左心室心肌应变参数预测初诊及未经治疗高血压患者射血分数保留性心力衰竭

谢 林,吴凌恒,陈建雄,孙佳丽,陆 敏,胡浩清,杜联芳,李朝军,*

(1.嘉定区中医医院超声科,上海 201800;2.上海市第一人民医院嘉定分院超声科,上海 201803;3.福建医科大学附属闽东医院超声科,福建 宁德 355000;4.嘉定区中心医院超声科,上海 201800;5.上海交通大学医学院附属第一人民医院超声医学科,上海 200080)

高血压(hypertension, HP)是射血分数保留性心力衰竭(heart failure with preserved ejection fraction, HFpEF)的危险因素[1]。HFpEF指心肌主动松弛障碍、弹性恢复力降低和左心室僵硬度增加等使心室充盈压升高、左心室舒张功能障碍的复杂临床综合征,发病隐匿,长期预后不良[2]。HFpEF患者心肌收缩力降低,表现为左心室整体纵向应变(global longitudinal strain, GLS)和整体圆周应变(global circumferential strain, GCS)减低[3]。本研究以二维斑点追踪技术检测初诊及未经治疗HP伴HFpEF患者的GLS和GCS,观察其预测HFpEF的价值。

1 资料与方法

1.1 研究对象 选取2021年12月—2022年12月105例上海市第一人民医院嘉定分院初诊或未经治疗原发性HP伴HFpEF患者(HFpEF组),男55例、女50例,年龄18～71岁、平均(46.4±13.0)岁。纳入标准:①初次诊断或未经治疗HP;②收缩压≥140 mmHg和/或舒张压≥90 mmHg[4];③HFpEF,即具有心衰症状和体征、左心室射血分数(left ventricular ejection fraction, LVEF)≥50%、E/e'>9或脑利尿钠肽>35 ng/L[5]。排除标准:①合并冠心病、先天性心脏病、心脏瓣膜病、心肌病等其他器质性心脏病;②脑卒中或急慢性心力衰竭病史;③心律失常;④血液病、恶性肿瘤及严重肝、肾、肺疾病。另选取同期年龄、性别相匹配的健康志愿者131名(对照组),男51名、女80名,年龄18～75岁、平均(44.9±14.3)岁。本研究经院伦理委员会批准(2022SQ467)。受试者均签署知情同意书。

1.2 仪器与方法 采用配置QLab 13.0图像脱机分析软件的Philips EPIQ7型超声诊断仪、频率1～5 MHz S5-1探头,设置帧频>60帧/秒。嘱受试者左侧卧、平静呼吸,连接同步心电图,于胸骨旁左心室长轴切面测量舒张末期左心室内径(left ventricular end-diastolic diameter, LVEDD)、收缩末期左心室内径(left ventricular end-systolic diameter, LVESD)、舒张末期室间隔厚度(interventricular septal thickness at end-diastole, IVSD)和舒张末期左心室后壁厚度(left ventricular posterior wall thickness at end-diastole, LVPWD),于心尖长轴四腔观测量二尖瓣口舒张早期血流峰值速度(E)、二尖瓣口舒张晚期血流峰值速度(A);采用组织多普勒测量二尖瓣环室间隔侧壁舒张早期峰值速度(e'),计算E/A、E/e'。以双平面Simpson法测量LVEF。于心尖长轴四腔观、二腔观、三腔观及左心室短轴观二尖瓣水平、乳头肌水平、心尖水平获取心率稳定状态下连续3个心动周期的清晰动态图像并存储,导入QLab软件系统进行脱机分析;若肺气干扰严重,则于深呼气后屏气下进行检查。选取图像最清晰的心动周期,按软件提示设置锚点,系统自动于心室舒张末期勾画包含心内膜下心肌、中层心肌、心外膜下心肌ROI,手动微调心内、外膜边界后,系统自动将心肌分为内膜下心肌、中层心肌及外膜下心肌,并将每个短轴水平分为6个节段,追踪满意后自动计算左心室GLS和GCS。见图1、2。

图1 对照组受试者,男,52岁,左心室纵向应变分析 A.左心室四腔心观二维斑点追踪图(AIS:后室间隔心尖段;MIS:后室间隔中间段;BIS:后室间隔心底段;AAL:前侧壁心尖段;MAL:前侧壁中间段;BAL:前侧壁心底段); B.左心室纵向应变彩色编码图; C.左心室纵向应变峰值牛眼图; D.左心室纵向应变曲线图

图2 对照组受试者,男,52岁,左心室圆周应变分析 A.左心室短轴乳头肌水平二维斑点追踪图(MA:前壁中间段;MAL:前侧壁中间段;MIL:下侧壁中间段;MI:下壁中间段;MIS:后间隔中间段;MAS:前间隔中间段); B.左心室圆周应变彩色编码图; C.左心室圆周应变峰值牛眼图; D.左心室圆周应变曲线图

随机抽取20名受试者的二维动态图像,由2名医师分别测量左心室GLS及GCS;再由其中1名医师进行重复测量,将结果用于重复性检验。

1.3 测量血压 以便携式动脉波检测仪(PASESA AVE-2 000Pro)测量收缩压、舒张压、中心动脉压(central arterial blood pressure, CABP)和中心动脉脉压(central arterial pulse pressure, CAPP)。

