斑点追踪成像评价阻塞性睡眠呼吸暂停综合征患者左心室功能

王 雷 WANG Lei王志斌 WANG Zhibin王吴刚 WANG Wugang李俊芳 LI Junfang李 勇 LI Yong

论著

斑点追踪成像评价阻塞性睡眠呼吸暂停综合征患者左心室功能

王 雷 WANG Lei
王志斌 WANG Zhibin
王吴刚 WANG Wugang
李俊芳 LI Junfang
李 勇 LI Yong

作者单位青岛大学附属医院心脏超声科 山东青岛266003

目的阻塞性睡眠呼吸暂停综合征（OSA）可导致机体多脏器结构和功能发生损害，与心血管疾病密切相关。本研究应用斑点追踪成像评价左心室射血分数正常的OSA患者左心室功能。资料与方法选择临床诊断为轻、中、重度OSA患者各20例，另外选取20例健康志愿者作为对照组。应用斑点追踪成像测量各组受检者纵向、圆周、径向收缩期应变（S）、收缩期应变率（SRS）、舒张早期应变率（SRE）、舒张晚期应变率（SRA），并计算各方向舒张早期应变率与舒张晚期应变率比值（SRE/A）。结果OSA患者左心室长轴收缩功能自中度OSA组开始减低，中度OSA组、重度OSA组与对照组及轻度OSA组比较，差异有统计学意义（P＜0.05）；圆周、径向收缩功能自重度OSA组开始减低，差异有统计学意义（P＜0.05）。左心室纵向、圆周、径向舒张功能在中度OSA组、重度OSA组较轻度OSA组及对照组减低，差异有统计学意义（P＜0.05）。结论 应用斑点追踪成像可以早期检测左心室射血分数正常的OSA患者左心室收缩与舒张功能障碍OSA，为OSA的诊疗提供有价值的信息。

睡眠呼吸暂停综合征；超声心动描记术，多普勒，彩色；斑点追踪成像；心排血量；心室功能，左

阻塞性睡眠呼吸暂停综合征（obstructive sleep apnea，OSA）是以上呼吸道狭窄引起的睡眠过程中频繁发生的呼吸暂停和血氧饱和度下降为特征的临床综合征，临床表现为夜间睡眠打鼾伴呼吸暂停和白天嗜睡。OSA发病率较高，可导致机体多脏器结构和功能发生损害，尤其与心血管疾病密切相关[1]。近年研究发现，OSA与左心室结构改变存在相关，且可导致左心室功能障碍[2]。斑点追踪成像是一种无创性评估心肌功能的新技术，动物实验和临床研究发现其可准确评估左心室收缩与舒张功能[3]。本研究拟应用斑点追踪成像探讨左心室射血分数（left ventricular ejection fraction，LVEF）正常的OSA患者左心室纵向、圆周、径向收缩和舒张心肌应变的早期改变，为OSA患者的早期干预提供依据。

1 资料与方法

1.1 研究对象 选择2014年3月—2015年3月在青岛大学附属医院就诊并经多导睡眠监测诊断为OSA的60例患者。根据中华医学会2012年OSA疾病诊断标准[4]，按照睡眠呼吸暂停低通气指数（apnea hypopnea index，AHI）将OSA患者分为：轻度OSA组20例，AHI 5～15/h；中度OSA组20例，AHI 16～30/h；重度OSA组20例，AHI＞30/h。另选择年龄、性别、体重与OSA组相匹配的20例健康志愿者作为对照组。排除标准：LVEF＜50%，肺动脉平均压＞25 mmHg，心脏结构及节律异常，冠心病，糖尿病，高血压，阻塞性肺疾病，体重指数（body mass index，BMI）＞35 kg/m2及图像质量差无法进行分析者。各组受检者年龄、性别、收缩压、舒张压、心率、BMI差异均无统计学意义（F=0.4、0.3、0.2、0.2、0.6、0.4，P＞0.05）；AHI随疾病严重程度增加而增大,差异有统计学意义（F=186.5，P＜0.05），各组AHI两两比较，差异有统计学意义（q=3.7、21.6、25.3，P＜0.05）；见表1。所有受检者均知情同意。

