全方向M型超声心动图对糖尿病心肌病患者左心室收缩功能的研究

王春+郭薇+戴莹

[摘要] 目的 探讨全方向M型超声心动图在评价糖尿病心肌病（DCM）左心室心肌局部收缩功能中的效果。 方法 选择62例DCM患者（研究组）、54例正常人（对照组）作为研究对象，采集各组左心室短轴16个节段的全方向M型超声心动图曲线，分别于收缩期和舒张期测量心内膜运动速度（Ven）、心外膜运动速度（Vep）及相对应的室壁厚度（D），计算心肌速度梯度（MVG）并进行对照分析。 结果 研究组左心室短轴平面多数节段舒张期的MVG低于对照组，差异有统计学意义（P<0.05）， 研究组收缩期只有少部分节段MVG低于对照组，差异有统计学意义（P<0.05）。 结论 DCM患者心脏整体收缩及舒张功能在正常范围时就可出现局部心肌运动功能异常，全方向M型超声心动图可用于定量评价其局部心肌运动功能的变化。

[关键词] 糖尿病心肌病；超声心动图描记术；心肌速度梯度

[中图分类号] R587.2 [文献标识码] A [文章编号] 1674-4721（2014）09（c）-0108-04

Research of omni-directional M-mode echocardiography on left ventricular systolic function in patients with diabetic cardiomyopathy

WANG Chun GUO Wei DAI Ying

Department of Ultrasonography，Fujian Provincial Hospital；Provincial Clinical Medicine College of Fujian Medical University，Fuzhou 350001，China

[Abstract] Objective To explore the effects of omni-directional M-mode echocardiography in the assessment of left ventricular systolic function of local myocardium in patients with diabetic cardiomyopathy（DCM）. Methods 62 patients with DCM（the study group） and 54 healthy people （the control group） were selected as research subjects，curves of omni-directional M-mode echocardiography in 16 segments of left ventricle short axis in each group were collected.Endocardial motion velocity（Ven），epicardial motion velocity（Vep），and related wall thickness（D）were measured at systole and diastole.Myocardial velocity gradient was calculated，and then compared and analyzed. Results MVG at diastole in most of the segments of left ventricle short axis in study group was lower than that in the control group，with statistical difference（P<0.05）.MVG at systole in few segments was lower than that in the healthy group，with statistical difference（P<0.05）. Conclusion Patients with DCM may show abnormal local myocardial motion function when the overall systolic and diastolic functions are normal，and omni-directional M-mode echocardiography can be used to quantatively assess the changes of local myocardial motion function.

[Key words] Diabetic cardiomyopathy；Echocardiography；Myocardial velocity gradient

糖尿病心肌病（diabetic cardiomypopathy，DCM）是糖尿病的主要并发症之一，是由高血糖造成心肌微血管病变和代谢紊乱所导致的心肌广泛局灶性坏死的一类疾病，早期可无临床症状，最终可进展为心力衰竭[1]。全方向 M 型超声心动图（omni-directional M-mode echocardiography，OME）是M型超声成像中不断发展的一种超声定量技术，能够在常规M型超声无法测量的切面进行测量[2]。本研究采用OME对DCM患者左心室心肌局部收缩功能进行评价，旨在为早期发现糖尿病患者心肌运动功能障碍提供可靠的临床诊断依据。

1 材料与方法

1.1 一般资料

选择2012年11月～2013年12月就诊于本院的62例DCM患者作为研究组，其中男性38例，女性24例；平均年龄为（52±18.6）岁。糖尿病诊断参照1999年WHO标准（空腹血浆葡萄糖≥7.0 mmol/L，或糖耐量试验2 h血浆葡萄糖≥11.1 mmol/L）。DCM诊断标准：糖尿病程5年以上；无心脏疾病病史；排除高血压、甲亢等；心导管或心脏CTA检查排除冠心病存在；至少出现以下情况之一：心脏扩大、各类心律失常、慢性心功能不全。选取同时期来本院的54例健康体检者作为对照组，其中男34 例，女20例，平均年龄为（46±21.6）岁，既往无心血管疾病、糖尿病、及肾功能障碍等病史，心电图及超声心动图检查无明显异常。两组的年龄、性别等资料比较，差异无统计学意义（P>0.05），具有可比性。

