3D-STI 评价两种血液透析方式对尿毒症患者左心室整体收缩功能的影响

张秉宜 陈小蓉 陈红敏 王婷 陈璐 董梦 平杰

三峡大学人民医院 湖北省宜昌市第一人民医院超声影像科，湖北宜昌 443003

尿毒症是慢性肾功能不全（chronic kidney dysfunction，CKD）的终末期表现[1]。充分合理的透析疗法能维持水电解质在体内达到平衡，体内的代谢毒素等有害物质能够被清除，达到减轻心脏容量负荷、减少心肌氧耗量，促进血流动力平衡的目的，从而改善心脏功能[2]。前期研究显示，单次普通血液透析后左心室整体收缩峰值应变均显著降低[3]。该研究建立在普通血液透析基础上，而血液透析分普通血液透析和血液滤过。血液滤过不同于血液透析的一点在于其可以很好的去除中大分子毒素，如β2 微球蛋白（β2-macromolecules，β2-MG）。本研究通过分析探讨两种不同血液透析方式对左心室整体收缩功能的影响，探讨为临床选择透析方式提供理论依据。

1 资料与方法

1.1 一般资料

收集2019 年2 月至12 月在湖北省宜昌市第一人民医院暨三峡大学人民医院血液透析中心病情稳定的尿毒症透析患者35 例。纳入标准：血肌酐＞445 μmol/L或血素氮＞25 mmol/L，男女不限，年龄20～75 岁。每周规律性透析2～3 次，每次透析4 h，所有患者透析后需达到干体重，自觉良好，KT/V＞1.3。排除标准：心房颤动；严重的主动脉瓣及二尖瓣狭窄或关闭不全；心包腔中-大量积液；左室射血分数（left ventricular ejection fraction，LVEF）≤49%；图像不清晰、不完整；近期有急性心肌梗死或心力衰竭发作；妊娠及哺乳期妇女。患者按透析方式不同，分为血液透析和血液透析。本研究经医院伦理委员会通过，所有患者知情同意并签署知情同意书。

1.2 研究方法

1.2.1 治疗方法 血液透析组采用低通量透析器（尼普洛透析器），面积1.7 m2，超滤系数30 ml/min。血液滤过组，血液滤过采用高通量透析器，面积1.3 m2，超滤系数30 ml/min。两种透析方式均为250～300 ml/min，透析液流量500 ml/min。碳酸氢盐透析液，3 次/周，4.0～4.5 h/次。分别于透析前，透析后30 min 内各做1次心脏超声检查。

1.2.2 常规超声心动图 分别在血液透析和血液滤过前、后30 min 内做1 次心脏超声检查，采用的GE Vivid E9 彩色多普勒超声成像仪，M5S 二维探头频率在（1.5～4.3 MHz）及4D（1.7～3.3 MHz）探头，扫描角度＜60°，帧频25～40 帧/s，配有EchoPac 科研工作站。嘱受试者左卧位，平静呼吸，连接心电图，按照美国超声心动图协会的方法进行测量。心脏常规超声检查指标：左室舒张末期内径（left ventricular end-diastolic diameter，LVDD）、左房内径（left atrium diameter，LAD）、左房容积指数（left ventricular volumes index，LAVI）。

1.2.3 三维斑点追踪技术测量左室收缩期应变 将探头切换至4 V，先在心尖四腔心切面，嘱受检者屏住呼吸后进入4D 模式。调节扇角、深度和增益，同时调节帧频，使帧频在25～40 帧/s，获取心尖四腔心图像，采集3 个心动周期的动态三维全容积图像储存。运用EchoPac 3D-STI 分析软件脱机分析图像。自动分析得出左室整体收缩期峰值应变（left ventricular global systolic peak strain，LVGPSL）、左室整体纵向收缩期峰值应变（leftventriculargloballongitudinalstrain，LVGLS）、左室整体环向收缩期峰值应变（left ventricular global circumstance strain，LVGCS）、左室整体径向收缩期峰值应变（left ventricular global area strain，LVGAS）、左室整体面积收缩期峰值应变（left ventricular radial strain，LVGRS）、左室舒张末期容积（left ventricular enddiastolic volume，LVEDV）、左室收缩末期容积（left ventricular end-systolic volume，LVESV）、LVEF 测值。

1.2.4 血生化检查 分别抽取尿毒症透析患者血液透析和血液滤过前、后30 min 内3 ml 静脉血液，全自动生化分析仪检测血肌酐（serum creatinine，CRE）、血尿素（Urea）、β2-MG 浓度。

1.3 统计学方法

采用SPSS 23.0 软件对所得数据进行统计分析。符合正态分布的计量资料以均数±标准差（）表示，采用t 检验。计数资料以例数或百分比表示，采用χ2检验。采用Pearson 进行相关性分析。以P＜0.05 为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 一般资料

按照纳入和排除标准最终入选共32 例研究患者。本研究患者年龄27～75 岁，平均（52.47±2.19）岁，男24 例，女8 例。

2.2 两法透析前后常规超声心动图结果比较

透析后血液透析及血液滤过LVDD、LAD、LAVI测值显著低于透析前，差异有统计学意义（P＜0.05），而两法二尖瓣环收缩期峰值速度值透析前后比较，差异无统计学意义（P＞0.05）。见表1。

