二尖瓣环位移与实时三维超声心动图评价2型糖尿病患者左室舒张功能

刘畅，颜紫宁，范莉，沈丹，李洁

(南京医科大学附属常州第二人民医院 心超室，江苏 常州 213003)

糖尿病是一组以慢性血糖水平增高为特征的代谢性疾病，随着人民生活水平的提高，2型糖尿病患病率与日俱增，而心血管并发症是2型糖尿病最常见的并发症之一[1]，特别是引起心脏舒缩功能的异常，最终发展为糖尿病心肌病，该疾病特点为心肌肥厚、左室舒张功能减退，后期也可能发生左室收缩功能障碍，并诱发心力衰竭[2]，因此早期发现糖尿病患者左室舒张功能异常对减缓疾病发展具有重要意义。二尖瓣环位移自动追踪技术(mitral annular displacement，MAD)是通过追踪二尖瓣环相对于左室心尖的位移来评价左室功能。实时三维超声心动图(real- time three- dimensional echocardiography，RT- 3DE)通过描记心内膜获取左室空间结构，分析心腔容积的动态变化来评价左室功能。目前使用MAD及RT- 3DE评价左室收缩功能的研究较多，而评价舒张功能却鲜有报道。本研究应用MAD及RT- 3DE评价糖尿病患者左室舒张功能，并探讨二者的临床应用价值。

1 对象与方法

1.1 研究对象

1.1.1 糖尿病组 选择2017年5月至2018年2月于南京医科大学附属常州第二人民医院内分泌科住院的2型糖尿病患者共54例，将病程≤5年定义为糖尿病1组，共26例，其中男18例，女8例，年龄26～62岁， 平均(44.65±10.49)岁；将病程>5年定义为糖尿病2组，共28例，其中男16例，女12例，年龄31～61岁，平均(49.50±7.61)岁。纳入标准：所选患者与2017年WHO提出的2型糖尿病诊断分型标准相符。排除标准：经过询问病史，体检，实验室检查及心电图、超声心动图检查，除外高血压病、高脂血症、各种结构性心脏病、肺心病、甲状腺功能亢进或贫血、各种心肌病，无严重肝肾功能异常，收集病例时排除年龄偏大、图像质量不佳及二尖瓣环中重度钙化的患者。所有受检者心电图均为窦性心律。

1.1.2 对照组 随机选择2017年6月至8月于南京医科大学附属常州第二人民医院体检健康的志愿者27例作为对照组，其中男13例，女14例，年龄30～62岁， 平均(43．74±10.42)岁。纳入标准：经过询问病史，体格检查，心电图、超声心动图检查除外心脏结构、功能异常及血流动力学异常，心电图均为窦性心律。

1.2 方法

采用Philips EPIQ7C型彩色多普勒超声诊断仪，配备X5- 1探头，频率为1～5 MHz。具备Full volume三维图像采集模式与Qlab10.5分析软件，其内包含aCMQ目录下的TMAD分析插件及3DQ adv分析软件。

1.2.1 常规图像获取及参数测定 测定患者身高、体重，计算体表面积(BSA)，连接同步心电图。嘱其左侧卧位，平静呼吸，行胸前常规切面扫查，记录心脏超声参数：利用PW测量二尖瓣口血流频谱E波峰值速度(VE)及减速时间(DT)、A波峰值速度(VA)及持续时间(A)、肺静脉血流频谱Ar波速度(VAr)及持续时间(Ar)，并计算VE/VA值、Ar-A值，利用TDI技术分别测量二尖瓣环后间隔与侧壁的峰值流速，取二者的平均值e’，并计算E/e’值。利用Simpson’s法描记收缩期左房容积(LAV)，计算左房容积指数(LAVI)，LAVI=LAV/BSA。

1.2.2 MAD图像采集及参数测定 取连续6个心动周期的心尖四腔心、两腔心切面，图像存储于仪器内，先打开心尖四腔心动态图像，点击aCMQ软件，选择TMAD插件，于二尖瓣环后间隔与侧壁及其相对应的左室心尖部内膜面放置取样点，软件自动生成二尖瓣环后间隔与侧壁相对于心尖部运动的时间位移曲线，结合心电图在该曲线上测量两个瓣环取样点的舒张早期位移(De)及舒张晚期位移(Da)，并计算两个取样点的舒张早期平均位移(EDe四腔心)与舒张晚期平均位移(EDa四腔心)。打开心尖两腔心动态图像以同样方法分别计算出二尖瓣环前壁、下壁舒张早期位移(De)、舒张晚期位移(Da)及二者的平均位移(EDe两腔心、EDa两腔心)，最后取双平面后间隔、侧壁、前壁、下壁4个二尖瓣环位点位移的平均值，得到双平面左室舒张早期平均位移(EDe双平面)及舒张晚期平均位移(EDa双平面)。

