壓力-應變環評估血液透析患者左心室做功的臨床價值

李慶 李小燕 牟蕓 陳旭姣 鄭哲嵐

血液透析（簡稱血透）雖能提高終末期慢性腎病患者的生存期，但其心血管病事件的發病率明顯高于普通人群，相關研究顯示血透患者的主要死亡原因是心源性猝死和復發性心力衰竭[1]。壓力-應變環（pressure-strain loop,PSL）技術源于1979年Suga教授[2]采用侵入性心導管插管的方式記錄壓力-容量環對心肌做功的研究，并在2012年由Russell等[3]提出根據肱動脈收縮壓估計的左心室壓力曲線與斑點追蹤技術相結合來表示無創心肌做功，在國內外研究中評估心肌能量代謝、識別肥厚型心肌病、預測冠心病及評價心臟在同步化療療效方面得到廣泛應用[3-9]。本研究采用PSL對血透患者左心室心肌做功進行評估，并分析各參數對心肌受損的預測價值，探討PSL在臨床診治中的應用價值。

1 對象和方法

1.1 對象 選取2021年10至12月浙江大學醫學院附屬第一醫院血透中心規律血透（3次/周）且在血透完成后1～2 h內行超聲心動圖檢查的患者79例。納入標準：原發腎病引起的慢性腎衰竭，包括腎小球腎炎、糖尿病腎病、多囊腎、狼瘡性腎炎和高血壓腎病等。排除標準：合并先天性心臟病、冠心病、心肌梗死、瓣膜病、心律失常及圖像質量差者。血透患者根據透析時間分為低透析齡組51例（透析齡≤5年）和高透析齡組28例（透析齡＞5年）；根據左心室質量指數（left ventricular mass index,LVMI）和左心室壁相對厚度（left ventricular relative wall thickness,LVRWT）分4個亞組（LVMI以男性≥108.5 g/m2、女性≥99.4 g/m2為增大標準，LVRWT以男性≥0.51，女性≥0.49為增大標準[10]）：正常構型組20例（LVMI和LVRWT均正常）、向心性重構組10例（LVMI正常，LVRWT增大）、向心性肥厚組19例（LVMI和LVRWT均增大）、離心性肥厚組30例（LVMI增大，LVRWT正常）；根據透析是否充分分為：透析充分組50例（尿素清除率達到1.2或尿素下降率達到65%）和透析不充分組29例；根據血壓是否正常分為血壓正常組43名和高血壓組36例（收縮壓≥140 mmHg或舒張壓≥90 mmHg，1 mmHg=0.133 kPa）。另選取同期同年齡段的53名健康體檢者作為對照組，心電圖、超聲心動圖及實驗室指標均無異常。本研究經浙江大學醫學院附屬第一醫院醫學倫理委員會批準（IIT20220133B），所有受試者均知情同意。

1.2 方法 采用GE Vivid E95超聲診斷儀，M5S心臟探頭，探頭頻率1.5～4.5 MHz。記錄患者基本信息，包括：年齡、性別、肱動脈血壓、BMI、腎小球濾過率、血肌酐、透析前后尿素氮、血清鈣磷濃度、Hb、白蛋白，計算尿素下降率及校正后鈣磷乘積。

1.2.1 圖像采集 囑患者左側臥位，連接心電圖，根據美國超聲心動圖學會指南標準測量常規超聲心動圖參數，包括左心室舒張末期內徑（left ventricular end-diastolic diameter,LVEDd）、室間隔舒張末期厚度（interventricular septal thickness,IVSd）及左心室后壁舒張末期厚度（left ventricular diastolic posterior wall thickness,LVPWd），計算 LVRWT=（IVSd＋LVPWd）/LVEDd及LVMI=0.8×1.04×[（IVSd＋LVPWd＋LVEDd）3-LVEDd3]＋0.6；采用雙平面Simpson法測量左心室舒張末期容量（left ventricular end-diastolic volume,LVEDV）及左心室射血分數（left ventricular ejection fraction,LVEF）；采集左心室流出道和二尖瓣口血流頻譜；存儲左心室心尖三腔、四腔和兩腔動態圖3個心動周期，各測值取其平均值。

