超声二维斑点追踪显像技术评价2型糖尿病患者左心室心肌扭转运动及其与C肽水平的关系

朱培华，黄敬垣，叶 萌

糖尿病性心肌病是糖尿病严重并发症之一，其发病早期可无明显的症状，因此早期发现及诊断在临床治疗中显得尤为重要。超声二维斑点追踪成像技术(STI)是近几年兴起的一种新技术，可通过分析左心室心肌扭转运动来综合评价心脏的收缩功能。C肽是由胰腺β细胞分泌的生物活性物质，可以扩张微血管，改善微循环。本研究旨在应用STI观察2型糖尿病患者左心室心肌扭转运动的变化特点，并探讨其与C肽水平的关系。

1 资料与方法

1.1 临床资料 选取2012年5月—2013年9月浙江医院确诊的门诊或住院2型糖尿病患者93例为研究对象，均符合1999年世界卫生组织(WHO)糖尿病诊断标准。负荷超声心动图和/或冠状动脉造影检查均显示正常。除外高脂血症、中重度瓣膜疾病、冠状动脉性心脏病、心房纤颤或其他严重心律失常、合并肺肾等疾病以及图像质量欠清晰影响分析者。采用心尖双平面Simpson法测量左心室射血分数(LVEF)，根据测量结果分为糖尿病左心室收缩功能正常组(A组，LVEF≥0.50)46例、糖尿病左心室收缩功能衰竭组(B组,LVEF<0.50)47例。另选择同时期我院体检中心体检健康者46例为对照组。

1.2 仪器与方法 采用GE Vivid 7 Dimension彩色多普勒超声成像仪，M3S探头，频率为1.5～4.0 MHz。Echo PAC超声工作站，配有6.0版本STI成像分析软件。

3组受检者均取左侧卧位，平静呼吸，同步记录心电图，进行常规超声心动图测量，计算LVEF,根据左心室流出道血流频谱测量等容舒张期时间(IVRT)，确定主动脉瓣关闭(AVC)和左房室瓣开放(MVO)时间点。应用二维谐波技术获得心底水平(包容左房室瓣)和心尖水平(远离乳头肌)左心室短轴图像，帧频范围65～92帧/s，平均为(75±5) 帧/s。嘱受检者屏气，每个切面获取连续的3个心动周期，并储存在硬盘上以便脱机分析。储存图像时一定要保持帧频与心率大致相同。

将先前获取的二维灰阶图像导入Echo PAC工作站，在工作站上进入STI成像模式，于心内膜显示最清晰时将图像冻结(多为收缩末期)，沿心内膜边界手动勾画，将自动生成包含心肌内膜、中层和心外膜的感兴趣区，如不满意可手动调整感兴趣区宽度，使其包纳心肌全层，然后系统自动对心肌内的斑点进行追踪，系统自动将左心室壁分为6个节段，并将各节段的追踪结果以V或X的形式表示，V代表追踪成功，X代表追踪不成功。选择6个节段均全部为V的图像进入后续分析，系统将自动显示各平面轴向旋转角度、速度曲线图，获得各平面各节段的旋转角度、速度等相关数据(见图1)。记录左心室舒张末期内径(LVEDD)、左心房前后径(LAD)、室间隔舒张末期厚度(IVS)、左心室后壁舒张末期厚度(LVPW)、左心室短轴缩短率(LVFS)、LVEF、左房室瓣口E峰值/左房室瓣口A峰值(E/A)、左房室瓣口血流频谱E峰/组织多普勒左房室瓣环运动e峰(E/e)；采用STI计算出左心室扭转角度峰值(Peaktw)、主动脉瓣关闭时间点扭转角度(AVCtw)、左房室瓣开放时间点扭转角度(MVOtw)。