1.2.3 3DQ advance图像获取及参数测定 嘱患者左侧卧位，将X5- 1探头置于心尖位置，启动Full volume程序，采集心动周期数目设置为6，待心电图波形平稳、超声图像清晰后，嘱患者屏住呼吸，获取“金字塔”型三维图像存储于仪器内，点击3DQ adv软件，在MPR模式下调整图像示标，使四腔心、两腔心、左室短轴均显示清晰，分别取收缩期、舒张期左室内膜面5个取样点，计算机自动描记左室内膜轮廓，手动调整满意后，经序列分析生成左室容积时间曲线(VTC)，根据斜率公式dv/dt=(Vt2-Vt1)/(t2-t1)计算左室峰值充盈率(PFR)，即舒张期最大斜率，t2-t1定义为0.05 s。并测得左室射血分数(LVEF)、舒张末容积(EDV)、收缩末容积(ESV)及心搏出量(SV)。

1.3 统计学处理

2 结 果

2.1 各组间一般资料的比较

对照组与糖尿病1组、2组间年龄、心率、左室内径、BSA间差异无统计学意义(P>0.05)(表1)。

组 别n年龄/岁心率/次·min-1左心室内径/mmBSA/m2对照组2743.74±10.4271.96±9.1548.63±2.991.73±0.14糖尿病1组2644.65±10.4970.75±7.1250.08±4.341.71±0.15糖尿病2组2849.50±7.6169.51±7.0949.43±4.461.78±0.19F值2.8840.6530.8761.261P值0.0620.5230.4200.289

2.2 常规左室舒张功能超声测值比较

与对照组相比，糖尿病2组的Ar流速、LAVI均增大，E/A值、E/e’值均减小，差异有统计学意义(P<0.05)；而对照组与糖尿病1组各测值间差异无统计学意义(P>0.05)；各组间Ar-A值、DT值差异无统计学意义(P>0.05)。见表2。

2.3 二尖瓣环位移比较

2.3.1 舒张早期 四腔心切面侧壁De与后间隔De及EDe四腔心、两腔心切面前壁De与下壁De及EDe两腔心、双平面EDe双平面相比较，糖尿病2组、1组低于对照组，糖尿病2组低于1组，各组间差异有统计学意义(P<0.05)。见表3。

组 别DT/msAr-A/msVAr/mm·s-1LAVI/ml·m2VE/VAE/e对照组183.70±30.99-23.19±19.1429.59±4.9525.59±6.581.20±0.237.54±1.46糖尿病1组178.23±24.90-22.11±22.3831.11±5.6826.77±5.111.28±0.358.32±2.11糖尿病2组177.39±21.76-19.69±15.7133.74±4.55a30.32±5.34a1.03±0.17a9.54±1.89aF值0.4670.2264.7285.1166.7548.308P值0.6290.7990.0120.0080.0020.001

与对照组比较，aP<0.05

2.3.2 舒张晚期 四腔心切面侧壁Da与后间隔Da及EDa四腔心、两腔心切面前壁Da与下壁Da及EDa两腔心、双平面EDa双平面相比较，各组间差异无统计学意义(P>0.05)。见表3。

mm

与对照组比较，aP<0.05；与糖尿病1组比较，bP<0.05

2.4 左室三维容积测值比较

各组间PFR差异有统计学意义(P<0.05)，其中糖尿病1组、2组低于对照组，糖尿病2组低于1组；各组间LVEF、EDV、ESV及SV差异无统计学意义(P>0.05)，见表4。

组 别LVEF/%EDV/mlESV/mlSV/mlPFR对照组59.78±3.6172.91±11.4330.00±7.5742.96±6.78182.75±31.64糖尿病1组58.81±4.7772.22±15.9830.99±8.3241.23±9.74163.796±41.24a糖尿病2组57.54±4.3369.77±12.7431.66±7.4038.11±6.54144.654±28.28abF值1.9230.4140.3212.7538.633P值0.1530.6620.7270.0700.000

与对照组比较，aP<0.05；与糖尿病1组比较，bP<0.05

2.5 糖尿病组EDe双平面、EDa双平面与PFR的相关性比较

EDe双平面与PFR之间呈正相关(r=0.608，P=0.000)(图1)，而EDa双平面与PFR之间无相关性(r=-0.130，P=0.348)(图2)。

图1糖尿病组EDe双平面与PFR的相关性比较

图2糖尿病组EDa双平面与PFR的相关性比较

3 讨 论

糖尿病患者早期并无明显的临床表现，但随着病程的进展，会出现全身多系统病变，而糖尿病心肌病变是最主要的死亡原因[3]。有研究表明，糖尿病患者即使不存在冠心病、高血压，也会增加心力衰竭的风险[4]。心肌能量代谢紊乱，心肌细胞肥大、纤维化，心肌微循环损伤是引起糖尿病患者心肌病变的主要因素[5]，可造成心肌张力减低、心房扩大、心室舒张功能障碍。

