超聲二維斑點追蹤成像技術對尿毒癥患者心室動脈偶聯情況的評估價值

王小燕，朱雪峰，陸趙陽，昝玲娟，徐斌△，陳鑫

尿毒癥是慢性腎衰竭的終末階段，其發病可累及全身各個臟器，其中首要死亡原因是不良心血管事件［1］。心室動脈偶聯（ventricular-arterial coupling，VAC）是指心臟功能與外周血管功能之間相互匹配的關系。即使在病理狀態下，VAC仍能讓心臟為外周器官提供充足的血液。因此，臨床對尿毒癥患者VAC功能的評估至關重要［2］。VAC的指標計算較為復雜，限制了其在臨床廣泛應用，故有必要挖掘一種新的檢查方法來評估尿毒癥患者的VAC情況。二維斑點追蹤成像（two-dimensional speckle tracking imaging，2DSTI）作為一種無創性檢查技術，可客觀評估和定量分析心肌收縮功能，臨床操作簡便［3-4］。本研究通過觀察尿毒癥患者的VAC和2DSTI的特點來探討2DSTI對VAC的評估價值。

1 對象與方法

1.1 研究對象 選取2016年1月—2018年12月在蘇州市第九人民醫院腎內科就診的尿毒癥患者96例，男50例，女46例，年齡18～65歲，平均（48.6±11.6）歲。所有患者依據左心室射血分數（LVEF）分為LVEF正常組（≥0.55，48例），LVEF下降組（＜0.55，48例）。排除合并心臟瓣膜病、冠心病、肥厚性心肌病、先天性心臟病等患者。所有尿毒癥患者在血液透析前接受2DSTI評估。另選取45例無腎臟疾病和心血管疾病的健康志愿者作為健康對照組。病例組和健康對照組均有常規體格檢查、超聲心動圖和心電圖檢查結果。本研究獲醫院倫理委員會批準，所有研究對象均簽署知情同意書。

1.2 超聲心動圖檢查 采用GE E95超聲檢查儀（配備S5-1心臟超聲探頭，頻率5 MHz）檢查。患者取左側臥位，測量左心室舒張末期內徑（LVEDD）、左心室收縮末期內徑（LVESD）、左心室后壁厚度（LVPWT）、室間隔厚度（IVST）、左心室短軸縮短率（LVFS）。上述參數用于計算左心室質量指數（LVMI）和室壁相對厚度（RWT）［4］。采用雙平面Simpson法在心尖四腔和兩腔測量左心室舒張末期容積（LVEDV）、左心室收縮末期容積（LVESV）、每搏輸出量（SV）和LVEF，計算心輸出量（CO）和心臟指數（CI）。CO=SV×心率（HR）；CI=CO∕體表面積。所有參數均測量3次后取平均值。

1.3 VAC定量分析 有效動脈彈性（Ea）=收縮末期壓（ESP）∕SV，ESP=收縮壓×0.9。左心室收縮末期彈性（Ees）=ESP∕（LVESV-V0）≈ESP∕LVESV，其中V0是左心室壓力為0時左心室容積。VAC=Ea∕Ees。每搏功（SW）=ESP×SV；心率血壓乘積（RPP）=HR×收縮壓（SBP）；外周血管阻力指數（SVRI）=平均動脈壓（MAP）×80∕CI［5］。

1.4 2DSTI分析 使用Qlab 8.0圖像分析工作站進行應變分析。采集心尖四腔、心尖三腔、心尖兩腔的二維動態圖像（幀頻＞60幀∕s）。首先分析左心室心尖四腔圖像，選擇3個點進行分析。軟件自動勾畫心內膜和心外膜輪廓以生成興趣區（ROI）。手動調整ROI以與心肌厚度一致［6］。根據美國超聲心動圖學會（ASE）推薦的17節段劃分左心室，系統自動生成5或6節段的縱向應變值（LS）。使用相同的方法分析心尖兩腔和心尖三腔中圖像數據，得到左心室所有節段的LS的牛眼圖。計算心底部（BA）、乳頭肌（PM）、心尖部（AP）的平均LS，即LSBA、LSPM、LSAP。

