压力-应变环对肾移植患者左心室做功的价值

李庆 李小燕 牟芸 贺芬宜 郑哲岚

作为终末期肾病患者最理想的替代治疗，肾移植可以显著提高患者的生活质量，但有研究证明心血管并发症仍是其死亡的主要原因且发病率显著高于一般人群[1-3]，因此对肾移植患者心功能变化的灵敏评估是保证其及时得到治疗的保障，可有效预防不良心血管事件的发生。本研究采用无创压力-应变环技术（pressure strain loop，PSL）对肾移植患者左心室心肌做功定量评估，并分析心肌受损的影响因素及最佳诊断参数，以期为临床早期识别肾移植患者左心室收缩功能受损及严重程度提供新的量化指标。

1 对象和方法

1.1 对象 选取2021年10月至2022年1月浙江大学医学院附属第一医院的肾移植患者76例（移植组）。纳入标准：肾移植术后6～12个月肾功能恢复且左心室射血分数（left ventricular ejection fraction，LVEF）保留者，术后采用相同抗排异药且血药浓度在推荐值范围。排除标准：术后出现排斥反应，移植肾功能障碍，合并先天性心脏病、心率失常、心肌梗死和图像质量差者。将76例患者根据肾源分为亲属组16例和非亲属组60例；根据移植前透析龄分为低透龄组（透析龄≤3年）37例和高透龄组（透析龄＞3年）39例；根据左心室质量指数（left ventricular mass index,LVMI）和左心室壁相对厚度（left ventricular relative wall thickness,LVRWT）分为4个亚组（LVMI以男性≥108.5 g/m2、女性≥99.4 g/m2为增大标准，LVRWT以男性≥0.51、女性≥0.49为增大标准）：正常构型组（LVMI、LVRWT均正常）29例、向心性重构组（LVMI正常、LVRWT增大）10例、向心性肥厚组（LVMI、LVRWT均增大）11例、离心性肥厚组（LVMI增大、LVRWT正常）26例；根据血压分为血压正常组38例和高血压组38例（收缩压≥140 mmHg或舒张压≥90 mmHg，1 mmHg=0.133 kPa）。另选同期年龄、性别相仿的健康体检者48名作对照组。本研究经浙江大学医学院附属第一医院医学伦理委员会批准（IIT20220359A），所有对象均知情同意。

1.2 方法 记录患者年龄、身高、体重、肾小球滤过率、Hb、血压，计算BMI。采用GE Vivid E95、M5S心脏探头。连接心电图，嘱患者左侧卧位，根据美国超声心动图学会指南标准获取常规超声心动图参数，存储3个心动周期的心尖三腔、四腔和两腔心动态图并导入EchoPAC 203，应用AFI自动识别左心室心内膜及室壁轮廓,依次完成三腔、四腔、两腔图像分析得出左心室整体纵向应变（global longitudinal strain，GLS），然后进入Myocardiac Work模式确定主动脉瓣开放及关闭时间并输入血压，得到左心室PSL曲线和心肌做功参数，包括心肌整体做功指数（global myocardial work index，GWI）、整体有用功（global constructive work，GCW）、整体无用功（global myocardial wasted work，GWW）、整体做功效率（global myocardial work efficiency，GWE）=GCW/（GCW+GWW）[4]。

1.3 重复性检验 抽取50例患者，由同一位主治医师和另一位主任医师重新分析对比作为观察者内及观察者间重复性检验。

1.4 统计学处理 采用SPSS 24.0统计软件。正态分布的计量资料以表示，两组间比较采用两独立样本t检验，多组间比较采用单因素方差分析，两两比较采用LSD-t检验；非正态分布的计量资料以M（P25，P75）表示，组间比较采用秩和检验。正态分布的各参数间相关性采用Pearson相关，非正态分布的各参数间相关性分析采用Spearman秩相关，得出心肌做功各参数与LVEF及GLS之间的关系。绘制ROC曲线，分析各参数对左心室心肌受损的预测效能。采用组内相关系数（interclass correlation coefficient，ICC）评价观察者内及观察者间重复性。P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 两组对象一般资料、常规超声心动图及心肌做功情况的比较 两组对象性别、年龄、BMI、GCW、LVEF比较差异均无统计学意义（均P＞0.05）；移植组GWW、血肌酐、收缩压、LVRWT、LVMI均高于对照组，GWE、GWI、GLS绝对值、肾小球滤过率、Hb均低于对照组（均P＜0.05），见图1、2及表1。

表1 两组对象一般资料、常规超声心动图及心肌做功情况的比较

图1 移植组心肌做功结果

图2 对照组心肌做功结果

2.2 移植组各亚组间常规超声心动图及心肌做功情况的比较 LVEF在不同肾源、移植前透析龄、左心室构型、血压亚组内比较差异均无统计学意义（均P＞0.05）；低透龄组GLS绝对值高于高透龄组，差异有统计学意义（P＜0.05）；GWW在不同肾源亚组间的差异无统计学意义，在其余亚组间差异均有统计学意义（均P＜0.05）；GWE在不同的移植前透析龄及左心室构型亚组间比较差异均有统计学意义（均P＜0.05）；高血压组GWI、GCW、GWW均大于血压正常组（均P＜0.05），GWE差异无统计学意义（P＞0.05）。见表2。

