三维斑点追踪技术测定左心房容积与功能在评价糖尿病患者左心室舒张功能障碍中的应用

吴巧燕，侯惠萍，刘 强，罗丽敏，汪咏莳，2，赵维鹏，2

（1.复旦大学附属中山医院厦门医院心脏超声诊断科，福建 厦门 361015；2.复旦大学附属中山医院心脏超声诊断科，上海 200030）

糖尿病与心血管疾病的发病率和死亡率密切相关［1］。糖尿病心肌病的早期征象为左心室舒张功能障碍［2］。Flachskampf 等［3］提出了超声心动图评定左心室舒张功能简化流程，即二尖瓣瓣环的e’速度中室间隔＞8 cm/s、侧壁＞10 cm/s，且左心房容积指数＜34 mL/m2时，提示左心室舒张功能正常；反之则提示左心室舒张功能障碍。但上述3 个指标无法完全准确识别糖尿病患者的左心室舒张功能障碍。本研究应用三维斑点追踪技术（three-dimensional speckled tracking imaging，3D-STI）追踪测量糖尿病患者的左心房容积及功能，探讨3D-STI 诊断糖尿病患者左心室舒张功能障碍的价值。

1 资料与方法

1.1 一般资料 顺序收集2021 年1—8 月就诊于复旦大学附属中山医院厦门医院的78 例左心室射血分数正常的糖尿病患者。

糖尿病诊断标准：依据2020 版美国糖尿病协会发布的《糖尿病的分类及诊断：糖尿病的药物管理》［4］中的标准，即空腹血糖（FBG）＞7.0 mmol/L，或口服葡萄糖耐量试验餐后2 h 血糖≥11.1 mmol/L，或糖化血红蛋白（HbA1c）≥6.5%，或高血糖/高血糖危象典型症状患者中随机血浆葡萄糖≥11.1 mmol/L。

排除标准：①心力衰竭、心肌梗死、显著瓣膜病、心房颤动、先天性心脏病；②肥胖［体质量指数（BMI）＞30 kg/m2］；③哮喘、慢性阻塞性肺疾病、肿瘤性疾病、肝硬化或肾功能衰竭；④超声心动图图像质量差。

依据超声心动图评定的左心室舒张功能简化流程，将78 例分为舒张功能正常组和舒张功能障碍组各39 例。另纳入健康志愿者40 例作为对照组。3 组均行超声心动图检查。

1.2 仪器与方法 采用GE Vivid E95 超声仪器及4VC 三维探头。受检者取左侧卧位，连接心电图，采集心尖四腔切面、心尖两腔切面、心尖三腔切面等二维动态图像，连续采集3 个心动周期并测量相关二维参数。应用3D-STI 左心房容积及心肌应变自动定量软件在心尖四腔切面获取左心房容积及功能参数，包括左心房最大容积（LAVmax）、左心房最小容积（LAVmin）、左心房收缩前容积（LAVpreA）、左心房最大容积指数（LAVImax）、左心房排空分数（LAEF）、左心房存储期应变（LASr）、管道期应变（LAScd）及收缩期应变（LASct）（图1）。

图1 GE Vivid E95 的三维斑点追踪技术（3D-STI）左心房容积及应变自动定量软件获得的参数图像。图1a～1c 分别为对照组、舒张功能正常组和舒张功能障碍组（LAVmax，左心房最大容积；LAVmin，左心房最小容积；LAVpreA，左心房收缩前容积；LAVImax，左心房最大容积指数；LAEF，左心房排空分数；LASr，左心房存储期应变；LAScd，左心房管道期应变；LASct，左心房收缩期应变）

1.3 统计学分析 应用SPSS 20.0 软件进行统计学分析。符合正态分布且方差齐的计量资料以表示，3 组间比较行单因素方差分析。采用ROC 曲线进行诊断试验。左心室舒张功能正常组和舒张功能障碍组各随机选取10 例行重复性检验。观察者内及观察者间一致性检验应用组内相关系数（intra class correlation coefficients，ICC），观察者内一致性分析由同一检查者间隔1 个月分别完成2 次测量；观察者间一致性分析由2 位检查者同一时间分别测量完成。ICC＜0.5 为一致性差，0.5≤ICC＜0.75为一致性中等，0.75 ≤ICC ＜0.9 为一致性好，ICC＞0.9 为一致性极好。以P＜0.05 为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 3 组一般资料比较（表1）3 组年龄及性别比较，差异均无统计学意义（均P＞0.05）。舒张功能障碍组及舒张功能正常组BMI、HbA1c 及FBG 均高于对照组（均P＜0.01），但舒张功能障碍组与舒张功能正常组差异无统计学意义（P＞0.05）。

表1 3 组一般资料比较

2.2 3 组3D-STI 所测左心房容积及功能参数比较（表2）3D-STI 测得的左心房容积参数LAVmin、LAVmax、LAVpreA 及LAVImax，舒张功能障碍组较舒张功能正常组均显著增大（均P＜0.001），舒张功能正常组与对照组差异均无统计学意义（均P＞0.05）。LAVmax 经体表面积校正后，舒张功能障碍组仍较舒张功能正常组增大（P＜0.001）。舒张功能障碍组LAEF 较对照组降低（P＜0.01），与舒张功能正常组相比，差异无统计学意义（P＞0.05）。

