动静脉内瘘透析患者术侧肱动脉弹性与左心室功能Tei指数的变化及相关性研究

郭卫东，张晓玲，赵 刚，曹亚坤，张丽华，王运涛

(1.河北省石家庄市第三医院超声医学科，河北 石家庄 050011；2.沧州医学高等专科学校医学技术系影像教研室，河北 沧州 061001)

研究显示心血管疾病是透析患者晚期死亡的首要原因[1]，动脉是透析患者较早累及的靶器官，血管和心脏病变是导致透析患者死亡的直接原因之一，检测透析患者的术侧动脉弹性变化和心脏功能的变化关系以及两者变化的相关性，对早发现早治疗预防心血管疾病发生有重要价值。本研究应用超声血管回声跟踪技术监测患者术侧肱动脉弹性变化和左心室心肌做功指数(Tei index，Tei指数)变化，并对两者的相关性进行研究。

1 资 料 与 方 法

1.1一般资料 选取2014年8月—2018年2月于石家庄市第三医院肾脏內科住院透析治疗患者55例为透析组，肾小球滤过率≤15 mL·min-1·1.73 m-2，同时征集健康体检者40例为对照组，入选者均排除原发性高血压、冠心病、严重心律失常、心肌病及严重心脏瓣膜病。两组一般资料比较差异无统计学意义(P>0.05)，具有可比性，见表1。

本研究经过医院伦理委员会批准，所有患者均知情同意且签署知情同意书。

1.2仪器与方法 使用Aloka Prosound SSD a10型彩色多普勒超声诊断仪，使用频率为7.5～13.0 MHz线阵探头，配备ET监测及分析系统，在B/M模式下对血管前后壁运动轨迹进行实时追踪和描述。同时应用为频率2.0～5.0 MHz心脏探头，开启组织多普勒监测分析左心室Tei指数。 采集图像前，受试者取平卧位，嘱平静呼吸，规范测量非手术侧上臂有效血压共3次，两次测量间隔时间≥2 min，测量3次取平均值。研究对象均由同一位高年资从业超声医师应用同一款彩色超声诊断仪获取检查结果。透析组均于透析治疗前2～3 d内完成监测。

受检者取平卧位，同时连接心电图监测，检查侧为手术造瘘侧。上臂稍外展平放，使用线阵探头，扫查肱动脉血管，测量动脉弹性时进入超声血管回声跟踪模式，测量前输入受检者血压，测量位置显示肱动脉中段，取动静脉内瘘术侧肱动脉长轴切面，中段水平为测量部位，声像图显示清晰动脉前壁和后壁结构，超声二维模式下将测量取样线放置于前、后壁的血管壁内膜与中膜交界处并进行实时追踪，描记血管前、后壁的运动轨迹，连续获取≥5个心动周期内径变化曲线然后保存图像(图1)，选择≥5个心动周期的满意图像输入e-DMS求取平均值，然后进行分析(图2)。依据系统内公式自动计算出参数：僵硬指数(stiffness parameter,β)、弹性系数(elastic coefficient,Eρ)、顺应性(compliance,AC)、脉搏波传播速度(pulse wave velocity,PWVβ)、膨大指数(swelling index,AI)。β是代表动脉硬化改变的早期指标之一，反映动脉血管硬化程度，当发生动脉硬化时，该数值升高。Eρ代表动脉血管的弹性，发生动脉硬化时该数值升高。PWVβ采用单点脉搏波传导速度，能良好地反映动脉僵硬度，动脉硬化时该数值增高。AC是指大动脉应力改变所引起的容量改变，是血管壁的内在弹性特征，发生动脉硬化时，该数值降低，AI值反映动脉僵硬程度，动脉硬化时该数值增高。

表1 两组一般资料比较Table 1 Comparison of general data between two groups

左心室组织多普勒Tei指数测量：检查时患者取左侧卧位，检查医师启动组织多普勒程序后，调整合适的取样容积框及帧频，于标准心尖四腔心切面分别测量二尖瓣环收缩期运动速度峰值(Sa)、舒张早期运动速度峰值(Ea)、舒张晚期运动速度峰值(Aa)。自Aa波结束到下一心动周期的Ea波开始之间的时间间期(a)，Sa波的起止时间间期(b)及射血时间(ejection time，ET)进行数据测量,a-b代表了左心室等容收缩时间(isovolumic contraction time,ICT)与等容舒张时间(isovolemic diastolic time,IRT)之和，a-b/b=Tei指数=(IRT+ICT)/ET。并从中引申计算得到左心室Tei指数衍生指标：等容收缩指数(ICT/ET)和等容舒张指数(IRT/ET)(图3)。检查测量3个连续心动周期并求其平均值。

