、左心室每搏輸出量（LVSV）、心輸出量（CO）、左心室舒張末期質量（LVEDMass）；繼續選擇四維應變模式后，系統新添收縮期左心室心外膜線，手動修正心外膜線后，軟件自動進行四維應變分析，顯示左心室縱向應變（LS）、圓周應變（CS）、面積應變（AS）、徑向應變（RS）曲線，測量左心室前壁基底段、中段的縱向應變（ALSb、ALSm）、圓周應變（ACSb、ACSm）、面積應變（AASb、AASm）、徑向應變（ARSb、ARSm）；左心室前間隔基底段、中段的縱向應變（ASLSb、ASLSm）、圓周應變（ASCSb、ASCSm）、面積應變（ASASb、ASASm）、徑向應變（ASRSb、ASRSm）；左心室前側壁基底段、中段的縱向應變（ALLSb、ALLSm）、圓周應變（ALCSb、ALCSm）、面積應變（ALASb、ALASm）、徑向應變（ALRSb、ALRSm）。

表1 3組一般臨床資料的比較

1.3 重復性研究 隨機抽取已納入研究的30例糖尿病患者，間隔1個月后由同一位檢查者再次分析圖像，用于同一檢查者的重復性檢驗；由另一有相同經驗的檢查者，在不知分析結果的情況下，分析相同的圖像，用于不同檢查者的重復性檢驗。一致性檢驗應用Bland-Altman圖進行分析，若95%的差值在（-1.96Sd，+1.96Sd）區間內，一致性較好。

1.4 統計學處理 采用SPSS 24.0統計軟件。計量資料以 表示，多組間比較采用單因素方差分析，組間兩兩比較采用LSD-t檢驗；兩組間比較采用t檢驗；計數資料組間比較采用χ2檢驗。參照糖尿病非合并高血壓組，繪制左心室心肌四維應變參數預測高血壓病加重糖尿病患者左心室心肌收縮功能不全的受試者工作特征（ROC）曲線。P＜0.05為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 3組間左心室四維心功能參數測值比較 除LVEDV外，合并高血壓組、非合并高血壓組的LVESV、LVEF、LVSV、CO、LVEDMass測值與正常對照組比較差異均有統計學意義（均P＜0.05）；合并高血壓組患者LVESV、LVEDMass與非合并高血壓患者比較差異均有統計學意義（均P＜0.01），見表2。

2.2 3組間左心室局部心肌四維應變參數測值的比較合并高血壓組和非合并高血壓組的左心室前壁、前間隔、前側壁的基底段、中段的 LS、CS、AS、RS與正常對照組比較差異均有統計學意義（均P＜0.01）；合并高血 壓組的 ALSb、ALSm、ASLSb、ASLSm、ALCSb、ASCSb、ASCSm、AASb、ASASb、ASASm、ARSb、ASRSb、ASRSm與非合并高血壓組的比較差異均有統計學意義（均P＜0.05）。見表 3，圖 1、2（見插頁）。

2.3 ROC曲線分析 參照糖尿病非合并高血壓組，合并高血壓病組不同左心室心肌四維應變參數預測高血壓病加重糖尿病患者左心室心肌收縮功能不全，見表4。糖尿病合并高血壓組ALSb預測高血壓病加重糖尿病患者左心室心肌功能不全診斷價值較大，曲線下面積為0.675，當界值為-10.50%時，其靈敏度為0.686，特異度為0.774，見圖 3。

2.4 重復性分析 由Bland-Altman圖發現，30個點中，無論是同一檢查者還是不同檢查者，LS、CS、AS、RS均有0～3個點在95%一致性界限范圍之外。同一檢查者的一致性：LS 為（95.18±2.05）%，CS 為（96.25±2.14）%，AS為（94.17±2.36）%，RS 為（95.72±2.52）%；不同檢查者的一致性：LS 為（94.58±2.48）%，CS 為（95.83±3.45）%，AS 為（95.83±1.54）%，RS為（95.83±1.54）%。無論是同一檢查者還是不同檢查者，本研究的參數中，ASLSb一致性較好，分別為 96.67%、100%，見圖 4、5。

3 討論

4D-STI又稱實時三維斑點追蹤顯像（RT3D-STI），是近年來超聲技術領域的重大進展，是實時三維超聲心動圖與斑點追蹤技術結合發展起來的一項新技術[4]。4D-STI技術通過采集高幀容積的心臟實時三維圖像，不僅能夠多方位觀察心臟結構的立體形狀，而且能夠快速地在三維空間上追蹤回聲斑點的運動軌跡，評估心肌運動模式及功能，由于其無需對左心室的幾何形態進行假設，因此測值的準確性和重復性優于二維斑點追蹤技術[5]。