表1 两法透析前后常规超声心动图结果比较（）

表1 两法透析前后常规超声心动图结果比较（）

注 LVDD：左室舒张末期内径；LAD：左房内径；LAVI：左房容积指数

2.3 两法透析前后三维斑点追踪结果比较

单次透析后，血液透析LVGPSL、LVGLS、LVGCS、LVGAS、LVGRS、LVEDV、LVESV 测值低于透析前，差异有高度统计学意义（P＜0.01）；LVEF 透析前后比较，差异无统计学意义（P＞0.05）。单次透析后，血液滤过LVESV 显著低于透析前，差异有统计学意义（P＜0.05），而LVGPSL、LVGLS、LVGCS、LVGAS、LVGRS、LVEF、LVEDV 透析前后比较，差异无统计学意义（P＞0.05）。见图1～2、表2。

图1 血液透析法透析前后左室整体纵向收缩期峰值应变

表2 两法透析前后三维斑点追踪结果比较（）

表2 两法透析前后三维斑点追踪结果比较（）

注 LVGPSL：左室整体收缩期峰值应变；LVGLS：左室整体纵向收缩期峰值应变；LVGCS：左室整体环向收缩期峰值应变；LVGAS：左室整体面积收缩期峰值应变；LVGRS：左室整体径向收缩期峰值应变；LVEDV：左室舒张末期容积；LVESV：左室收缩末期容积；LVEF：左室射血分数

2.4 两法透析前后血液指标比较

两法各指标透析前比较，差异无统计学意义（P＞0.05）。两法单次透析后Urea、CRE 低于透析前，差异有统计学意义（P＜0.01），而血液透析透析后血清β2-MG 高于透析前，差异有高度统计学意义（P＜0.01），血液滤过透析后血清β2-MG 低于透析前，差异有高度统计学意义（P＜0.01）。见表3。

表3 两法透析前后血液指标比较（）

表3 两法透析前后血液指标比较（）

注 Urea：尿素；CRE：肌酐；β2-MG：β2 微球蛋白

图2 血液滤过法透析前后左室整体纵向收缩期峰值应变

2.5 不同透析方式β2-MG 变化值与三维应变变化值相关性分析

血液透析法透析前后血清β2-MG 浓度变化值与3D-STI 各应变变化值无相关性（P＞0.05）；血液滤过法透析前后血清β2-MG 浓度变化值与LVGLS 呈负相关（r=-0.45，P＜0.05）。

3 讨论

尿毒症心肌病高死亡率因素有毒素体内长期代谢聚集、严重钙磷代谢紊乱、高容量高负荷、肾素血管紧张素系统紊乱等[4]。临床上由于肾源严重缺乏，无法有效推广，故血液透析疗法被认为是当前最有效的方法之一。血液透析可清除尿毒症毒素在体内蓄积，维持体内水电解质及钙磷代谢平衡，能减少心脏长期的高负荷状态，从而稳定患者的心脏功能，减少心血管事件发生[5]。血液透析所致的左室收缩功能障碍在血液透析中和透析后导致即刻心源性猝死风险增加[6-7]。

本研究结果显示，血液透析和血液滤过在透析后LVDD、LAD、LAVI 测值均较透析前降低；血液透析法透析 后LVGPSL、LVGLS、LVGCS、LVGAS、LVGRS、LVEDV、LVESV 测值均较透析前显著降低。分析原因可能是由于单次血液透析后尿毒症患者透析了体内过多的水分及电解质等物质，体内在短时间内尚未恢复到正常水平且没有相应的代偿性机制可以缓解，从而引起心功能暂时性降低，但透析后心肌的代偿机制没有得到恢复，心功能受损，从而出现心肌缺血的现象，造成透析后左心室收缩功能的受损[6,8-10]。由血液透析引发的容量超负荷及心肌缺血，可使心肌纤维拉伸和缩短不对称，引发心肌机械运动不同步，最终损害心肌收缩功能。左室收缩功能障碍在血液透析患者中的发病率为15%～28%[11-13]。

Zuidema 等[14]认为心肌顿抑现象可解释，即急性血管内容量下降导致明显的血流动力学改变，表现为血压和心率的变化，从而激活各种损伤途径，如高能磷酸盐耗竭、微血管低灌注、神经元反应受损和炎症激活，导致血液透析后诱导的缺血。Ingec 等[15]也研究得出心肌细胞损伤和抑制的影响，血液透析治疗后，虽可排除体内过多的水分和蓄积的毒素，对心肌细胞有好处，但大量快速的排除水分，缺少相应的代偿性机制，造成血压波动，导致心肌血流灌注减少。

受我国经济条件限制，目前血液透析广泛采用的是低通量透析器，它对尿毒、肌酐等一些小分子毒素具有很好的清除效果，但对血液中的一些中大分子毒素很难有效清除[16-17]。血液滤过则能很好弥补以上缺点。本研究运用3D-STI 技术测量三维整体应变参数研究单次血液滤过前后心脏整体收缩功能指标，结果显示血液滤过在单次透析后LVGPSL、LVGLS、LVGCS、LVGAS、LVGRS 均较透析前无显著变化。分析原因可能与尿毒症患者体内中大分子毒素的清除有一定的关系，不同血液透析方式对尿毒症患者体内蓄积的毒素排出有关，这直接影响着左心收缩功能的改变。血液透析和血液滤过均能清除水分和小分子毒性物质，比如：Urea、CRE、钙、磷等毒素，从而维持体内环境的平衡。但是血液滤过较普通透析还能清除体内中大分子等物质，比如血清β2-MG 等，这是普通血液透析所没有的优势。与普通透析比较，血液滤过有较大的毒素清除能力、较好的生物相容性，有效减少了氧化应激及微炎症状态，可能减轻了对心肌细胞的损伤，延缓心肌细胞肥大及心室重塑，从而很好地保护了心脏的收缩功能[18-20]。

综上所述，本研究初步证实血液滤过较普通血液透析能保护患者左心室收缩功能，其机理可能是通过清除患者体内中大分子等物质如血清β2-MG 的缘故。