1.3统计学方法 应用SPSS 19.0统计软件分析数据。计量资料采用t检验，计数资料比较采用χ2检验，相关性研究采用Spearman相关分析。P<0.05为差异有统计学意义。

2 结 果

2.1两组肱动脉弹性比较 透析组β、Eρ、PWVβ高于对照组，AC低于对照组，差异有统计学意义(P<0.05)，两组AI比较差异无统计学意义(P>0.05)，见图1，2,表2。

2.2两组左心室功能及Tei指数比较 透析组IRT、IRT/ET、Tei指数高于对照组，差异有统计学意义(P<0.05)， 两组ICT、ET、IRT/ET比较差异无统计学意义(P>0.05)，见图3，表3。

图1 二维模式下取样线追踪动脉管壁变化轨迹图

2.3相关性分析 透析组IRT/ET与动脉弹性指数β、Eρ、PWVβ呈正相关(r=0.789、0.777、0.739，P<0.05)，透析组IRT/ET与AC呈负相关(r=-0.442，P<0.05)；Tei指数与 β、Eρ、PWVβ呈正相关(r=0.667、0.617、0.979，P<0.05)。

表2 两组肱动脉弹性比较Table 2 Comparison of brachial artery elasticity between two groups

表3 两组左心室功能及Tei指数比较Table 3 Comparison of left ventricular function and Tei index in two groups

3 讨 论

动脉血管弹性是反应动脉在心脏收缩和舒张运动时产生收缩和扩张的能力，所有动脉都具有不同的弹性特性，也是体现动脉血管功能的一项较敏感指标，其包含了动脉的扩张性和顺应性。血液透析患者存在血管弹性功能损伤，患者体内常常会出现水钠潴留而常常引起血管壁压力增高，同时肾素-血管紧张素-醛固酮系统活化导致全身动脉弹性改变等[2]。动静脉内瘘术后透析患者由于机体内的钙磷代谢失衡、紊乱导致动脉血管内皮功能紊乱、炎症反应、脂及糖代谢异常、非酶糖基化终末产物生成及营养不良等导致动脉病变。反映动脉血管弹性功能变化的方法很多，可从结构和功能方面监测动脉弹性变化[3]。动静脉内瘘患者术后手术侧存在动脉向静脉的分流，动脉内血流量代偿性增多，静脉内出现动脉化血流频谱，动脉壁处于高血流动力状态可能会加速影响动脉僵硬度的变化，加之上述不良因素的影响。因此早期发现动脉功能的改变，早行临床干预以减低血管和心脏功能事件的发生率。近些年血管追踪技术是超声对动脉血管弹性进行检测和评估的较为有效方法[4]。血管追踪技术能够较好评价动脉弹性状态，扫查时实时跟踪目标动脉血管前、后壁的运动变化，采集信号并处理转换含有所获得的相位变化的原始信息，结合输入的血压数据，系统会自动计算并生成动脉弹性功能的各项参数值[5]。研究表明终末期肾脏病患者动脉弹性功能减低，血液透析患者血管内皮损伤更加严重[6]。本研究与其结论相一致，本研究应用血管追踪技术检测动静脉内瘘透析患者术侧肱动脉弹性参数β、Eρ、PWVβ较对照组测值增高，参数AC值呈减低表现，提示透析患者手术侧肱动脉顺应性减低较为明显，反映动静脉内瘘透析患者的动脉弹性功能降低。透析组参数AI值较对照组变化不明显，分析可能原因是由于纳入的样本量相对较小，AI对肢体动脉的特异性较差的缘故，与较早研究结果均相似。分析的原因可能是由于术后动脉因代偿性改变，手术侧动脉管径更明显地扩张以保证透析时血容量供应，致使动脉壁压力增加，动脉回弹阻力增加，顺应性降低。