保留LVEF的心力衰竭(也称舒张性心力衰竭)容易被临床忽视，所以准确而全面地评价左室舒张功能是必要的。二尖瓣口血流频谱、肺静脉血流频谱可以反映左室舒张期的血流动力学改变，但无法区分假性正常化充盈状态。组织多普勒成像技术不受血流动力学影响，可以无创地评价心脏整体与局部的心肌功能，临床常用于鉴别左室舒张功能的假性正常化充盈状态，但其局限性在于角度依赖性、对图像质量要求较高等。

MAD源自二维斑点追踪技术[6]，是将心尖作为参考点，半自动跟踪二尖瓣环各点相对于心尖的运动，进而反映左室心肌纤维在纵向的变化，而左室的舒张运动主要表现为心肌的纵向运动[7]，所以利用MAD技术生成的时间位移曲线可以用来评价左室舒张功能[8]。相比于血流频谱与组织多普勒技术，MAD图像获取简便，只需获得瓣环处清晰的心内膜图像即可分析，可以更早、更敏感地反映左室舒张功能的改变。

RT- 3DE是近年来迅速发展的一项超声技术，该技术弥补了二维超声对心脏空间结构实时动态显示能力的不足[9]。近年来，应用RT- 3DE技术生成的左室VTC曲线可被用来评价左心室舒张功能[10]，该方法简便易行。

本研究首先通过分析3组间VAr、LAVI、VE/VA、E/e’测值发现，糖尿病组与对照组之间差异具有统计学意义(P<0.05)，但糖尿病1组与2组之间差异无统计学意义(P>0.05)，说明常规指标无法敏感地发现早期糖尿病患者心脏舒张功能异常。其次通过分析3组间MAD测值后发现，3组间所有舒张早期的指标差异均有统计学意义(P<0.05)，其中对照组高于糖尿病1组，糖尿病1组高于2组，表明糖尿病患者舒张早期二尖瓣环位移减低、左室舒张功能下降，伴随疾病发展的始终。其病理学基础可能是糖尿病患者早期即可发生心肌肥厚，随着心肌甘油三酯沉积及细胞外基质的增加，心肌供氧不足，能量代谢发生障碍，从而影响左室的舒张，另外，心肌微循环损伤是糖尿病心肌病变的病理原因之一[11]，并与心肌细胞僵硬和心肌胶原沉积有关[12]，可引发细胞凋亡、纤维化重构和免疫细胞浸润[13]，使舒张早期左室松弛减慢，弹性回缩力减低，二尖瓣环舒张早期运动也随之减低。而3组间所有舒张晚期的指标差异均无统计学意义(P>0.05)，可能是在舒张晚期二尖瓣环的舒张运动主要表现为径向运动[14]，而MAD主要研究的是纵向运动。另外舒张晚期左室舒张功能还受到左房收缩的影响。最后通过分析RT- 3DE测定的PFR发现3组间差异有统计学意义(P<0.05)，其中对照组高于糖尿病1组，糖尿病1组高于2组。PFR主要反映舒张早期心室快速充盈的能力，该值下降说明随着糖尿病病程的延长，左室僵硬度也逐渐增加，使快速充盈期血流进入左室的速度明显减慢，出现舒张功能受损，表现主要为舒张早期的充盈异常。

心脏是基于复杂的心肌纤维排列和运动的泵器官[15]，所以要评价左室舒张功能需要充分考虑左室心肌运动及心腔的充盈，本研究通过结合MAD及RT- 3DE来评价左室心肌的主动松弛能力和舒张早期心室快速充盈能力，并将EDe双平面、EDa双平面分别与PFR进行对比后发现EDe双平面与PFR具有高度的相关性，MAD、RT- 3DE均能对糖尿病患者舒张早期左室舒张功能进行准确的评估，特别是二者均能敏感地检测到早期糖尿病患者舒张功能异常，是对左室舒张功能评价方法的补充。

综上所述，MAD具有操作简便、无创、对图像质量要求相对较低、无角度依赖性的优点，RT- 3DE具有成像快速、可实时显示心脏的立体三维结构、定量评估左室舒张功能的准确性高的优点，同时二者在评价糖尿病患者左室舒张功能方面的相关性较好，可以共同作为临床评价左室整体及局部舒张功能新的有效指标，对疾病的早期诊断、治疗及预后评估具有重要意义。