1.2.2 圖像分析 將動態圖導入EchoPAC 203工作站，點擊AFI自動識別左心室心內膜及室壁輪廓,依次完成三腔、四腔、兩腔圖像分析得到左心室整體縱向應變（global longitudinal strain,GLS）絕對值，進入Myocardiac Work模式確定主動脈瓣開放及關閉時間并輸入血壓，得到左心室壓力應變曲線圖和心肌做功參數，包括心肌整體做功指數（global myocardial work index,GWI）、整體有用功（global constructive work,GCW）、整體無用功（global myocardial wasted work,GWW），計算整體做功效率（global myocardial work efficiency,GWE）=GCW/（GCW+GWW）[2]。

1.2.3 重復性檢驗 根據研究對象序列號隨機抽取50例患者，由同一位主治醫師和另一位主任醫師重新分析對比作為觀察者內及觀察者間重復性檢驗。

1.3 統計學處理 采用SPSS 25.0統計軟件。正態分布的計量資料以表示，兩組間比較方差齊時采用兩獨立樣本t檢驗，方差不齊時采用t'檢驗；多組間比較采用單因素方差分析，兩兩比較采用LSD-t檢驗；非正態分布的計量資料以M（P25，P75）表示，組間比較采用非參數檢驗。正態分析的各參數間相關性分析采用Pearson相關，非正態分布的各參數間相關性分析采用Spearman秩相關。繪制ROC曲線，比較各參數對左心室心肌受損的預測效能。采用組內的相關系數（ICC）評價觀察者內及觀察者間的一致性。P＜0.05為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 血透組和對照組基本資料的比較 血透組收縮壓、血肌酐、鈣磷乘積均高于對照組，腎小球濾過率、Hb、白蛋白均低于對照組，差異均有統計學意義（均P＜0.01），而兩組間性別、年齡、BMI比較差異均無統計學意義（均P＞0.05），見表1。

表1 血透組和對照組基本資料的比較

2.2 血透組和對照組常規超聲心動圖及心肌應變的比較 血透組LVDd、LVEDV、LVRWT、LVMI均高于對照組，LVEF及GLS絕對值均低于對照組，差異均有統計學意義（均P＜0.05），見表2。

表2 血透組和對照組常規超聲心動圖及心肌應變的比較

2.3 血透組和對照組心肌做功參數的比較 血透組GWW高于對照組，GWI、GCW、GWE均低于對照組，差異均有統計學意義（均P＜0.01），且GWW增加率遠大于GWI及GCW的降低率，見表3、圖1。

圖1 心肌做功圖（a：正常對照組；b：血透組）

表3 血透組和對照組心肌做功比較

2.4 血透組不同亞組心肌做功參數的比較 GWW、GWE在低透析齡和高透析齡組差異均有統計學意義（均P＜0.01）；GWE、GWW在左心室不同構型亞組比較差異均有統計學意義（均P＜0.01）；GWI、GWE在透析充分與不充分亞組差異均有統計學意義（均P＜0.05）；GWW在血壓正常與高血壓亞組間比較差異有統計學意義（P＜0.01），GWE差異無統計學意義（P＞0.05），見圖2。

圖2 血透組中不同亞組心肌做功參數GWW、GWE對比

2.5 各參數對左心室心肌受損的預測效能 GWE和GWW是預測心肌受損有意義的參數，靈敏度分別為0.848、0.810，特異度分別為1.000、0.962，最佳截斷值分別為94.5%、109.5 mmHg%，見表4、圖3。