左心室功能改变是我国终末期肾功能衰竭患者尿毒症期的首要死因[7]，动静脉内瘘术后透析患者的血液分流造成回心血量明显增加, 心脏的容量负荷增加, 最后可导致高输出性心力衰竭的发生。此外，机体长期代谢紊乱和体内的微炎症状态，常伴随心肌纤维变性，引起心脏血流动力学改变，前、后负荷增加导致心肌纤维代偿性拉伸，最终发展成心腔的扩大，心室肌的增厚，几何形态发生重构，心室功能减低导致最后发生心力衰竭。因此如何及早评价血液透析患者的心脏功能变化情况，寻求准确评价心室功能的指标成为当务之急。组织多普勒超声成像技术可以定量的对心功能进行分析评价，可以提示出左心室壁心肌运动情况，而且监测时相对不会受到心脏血流动力学及前负荷和心腔压力的影响，可以定量地对心功能进行评价[8]。Tei指数是由组织多普勒超声衍生而来的指数，心脏的收缩舒张功能与 ICT、IRT、ET 时相有密切的关系，可综合评价左心室或右心室的收缩、舒张功能，因其为比值原因，故不受年龄、心率、心室前后负荷、心脏几何形态的影响，较传统测量指标能更加敏感，更早期发现左心室功能异常[9-11]。本研究结果显示动静脉内瘘术后的透析患者左心室功能Tei指数较对照组明显增高，反映动静脉内瘘术后透析患者左心室功能整体改变，同时也见到IRT和IRT/ET延长也较为明显，可提示患者较早阶段出现了左心室舒张功能的下降。分析可能的原因是透析患者左心室前、后负荷增加，动静脉内瘘形成后引起回心血流量增多，同时伴有外周动脉弹性功能下降，外周血管血流阻力增加，从而引起心室肌细胞的增生及纤维化，使心室重构等[12-13]。左心室功能不全时舒张功能的减低常较早发生于收缩功能减低，动脉弹性降低使心脏收缩压力相对增加，心肌负荷增大引起心肌代偿性肥厚，同时心肌僵硬度增加和顺应性降低，从而导致左心室舒张末压增高，出现心室弛缓不全且充盈不足，左心室舒张功能降低[14]。另外从心肌组织病理结构改变上讲，透析患者心肌结构改变表现为心室肌肥厚、纤维化、壁内动脉和小动脉管壁增厚，这种结构改变是舒张性心力衰竭的传统危险因素和慢性肾脏病相关的非传统因素如矿物质代谢紊乱、炎性反应、贫血、营养不良等累加的后果，使患者的心脏较易发生舒张功能障碍。血磷升高和维生素D水平降低是终末期肾脏病期患者发生左心室舒张功能不全的临床危险因素[15]。

动静脉内瘘患者肱动脉弹性变化与左心室Tei指数参数变化的相关性分析结果显示，Tei指数与 β、Eρ、PWVβ呈正相关，提示左心室收缩、舒张功能随动脉弹性功能改变而减低，动静脉内瘘术后患者心脏前、后负荷增加，动脉弹性降低引起左心室收缩压力负荷增加，心肌代偿性肥厚，心室肌的僵硬度增加和顺应性降低，进而收缩心肌代偿功能下降，收缩功能明显减低，说明心室功能改变与大动脉弹性有一定相关性。同时IRT/ET与动脉弹性指数β、Eρ、PWVβ呈正相关，与AC呈负相关，提示左心室舒张功能随着动静脉内瘘患者手术后血管弹性功能的下降而减低。同时动静脉内瘘术后左心室容量负荷增加，导致左心室舒张末压增高，左心室弛缓不全引起心室充盈不足，最终左心室舒张功能降低。反之透析患者左心室舒张功能一定程度上反映早期血管弹性功能变化。

本研究显示超声能够监测透析患者术侧肱动脉血管弹性变化及心脏左心室功能Tei指数变化，动静脉内瘘透析患者可出现动脉弹性增加，动脉硬化，左心室功能减低，尤以舒张功能减低明显。动脉弹性变化与左心室功能变化呈正相关，超声可早期发现心血管系统的损伤，通过早期有效的临床干预，能够有效的降低透析患者心血管疾病的发病率及病死率，有较好的实用价值。