三維超聲心動圖結合心肌超聲造影評價2型糖尿病患者心肌功能障礙

曾嘉慧，李 薇，廖志紅，蘇澤珍，姚鳳娟，葉 敏，李翠玲，林 紅

(中山大學附屬第一醫院超聲醫學科 中山大學超聲診斷與介入超聲研究所，廣東 廣州 510080)

實時三維超聲心動圖(real-time three-dimensional echocardiography， RT-3DE)由于其實時性、準確性和可重復性逐漸成為臨床評估左心室收縮功能和室壁運動同步性的重要手段[1]。已有許多研究[2-3]探討2型糖尿病(type 2 diabetes mellitus, T2DM)與左心室同步性之間的關系，發現T2DM患者中存在左心室功能及同步性損害。然而單純評估左心室同步化并不能全面評價T2DM患者心肌病變，需要同時評估其心肌灌注情況。心肌超聲造影(myocardial contrast echocardiography， MCE)目前被認為是檢測心肌微循環的最佳方法之一。本研究旨在結合RT-3DE與MCE，從運動和心肌灌注兩個方面評估T2DM患者的心肌，為臨床檢測T2DM患者心肌病變提供依據。

1 資料與方法

1.1 一般資料 選擇2018年8月—2019年2月58例T2DM患者作為病例組，均符合2014年美國糖尿病協會T2DM診斷標準[4]；根據是否存在糖尿病腎病和/或視網膜病變等微血管并發癥，將其分為單純糖尿病組(Ⅰ組)和糖尿病合并微血管并發癥組(Ⅱ組)各29例。Ⅰ組男13例，女16例，平均年齡(58.0±13.8)歲；Ⅱ組男12例，女17例，平均年齡(59.5±9.0)歲。納入標準：①超聲心動圖檢查無節段性室壁運動異常、左心室射血分數≥50%；②心電圖正常，QRS時限<120 ms。排除標準：①1型糖尿病；②冠心病史；③中-重度瓣膜疾病；④先天性心臟病；⑤原發性心肌病；⑥嚴重心律失常；⑦甲狀腺疾病；⑧癲癇或精神病史；⑨嚴重肝、腎功能不全等。診斷T2DM基礎上微循環并發癥需符合下列情況之一[5]：①尿白蛋白(urinary albumin，UA)持續≥30 mg/24 h(排除其他因素引起)；②眼科檢查確診視網膜病變；③臨床確診周圍神經病變，排除原發性神經系統疾病。選擇同期32名成年體檢者作為對照組(C組)，男16名，女16名，平均年齡(51.2±15.8)歲，既往無T2DM、冠心病史，心電圖、超聲心動圖、臨床體檢和相關實驗室檢查均未見明顯異常。所有受試者均被告知檢查并簽訂知情同意書。分別采集3組受試者的身高、體質量、血壓、心率(heart rate, HR)、血糖(glucose, GLU)及血脂等相關臨床指標。

1.2 儀器與方法 采用Philips EPIQ 7C超聲診斷儀，連接同步心電圖。囑患者左側臥，以X5-1矩陣探頭行二維超聲檢查，測量室間隔舒張末期厚度(interventricular septum thickness at end-diastole, IVSd)、左心室舒張末期內徑(left ventricular end-diastolic dimension, LVDd)、左心室射血分數(left ventricular ejection fraction, LVEF)及每搏輸出量(stroke volume, SV)。在心尖處獲取左心室內膜較為清晰的心尖四腔心切面圖像，選擇“HM”鍵，儲存5個連續心動周期的60°×60°全容積圖像。使用意大利Bracco公司聲諾維(SonoVue)造影劑，與5 ml生理鹽水混合后劇烈搖蕩20 s，得到六氟化硫(SF6)懸浮液。以18G靜脈導管自肘部靜脈穿刺，以恒定速度推注造影劑3.0 ml，時間約1 min。選擇實時MCE模式，機械指數為0.18，將Focus置于二尖瓣瓣環水平，增益調至80%，Flash觸發后自動發射高能量脈沖，Flash幀數為10幀，機械指數為1.35。采用X5-1探頭記錄約15個心動周期的心尖四腔、兩腔及三腔MCE圖像。以DICOM格式儲存圖像以備離線分析。

