冠状动脉粥样硬化对心脏舒张功能的影响

张琼，马江伟，王昌华，乔增勇，刘化进，王宏伟，龚勇

冠状动脉粥样硬化是由于脂质聚集形成粥样斑块而导致冠状动脉管壁增厚变硬，失去弹性和管腔缩小，随着病情进展而导致冠心病的发生。据统计，2002～2014年我国冠心病的发病率及死亡率总体呈上升态势，随着经皮冠状动脉介入治疗（PCI）的普及，近10年来，我国东部农村地区接受直接PCI的患者比例由0增至27.5%，再灌注治疗率由49.7%升至58.8%[1]。但是，PCI并未改善患者的远期死亡率，其最主要的死因为心力衰竭。据估计，2013年全美的成人心力衰竭患者约510万人，到2030年此类患者将占美国总人口的1/4[2]，因此,早期发现冠心病患者心功能改变具有重要临床意义和社会效益。舒张功能不全是早期受累的敏感指标，早期发现并干预，对预防心力衰竭的发生、发展有重要意义。目前，舒张功能研究多集中在功能性机制研究，冠状动脉粥样硬化导致走行于心脏表面的冠状动脉以及分布在心肌间的小血管顺应性下降，是否对心脏产生机械性束缚效应，从而影响心脏舒张功能，值得研究。本研究利用左心室造影来准确地评估心脏舒张功能，了解单纯冠状动脉粥样硬化患者中是否广泛存在舒张功能不全，从而更早发现并前移治疗窗口。

1 资料与方法

入选对象：随机抽样（从1 621例签署手术知情同意书患者中，按照排除标准剔除不符的121例患者，剩余1 500例患者采取简单随机抽样的方法）选取我院2014-09至2017-08疑诊为冠心病并行冠状动脉造影（CAG）的患者600例，其中男329例，女261例，年龄30～85岁，平均年龄（61.59±7.56）岁。根据冠状动脉狭窄程度分为：对照组（无狭窄）150例，冠状动脉粥样硬化组（狭窄＜50%）150例，冠心病组（狭窄≥50%）300例。

排除标准：超声心动图提示心脏瓣膜病、心肌病、室壁瘤、先天性心脏病及心肌淀粉样变等各种器质性心脏疾病；纽约心脏协会（NYHA）心功能分级Ⅲ～Ⅳ级以上的心力衰竭患者；急性和（或）陈旧性心肌梗死患者；慢性阻塞性肺疾病患者；心律失常患者；肾功能不全患者。

临床资料采集：包括年龄、性别、吸烟指数、高血压史及糖尿病史；根据身高、体重计算出相应体表面积（BSA），BSA的计算采用中国人通用公式 :BSA（m2） =0.0061× 身高 +0.0124× 体重 -0.009；收集糖化血红蛋白、血脂指标、B型利钠肽、肌钙蛋白I及血肌酐水平。

超声心动图检查：采用彩色超声诊断仪，探头频率2.5～3.5 MHz，患者取左侧卧位，常规进行心脏二维、M型及彩色多普勒超声检查。左心室舒张早期快速充盈的充盈峰（E）/左心室舒张晚期快速充盈的充盈峰（A）值：在彩色多普勒指导下取血流颜色最亮的血流频谱，分别测量出E值、A值，并计算出E/A值，统计E/A＜1.2的例数。左心房容积（LAV）：分别取心尖四腔心切面和左心两腔心切面，在心房舒张期勾画心内膜边界，用Simpson双平面法测量LAV，最后用BSA标准化，计算左心房容积指数（LAVI）。

CAG检查：由2名以上的工作经验超过5年的心内科副主任医师通过桡动脉途径行CAG，选择最佳的造影体位，用5F多用途造影导管进行造影。冠状动脉狭窄的严重程度由心导管医师采用Gensini评分定量评价，具体方法为：（1）冠状动脉狭窄程度记 分：0～25%、26%～50%、51%～75%、76%～90%、91%～99%和100%分别记为1、2、4、8、16 和32分。（2）根据狭窄部位赋系数：左主干×5；前降支近段、回旋支近段×2.5；前降支中段×1.5；前降支远段、回旋支远段及右冠的近段、中段、远段、和第1、2对角支还有左心室后支均×1；其余×0.5。（3）Gensini积分=冠状动脉狭窄程度×狭窄部位的总和。

左心室造影检查：采用6F猪尾导管，取前斜位30°摄影，速度为50帧/s。应用X光机自带的软件进行回放测量。并连续同步记录心电图、左心室压力曲线和主动脉压力曲线，至少记录5个连续心动周期。

左心室功能容积及射血分数的评估：无期前收缩干扰的同一窦性心动周期，测量左心室舒张末期容积（LVESV）、舒张期前1/3充盈容积（1/3 V）、中1/3充盈容积（中1/3 V）及后1/3充盈容积（p1/3 V）及左心室收缩末期容积（LVEDV），根据公式，分别计算舒张期前1/3充盈分数（1/3 EF）、舒张期后1/3充盈分数（p1/3 EF），左心室射血分数（LVEF），容积的计算根据Dodge面积-长度法。

