自动功能成像技术评价不同分期慢性肾病患者左室纵向收缩功能的应用价值

田芳 王超 唐海霞 景香香 钟文津 张洁 邱杰

(1海南省人民医院 海南医学院附属海南医院超声科，海南 海口 570311；2海南省中医院超声科)

慢性肾病(CKD)已成为严重的公共健康问题，其中心血管疾病是CKD最常见并发症之一。但部分CKD患者心血管疾病的症状不典型，且左室射血分数(LVEF)可表现为正常，故传统超声心动图较难早期准确诊断CKD患者心脏收缩功能异常，因此早期发现心脏收缩功能异常并对症治疗对减少CKD患者心血管不良事件及改善预后有重要临床意义。自动功能成像(AFI)是二维斑点追踪技术衍生出来的超声新技术〔1〕，对于早期定量发现心肌局部及整体收缩功能异常有重要意义。本研究应用AFI技术，分析不同分期CKD患者各节段及整体应变值，并与临床参数进行相关性分析，探讨AFI技术在评价不同分期CKD患者左室纵向收缩功能中的临床应用价值。

1 材料与方法

1.1研究对象 选取2018年1月至2019年8月于海南省人民医院及海南省中医院就诊的CKD患者200例，根据美国国家肾脏病基金会的肾脏病生存质量指导(K/DOQI)分期，将CKD患者分为5期，根据肾脏病饮食改良试验(MDRD)公式计算肾小球滤过率(GFR)。CKD患者分为3组，CKD 1～2期组62例，60 ml/(min·1.73 m2)≤GFR<89 ml/(min·1.73 m2)；CKD 3期组64例，GFR 30～59 ml/(min·1.73 m2)；CKD 4～5期组74例，GFR≤29 ml/(min·1.73 m2)，所有患者未进行透析治疗。另选取健康体检者60例作为对照组。所有研究对象排除先天性心脏病、瓣膜病、心肌病、冠心病等严重心脏病、无原发性高血压、糖尿病等。受试者均知情同意。

1.2临床资料 收集研究对象性别、年龄、体表面积、心率、血压等一般资料，采集血清，检测血清肌酐,采用化学发光免疫分析法检测甲状旁腺激素。

1.3仪器与方法 应用GE vivid E95超声诊断仪，配备M5Sc探头，探头频率设置为3.5 MHz，帧频60～90帧/s，入院48 h内行图像采集，受检者采取左侧卧位并连接心电图。为保证图像质量，嘱受检者平静呼吸,必要时屏气,测量左室舒张末期内径(LVDd)、室间隔舒张末期厚度(IVSd)、左室后壁舒张末期厚度(LVPWd)，运用Simpson法测量LVEF,计算相对室壁厚度 (RWT) 及左室质量指数 (LVM)，RWT=IVSd+LVPWd/LVDd ， LVMI=左室质量 (LVM)/体表面积 (BSA)，LVM根据 Devereux公式计算：LVM(g)=0.8 ×1.04×〔(LVDd+LVPWd +IVSd)3-LVDd3〕+0.6。 BSA(m2)=0.006 1×身高(cm)+0.012 8×体重(kg)-0.152 9。获得动态的三个心动周期心尖左室长轴、 四腔及两腔心切面的图像,采集左室心尖五腔心的主动脉血流频谱静态图像存盘。

打开AFI测量软件，首先分析左室心尖长轴，在收缩末期手动选取二尖瓣瓣环和心尖三点心内膜，软件自动生成感兴趣区，调整感兴趣区宽度使其与心肌厚度一致，准确选取主动脉瓣关闭时间点，软件自动逐帧追踪感兴趣区心肌运动得出结果；同法分析心尖四腔心和心尖两腔心，AFI软件将自动得出左室整体峰值纵向应变值(GLPS)及左室17节段的局部纵向峰值应变值(LLPS)牛眼图,分别是基底段前壁(BA)、前间隔(BAS)、后间隔(BS)、下壁(BI)、后壁(BP)及侧壁(BL)；中间段的前壁(MA)、前间隔(MAS)、后间隔(MS)、下壁(MI)、后壁(MP)及侧壁(ML)；心尖段的前壁(AA)、间隔(AS)、下壁(AI)、侧壁(AL)及心尖部(Apex)。

1.4统计学分析 运用SPSS25.0软件进行χ2检验、LSD-t检验、Pearson相关性分析。

2 结 果

2.1临床资料与常规二维超声结果分析 各组性别、年龄、体表面积及心率的差异无统计学意义(P>0.05)。CKD 1～2期组、 CKD 3期组及CKD 4～5期组血压和对照组比较差异有统计学意义(P<0.05)，CKD 4～5期组及CKD 3期组血压高于CKD 1～2期组(P<0.05)；在血肌酐及甲状旁腺激素比较中，CKD 1～2期组、 CKD 3期组及CKD 4～5期组明显高于对照组(P<0.05)，且随着CKD分期增加，血肌酐及甲状旁腺激素数值越来越高(P<0.05)，见表1。LVSd、LVPWd及LVWI在组间比较差异有统计学意义(P<0.05)，且组内比较差异均具有统计学意义(P<0.05)；CKD 3期组、CKD 4～5期组LVDd较对照组明显增大(P<0.05)，且CKD 4～5期组显著高于CKD 1～2期组及CDK 3期组(P<0.05)；CKD 3期组、CKD 4～5期组RWT显著高于对照组(P<0.05)，各组LVEF较对照组差异均无统计学意义(P>0.05)，见表2。