1.3 圖像分析

1.3.1 左心室同步性定量分析 采用QLab 10.5定量分析軟件中的3DQ-advance軟件。在左心室舒張末期和收縮末期標記5個心內膜參考點，點擊“序列分析”，軟件自動分析心內膜邊緣運動軌跡，得到左心室16個節段、12個節段(6個基底段和6個中間段)及6個基底段達最小收縮容積時間的標準差(Tmsv16-SD、Tmsv12-SD、Tmsv6-SD)和最大時間差值(Tmsv16-Dif、Tmsv12-Dif和Tmsv6-Dif)。軟件自動算出HR校正值，用百分數表示。

1.3.2 心臟超聲造影定量分析 采用QLab 10.5的實時MCE軟件，將ROI分別置于左心室6個室壁基底段、中間段和心尖段心肌范圍內，打開呼吸運動補償。在擬合指數函數Y=A(1-e-βt)+B后，獲得各節段造影時間-強度曲線，讀取峰值強度A、充盈速度β并計算A·β。取所有ROI各數據平均值作為整體評估數據。以上各項均測量3次后取其平均值。

1.4 統計學分析 采用SPSS 20.0統計分析軟件。符合正態分布的計量資料用±s表示，非正態分布資料用中位數(上下四分位數)表示。3組間符合正態分布的數據使用單因素方差分析進行比較，非正態分布數據使用Kruskal-WallisH檢驗進行比較。P<0.05為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 臨床數據及超聲心動圖常規測量比較 3組間HR、GLU、HbA1c差異均具有統計學意義(P均<0.05)。C組、Ⅰ組以及Ⅱ組之間收縮壓(systolic pressure, SP)、舒張壓(diastolic pressure, DP)、體質量指數(body mass index, BMI)、甘油三酯(triglyceride, TG)、高密度脂蛋白(high-density lipoprotein, HDL)、低密度脂蛋白(low-density lipoprotein, LDL)、IVSd、LVDd、LVEF、SV差異無統計學意義(P均>0.05，表1)。

2.2 左心室同步性結果比較 除Tmsv6-Dif外，3組間各同步化測量值差異均有統計學意義(P均<0.05)；其中Ⅱ組Tmsv16-Dif、Tmsv16-SD、Tmsv12-Dif、Tmsv12-SD、Tmsv6-SD及Ⅰ組Tmsv12-Dif和Tmsv12-SD均較C組延長(P均<0.05，表2)；校正HR后，Ⅱ組各同步化值及Ⅰ組Tmsv12-Dif%、Tmsv12-SD%均較C組延長(P均<0.05，表3)。Ⅱ組各測量值與Ⅰ組相比差異均無統計學意義(P均>0.05)。

2.3 心肌超聲造影灌注結果對比 各組造影時間-強度曲線見圖1。MCE整體評估：C組、Ⅰ組和Ⅱ組A、β及A·β均呈逐漸下降趨勢(P均<0.01)；Ⅱ組A、β及A·β均低于C組(P均<0.05)；Ⅱ組β及A·β均低于Ⅰ組(P均<0.05)；Ⅰ組β及A·β值均低于C組(P均<0.05)，見表4。分節段評估：C組、Ⅰ組、Ⅱ組基底段、中間段及心尖段A、β、A·β均呈逐漸下降趨勢，3組間差異有統計學意義(P均<0.01)。Ⅱ組各節段A、β及A·β均低于C組(P均<0.05)；Ⅱ組各節段β和A·β均低于Ⅰ組(P均<0.05)；Ⅰ組3個節段β和A·β均低于C組(P均<0.05)，見表5～7。3組內同一指標3個節段比較差異均無統計學意義(P均>0.05)。

表1 各組臨床數據及超聲心動圖常規測量比較[±s, M(QL,QU)]

表1 各組臨床數據及超聲心動圖常規測量比較[±s, M(QL,QU)]

