基于时空概念研究慢性肾脏病患者心内外膜的旋转

郭家宝，董蓓莉

（1.浙江中医药大学第一临床医学院超声科，浙江 杭州 310006；2.浙江省中医院，浙江 杭州 310006）

慢性肾脏病（Chronic kidney disease，CKD）是指肾脏损害或肾功能下降≥3月，伴或不伴肾小球滤过率（GFR）下降。 分期：1期为GFR>90mL/min；2期为GFR>60～90 mL/min；3 期为 GFR>30～60 mL/min；4期为 GFR>15～30 mL/min；5 期为 GFR≤15 mL/min。CKD被认为是心血管疾病发生的独立危险因素。本研究旨在通过STI技术对CKD患者的心内外膜旋转角度进行评价，从而发现CKD患者心功能改变的最初部位及时相。

1 资料与方法

1.1 研究对象

试验组：由慢性肾小球肾炎引起的CKD患者50例，男29例，女21例，全部进行常规检查，排除原发性高血压、冠心病、糖尿病等其他器质性心脏病。按国际肾脏病分级，将1～3期（GFR≥30mL/min）分为 CKD 1 组 25 例， 平均 （40±14） 岁，4，5 期（GFR<30 mL/min）分为 CKD 2 组 25 例，平均（45±13）岁。对照组：与CKD组年龄、性别相匹配的健康志愿者25例，其中男 11例，女14例，平均（47±10）岁。

1.2 仪器与方法

Philips IE33彩色多普勒超声成像仪，S5-1探头，频率1～5 MHz，以及QLAB相关数据分析软件包。

受检者取左侧卧位，同步记录心电图，以便确定心动周期时相。获取左室长轴切面，左室短轴切面（包括基底水平、心尖水平），心尖四腔切面、二腔切面。并通过双平面Simpson法测量左室射血分数（LVEF），频谱多普勒测量E峰、A峰速度，组织多普勒测量e峰、a峰速度，确定等容舒张时间（IVRT）、主动脉瓣口关闭时间点（AVC）和二尖瓣口开放时间点（MVO）。记录3个连续的心动周期原始动态图，后脱机分析。

首先，进行常规测值比较分析。其次，运用QLAB软件分别对基底段及心尖段进行分析。图像处理后，得到不同水平不同时相心内外膜的旋转角度曲线图（图1，2）。在等容收缩期、射血期末、等容舒张期末3个时相[1]所对应的时间点上分别读取3组对象基底段与心尖段的心内外膜的旋转角度。将所获得的数据导入Excel表格中，解旋率=（AVC点旋转角度-MVO点旋转角度）/AVC点旋转角度×100%/IVRT[2]，按公式计算出等容舒张期基底段与心尖段的心内外膜的解旋率。

1.3 统计学分析

采用SPSS 17.0统计软件分析，计量资料用±s表示。应用单因素方差分析进行3组间参数的比较，两两比较用LSD法，P<0.05差异有统计学意义。

2 结果

2.1 常规超声测量结果

与对照组相比，CKD 2组的E峰速度减慢，CKD 1组与CKD 2组的LVEF减低，IVRT延长，A峰速度增快，E/A值减小，e峰速度减慢，a峰速度增快，e/a值减小，差异有统计学意义（表1）。

2.2 STI技术测量结果

2.2.1 等容收缩期

从心尖向心底的方向观察，3组研究对象的基底段心内膜与心外膜均呈逆时针旋转，3组对象基底段心内外膜的旋转角度均无统计学差异 （P>0.05）；心尖段心内膜与心外膜均呈顺时针旋转，3组对象心尖段心内外膜旋转角度均无统计学差异（P>0.05）（表 2）。