左心室舒张功能的测定：通过左心室压力曲线，利用压力导丝系统测量左心室最大充盈率（PFR）、左心室压力下降最大速度（LV-dp/dtmax）、左心室压力上升最大速度（LV+dp/dtmax）、1/3 EF、p1/3 EF。上述操作结束后，同步并回放显示心电图、左心室压力曲线、主动脉压力曲线及其一阶微分曲线。心电图QRS波群起始点所对应的左心室压力点代表左心室舒张末期压力（LVEDP），根据左心室压力曲线的一阶微分曲线测量收缩期压力的+dp/dtmax及舒张期的-dp/dtmax。+dp/dtmax是反映左心室收缩功能的指标，而-dp/dtmax代表左心室在等容舒张期压力下降最大速度，是反映左心室主动舒张功能的指标。通过描点法绘制的压力-容积曲线图，按照参考文献[3]的方法，获得左心室舒张时间常数（T）。

表1 三组患者一般资料比较（±s）

表1 三组患者一般资料比较（±s）

注：与对照组比**P＜0.01；与冠状动脉粥样硬化组比△△P＜0.01

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冠状动脉容积及压力的测定：参照上述方法，在无干扰的同一窦性心动周期，测量冠状动脉舒张末期容积（CDV），冠状动脉收缩末期容积（CSV），利用压力导丝系统测量对冠状动脉内压力，测定冠状动脉压力下降最大速度（C-dp/dtmax），压力上升最大速度（C+dp/dtmax）。

统计学方法：用SPSS20.0软件进行统计学处理。所有计量资料以“均数±标准差”表示。组间比较采用t检验、方差分析，计数资料以百分比（率）表示，组间比较采用卡方检验。危险因素采用Logistic回归分析。相关性分析采用Spearman相关性分析。P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 三组患者的一般资料比较（表1）

三组患者在年龄、性别、高血压史及糖尿病史患者比例、吸烟指数、BSA及血脂、糖化血红蛋白、B型利钠肽、肌钙蛋白I、血肌酐水平等方面差异均无统计学意义（P均＞0.05）。三组间两两比较，Gensini评分差异均有统计学意义（P均＜0.01）。

2.2 三组患者心功能指标比较（表2）

与对照组比，冠状动脉粥样硬化组和冠心病组的LVEDV、LAVI、T均较高（P均＜0.05），冠状动脉粥样硬化组和冠心病组的E/A值、LV+dp/dtmax、LV-dp/dtmax、1/3 FF、p1/3 FF均较低（P均＜0.05）；冠心病组的LVEF较低（P＜0.05）。三组间两两比较，E/A＜1.2的患者比例差异均有统计学意义（P均＜0.01）。

表2 三组患者心功能指标比较（±s）

表2 三组患者心功能指标比较（±s）

注：LVEDV：左心室舒张末期容积；LVESV：左心室收缩末期容积；E/A值：左心室舒张早期快速充盈的充盈峰/左心室舒张晚期快速充盈的充盈峰值；LAVI：左心房容积指数；LVEF：左心室射血分数；PFR：左心室最大充盈率；LV+dp/dtmax：左心室压力上升最大速度；LV-dp/dtmax：左心室压力下降最大速度；T：左心室舒张时间常数；1/3 FF：舒张期前1/3充盈分数；p1/3 FF：舒张期后1/3充盈分数。1 mmHg=0.133 kPa。与对照组比*P＜0.05 **P＜0.01；与冠状动脉粥样硬化组比△△P＜0.01

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2.3 三组患者的冠状动脉压力和容积指标比较（表3）

与对照组比，冠状粥样动脉硬化组和冠心病组的CEDV、CESV、C-dp/dtmax、C+dp/dtmax均较低（P均＜0.05）。与冠状动脉粥样硬化组比，冠心病组的CEDV、CESV、C-dp/dtmax、C+dp/dtmax均较低（P均＜0.05）。

表3 三组患者的冠状动脉压力和容积指标比较（±s）

表3 三组患者的冠状动脉压力和容积指标比较（±s）

注：CEDV：冠状动脉舒张末期容积；CESV：冠状动脉收缩末期容积；C+dp/dtmax：冠状动脉内压力上升最大速度；C-dp/dtmax：冠状动脉内压力下降最大速度。1 mmHg=0.133 kPa。与对照组比*P＜0.05 **P＜0.01；与冠状动脉粥样硬化组比△P＜0.05

指标 对照组(n=150) 冠状动脉粥样硬化组(n=150) 冠心病组(n=300)CEDV(ml) 4.59±0.40 4.41±0.55* 4.03±0.61**△CESV(ml) 3.29±0.25 3.15±0.39* 3.09±0.41**△C+dp/dtmax(mmHg/s) 2 499.01±357.99 2 285.26±248.94* 2 014.77±404.38**△C-dp/dtmax(mmHg/s) 2 087.17±184.10 1 985.26±208.06* 1 787.91±196.10 **△