1.5 統計學方法 采用SPSS 20.0軟件進行數據分析。計量資料以均數±標準差（±s）表示，多組間均數比較采用單因素方差分析，組間多重比較采用LSD-t法。采用Pearson相關系數評估ROI變量之間的相關性。P＜0.05為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 3組研究對象一般資料比較 與健康對照組比較，尿毒癥患者（LVEF正常組和LVEF下降組）SBP、MAP、HR均升高（P＜0.01）。3組年齡、性別、體質量指數（BMI）差異無統計學意義，見表1。

Tab.1 Comparison of general data between the three groups表1 3組研究對象一般資料比較 （±s）

Tab.1 Comparison of general data between the three groups表1 3組研究對象一般資料比較 （±s）

**P＜0.01；a與健康對照組相比，P＜0.05；1 mmHg=0.133 kPa

組別健康對照組LVEF正常組LVEF下降組F或χ2 n 454848年齡（歲）44.12±10.3447.21±11.7749.13±14.651.914性別（男∕女）23∕2225∕2325∕230.012 BMI（kg∕m2）22.43±2.1721.54±3.7521.45±2.761.518組別健康對照組LVEF正常組LVEF下降組F或χ2 SBP（mmHg）127.34±17.15149.45±22.66a 152.43±24.12a 18.524**MAP（mmHg）96.34±13.71109.65±16.18a 110.33±18.43a 10.143**HR（次∕min）79.12±9.4583.72±7.63a 84.43±8.76a 5.134**

2.2 3組常規超聲心動圖檢查參數和LS比較 與健康對照組和LVEF正常組比較，LVEF下降組LVEDV、LVESV、LVMI升高，LVFS、LSBA、LSPM和LSAP降低（P＜0.01）。與健康對照組比較，LVEF正常組RWT、LVMI升高，LSBA、LSPM、LSAP降低（P＜0.01）。3組間SV、CO、CI比較差異無統計學意義。見表2、圖1。

2.3 3組VAC指標比較 與健康對照組和LVEF正常組比較，LVEF下降組Ees下降，VAC值升高（P＜0.05）。與健康對照組比較，LVEF正常組和LVEF下降組的RPP和SW升高（P＞0.05）。LVEF下降組與LVEF正常組Ea比較差異無統計學意義（P＞0.05），但高于健康對照組。3組SVRI比較差異無統計學意義，見表3。

2.4 相關性分析 尿毒癥患者LSBA、LSPM、LSAP與Ees、LVEF、LVFS呈正相關（均P＜0.05），與Ea、VAC、SVRI、RPP、LVMI呈負相關（均P＜0.05），與SW、RWT之間無明顯相關性（均P＞0.05）。見表4。

Tab.2 Comparison of echocardiographic parameters and LS between the three groups表2 3組超聲心動圖檢查參數和LS比較（±s）

Tab.2 Comparison of echocardiographic parameters and LS between the three groups表2 3組超聲心動圖檢查參數和LS比較（±s）

**P＜0.01；a與健康對照組相比，b與LVEF正常組相比，P＜0.05

組別健康對照組LVEF正常組LVEF下降組F n 454848 LVEDV（mL）85.13±15.3493.65±27.44129.36±33.13ab 36.634**LVESV（mL）28.41±6.5333.34±10.1571.47±26.34ab 91.259**SV（mL）57.12±10.8560.54±18.6457.63±15.110.685組別健康對照組LVEF正常組LVEF下降組F CO（L∕min）4.32±1.125.43±1.644.43±1.631.754 CI（L·min-1·m-2）2.43±0.752.54±0.862.35±0.630.771 LVFS（%）36.12±3.6335.47±3.1123.12±5.33ab 133.565**RWT（mm）0.42±0.030.55±0.10a 0.46±0.08b 23.234**組別健康對照組LVEF正常組LVEF下降組F LVMI（g∕m2）78.43±11.64127.43±32.73a 149.83±33.56ab 69.635**LSBA（%）17.84±1.3414.11±2.35a 11.45±2.43ab 77.443**LSPM（%）20.54±1.6517.54±2.34a 13.54±2.65ab 101.857**LSAP（%）24.22±1.6521.23±2.44a 14.23±2.33ab 207.763**