1.2 仪器设备

二维超声图像的采集使用GE Vivid7 Dimension彩色超声显像系统，探头频率2.0～4.04 MHz，探头深度15～20 cm，扫描角度90°～120°。OME参数的测量及分析采用福州大学生物医学工程研究所研制的LEJ-2型OME系统。

1.3 研究方法

1.3.1 图像采集 受检者取左侧卧位，连接同步心电图，于受检者平静呼吸时采集图像。所有入选者均行常规二维超声检查与测量，获取左心室短轴二尖瓣水平、乳头肌水平及心尖水平的常规二维切面，要求内膜显示清楚，每个切面都要连续采集3个心动周期，存入超声机硬盘。

1.3.2 图像分析 将所获取的二维动态图像导入LEJ-2型OME系统，采用手动分析方式将取样线分别放置于左心室二尖瓣水平、乳头肌水平、心尖共16节段（美国超声心动图协会的16节段分法）。测量时取样方向尽量使取样线垂直于所测量室壁，应用M型图像生成程序，该程序可对每条取样线上的心室壁生成相应M型超声图像。根据同步心电图选择同一心动周期内的收缩期、舒张期，并测量心内膜运动速度（Ven）、心外膜运动速度（Vep）及相对应的室壁厚度（D），每个测定值均为连续3个心动周期，3次测量后得出平均值，计算心肌速度梯度（myocardial velocity gradient，MVG），MVG=（Ven-Vep）/D。

1.4 统计学处理

采用 SPSS 17.0软件对数据进行分析，计量资料用x±s表示，采用t检验，以P<0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 两组心率、空腹血糖、传统超声心动图测量指标的比较

两组之间的心率（HR）、左心室内径（LV）、左室舒张末期容积（EDV）、左室射血分数（EF）等传统超声心动图测量指标比较，差异无统计学意义（P>0.05）。研究组空腹血糖水平高于对照组，差异有统计学意义（P<0.05）（表1）。

2.2 两组收缩期三个水平各节段MVG的比较

研究组收缩期左心室短轴切面二尖瓣水平前间隔、前壁、后间隔的MVG均低于对照组，乳头肌水平前间壁、前壁的MVG低于对照组，心尖水平前壁的MVG低于对照组，差异有统计学意义（P<0.05）（表2）。

表2 两组收缩期三个水平各节段MVG的比较（s-1，x±s）

与对照组比较，*P<0.05

2.3 两组舒张期三个水平各节段MVG的比较

研究组舒张期左心室短轴切面二尖瓣水平各节段的MVG均低于对照组，乳头肌水平前间壁、前壁、后壁、下壁、后间隔的MVG均低于对照组，心尖水平前壁、后间隔的MVG低于对照组，差异有统计学意义（P<0.05），其中二尖瓣水平前间壁和前壁、乳头肌水平下壁的MVG显著低于对照组（P<0.01）（表3）。

表3 两组舒张期三个水平各节段MVG的比较（s-1，x±s）

与对照组比较，*P<0.05，**P<0.01

3 讨论

DCM是糖尿病的主要并发症之一，主要的病理变化是高血糖等引发一系列不良反应导致心肌代谢紊乱，心肌纤维化以及细胞损害，长期代谢障碍可导致心室肥厚，心肌结构异常，进而影响心脏的舒缩功能[3-5]。本研究中，研究组和对照组在采用传统超声心动图进行心脏超声检测后，两组的EF值、E/A值比较，差异无统计学意义（P>0.05）。传统超声心动图通过测量舒张早期和舒张晚期的E/A值来评价糖尿病患者左心室舒张功能，但是随着糖尿病病程的发展，心肌纤维化进一步加重，左心室顺应性进一步降低，使左心室舒张末期压力升高，而舒张早期二尖瓣口压力阶差也升高，此时会出现E/A比值假性正常，并且测量二尖瓣E/A比值的方法手段单一，不能定量评价心肌的整体和局部功能，特异性不高，难以满足临床诊治的要求。

