二维及三维纵向应变评价高血压对未用药物治疗的中年患者左室心肌功能的早期影响

孙 璐，任卫东，吕慧娜，喻晓娜，范 苗

（中国医科大学附属盛京医院超声科，辽宁 沈阳 110004）

我国心脑血管死亡人数约占总死亡人数的二分之一，高血压是引起心脑血管疾病的首位病因。随着血压的增高，全身重要脏器的血管并发症的发生也随之增多，包括脑出血、主动脉夹层等危及生命的并发症。而血压增高，可诱发心脏的重塑，左心室舒张功能减低，如未能很好的控制血压，还会使心室重构进一步加重，导致向心性肥厚、离心性肥厚，最终导致舒张性心力衰竭和（或）充血性心力衰竭。如果在高血压早期发现心脏功能异常，并进行干预，可减少高血压并发症的发生及降低死亡率。二维斑点追踪成像技术 （Two-dimensional speckle-tracking echocardiography，2D-STE）能追踪心肌在平面内的位移，进而评价心肌的收缩功能，其较心室射血分数更敏感地反应心室的射血能力，其中纵向应变（Longitudinal strain，LS）已作为一项可早期准确评价左室心肌收缩功能的新指标，纳入2015 年心脏超声定量评价指南[1]。三维斑点追踪成像技术（Three-dimensional speckle-tracking echocardiography，3D-STE）是在2D-STE 基础上发展而来的，对左室进行三维容积成像，追踪空间任意方向的位移，并进行了有效的加权，更准确、敏感地评价心室收缩功能。本研究应用2D-STE 及3D-STE 中LS 指标对未经治疗的中年原发性高血压患者进行左室心肌收缩功能的评价，探讨血压增高时对左室心肌的早期影响，为临床提供依据，目前此类研究鲜有报道。

1 资料与方法

1.1 一般资料

收集2012 年11 月—2019 年3 月中年原发性高血压患者34 例，均未进行高血压治疗，年龄45～65 岁，平均（53.4±4.8）岁。入选标准：①根据2010 年中国高血压防治指南修订委员会制定的高血压诊断标准，符合高血压指标：未服用抗高血压药物的情况下，不同日测量血压3 次，收缩压≥140 mmHg（1 mmHg≈0.133 kPa）和（或）舒张压≥90 mmHg；②常规超声心动图检查射血分数≥55%；③窦性心律。排除标准：①继发性高血压；②应用抗高血压药物治疗后；③年龄大于65 岁或小于45 岁；④曾患有或现患有心脏疾病、糖尿病等；⑤心律失常；⑥心脏传导异常。同时收集与之相匹配的志愿者34 例，平均年龄（51.20±4.7）岁，无高血压、心脏病、肾脏疾病及糖尿病等，心电图及超声心动图检查结果正常。患者一般资料见表1。

表1 正常人和高血压患者基本情况一览表（）

表1 正常人和高血压患者基本情况一览表（）

注：1：与正常对照比较，P＜0.05。SBP：收缩压；DBP：舒张压。

1.2 图像的采集与分析

应用GE Vivid E9 彩色超声诊断仪（美国通用公司），二维探头：M5S-D 探头（频率：2.0～5.0 MHz），三维探头：4V-D 探头（频率：1.7～3.5 MHz）。嘱患者平静5 min 后，左侧卧位，为其连接心电图，采集常规二维图像，获得心尖处，采集心尖四腔心、两腔心及三腔心切面动态图像。更换4V-D 探头，在心尖四腔心切面的基础上，进入4D 模式，适当增加扇角，减小深度，使左心全部显示在屏幕中，并获得可分析帧频（帧频≥33.6 帧/s）。嘱患者慢慢呼出气体，并屏住气，进入全容积模式，采集三维灰阶动态图像（由6 个心动周期拼接而成），录制3 个心动周期动态图像。在Echo Pac PC 工作站对数据进行脱机分析。

①测量常规二维超声心动图参数：左室后壁厚度（Left ventricular posterior wall thickness at enddiastole，LVPWTd）及舒张末期室间隔厚度（Interventricular septal thickness at end-diastole，IVSTd），计算机自动算出相对室壁厚度 （Relative wall thick，RWT）；采用Simpson 法测量二维左室射血分数（2-dimensional ejection fraction，2D-EF）。

②启动二维斑点追踪模式，分别在心尖四腔心、三腔心、两腔心切面，勾画心内膜，调节感兴趣区心肌厚度，系统将自动算出纵向应变（2D-LS）曲线，寻找峰值，并记录（图1）。

③进入4D Auto LVQ 模式，分别勾画舒张末期及收缩末期左室心内膜及心外膜，并进行适当调整，计算机将自动得出左心室舒张末期容积（End-diastolic volume，EDV）、收缩末期容积 （End-systolic volume，ESV）、三维左室射血分数（3-dimensional ejection fraction，3D-EF）及左室质量指数（Left ventricular mass index，LVMi）、3D-LS 曲线，寻找峰值并记录（图1）。

1.3 统计学分析

采用SPSS 21.0 软件进行统计分析，计量资料以均数±标准差（）表示。两组比较采用独立样本t检验；3D-LS 绝对值与3D-EF、SBP 和DBP 进行相关性分析，采用Pearson 相关分析。P＜0.05 为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 超声心动图测量参数

两组患者LVPWTd、IVSTd、RWT、2D-EF、3DEF 及2D-LS 比较，差异均无统计学意义（P＞0.05）；高血压组与对照组相比，3D-LS、LVMi、SBP、DBP 显著减低（t＝-5.635、t＝-7.567、t＝-4.850，P＜0.05，表1，2）。