3 討論

心血管事件是尿毒癥患者死亡的主要原因。尿毒癥患者由于腎臟功能衰竭，體內毒素不能及時清除，在體內蓄積，導致包括心臟在內的多個器官受損。心血管的彈性和外周阻力變化可影響心室功能；反之，心室的收縮功能也影響動脈血流。如果心臟功能或外周血管阻力變化時兩者無法及時匹配，將導致左心室與動脈功能失偶聯，引起循環系統崩潰，造成外周器官的灌注障礙，這也是尿毒癥患者發生心血管意外的主要原因。因此，研究尿毒癥患者心室和血管相互匹配和偶聯的情況對于改善尿毒癥患者預后至關重要。

Fig.1 Bull's-eye images of the peak longitudinal strain of 2DSTI in hearts of the 3 groups圖1 3組心臟2DSTI縱向應變峰值牛眼圖

Ea是反映左心室負荷的綜合指數，在高血壓和尿毒癥患者中Ea升高［7-8］。Ees是反映心肌收縮力的指標，在心肌收縮力增強時升高，其在一定程度上反映左心室射血能力。此外，心肌硬化和心腔形態改變時也可出現Ees升高［9］。VAC是心血管性能的關鍵決定因素，可通過Ea與Ees的比率進行近似地估算。研究顯示，健康受試者的VAC接近0.5時，心室收縮效率達到最高［10-11］。

Tab.3 Comparison of VAC indicators between the three groups表3 3組VAC指標比較 （±s）

Tab.3 Comparison of VAC indicators between the three groups表3 3組VAC指標比較 （±s）

*P＜0.05，**P＜0.01；a與健康對照組比較，b與LVEF正常組比較，P＜0.05

組別健康對照組LVEF正常組LVEF下降組F n 454848 Ea（mmHg∕mL）2.08±0.542.42±0.432.57±0.93a 6.454*Ees（mmHg∕mL）4.23±1.124.43±1.542.21±0.98ab 44.532**VAC（Ea∕Ees）0.50±0.110.57±0.101.33±0.62ab 61.374**RPP（mmHg·次∕min）10284±204412734±2565a 12866±2512a 15.820**SW（mmHg·mL）6623±16328134±2678a 7916±2342a 5.347**SVRI（N·m2·cm-5）0.030±0.0080.032±0.0130.034±0.0130.978

Tab.4 Correlation between LS and parameters of routine echocardiography表4 LS和常規超聲心動圖檢查參數之間的相關性

本研究發現，LSBA、LSPM、LSAP與Ees、LVEF、LVFS呈正相關，LS可準確反映尿毒癥患者的動脈硬度和心肌功能。尿毒癥患者的左心室心肌LS隨著左心室收縮功能減弱而降低。VAC在LV收縮功能正常的尿毒癥患者中是正常的，但在LV收縮功能障礙患者中卻是異常的，因此，2DSTI能夠反映VAC的變化。本研究結果表明，VAC與左心室LS呈負相關。

尿毒癥患者的血管硬化導致心肌氧耗增加，心肌硬化進一步加重了這種后果。隨著疾病的進展，心血管儲備逐漸減少［11］。心功能減低又會導致VAC進一步惡化。本研究發現，尿毒癥組（LVEF正常組和LVEF下降組）短軸切面LSBA、LSPM和LSAP顯著降低，尤以LVEF下降組明顯。相關分析顯示，尿毒癥患者VAC與LSBA、LSPM、LSAP之間存在負相關關系，Ees與LSBA、LSPM、LSAP呈正相關；Ea與LSBA、LSPM、LSAP呈負相關。

既往研究顯示，VAC在高血壓和心臟舒張功能障礙中發揮決定性作用，左心室收縮性主要受LSAP而不是LSBA或LSPM的影響，表明LSAP可導致VAC變化［12］。本研究結果同樣證實，LSAP是VAC變化的影響因素，而LSBA和LSPM的變化對VAC影響不大。

綜上，2DSTI作為一種無創性檢查技術，能夠用于尿毒癥患者VAC功能的評估。本研究尚存在一定局限性，如在分析尿毒癥對心功能和VAC影響時沒有考慮病程的影響，也未能將相關血生化參數納入研究中，故有待大樣本研究的進一步驗證。