組別HR(次/分)SP(mmHg)DP(mmHg)BMI(kg/m2)GLU(mmol/L)HbA1c(%)TG(mmol/L)Ⅰ組(n=29)73.42±10.61126.94±16.0677.69±11.1523.71±3.854.76±0.425.55±0.331.27(0.81,2.44)Ⅱ組(n=29)84.83±15.98?128.03±16.8778.07±11.6623.80±2.8610.31±4.54?8.77±2.33?1.35(0.94,1.95)C組(n=32)80.72±10.46?131.31±20.8776.07±11.5524.27±2.9711.89±5.82?9.00±1.58?1.53(0.99,1.90)H/F值5.340.370.240.238.805.690.32P值<0.010.690.790.79<0.01<0.010.85組別HDL(mmol/L)LDL(mmol/L)IVSd(mm)LVDd(mm)LVEF(%)SV(ml)Ⅰ組(n=29)1.40(0.99,1.68)3.29±0.709.50(9.00,11.00)48.00±3.6070.71±6.1476.07±13.47Ⅱ組(n=29)1.09(0.85,1.30)2.92±0.9210.00(9.00,10.00)45.96±4.8470.96±5.4170.68±20.21C組(n=32)0.99(0.88,1.11)2.86±0.8610.00(10.00,10.50)45.18±5.0970.39±5.6966.18±18.12H/F值4.821.052.442.860.072.24P值0.090.360.300.060.930.11

注：*：與C組比較，P<0.05；#：與Ⅰ組比較，P<0.05。HbA1c：糖化血紅蛋白

表2 各組左室同步性指標比較[M(QL,QU), ms]

注：*:與C組比較，P<0.05

表3 各組左室同步性指標心率校正值比較[M(QL,QU), %]

注：*:與C組比較，P<0.05

圖1 3組心肌超聲造影定量分析時間-強度曲線 A.C組曲線上升至平臺期較迅速，峰值強度較高；B.Ⅰ組曲線較C組平緩；C.Ⅱ組再充盈曲線較Ⅰ組更為低平

表4 3組左心室整體心肌灌注比較[M(QL,QU)]

表5 3組左心室分節段心肌灌注峰值強度(A)比較[M(QL,QU), dB]

表6 3組左心室分節段心肌灌注速度(β)比較[M(QL,QU), dB/s]

3 討論

RT-3DE可在同一心動周期同時顯示左心室各節段，準確、可靠地評價各節段容積變化及左心室收縮的機械同步性[6]。Arias等[7]認為RT-3DE在評價同步性方面具有很高價值，可定量評估左心室整體運動情況，還能很敏感地顯示局部節段心肌功能，定量計算心室整體及節段收縮、舒張功能，其結果與組織多普勒、MRI等檢查有良好相關性[8]。已有多項研究[9]證實病程較長的T2DM患者心肌受損，本研究結果與其相符。本研究中Ⅰ組Tmsv12-Dif、Tmsv12-SD、Tmsv12-Dif%、Tmsv12-SD%均較C組延長，Ⅱ組除Tmsv6-Dif外各同步化指標與C組比較均有所延長，表明心功能在正常范圍時，T2DM患者左心室已出現心肌節段收縮不同步，且其左心室運動不協調程度更高，原因可能是長期高血糖引起微循環病變，導致心室形態和結構改變。此外，糖尿病腎病患者腎臟排泄功能下降也對左心結構和功能有不可小覷的影響，使其心肌運動不同步性更加嚴重。

表7 3組左心室分節段心肌灌注血流量(A·β)比較 [M(QL,QU), dB·dB/s]

MCE評價心肌組織微循環灌注具有廣泛應用前景，可無創、定量地評價心肌微循環。心肌造影劑在血液循環過程中不會滲透入組織間隙，能實時評估微循環灌注情況，觀察心肌血流灌注是否均勻，檢測心肌內毛細血管血容量[10]。本研究整體心肌超聲造影分析顯示，病例組各參數均低于正常對照組，提示T2DM患者心肌血容量、血流速度及血流量均低于正常組，與相關MRI研究[11-12]結果相符；Ⅱ組A、β及A·β均低于Ⅰ組，提示T2DM患者存在一定程度心肌微循環障礙，且隨著其他臟器微循環并發癥出現，心肌灌注各項指標降低程度增加，表明T2DM可引起全身彌漫性病變，如視網膜病變、腎損害等，心臟也同時受損。因此T2DM患者即使無相應癥狀，也應對心肌微循環病變給予足夠重視。既往研究[13]已發現T2DM可引起MCE所測心肌灌注減低，但大多并未進行分節段分析。本研究分節段造影分析顯示，同組內同一指標3節段之間差異無統計學意義，且呈現與整體評估類似的趨勢，提示T2DM心肌微循環病變呈彌漫性，而非局限于特定節段。

總之，RT-3DE及MCE可在T2DM性心肌損害發展到心肌病階段前提高收縮功能障礙及灌注減低的檢出率，早期評價心肌病變對治療及改善預后具有一定意義，也可作為治療后定期隨訪復查有效、經濟、簡便的手段。