2.2 3D-LS 与3D-EF、SBP 和DBP 的关系

3D-LS 绝对值与SBP、DBP 均有相关性，其中3D-LS 与3D-EF（r＝0.28，P＜0.05）呈正相关，3D-LS与SBP（r＝-0.39，P＜0.05）及DBP（r＝-0.31，P＜0.05）呈负相关（图2）。

3 讨论

表2 超声心动图测量参数（）

表2 超声心动图测量参数（）

注：1：与正常对照比较，P＜0.05。IVSTd：室间隔厚度；LVPWTd：左室后壁厚度；RWT：相对室壁厚度；D-EF：二维测量射血分数；3DEF：三维测量射血分数；LVMi：左室心肌质量指数；2D-LS：二维测量左室纵向应变；3D-LS：三维测量左室纵向应变。

高血压患者由于后负荷长期增加，致使心肌进行重塑，为保持射血量，心肌代偿性肥厚，当后负荷持续增加，心肌处于失代偿状态，进而出现心衰。当血压处于较高状态，患者容易合并心肌缺血甚至心肌梗死、夹层动脉瘤、脑出血等严重并发症。中年人心肌代偿能力不如年轻人，依从性相对较差，如果早期检测出左室心肌功能受损，并进行干预，可大大降低靶器官受损风险。目前临床评价左室心肌收缩功能的方法主要有双平面Simpson 法测量2D-EF，其对于左室发生几何形变的患者尤为适用，但是一些早期心衰患者，其心脏收缩功能已经减低，可2DEF 仍维持在正常范围[2]。由于心肌是三维立体结构，部分研究者认为3D-EF 较2D-EF 更准确。近年来2D-LS 被纳入评价左室心肌收缩功能的指标之一[1]，研究者认为心肌纵向运动在维持正常心功能中起70%的作用，可作为较好地鉴别心肌疾病的指标，但由于其存在斑点的跨平面效应，部分学者认为3DLS 可更好的追踪心肌运动情况，较二维应变重复性高、数据获得速度快及相对准确[3-5]。本文旨在探讨2D-LS 和3D-LS 对中年原发性高血压患者早期左室心肌收缩功能的评价。

图2 3D-LS 绝对值与各参数的相关性。图2a 为3D-LS 与3D-EF 的相关性。图2b 为3D-LS 与SBP 的相关性。图2c 为3D-LS 与DBP 的相关性。Figure 2.Correlation between the absolute value of 3D-LS and various parameters.Figure 2a shows the correlation between 3D-LS and 3D-EF.Figure 2b shows the correlation between 3D-LS and SBP.Figure 2c shows the correlation between 3D-LS and DBP.

2017 年美国高血压指南[6]指出，随着年龄的增长，患高血压的概率也随之增长。随着血压的增高，心血管疾病的发生率增高，根据大量文献回顾，将高血压节点定为130/80 mmHg。因此本文将对中年人群进行评价。当心脏长期处于较高压力负荷时，心肌趋于增厚，心内膜下心肌间质及血管周围发生纤维化，而心脏主要由一条肌束经过三层缠绕形成，内层心肌主要为纵向走形的心肌组成，因此，高血压患者早期阶段，心肌收缩功能受损，主要表现在纵向运动能力的减低。LS 为追踪心肌在纵轴方向上两点的位移，主要用于评估心脏纵向收缩的能力。本研究中高血压组3D-LS 较对照组减低，且有统计学意义，符合上述病理生理改变，李颖等[7]对射血分数保留的高血压患者进行三维斑点应变检测，发现在无径向应变及圆周应变改变的时候，纵向应变已经减低，与本研究3D-LS 减低相符合。但2D-LS 在两组间比较无统计学差异，主要是因为2D-LS 是通过3 个切面勾画心肌，得到整体应变值，而3D-LS 为三维全容积成像后，对各室壁进行斑点追踪，相对于2DLS，3D-LS 对心肌的评价更敏感。Xu 等[8]对比二维和三维应变对不同心功能患者应变的评估，也同样得出三维应变较二维应变更加准确和敏感。本研究中3D-LS 绝对值与3D-EF 呈正相关，而2D-EF 及3D-EF 值在两组中比较均无统计学差异，笔者[9]在之前的研究中得出高血压早期，在3D-EF 及2D-EF正常时，三维面积应变就可敏感地检出左室心肌收缩功能的减低，面积应变是对纵向应变和圆周应变的加权，既往研究也得出高血压患者纵向应变首先减低[10]。由此可以得出，3D-LS 较2D-LS、3D-EF 和2D-EF 能更敏感地检测出中年原发性高血压患者早期左室心肌收缩功能的变化情况。

本研究发现3D-LS 绝对值与SBP 和DBP 有相关性。随着压力负荷增加，心肌重构，LVMi 增加，收缩功能减低。对于高血压人群，SBP 和DBP 均为影响左室心肌收缩功能的重要因素[9-11]，因此，对于中年人群，当血压增高时，即便射血分数保留，但患者左室心肌收缩功能已经减低，应使用3D-LS 进行收缩功能的评定，进而为评估患者是否需要进行临床干预及治疗提供可靠依据。

本研究尚存在一定的局限性：①斑点追踪技术对图像质量要求较高，心肌显示不清晰者均未能入组，样本量相对较小。②由于3D-STE 为多心动周期拼接而成，心率失常患者、无法屏气患者不适用，本研究不能纳入频发心律失常患者。

综上所述，对于中年原发性高血压早期患者，3D-LS 可敏感地检测出左室心肌收缩功能的减低，为临床诊断提供依据。由于其更加省时、敏感、准确等优点，有良好的临床应用前景。