福州大学生物医学工程研究所在传统M型超声基础上，研制出LEJ-2型OME，其基本原理与传统 M 型超声相同，但传统M型超声只能局限于90°范围内扫描，而且对检测角度和检测对象有很大局限。OME独特之处在于可在同一个心动周期内不同心脏部位进行任意多条运动曲线的同步成像，通过对图像数字化处理，可同时显示心脏内不同结构不同角度的 M型超声运动图像，其重要特征就是取样线可以任意取向，不受取样结构角度限制，可同步观察不同心脏结构的运动情况，便于对比分析。心肌应变率是指单位时间内心肌组织发生变形的速度，等于以初长度为校正的每单位长度的速度差，即MVG。目前获得心肌应变率应用较广的是采用组织多普勒技术分别对要观察的心肌组织进行测量，缺点是存在很大的角度依赖性，且多研究的是心肌轴向运动。M型超声心肌运动曲线同样可反映局部心肌变形情况，对心肌的向心运动评价更有优势，最大优点在于分析心肌运动时不受心脏整体运动以及相邻节段心肌舒缩运动的影响，可更加准确地反映局部心肌运动与功能[6-7]。心脏的整体功能未出现明显下降时，部分心肌局部功能已出现轻度损害。传统超声检测方法敏感性往往不高，OME可提高对心肌早期局部功能损害检测的敏感性[8-9]。本研究中，研究组的MVG比对照组降低，与不同机构使用其他超声技术所得出的结果一致[10]。本研究显示，研究组MVG在舒张期心肌各节段显著低于对照组，收缩期变化不明显。国外研究结果也提示由糖尿病引起的心脏微血管病变、心肌生化代谢紊乱和心肌纤维化等所致的心肌结构异常，最终可引发左心室结构及功能异常[11-12]。左心室舒张功能受损可能是DCM最明显的早期征象，因此早期发现左室舒张功能障碍具有重要临床意义[13]。本研究从左室短轴切面不同水平、不同节段的MVG来评价心肌各个节段的局部收缩运动功能，研究组部分节段MVG减低，提示DCM在左室整体收缩功能还处在正常范围时就已出现局部的心肌收缩运动功能障碍，可能是由于心肌通过不同程度的代偿机制导致心肌整体收缩功能未出现显著改变。该结果与既往DCM患者心功能的研究结论一致[14-16]。

本研究显示，EF和二尖瓣口血流频谱等传统超声指标发生改变前，DCM患者可能已经发生了不同程度的心肌组织损害，提示最早出现的DCM心脏功能损害是心室舒张功能下降。如何早期发现DCM心脏结构和功能的改变对减少DCM并发症的发生具有重要临床意义。目前临床上对DCM的早期诊断存在一定困难，也缺乏一个统一标准。本研究显示，应用LEJ-2型OME评价DCM心脏功能具有可行性，值得进一步完善和研究。

[参考文献]

[1] Boudina S，Abel ED.Diabetic cardiomyopathy，causes and effects[J].Rev Endocr Metab Disord，2011，11（1）：31-39.

[2] 张筠，李越，李蕾，等.应用改进的解剖M型超声检测正常人左心室径向应变率[J].中国医学影像技术，2008，24（7）：1044-1047.

[3] Boudina S，Abel ED.Diabetic cardiomyopathy revisted[J].Circulation，2007，115（25）：3213-3223.

[4] Stein PK，Tereshchenko L，Domitrovich PP，et al.Diastolic dysfunction and autonomic abnormalities in patients with systolicheart failure[J].Eur J Heart Fail，2007，9（4）：364-369.

[5] 张鹏，路慎国，郑洪华.糖尿病心肌病的发病机制研究[J].中国当代医药，2012，19（24）：18-19.

[6] 郭薇，王春，卢荔红.LEJ-1型全方向M-型超声心动图对心室壁速度和加速度的研究[J].中国超声医学杂志，2006，22（9）：665-667.

[7] 叶振盛，郭薇.全方向M型超声评价扩张型心肌病患者左心室收缩同步性[J].中国医学影像技术，2009，25（10）：1803-1805.

[8] Lin Q，Wu W，Huang L，et al.An omnidirectiongal M-mode echocardiography system and its clinical application[J].Comput Med Imaging Graph，2006，30（6-7）：333-338.

[9] 郭亮，李越，孟素云，等.改进的解剖M型超声检测Ⅱ型糖尿病患者心肌径向应变率的研究[J].中华医学超声杂志·电子版，2011，8（2）：306-312.

[10] 马红，谢明星，王静，等.超声斑点追踪成像技术对2型糖尿病患者左室收缩功能的研究[J].中国超声医学杂志，2008，24（10）：894-897.

[11] Galderisi M.Diastolic dysfunction and diabetic cardiomyopathy：evaluation by doppler echocardiography[J].J Am Coll Cardiol，2006，48（8）：1548-1551.