表1 各组临床资料比较

表2 各组常规二维超声心动图结果比较

2.2左室各节段及整体收缩期纵向应变值结果分析 CKD 1～2期组与对照组比较，BS、MS、BL、ML及AL差异有统计学意义(P<0.05)；CKD 3期组与对照组比较，BA、BAS、MAS、BS、MS、BI、MI、BP、MP、BL、ML、AL及AA差异有统计学意义(P<0.05)；CKD 4～5期组较对照组，除AI及Apex差异没有统计学意义，余左室各节段应变值差异均具有统计学意义(P<0.05)。CKD 3期组与CKD 1～2期组比较，BA、BAS、BS、MS、MI及AL差异有统计学意义，CKD 4～5期组较CKD 1～2期组比较BA、BAS、BS、BI、BP、BL、MAS、MS、MI、MP、ML及AL差异有统计学意义(P<0.05)；CKD 4～5期组与CKD 3期组比较，BA、BS、BL、ML及AL差异有统计学意义(P<0.05)。CKD 3期组及CKD 4～5期组GLPS较对照组、CKD 1～2期组差异均有统计学意义(P<0.05)，CKD 1～2期组较对照组，CKD 4～5期组较CKD 3期组GLPS差异没有统计学意义(P>0.05)，见表3。

表3 左室局部及整体纵向应变平均峰值比较

2.3GLPS与LVEF、血清肌酐及甲状旁腺激素相关性 GLPS与LVEF呈负相关(r=-0.548，P=0.000)；GLPS与血清肌酐、甲状旁腺激素呈正相关(r=0.537，P=0.001；r=0.316，P=0.045)。

3 讨 论

CKD患者心肌损害的病理基础为：体内水钠潴留、钙、磷代谢异常及肾脏毒素累积等，导致容量及压力负荷过重，继发性甲状旁腺功能亢进，营养物质缺失及神经体液调节异常，引起心肌细胞肥厚、损伤和坏死，促使心肌细胞纤维化，最终造成心脏功能受损〔2，3〕。CKD早期患者即已经出现心肌损伤，而常规超声心动图检测LVEF指标常在正常范围，故常规超声心动图较难早期准确诊断CKD患者左室收缩功能异常。

AFI是二维斑点追踪技术衍生出来的超声新技术，克服了角度依赖性，通过对左室不同切面的图像进行采集和计算机处理，自动追踪感兴趣区心肌组织的运动轨迹，以牛眼分析图、曲线及分数的形式来显示整体及各节段左室收缩期纵向峰值应变值〔4，5〕，且AFI简单易行，不需要脱机分析就能实时迅速获得应变值，对于早期定量发现左室收缩功能异常有重要意义。

在本研究中，随着GFR下降，血肌酐、甲状旁腺激素水平逐渐增高，血压也逐渐升高，这是由于体内肾素血管紧张素醛固酮系统被激活，引起全身小动脉收缩，硬化、痉挛及血容量的增加，导致血压升高，血压升高同时刺激心肌肥厚、纤维化，心室扩大。本研究中亦发现在CKD 1～2期LVSD、LVPWD及LVWI即发生了改变，且随着CKD分期增加，LVDd、RWT也逐渐增大，这与范一宁等〔6〕研究结果一致，说明CKD早期心脏构型已发生改变。

本研究表明CKD 1～2期患者BS、MS、BL、ML及AL差异有统计学意义，但GLPS无明显异常改变。随着CKD分期进展，出现更多节段应变值减低，这是由于肾功能的损害是从代偿期逐渐发展到失代偿期，CKD 1～2期时，肾功能受损不明显处于代偿期，心肌受损不明显，随着CKD分期进展，肾功能处于失代偿期，心肌受损明显，导致收缩功能异常，出现更多节段应变值及GLPS减低,这与既往〔7，8〕研究结果相符。

本研究相关性分析结果与张丽等〔9〕研究结果相符，且国外学者〔10〕研究表明左心室整体纵向应变可成为预测心血管事件的亚临床指标。而GLPS与甲状旁腺激素的相关性一般，这可能由于除了GFR的影响，其他因素包括年龄、体重等也影响甲状旁腺激素水平〔11〕。

本研究的局限性：①二维图像质量要求较高，图像质量欠佳时难以获得满意的追踪效果；②样本量小，有待于进一步扩大样本量深入研究。

综上，CKD 1～2期患者左室局部心肌发生收缩异常，整体收缩功能无异常改变，CKD 3期及CKD 4～5期患者左室局部及整体收缩功能均发生明显改变,AFI技术可以早期准确评价不同分期CKD患者亚临床左室纵向收缩功能异常改变，简单易行。