表1 CKD 1，2组与对照组超声心动图常规测值比较

表2 CKD 1，2组与对照组在等容收缩期心内外膜旋转角度比较（°）

2.2.2 射血期末

3组研究对象的基底段心内膜与心外膜均呈顺时针旋转，基底段心内膜的比较，CKD 1组与CKD 2组的旋转角度明显减小，与对照组比较，差异均有统计学意义（P<0.01）；基底段心外膜的比较，CKD 2组的旋转角度减小，与对照组比较，差异有统计学意义（P<0.01）。CKD 1组与CKD 2组间的旋转角度有统计学差异 （P<0.05）；3组研究对象的心尖段心内膜与心外膜均呈逆时针旋转，心尖段心内膜的比较，CKD 1组与CKD 2组的旋转角度显著减小，与对照组比较，差异有统计学意义（P<0.01）；心尖段心外膜的比较，CKD 2组的旋转角度减小，与对照组比较，差异有统计学意义（P<0.01）。CKD 1组与CKD 2组间的旋转角度有统计学差异（P<0.05）（表3）。

表3 CKD 1，2组与对照组在射血期末心内外膜旋转角度比较（°）

2.2.3 等容舒张期末

基底段的比较，CKD 1组、CKD 2组心内膜与心外膜的解旋率均下降，分别与对照组比较，差异均有统计学意义（P<0.01）；心尖段心内膜的比较，CKD 1组、CKD 2组的解旋率均下降，差异均有统计学意义（P<0.01）；心尖段心外膜的比较，CKD 1 组、CKD 2组与对照组间的解旋率无统计学差异 （P>0.05）（表 4）。

表4 CKD 1，2组与对照组在等容舒张期末心内外膜解旋率比较

3 讨论

心血管疾病是导致CKD患者死亡的首位原因，是影响CKD患者预后的重要因素。早期筛查和干预是防治CKD患者心血管事件发病关键，避免心血管事件的发生也是延长CKD患者生存时间和改善生存质量的重要环节。

STI技术能正确识别并连续追踪高帧频二维超声灰阶图像上均匀显示的心肌内回声斑点的运动，并自动计算出运动轨迹，反映心肌组织实时运动和变形[3]。STI技术是目前研究心脏扭转[4-6]最准确、最便捷的一项无创的新技术，克服了角度依赖性、低帧频等缺点[7]。

本研究发现：①等容收缩期初，CKD 1组与CKD 2组的心内外膜旋转角度无论在基底段还是心尖段与对照组比均无统计学差异，这可能由于所选取的时间点为收缩期起始处，心肌基本位于基线水平，旋转角度较小。②射血期末，CKD 1组与CKD 2组的心内膜无论在基底段还是心尖段的旋转角度均减低，其原因可能与CKD患者体内的高危险因素有关[8]，体内炎性介质、损伤因子的堆积，导致心内膜细胞坏死、纤维化，小血管的损害，致使心内膜下心肌灌注不足，从而引起心内膜不同程度的损害[9]，继而在射血期末，心内膜的旋转角度减低，影响了射血期的心脏功能；CKD 2组的心外膜在基底段与心尖段的旋转角度均减低，而CKD 1组的心外膜则无统计学差异，说明慢性肾脏病1～3期，仅心内膜上出现不同程度的纤维化，而心外膜尚未侵及，所以只有内膜旋转角度减小。4，5期的患者心肌由于血管内皮细胞长期受损以及承受较大的心脏前负荷，心肌全层细胞水肿、坏死、纤维化，累及心外膜，影响心肌的形变能力[10]，所以，CKD 2组研究对象的心内膜与心外膜都形成一定程度的损害，最终导致心衰的发生。等容舒张期末，与对照组比较，CKD组心内外膜解旋率不同程度的减低，说明心内外膜的病理改变同样影响了心脏的舒张功能[11]。

本试验结果为CKD组心内外膜旋转角度与解旋率不同程度地减低，这与常规测值中的LVEF、E/A、e/a值的结果相呼应。不仅如此，本研究还验证了CKD患者心功能改变时间上则是于收缩晚期及舒张早期开始发生的，空间上是由心内膜逐渐向心外膜发展的。这让我们更加清楚地了解CKD患者心功能改变的过程，为今后的临床医学治疗方向的发展也奠定了一定的基础。同时STI技术能早期发现临床症状控制良好的CKD患者左室旋转运动异常。

局限性：STI对图像质量要求较高，在临床上不能保证每个病人的图像清晰度符合标准，这就限制了STI的广泛应用；同时，本课题的病例数较少，仍需大量的样本进行验证。

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