1.3 血清C肽水平测定 采集空腹静脉血2 ml测定血糖、糖化血红蛋白(HbA1c)、C肽水平。C肽的测定采用直接化学发光法。采用德国西门子公司C肽测定试剂盒(USA)。测定方法参照仪器和试剂说明书进行，测定结果均严格执行全程质控监测，保证检测结果准确。

2 结果

2.1 一般资料比较 3组性别构成、年龄、心率比较，差异均无统计学意义(P>0.05)。B组糖尿病病程较A组延长，差异有统计学意义(P<0.05)。3组血糖、HbA1c、C肽水平比较，差异均有统计学意义(P<0.05)；其中A组和B组血糖、HbA1c高于对照组，C肽水平低于对照组，差异均有统计学意义(P<0.05)；B组血糖、HbA1c高于A组，C肽水平低于A组，差异均有统计学意义(P<0.05，见表1)。

2.2 常规超声心动图检测值比较 3组LVEDD、LAD、IVS、LVPW、LVFS、LVEF、E/A、E/e比较，差异均有统计学意义(P<0.05)；其中与对照组比较，A组IVS、LVPW、E/e升高，B组LVEDD、LAD、E/e升高，B组LVFS、LVEF、E/A降低，差异均有统计学意义(P<0.05)；与A组比较，B组LVEDD、LAD、E/e升高，LVFS、LVEF、E/A降低，差异均有统计学意义(P<0.05，见表2)。

图1 左心室基底短轴水平及心尖短轴水平旋转曲线

Figure1 Base level short-axis view of left ventricular and apex level short-axis view of rotation curve

表1 3组一般资料比较Table 1 Comparison of general data in three groups

注：HbA1c=糖化血红蛋白；▲为χ2值，☆为t值，余检验统计量值为F值；与对照组比较，*P<0.05；与A组比较，△P<0.05

表2 3组常规超声心动图检测值比较Table 2 Comparison of indicators of conventional echocardiography in three groups

注：LVEDD=左心室舒张末期内径，LAD=左心房前后径，IVS=室间隔舒张末期厚度，LVPW=左心室后壁舒张末期厚度，LVFS=左心室短轴缩短率，LVEF=左心室射血分数，E/A=左房室瓣口E峰值/左房室瓣口A峰值，E/e=左房室瓣口血流频谱E峰/组织多普勒左房室瓣环运动e峰；与对照组比较，*P<0.05；与A组比较，△P<0.05

表3 3组左心室心肌扭转运动相关指标比较Table 3 Comparison of left ventricular twist related indicators in three groups

注：Peaktw=左心室扭转角度峰值，AVCtw=主动脉瓣关闭时间点扭转角度，MVOtw=左房室瓣开放时间点扭转角度；与对照组比较，*P<0.05；与A组比较，△P<0.05

表4 2型糖尿病患者Peaktw、AVCtw、MVOtw与C肽水平的相关性分析Table 4 Correlation analysis of Peaktw,AVCtw,MVOtw and C peptide level in T2DM patients

2.3 3组左心室心肌扭转运动相关指标比较 3组Peaktw、AVCtw、MVOtw比较，差异均有统计学意义(P<0.05)；其中与对照组比较，A组Peaktw、AVCtw、MVOtw升高，B组Peaktw、AVCtw、MVOtw降低，差异有统计学意义(P<0.05)；与A组比较，B组Peaktw、AVCtw、MVOtw降低，差异有统计学意义(P<0.05，见表3)。

2.4 2型糖尿病患者Peaktw、AVCtw、MVOtw与空腹血清C肽水平的相关性分析 2型糖尿病患者Peaktw、AVCtw、MVOtw与空腹血清C肽水平均呈正相关(P<0.05，见表4、图2～4)。