2.4 多因素Logistic回归分析

以舒张功能减退（根据E/A值的结果，以E/A＜1.2定义为舒张功能减退作为参考标准）为因变量，年龄、性别、高血压史及糖尿病史患者比例、吸烟指数、BSA及血脂、糖化血红蛋白、B型利钠肽、肌钙蛋白I、血肌酐水平、Gensini评分为自变量进行Logistic回归分析，结果显示Gensini评分是心脏舒张功能减退的独立危险因素（OR=1.93，95%CI：1.31～2.68，P=0.01）。

2.5 Gensini评分与C-dp/dtmax的Spearman相关性分析

Gensini评分与C-dp/dtmax（mmHg/s）呈负相关（r=-0.43，P＜0.01）。

3 讨论

舒张性心力衰竭又称为射血分数保留的心力衰竭，是冠心病心功能不全的早期表现，在冠心病患者中发生率较高[4]。心脏舒张功能减低是冠心病患者心功能受累早期改变的敏感指标。参照2007年欧洲心脏病学会心力衰竭与超声心动图学会的舒张性心力衰竭诊断共识[5]，舒张性心力衰竭诊断的必要三个条件：一是有慢性心力衰竭的症状、体征；二是左心室收缩功能正常或轻度异常；三是有左心室舒张功能不全的证据。

目前冠状动脉粥样硬化与心脏舒张功能不全的相关研究较少，但国内有数据报道，冠心病患者E/A值平均数值整体小于1.2，随冠状动脉粥样硬化程度增加，E/A值呈下降趋势。国内有研究指出，冠心病对早期心脏舒张功能的影响主要取决于心肌功能性缺血[6]。Unagami等[7]通过对血透患者的研究发现，舒张性心功能不全的级别愈高，动脉粥样硬化和大动脉钙化积分越重。心室舒张功能也是反映冠心病预后的指标，研究发 现，LVEDP≥ 26.5 mmHg（1 mmHg=0.133 kPa）是一年死亡率的预测因子，同样也是慢性心力衰竭的预测因素之一[8]。国外有文献报道，发现在心脏收缩功能尚未受损，舒张功能已经出现了异常，超声心动图检查通过对左心房内径及LAV的测量，可发现左心室舒张功能的改变[9,10]。本研究发现，与对照组比，冠状动脉粥样硬化组和冠心病组的LVEDV、LAVI均高，E/A值均低；冠心病组的LVEF降低。研究表明，在冠状动脉粥样硬化患者中，在没有心脏收缩功能改变下，心脏舒张功能明显减低，与之前研究结论相符。

随着科技进步和检查技术更新，心室舒张功能诊断方法呈现多样。但是，超声心动图采用面积-长度法（将左心室假定为规则的半椭球体）进行计算，当面对左心室形态的改变时，如：室壁瘤、肥厚型心肌病、节段运动减弱等产生较大的误差[11]；冠状动脉计算机断层摄影术（CT）血管造影评价左心室功能及结构是通过冠状动脉CT成像数据，获得的是心脏在各心动周期的容积信息。有研究证实，增强CT在左心室功能评价方面方便、准确、可靠。但是，目前诊断的金标准是心导管检查[12]。左心室舒张功能不全的有创性检查指标是T、LVEDP、PFR等。等容舒张功能最常用的指标是T，是目前测定舒张速率的最可靠方法之一。Weiss等[3]通过离体狗心脏心导管手术，进行左心室压力随时间变化的研究时，得出左心室压力的拟合函数，T为从-dp/dtmax开始时的时间。LVEDP是反映左心室充盈压和顺应性的指标，由于心肌缺血而致左心室的充盈压力增加，从而导致压力-容积曲线（P-V曲线）的舒张末期压力位点上移[13]。因此，LVEDP与急性冠状动脉综合征患者的心肌损伤程度相关[14]。另外，评价舒张充盈时，由于导管技术时间分辨率较高，通过测定即刻充盈率至最大充盈量的时间即PFR。本研究发现，三组患者舒张功能存在明显差异，冠状动脉粥样硬化组患者在T、LVEDP和左心室僵硬度常数上均高于对照组。这给我们一个提示：冠状动脉粥样硬化导致血管顺应性下降，走行于心脏表面的冠状动脉以及分布在心肌间的小血管的顺应性下降，是否对心脏的收缩及舒张产生机械性束缚效应，从而影响心脏舒张功能？本研究通过进一步对冠状动脉容积和压力在不同心动周期变化研究，结果发现，三组间的冠状动脉CEDV、CESV、C+dp/dtmax、C-dp/dtmax均有差异。我们观察到，冠状动脉狭窄程度加重与冠状动脉舒张功能减低相关，缺血可能导致的血管顺应性下降，从而影响心脏舒张功能。

总之，舒张功能减低是心肌缺血的敏感指标，冠状动脉粥样硬化的患者中，在没有心脏收缩功能的改变下，心脏舒张功能就已明显减低；冠状动脉舒张功能减低与冠状动脉粥样硬化严重程度相关，冠状动脉粥样硬化可能导致冠状动脉血管顺应性下降，从而影响影响心脏舒张功能。