4D-STI作為一種新的心臟功能成像方法，可全面、立體、客觀地評價正常人左心室節段性的LS、CS、AS、RS，為臨床定量評估左心室收縮功能提新思路[6]。Marijana 等[7]認為四維應變參數（包括 LS、CS、AS、RS）可反映糖尿病患者的左心室心肌的機械運動。糖尿病患者的心臟病理表現為心壁內外冠狀動脈及其壁內分支廣泛動脈粥樣硬化伴心肌梗死等病變外，心肌細胞內肌絲減少，大量肌原纖維纖維蛋白喪失，嚴重時心肌纖維出現灶性壞死，心肌內微血管病變，血管周圍心肌間質纖維化[1]。這其中肌絲減少、心肌間質纖維化甚至缺血壞死等都可引起心肌收縮運動減弱。本研究顯示，糖尿病患者無論是否合并高血壓病史，左心室壁各節段心肌的LS、CS、AS、RS測值均小于正常對照組，說明糖尿病患者無論是否合并高血壓，左心室的心肌無論縱行纖維和環向纖維的收縮功能均出現不全。

表2 3組間左心室四維心功能參數測值比較

表3 3組間左心室局部心肌四維應變參數測值的比較

表4 合并高血壓病組部分參數預測高血壓病加重糖尿病患者左心室心肌功能不全

圖3 ALSb預測高血壓病加重糖尿病患者左心室心肌功能不全的ROC曲線

圖4 同一檢查者ASLSb測值一致性分析

圖5 不同檢查者ASLSb測值一致性分析

2型糖尿病患者常為代謝綜合征患者，常合并有高血壓。高血壓病可使左心室心肌發生灶性心肌間質纖維化，心肌細胞肥大和肌纖維增粗，毛細血管相對密度減低，進而引起心肌缺血、缺氧，心肌的僵硬度增加[8]。由于糖尿病也可引起心肌內微血管周圍心肌間質纖維化[1]，因此理論上，糖尿病合并高血壓病，左心室心肌功能會出現疊加損害。但本研究發現，糖尿病合并高血壓患者，部分節段心肌，如左心室前側壁的基底段與中段的LS、CS、AS、RS（除 ALCSb外）與非合并高血壓組比較差異無統計學意義。根據Frank-Staring機制，心肌收縮功能與前負荷、后負荷與心肌收縮性能有關[9]，本研究四維心功能測量顯示，合并高血壓組與非并高血壓組患者的前負荷-左心室舒張末期容積（LVEDV）比較差異無統計學意義；另外兩組之間的后負荷-收縮壓比較差異也無統計學意義。而本文合并高血壓組患者的體重相對較重，甘油三酯較非合并高血壓組患者要高，說明該組患者相當一部分存在肥胖，而肥胖可導致胰島素抵抗，胰島素水平升高，影響Na+-K+-ATP酶與其他離子泵，促使胞內鈉、鈣濃度升高，使交感神經活性上升，心肌正性收縮且收縮力加強[1]，本文合并高血壓組的左心室收縮末期容積（LVESV）小于非合并高血壓組正是這一機制的體現。綜合各方面因素，糖尿病合并高血壓患者交感神經興奮這一增強心肌收縮的因素可部分抵消糖尿病及高血壓病的心肌病理改變這一抑制心肌收縮因素的影響，故合并高血壓組患者部分左心室節段心肌四維應變參數測值與非合并高血壓組患者的差異不顯著。

但本文資料也顯示糖尿病合并高血壓組患者部分四維應變參數測值小于非合并高血壓組，如前間隔的基底段、中段的 LS、CS、AS、RS；左心室前壁基底段的LS、AS、RS；中段的 LS；另外還有前側壁基底段 CS 與非合并高血壓組比較差異均有統計學意義。一方面因為本文所研究的節段心肌均為左冠狀動脈前降支供血區域，如前文所述，冠狀動脈（左前降支動脈）可發生粥樣硬化，供血不足，從而導致相應供血區域心肌四維應變值減低；另一方面，說明心肌的病理損害分布不均一，部分節段的心肌及其間質纖維化較重，殘余具有舒縮功能的肌絲較少，心肌收縮貯備降低，即使交感神經興奮，通過正性收縮，所能代償的收縮功能也較少，因此糖尿病合并高血壓病引起部分左心室節段心肌收縮功能不全進一步加重。

對于糖尿病合并高血壓后，左心室心肌功能收縮不全加重具體程度，本文發現可通過部分心肌四維應變參數來定量反映，如ALSb，當其界值為-10.50%時，預測高血壓病加重糖尿病患者左心室心肌功能不全的靈敏度為68.60%，特異度為77.42%。

本研究的局限性：4D-STI技術對超聲圖像質量要求較高，具有肥胖、胸廓畸形、肺部疾病等的患者圖像清晰度較差，一定程度上也會影響分析結果[10]；另外，本研究選擇樣本較少，希望今后開展針對更多病例的研究，進一步驗證研究結果。

綜上所述，糖尿病患者無論是否合并高血壓，左心室心肌收縮功能均出現減退，而高血壓病對糖尿病患者的左心室部分節段心肌的收縮功能具有進一步損害影響，并且可通過四維應變參數進行定量評價。