表2 移植组各亚组间常规超声心动图及心肌做功情况的比较

2.3 相关性分析 相关分析显示，GWE与GLS绝对值呈正相关（r=0.667，P＜0.01），GWW与GLS绝对值呈负相关（r=-0.539，P＜0.01）。

2.4 各参数预测左心室心肌受损的效能分析 ROC曲线分析发现，GWE的AUC和约登指数最大，灵敏度为0.829，特异度为0.896，最佳截断值为95.50%，是预测心肌受损的最佳参数，见图3。

图3 各参数预测左心室心肌受损的ROC曲线

2.5 重复性检验 心肌做功各参数在观察者内和观察者间重复性好，ICC 分别为 GWI（0.940、0.930）、GCW（0.954、0.924）、GWW（0.929、0.884）、GWE（0.954、0.944）。

3 讨论

LVEF是临床工作中评价左心室收缩功能及心肌损害最常用的超声心动图指标，但灵敏度不足[5]；部分研究显示，尽管LVEF在正常范围，心脏的结构和功能也已经发生改变[6]，前些年二维斑点追踪技术（speckle-tracking imaging，2D-STI）被推荐用于观察早期阶段的心肌损害[7]，但其负荷依赖性会低估后负荷增高时心肌真实的收缩能力[8-9]。而肾移植患者最常见的心血管合并症之一是高血压[10]，因此单纯依靠LVEF或2D-STI都很难精准评估LVEF保留的肾移植患者心肌真实的收缩功能。本研究采用PSL是2D-STI衍生而来的新技术，它克服了对后负荷的依赖性，源于1979年Suga教授采用侵入性心导管插管的方式记录PSL对心肌做功的研究[11]，并在2012年由Russell等[12]提出用肱动脉收缩压来代替左心室压力，用瞬时左心室压力和心肌应变的乘积获得左心室射血期的功率积分表示无创心肌做功，用AUC来对心肌做功进行定量分析，其中PSL面积代表GWI，即整体的收缩功；有助于射血期心肌细胞缩短和等容舒张期心肌细胞伸长的做功称为GCW；对心室射血无贡献的功称为GWW，代表能量损失；有用功和整体做功的比值称为GWE。正常人心脏的做功效率很高，无用功很少，如果无用功增加会降低心肌的做功效率。PSL技术近年来在国内外广泛用于心肌病、冠心病等左心室心肌功能的评价和心脏再同步化治疗疗效的评估[8，13-14]。Manganaro等[15]研究显示其与局部心肌葡萄糖代谢有很强相关性，能更客观地评估心肌的耗氧量和收缩功能，且可靠性已在多种心血管疾病中得到验证。

本研究中肾移植患者血肌酐、收缩压仍高于正常组，肾小球滤过率及营养状况较对照组差，说明长期尿毒症毒素的影响在肾移植后并未完全消除，有研究显示增高的血肌酐水平会导致心肌细胞内环磷腺苷水平的增高，从而影响心肌细胞的能量代谢，使心肌细胞水肿、变性，本研究中肾移植组的室壁厚度及心肌质量增加，左心室心肌重构并未完全消除，Krebber等[16]亦证实这一观点。尽管LVEF在两组间差异无统计学意义，但心肌做功参数却已有显著变化，肾移植患者GWW明显增加，GWI和GWE明显低于对照组，说明左心室的收缩功能已经发生了亚临床改变，可能由于长期暴露于尿毒症毒素环境下部分心肌细胞纤维化，产生机械性电传导阻碍，所以无用功增加，做功效率减低，虽然Omrani等[17]研究证明肾移植可以改善心功能，提高LVEF，但本研究提示较常人相比肾移植患者仍存在心肌受损。

进一步亚组分析发现，不同肾源组GWE差异无统计学意义，说明肾源对肾移植患者心肌做功无明显影响；高血压组与正常血压亚组间GWE差异无统计学意义，但高血压组GWI、GCW及GWW均增高，说明左心室心肌在对抗增高的后负荷时提高了心肌做功，同比增高的GCW和GWW保证了GWE不变，然而相关研究证明收缩压与移植肾患者的术后生存率相关，因此临床仍应严密监测血压，且长期高血压会导致左心室壁肥厚使左心室发生重构，而本研究显示影响肾移植患者心肌收缩能力的主要因素为左心室构型和移植前透析龄，笔者发现左心室重构组和移植前高透龄组GWE明显低于左心室正常构型组和低透龄组，GWW则相反变化，说明为了对抗左心室重构，心肌能量损耗增加，做功效率降低，提示临床应尽可能缩短移植前透析龄，改善左心室重构，保护心肌功能。这些变化用LVEF或GLS是无法得出的，而PSL却可以敏感识别。相关性分析结果显示，GWE与GLS绝对值呈正相关，GWW与GLS绝对值呈负相关，说明心肌做功参数可为心肌受损严重程度提供可靠的量化指标。ROC曲线分析结果显示，GWE预测左心室心肌受损最理想，当GWE＜95.5%时，诊断左心室心肌受损的灵敏度为0.829，特异度为0.896，可尽早提醒临床对疑似心肌受损的肾移植患者密切随访及干预治疗。

本研究的局限性：（1）肱动脉血压可能与左心室腔真实压力有一定误差；（2）对图像质量要求高，需要清晰的心内膜才能准确分析；（3）本研究只收集了肾移植患者术后6～12个月资料，缺少移植前基线数据，未来还需进一步跟踪肾移植术后心肌收缩功能动态恢复过程及与临床和实验室变量的可能联系。

综上所述，PSL比传统超声心动图能更灵敏的检测心肌做功改变，心肌做功效率GWE可以用来预测左心室心肌受损，为评价心肌做功提供可靠的定量指标，为肾移植患者临床诊疗提供一种新的可靠的无创参考依据。