表1 4组受检者临床资料比较

1.2 仪器与方法 采用Philips iE eilte彩色多普勒超声诊断仪，配备S5-3探头，频率1.7～5.0MHz。受检者取左侧卧位，同步连接心电图。常规测量室间隔舒张末期厚度（ventricular septal end-diastolic thickness，IVSd）、左心室后壁舒张末期厚度（left ventricular posterior wall end-diastolic thickness，LVPWT）、左心室舒张末期容积（left ventricular end-diastolic volume，LVEDV）、LVEF、二尖瓣脉冲多普勒频谱E峰与A峰比值（E/A）、E峰减速时间（decelerate，DT）。连续采集3个心动周期的二尖瓣、乳头肌、心尖水平的左心室短轴切面以及心尖四腔、二腔、三腔切面二维动态图像：存储后应用Qlab 9.0工作站中的CMQ插件脱机分析。在心尖切面手动确定二尖瓣半环及心尖部3点，在左心室短轴切面手动确定左心室中心点，软件自动勾画追踪左心室心内膜及心外膜，并计算出各节段及整体心肌应变。各组心尖四腔切面及左心室短轴二尖瓣水平应变曲线见图1、2。根据曲线测量左心室心肌纵向、圆周、径向收缩期应变（strain，S）、收缩期应变率（systolic strain rate，SRS）、舒张早期应变率（early diastolic strain rate，SRE）、舒张晚期应变率（late diastolic strain rate，SRA）、舒张早期应变率与舒张晚期应变率比值（SRE/A）。所有测值均取3个心动周期和3个不同切面平均值。

1.3 统计学方法 采用SPSS 17.0软件，计量资料组间比较采用单因素方差分析，两两比较采用q检验，P＜0.05表示差异有统计学意义。

2 结果

2.1 常规超声参数比较 中度OSA组、重度OSA组IVSd及LVPWT与对照组和轻度OSA组比较，差异有统计学意义（F=13.2、20.3，P＜0.05），两两比较结果显示，差异均有统计学意义（q=5.6～8.6，P＜0.05）；LVEDV、LVEF、E/A、DT比较，差异均无统计学意义（F=0.1、0.2、2.6、0.9，P＞0.05）。见表2。

图1 心尖四腔应变曲线。A～D分别为对照组、轻度OSA组、中度OSA组、重度OSA组

图2 左心室短轴二尖瓣水平应变曲线。A～D分别为对照组、轻度OSA组、中度OSA组、重度OSA组

表2 4组受检者常规超声心动图比较

2.2 收缩应变及应变率参数比较 中度OSA组、重度OSA组长轴收缩期应变（LS）和长轴收缩期应变率（LSRS）较对照组和轻度OSA组减低，差异有统计学意义（F=63.1、10.6，P＜0.05），两两比较结果显示，差异均有统计学意义（q=4.4～16.7，P＜0.05）。重度OSA组圆周收缩期应变（CS）、圆周收缩期应变率（CSRS）和径向收缩期应变率（RSRS）均小于其他组，差异有统计学意义（F=24.0、43.6、7.8，P＜0.05），两两比较结果显示，差异均有统计学意义（q=3.8～13.9，P＜0.05）。重度OSA组径向收缩期应变（RS）较中度OSA组减小，差异有统计学意义（q=3.8，P＜0.05）；见表3。

2.3 舒张应变及应变率参数比较 3个方向中度OSA组与重度OSA组舒张早期应变率（LSRE、CSRE、RSRE）和舒张晚期应变率（LSRA、CSRA、RSRA）均较对照组与轻度OSA组减小，差异有统计学意义（F=57.4、38.9、27.8、14.3、16.5、10.8，P＜0.05），两两比较结果显示，差异均有统计学意义（q=4.3～13.7，P＜0.05）。中度OSA组与重度OSA组间CSRE、RSRE、LSRA和CSRA差异均有统计学意义（q=3.3～6.5，P＜0.05）。随着疾病严重程度增加，各方向舒张早期应变率与舒张晚期应变率比值（SRE/SRA）减低，见表3。

表3 4组受检者应变及应变率参数比较

3 讨论

OSA患者表现为睡眠时反复发生上气道塌陷阻塞，导致呼吸暂停、通气不足、打鼾和睡眠结构紊乱，严重影响生活质量。OSA疾病进程中频繁发生的血氧饱和度下降、血CO2浓度升高可引起多系统并发症。OSA患者睡眠中呼吸暂停和通气不足可导致心肌细胞的氧供应降低，心肌细胞氧的供需失衡又加重患者睡眠中低氧状态，两者相互作用可引起心肌局部供氧不足和功能障碍[5]。因此，在OSA患者心功能出现明显障碍之前，早期发现心功能改变对疾病的诊疗和预后有重要意义。斑点追踪成像是在组织速度显像基础上发展起来的定量评价心脏机械功能的新技术，很大程度上克服了心脏位移、邻近心肌节段及多普勒角度的影响，从而较常规心脏超声指标对左心室功能作出更为精确的评价。LVEF是反映心内膜位移的指标，可以评价左心室整体收缩功能，但并不适用于OSA患者早期心肌功能改变的评估。