图2 Peaktw与C肽水平相关性散点图

Figure2 Correlation scatter plot of Peaktw and C peptide level

图3 AVCtw与C肽水平相关性散点图

Figure3 Correlation scatter plot of AVCtw and C peptide level

图4 MVOtw与C肽水平相关性散点图

Figure4 Correlation scatter plot of MVOtw and C peptide level

3 讨论

糖尿病性心肌病是一种独立的糖尿病严重并发症，主要是由于糖尿病引起的糖脂代谢、能量代谢紊乱，微血管病变以及微循环障碍最终导致心肌缺血缺氧，心肌间质纤维化，心功能下降[1-2]，早期可无明显的临床症状，如不进行干预，最终可进展为心力衰竭。

左心室由内层呈右手螺旋、外层呈左手螺旋的螺旋形心肌及中层的环形心肌构成，该螺旋形心肌构型[3]是左心室心肌“拧毛巾”样运动产生的力学基础[4]。STI是基于二维图像，通过识别和追踪心肌的自然声学斑点的空间运动，获得心肌旋转、扭转等信息，实现无角度依赖地综合评价心肌的功能[5]。STI为心脏运动力学与心肌运动形变的联系提供了一种全新的定量评价方法[6-7]。

本研究中发现，A组的E/e、Peaktw、AVCtw、MVOtw均高于对照组，B组的Peaktw、AVCtw、MVOtw均低于A组和对照组，而E/e高于A组和对照组，说明糖尿病患者早期心肌的损害首先是左心室舒张功能的减退。糖尿病患者舒张功能轻度受损时，左心室的Peaktw、AVCtw、MVOtw不同程度地增高，随着受损程度的进一步加重，左心室的Peaktw、AVCtw、MVOtw不同程度地减低。这与Park等[8]应用STI对舒张功能异常患者进行分组研究所得出的研究结果相一致。其原因可能为：糖尿病患者存在代谢紊乱、心肌内微血管病变，引起心内膜下心肌灌注不良、缺血，心肌纤维化程度较重，继而导致心肌收缩力下降[9]，减弱了其对抗心外膜下心肌纤维收缩引起的逆时针方向旋转，从而导致左心室心肌整体运动表现为逆时针扭转增强，类似于一种“假性正常化”。随着病情的进展，心肌灌注不良、缺血累及至心外膜下心肌纤维，心外膜下心肌纤维收缩力下降，引起其逆时针方向旋转减弱，左心室扭转减弱。同时，心肌存在心肌细胞凋亡并由此加速心肌重构和左心室充盈压过大[10]可导致心肌纤维被动拉长移位；心肌细胞膜损伤可导致心肌坏死、间质纤维化和心肌收缩力降低，损害左心室扭转能力。

C肽是由胰腺β细胞分泌的生物活性物质，能反映胰腺β细胞的功能，是胰岛素A、B链之间的连接肽，由胰岛素按照一分子C肽和一分子胰岛素的比例裂解产生。有研究显示，C肽不仅可以舒张血管，抑制糖尿病血管平滑肌细胞的增殖，而且能通过一氧化氮合酶(NOS)系统产生一氧化氮(NO)，增加NO的效能扩张微血管，抑制内皮黏附分子，降低内皮与白细胞间的作用而防止血栓形成，从而改善糖尿病患者微循环[11-12]，因此C肽能通过保护血管内皮的完整性改善糖尿病的血管病变，并可能成为治疗糖尿病患者心血管病变的一个新手段[13-15]。本研究结果中显示，糖尿病患者Peaktw、AVCtw、MVOtw与C肽呈正相关，提示随着血清C肽水平下降，糖尿病患者左心室收缩功能的受损程度加重，Peaktw、AVCtw、MVOtw相应下降。本研究结果还表明糖尿病患者血清C肽水平与左心室收缩功能密切相关，参考血清C肽水平可以了解糖尿病患者左心室收缩功能的受损程度。

综上所述，STI能准确量化分析左心室心肌扭转运动变化特点，能帮助早期识别2型糖尿病患者左心室功能的异常。参考2型糖尿病患者空腹血清C肽水平，可了解2型糖尿病患者左心室收缩功能的状态。

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