[12] Ha JW，Lee HC，Kang ES，et al.Abnormal left ventricular longitudinal functional reserve in patients with diabetes mellitus：implication for detecting subclinical myocardial dysfunction using exercise tissue doppler echocardiography[J].Heart，2007，93（12）：1571-1576.

[13] From AM，Scott CG，Chen HH.The development of heart failure in patients with diabetes mellitus and pre-clinical diastolic dysfunction：A population-based study[J].J Am Coll Cardiol，2010，55（4）：300-305.

[14] 赵策瑶，邓又斌，熊莉，等.超声斑点追踪技术评价2型糖尿病患者心脏局部收缩功能[J].中国超声医学杂志，2009，25（4）：373-376.

[15] 范瑞，林红，李翠玲，等.斑点追踪成像评价2型糖尿病患者左心室舒张功能早期改变[J].中国医学影像技术， 2012，28（11）：1991-1998.

[16] Ernande L，Rietzschel ER，Bergerot C，et al.Impaired myocardial radial function in asymptomatic patients with type 2 diabetes mellitus：a speckle-tracking imaging study[J].J Am Soc Echocardiogr，2010，23（12）：1266-1272.

（收稿日期：2014-06-17 本文编辑：祁海文）

本研究显示，EF和二尖瓣口血流频谱等传统超声指标发生改变前，DCM患者可能已经发生了不同程度的心肌组织损害，提示最早出现的DCM心脏功能损害是心室舒张功能下降。如何早期发现DCM心脏结构和功能的改变对减少DCM并发症的发生具有重要临床意义。目前临床上对DCM的早期诊断存在一定困难，也缺乏一个统一标准。本研究显示，应用LEJ-2型OME评价DCM心脏功能具有可行性，值得进一步完善和研究。

[参考文献]

[1] Boudina S，Abel ED.Diabetic cardiomyopathy，causes and effects[J].Rev Endocr Metab Disord，2011，11（1）：31-39.

[2] 张筠，李越，李蕾，等.应用改进的解剖M型超声检测正常人左心室径向应变率[J].中国医学影像技术，2008，24（7）：1044-1047.

[3] Boudina S，Abel ED.Diabetic cardiomyopathy revisted[J].Circulation，2007，115（25）：3213-3223.

[4] Stein PK，Tereshchenko L，Domitrovich PP，et al.Diastolic dysfunction and autonomic abnormalities in patients with systolicheart failure[J].Eur J Heart Fail，2007，9（4）：364-369.

[5] 张鹏，路慎国，郑洪华.糖尿病心肌病的发病机制研究[J].中国当代医药，2012，19（24）：18-19.

[6] 郭薇，王春，卢荔红.LEJ-1型全方向M-型超声心动图对心室壁速度和加速度的研究[J].中国超声医学杂志，2006，22（9）：665-667.

[7] 叶振盛，郭薇.全方向M型超声评价扩张型心肌病患者左心室收缩同步性[J].中国医学影像技术，2009，25（10）：1803-1805.

[8] Lin Q，Wu W，Huang L，et al.An omnidirectiongal M-mode echocardiography system and its clinical application[J].Comput Med Imaging Graph，2006，30（6-7）：333-338.

[9] 郭亮，李越，孟素云，等.改进的解剖M型超声检测Ⅱ型糖尿病患者心肌径向应变率的研究[J].中华医学超声杂志·电子版，2011，8（2）：306-312.

[10] 马红，谢明星，王静，等.超声斑点追踪成像技术对2型糖尿病患者左室收缩功能的研究[J].中国超声医学杂志，2008，24（10）：894-897.

[11] Galderisi M.Diastolic dysfunction and diabetic cardiomyopathy：evaluation by doppler echocardiography[J].J Am Coll Cardiol，2006，48（8）：1548-1551.

[12] Ha JW，Lee HC，Kang ES，et al.Abnormal left ventricular longitudinal functional reserve in patients with diabetes mellitus：implication for detecting subclinical myocardial dysfunction using exercise tissue doppler echocardiography[J].Heart，2007，93（12）：1571-1576.

[13] From AM，Scott CG，Chen HH.The development of heart failure in patients with diabetes mellitus and pre-clinical diastolic dysfunction：A population-based study[J].J Am Coll Cardiol，2010，55（4）：300-305.

[14] 赵策瑶，邓又斌，熊莉，等.超声斑点追踪技术评价2型糖尿病患者心脏局部收缩功能[J].中国超声医学杂志，2009，25（4）：373-376.