本研究结果显示，中度OSA组和重度OSA组IVSd及LVPWT较对照组和轻度OSA组增加，与Altekin等[6]的研究结果基本一致，表明单纯的OSA疾病可直接影响左心室结构导致左心室心肌肥厚，其原因可能是OSA疾病进程中呼吸暂停低通气引起动脉僵硬度和室壁张力增加，导致左心室后负荷增加，从而代偿性地导致左心室心肌肥厚。左心室纵向收缩功能主要由心内膜下纵向心肌纤维负责，OSA导致左心室心肌肥厚可加重心内膜下心肌纤维缺血，导致心肌细胞凋亡和纤维化，因此心内膜下心肌纤维对OSA引起的缺血更加敏感，OSA患者左心室纵向收缩功能首先出现异常，这与Vitarelli等[7]关于OSA容易影响纵向心肌纤维的结论相符。左心室中层心肌纤维的主要功能是负责左心室径向功能，心肌代偿性增厚可使左心室径向功能轻度增加并使LVEF保持正常[8]。重度OSA患者左心室心肌肥厚不足以代偿左心室后负荷并加重心肌缺氧状态下，中层心肌纤维开始受损，此时左心室纵向、圆周和径向收缩功能均减低，因此LVEF较对照组低，但差异无统计学意义，提示在OSA患者LVEF未明显下降时，左心室纵向、圆周和径向收缩功能已经开始恶化，这种左心室的亚临床改变可以用斑点追踪成像方法检查出来。

左心室收缩功能正常的OSA患者左心室舒张功能损伤较常见[6]。本研究中应用纵向、圆周、径向SRE、SRA和SRE/SRA探讨OSA的存在及严重程度与左心室舒张功能障碍的关系。左心室舒张功能障碍以左心室壁张力增加、心肌坏死和纤维化导致的左心室壁松弛障碍和持续充盈状态为特点。左心室心肌肥厚、交感神经兴奋及异常的心室-血管耦联导致血压增高是左心室舒张功能障碍的病因[9]。因此，OSA与高血压等疾病的左心室舒张功能障碍的病理生理机制基本相同。斑点追踪成像可以用于评价此类疾病的左心室舒张功能[10]。本研究结果表明，左心室在3个方向上舒张功能均自中度OSA组开始减低，且随病情严重程度增加而减低明显，其原因与OSA导致的全身动脉血压升高和左心室心肌肥厚及疾病进程中持续的低氧血症所致交感神经兴奋等病理生理机制有关。

总之，在OSA患者LVEF未明显下降时，左心室纵向、圆周和径向收缩与舒张功能已经开始恶化，应用斑点追踪成像可以在OSA患者出现心血管相关临床症状前的早期阶段发现左心室收缩与舒张功能障碍。因此，应用斑点追踪成像可以提前检测OSA患者左心室收缩与舒张功能障碍，为患者的临床诊疗决策及预后判断提供依据。本研究的局限性在于：斑点追踪成像对图像质量要求较高，而OSA患者多为肥胖者，病例采集时尽量保持图像清晰，以保证结果准确。此外，本研究样本量较小，需进行大样本研究进一步验证。

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（本文编辑 张春辉）

Speckle Tracking Imaging in Assessing Left Ventricular Function of Obstructive Sleep Apnea

PurposeObstructive sleep apnea (OSA) can lead to structure and function damages of multiple organs. OSA is closely related to cardiovascular diseases. This study aims to evaluate left ventricular function in OSA patients with normal left ventricular ejection fraction.Materials and MethodsSixty OSA patients were divided into mild,moderate and severe group according to the clinical diagnosis,with 20 patients in each group. Another 20 healthy volunteers were recruited as normal control group. Strain (S),systolic strain rate (SRS),early diastolic strain rate (SRE) and late diastolic strain rate (SRA) values in longitudinal,circumferential and radial directions of all the subjects were measured by using speckle tracking imaging. The SRE/SRArates in three directions were calculated.ResultsLeft ventricular longitudinal systolic function showed significant lower in moderate and severe groups than in the control and mild groups (P＜0.05). Circumferential and radial contraction reduced in the severe group,and the difference was statistically significant (P＜0.05). The longitudinal,circumferential,and radial diastolic functions of the myocardial fibers in the left ventricle decreased in moderate and severe OSA patients when compared with that of the mild OSA patients and healthy individuals (P＜0.05).ConclusionThe speckle tracking imaging has the potential to detect the subclinical left ventricular dysfunction in OSA patients with normal left ventricular ejection fraction and might provide useful information for risk stratification.

Sleep apnea syndromes; Echocardiography,Doppler,color; Speckle tracking imaging; Cardiac output; Ventricular function,left

10.3969/j.issn.1005-5185.2015.12.009

王志斌

Department of Echocardiography,the Affiliated Hospital of Qingdao University,Qingdao 266003,China

Address Correspondence to: WANG Zhibin E-mail: 13705321172@163.com

R562.1；R445.1

2015-07-19

修回日期：2015-09-18

中国医学影像学杂志2015年第23卷12期：913-916，921

Chinese Journal of Medical Imaging 2015 Volume 23(12): 913-916,921