表2 3 组间超声心动图左心房容积及功能参数比较（）

表2 3 组间超声心动图左心房容积及功能参数比较（）

注：LAVmin，左心房最小容积；LAVmax，左心房最大容积；LAVpreA，左心房收缩前容积；LAVImax，左心房最大容积指数；LAEF，左心房排空分数；LASr，左心房存储期应变；LAScd，左心房管道期应变；LASct，左心房收缩期应变。a，与对照组比较，P＜0.001；b，与舒张功能正常组比较，P＜0.001；c，与对照组比较，P＜0.01。

对照组、舒张功能正常组、舒张功能障碍组的LASr 及LAScd 依次递减，舒张功能正常组及舒张功能障碍组均低于对照组（均P＜0.001），且舒张功能障碍组均低于舒张功能正常组（均P＜0.001）。3 组LASct 比较，差异均无统计学意义（均P＞0.05）。

2.3 左心房容积及功能参数对左心室舒张功能障碍的诊断效能 ROC 曲线显示：LAVmin 的截断值24.50 mL，敏感度87.9%，特异度91.3%，AUC 0.95；LAVmax 的截断值54.0 mL，敏感度89.7%，特异度87.0%，AUC 0.94；LAVpreA 的截断值43.50 mL，敏感度89.7%，特异度93.5%，AUC 0.96；LAVImax 的截断值34.5 mL，敏感度79.5%，特异度93.5%，AUC 0.96；LAEF 的截断值53.5%，敏感度78.3%，特异度69.2%，AUC 0.80；LASr 的截断值-22.5%，敏感度84.8%，特异度76.9%，AUC 0.90；LAScd 的截断值-11.5%，敏感度89.1%，特异度94.5%，AUC 0.98（图2）。

图2 左心房容积及功能参数诊断左心室舒张功能障碍（图2a）和参数排除舒张功能障碍（图2b）的ROC 曲线（LAVmin，左心房最小容积；LAVmax，左心房最大容积；LAVImax，左心房最大容积指数；LAVpreA，左心房收缩前容积；LAEF，左心房排空分数；LASr，左心房存储期应变；LAScd，左心房管道期应变）

2.4 重复性检验结果 观察者内的ICC 为0.982（P＜0.001），观察者间的ICC 为0.973（P＜0.001），一致性均极好。

3 讨论

糖尿病可引起心血管疾病，早期主要是引起左心室舒张功能障碍。这种心血管风险被认为是与胰岛素抵抗和高血糖相关的代谢变化有关，这些代谢变化导致心脏能量代谢紊乱、心肌细胞肥大与纤维化、心肌微循环损伤，以及心脏组织内的结构和功能变化。该功能障碍的早期症状表现为亚临床左心室舒张功能障碍，研究发现左心室舒张功能早期改变无特异性的临床及实验室表现［5-7］。既往超声心动图评价左心室舒张功能复杂，且与多种因素相关，不能用单一参数进行诊断。目前有研究指出，左心房容积是舒张期左心室充盈的决定因素，LAVmax 可作为评价左心室舒张功能降低的重要指标［8］。另外，左心房功能改变也被证实先于左心房容积的改变，甚至可不伴左心房容积的改变［9-10］。LASr 与左心房压力和左心室舒张末期压力呈显著反比关系［11］。本研究应用3D-STI 评价射血分数正常糖尿病患者不同时相的左心房功能改变，即应变值改变，为早期识别糖尿病患者左心室舒张功能障碍提供诊断依据。

本研究发现，左心房容积参数仅LAVmax、LAVmin、LAVpreA 及LAVImax 在舒张功能障碍组与舒张功能正常组差异均有统计学意义，舒张功能正常组与对照组比较差异无统计学意义。另外，LASr 和LAScd在对照组、舒张功能正常组及舒张功能障碍组中逐渐递减，且3 组差异均有统计学意义；舒张功能障碍组与舒张功能正常组差异也有统计学意义。以上表明，糖尿病心肌病在引起左心室舒张功能障碍时，左心室顺应性下降，左心室舒张速率下降，左心室舒张末期压力增高，舒张末期左心房与左心室压力阶差减小，左心房被动射血减小，左心房容积增大，LASr 降低，左心房作为导管功能运行时相变短，LAScd 降低。另一方面，左心室舒张功能正常组的糖尿病患者LASr 及LAScd 降低而不伴左心房容积改变，说明糖尿病心肌病患者可能在左心室舒张功能降低早期、左心房结构尚未出现异常时，已伴左心房存储期及管道期功能的改变。3 组LASct 比较，差异均无统计学意义，可能是由于在左心室舒张功能障碍早期，左心房收缩功能并未受到影响。

LAVpreA 较其他左心房容积参数在评估左心室舒张功能上诊断效能更好。LAVpreA 是指左心房主动收缩前（即心电图P 波之前）的左心房容积，是左心房被动收缩向主动收缩转换的节点。左心房被动收缩主要是由左心房及左心室舒张末期压力阶差决定，左心室舒张功能减退，左心房被动收缩减弱，LAVpreA 增大，LAVpreA 可用于区分左心房主动收缩与被动收缩功能受损。LASr 及LAScd 均有较好的阳性识别率，但LAScd 较LASr 有更好的排除价值。

本研究存在一定的局限性：①未能取得经导管测量左心室舒张末期压力值作为左心室舒张功能评定的金标准，来证明左心房应变诊断左心室舒张功能障碍的准确性；②样本量较小。

综上所述，应用3D-STI 检测射血分数正常的左心室舒张功能障碍糖尿病患者发现，其左心房容积及功能参数具有特异性改变；左心房各时相功能改变可完善和补充超声心动图对左心室舒张功能的诊断，为早期发现糖尿病患者左心室舒张功能障碍及进一步分级提供更有利的证据。