[15] 范瑞，林红，李翠玲，等.斑点追踪成像评价2型糖尿病患者左心室舒张功能早期改变[J].中国医学影像技术， 2012，28（11）：1991-1998.

[16] Ernande L，Rietzschel ER，Bergerot C，et al.Impaired myocardial radial function in asymptomatic patients with type 2 diabetes mellitus：a speckle-tracking imaging study[J].J Am Soc Echocardiogr，2010，23（12）：1266-1272.

（收稿日期：2014-06-17 本文编辑：祁海文）

本研究显示，EF和二尖瓣口血流频谱等传统超声指标发生改变前，DCM患者可能已经发生了不同程度的心肌组织损害，提示最早出现的DCM心脏功能损害是心室舒张功能下降。如何早期发现DCM心脏结构和功能的改变对减少DCM并发症的发生具有重要临床意义。目前临床上对DCM的早期诊断存在一定困难，也缺乏一个统一标准。本研究显示，应用LEJ-2型OME评价DCM心脏功能具有可行性，值得进一步完善和研究。

[参考文献]

[1] Boudina S，Abel ED.Diabetic cardiomyopathy，causes and effects[J].Rev Endocr Metab Disord，2011，11（1）：31-39.

[2] 张筠，李越，李蕾，等.应用改进的解剖M型超声检测正常人左心室径向应变率[J].中国医学影像技术，2008，24（7）：1044-1047.

[3] Boudina S，Abel ED.Diabetic cardiomyopathy revisted[J].Circulation，2007，115（25）：3213-3223.

[4] Stein PK，Tereshchenko L，Domitrovich PP，et al.Diastolic dysfunction and autonomic abnormalities in patients with systolicheart failure[J].Eur J Heart Fail，2007，9（4）：364-369.

[5] 张鹏，路慎国，郑洪华.糖尿病心肌病的发病机制研究[J].中国当代医药，2012，19（24）：18-19.

[6] 郭薇，王春，卢荔红.LEJ-1型全方向M-型超声心动图对心室壁速度和加速度的研究[J].中国超声医学杂志，2006，22（9）：665-667.

[7] 叶振盛，郭薇.全方向M型超声评价扩张型心肌病患者左心室收缩同步性[J].中国医学影像技术，2009，25（10）：1803-1805.

[8] Lin Q，Wu W，Huang L，et al.An omnidirectiongal M-mode echocardiography system and its clinical application[J].Comput Med Imaging Graph，2006，30（6-7）：333-338.

[9] 郭亮，李越，孟素云，等.改进的解剖M型超声检测Ⅱ型糖尿病患者心肌径向应变率的研究[J].中华医学超声杂志·电子版，2011，8（2）：306-312.

[10] 马红，谢明星，王静，等.超声斑点追踪成像技术对2型糖尿病患者左室收缩功能的研究[J].中国超声医学杂志，2008，24（10）：894-897.

[11] Galderisi M.Diastolic dysfunction and diabetic cardiomyopathy：evaluation by doppler echocardiography[J].J Am Coll Cardiol，2006，48（8）：1548-1551.

[12] Ha JW，Lee HC，Kang ES，et al.Abnormal left ventricular longitudinal functional reserve in patients with diabetes mellitus：implication for detecting subclinical myocardial dysfunction using exercise tissue doppler echocardiography[J].Heart，2007，93（12）：1571-1576.

[13] From AM，Scott CG，Chen HH.The development of heart failure in patients with diabetes mellitus and pre-clinical diastolic dysfunction：A population-based study[J].J Am Coll Cardiol，2010，55（4）：300-305.

[14] 赵策瑶，邓又斌，熊莉，等.超声斑点追踪技术评价2型糖尿病患者心脏局部收缩功能[J].中国超声医学杂志，2009，25（4）：373-376.

[15] 范瑞，林红，李翠玲，等.斑点追踪成像评价2型糖尿病患者左心室舒张功能早期改变[J].中国医学影像技术， 2012，28（11）：1991-1998.

[16] Ernande L，Rietzschel ER，Bergerot C，et al.Impaired myocardial radial function in asymptomatic patients with type 2 diabetes mellitus：a speckle-tracking imaging study[J].J Am Soc Echocardiogr，2010，23（12）：1266-1272.

（收稿日期：2014-06-17 本文编辑：祁海文）