圖3 心肌做功預測左心室心肌受損效能的ROC曲線

表4 心肌做功參數預測左心室心肌受損

2.6 各參數間的相差性 心肌做功參數GWI、GCW、GWW均與肱動脈收縮壓均呈正相關（r=0.666、0.745、0.478，均P＜0.01），GWE與GLS絕對值、LVEF均呈正相關（r=0.700、0.520，均P＜0.01），見圖4。

圖4 LVEF、GLS絕對值與GWE相關性的散點圖

2.7 重復性檢驗 心肌做功各參數GWI、GWC、GWW、GWE在觀察者內變異系數ICC分別為0.956、0.956、0.923、0.956，在觀察者間變異系數ICC分別為0.936、0.946、0.958、0.969。

3 討論

血透是尿毒癥患者的主要替代療法，以往研究表明，血透雖可改善患者的生存質量，但營養物質的缺乏、礦物質代謝紊亂及血流動力學指標不穩定仍然會引起心臟結構和功能的改變[11]。LVEF和心肌應變評估左心室收縮功能具有負荷依賴性，當患者后負荷增高時會低估心肌真實的收縮能力[12]。而尿毒癥患者最常見的心血管合并癥之一便是高血壓[13]。PSL則不受后負荷的影響，它是結合斑點追蹤測量的心肌應變，用壓力-應變AUC直觀反映心肌做功[14]。Roberta等[15]指出PSL能反映不同血流動力學狀態下的心肌做功，能更客觀地評估左心室整體力學和性能。

本研究發現血透患者的腎小球濾過率、Hb及白蛋白明顯低于對照組，血壓、肌酐和鈣磷乘積均高于對照組，相對室壁厚度、左心室大小及心肌質量也大于對照組，LVEF、心肌應變及心肌做功各參數均較對照組差，說明血透療法糾正營養不良及高血壓、降低尿毒癥毒素及礦物質代謝的效果有限，長期病理狀態引起心肌及微血管的損傷及重塑，并最終導致心臟結構的改變及心肌功能明顯受損，與Tomonari等[16]研究結果相符。在不同亞組間，高透析齡組GWE低于低透析齡組，在左心室不同構型組GWW及GWE差異均有統計學意義，GWE隨著左心室構型加重而減低，GWW相反變化，可能由于長期動靜脈內瘺分流引起心輸出量及心肌血流灌注的波動從而損傷心肌細胞，造成心肌做功的降低，且長期血透引起營養物質的丟失亦可影響心肌的代謝，為了對抗長期壓力負荷下左心室的重構，心肌能量損耗增加，做功效率降低，提醒臨床應盡可能地縮短透析齡及穩定血壓，改善左心室重構，保護心肌功能；透析充分組GWE顯著高于透析不充分組說明充分透析能減輕尿毒癥毒素對心肌的損害，提高心肌做功效率；高血壓組GWW顯著高于正常血壓組，但GWE無明顯變化，說明后負荷增加心肌無效功增加，但做功效率并不受影響。相關性研究發現，GWE與GLS絕對值、LVEF呈正相關，且與血壓無相關性，說明隨著心肌受損加重，心肌收縮能力下降，PSL可以較早發現血透患者心肌收縮功能受損且心肌做功效率不受血壓影響，與以往研究結果一致[17]。ROC曲線結果顯示，當GWE＜94.5%時提示血透患者心肌做功效率下降，靈敏度0.848，特異度1.000；GWW＞109.50 mmHg%提示血透患者心肌無用功增加，靈敏度為0.810，特異度為0.962，可及時提醒臨床治療時加以保護和應對處理。

本研究的局限性：（1）部分患者接受過甲狀旁腺切除術，對結果可能有影響；（2）為單中心小樣本的研究，還有待擴大樣本量進行多中心研究。

綜上所述，血透患者左心室心肌受損明顯，充分透析患者心肌受損得到改善，PSL可以有效的定量評估血透患者的左心室心肌功能，為評價心肌做功提供可靠的定量指標，且不受后負荷影響，為臨床診治提供可靠依據。