1.4 统计学分析 采用SPSS 23.0统计分析软件。以±s表示符合正态分布计量资料,采用单因素方差分析及LSD-q检验进行多组间及两两比较;以中位数(上下四分位数)表示不符合者,行Kruskal-Wallis检验及两两比较Bonferroni校正。采用χ2检验比较计数资料。以Bland-Alterman分析评估结果的可重复性。行Pearson相关性分析,观察GLS及GCS与其他参数的相关性。对HFpEF赋值1、非HFpEF赋值0,行二元logistic回归分析。P<0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 一般资料 2组受试者性别、体质量、收缩压、舒张压、CABP、CAPP及吸烟史差异均有统计学意义(P均<0.05)。见表1。

表1 HP伴HFpEF患者与健康对照者一般资料比较

2.2 超声参数 组间LVEDD、IVSD、LVPWD、LVEF、GLS及GCS差异均有统计学意义(P均<0.05),见表2。2组组内不同性别间LVEDD、LVESD、IVSD、LVPWD、A、LVEF、GLS及GCS差异均有统计学意义(P均<0.05)。HFpEF组男性LVEDD、LVESD及LVPWD均大于、而A和E/e'均小于女性(P均<0.05)。对照组男性LVEDD、LVESD、IVSD及LVPWD均大于、而LVEF、GLS和GCS小于女性(P均<0.05)。HFpEF组女性IVSD、LVPWD和A均大于、而GCS和GLS均小于对照组女性(P均<0.05),男性LVEF大于、而LVEDD和LVESD均小于对照组男性(P均<0.05)。见表3。

表2 HP伴HFpEF患者与健康对照者左心室结构功能及应变指标比较

表3 不同性别HP伴HFpEF患者与健康对照者左心室结构功能及应变指标比较

2.3 相关性分析 HFpEF组GLS与E、E/A、LVEF呈负相关(r=-0.287、-0.207、-0.449,P均<0.01),与年龄、LVESD呈正相关(r=0.149、0.178,P均<0.05);GCS与CAPP、IVSD、E、LVEF呈负相关(r=-0.169、-0.189、-0.219、-0.604,P均<0.05),与LVESD呈正相关(r=0.208,P<0.01)。

2.4 logistic回归分析 HP和GCS均为HFpEF的独立危险因素(P均<0.05),CAPP、IVSD和LVPWD则为其独立保护因素(P均<0.05)。见表4。

表4 logistic回归分析结果显示HFpEF的影响因素

2.5 重复性检验 观察者间及观察者内测量左心室GLS和GCS结果的一致性好(P均<0.05),见图3、4。

图3 检验观察者间GLS、GCS结果重复性分析图 A.GLS Bland-Alterman图; B.GCS Bland-Alterman分析图; C.GLS线性相关图; D.GCS线性相关图

3 讨论

HFpEF发病率高,约占心力衰竭的50%,其病因和表型分类复杂[5]与HP、高龄、肥胖、糖尿病、冠心病、慢性肾病及心脏淀粉样变等有关[6],临床主要表现为呼吸困难、液体潴留等心力衰竭症状和体征而LVEF仍在正常范围,现有干预手段有限[7]。

HP是HFpEF常见危险因素之一,约64% HFpEF患者存在HP[8]。本研究HFpEF组GLS和GCS均低于对照组,其中男、女性患者GLS和GCS均分别低于相同性别对照者。HP患者左心室纵向应变明显减低,圆周应变正常或轻度异常,而左心室扭转功能未受影响[9]。左心室圆周应变和纵向应变反映心脏收缩和舒张功能权重;纵向应变可早期反映收缩功能,而圆周应变有助于鉴别HFpEF[3]。HFpEF患者中,66.7%可见纵向应变异常、40.4%存在圆周应变异常[3]。左心室心肌细胞损伤最先影响心内膜下心肌[10],使纵向应变减低;而中层心肌和心外膜下心肌受影响较小,故圆周应变和扭转功能降低不明显[11]。本研究结果显示GCS是HP患者发生HFpEF的独立危险因素,而GLS则非影响因素,原因可能在于GLS主要反映收缩功能,而GCS主要反映舒张功能。研究[12]显示,50%～75%的 HFpEF患者存在左心室肥厚。本研究HFpEF组室壁厚度和心室腔尚在正常范围内,但相比对照组已出现室壁增厚和心室腔增大。

心室应变受多种因素影响。SALEM等[13]发现女性左心室应变高于男性,尤以纵向应变为著,可能与雌激素及孕激素水平有关[14]。本研究对照组男性GLS和GCS均小于女性,而HFpEF组GLS和GCS均无明显性别差异。性别对左心室纵向、圆周及径向应变的具体影响有待进一步研究。

本研究的主要局限性:①未对HP进行分级;②HP可引起心肌重构而影响心肌应变;③未考虑logistic回归模型中各变量之间可能存在的潜在共线性。

综上所述,左心室GCS有助于预测初诊及未经治疗HP患者发生HFpEF,而GLS则与HFpEF无明显相关。