速度向量成像及实时三维超声心动图评估慢性肾脏病患者右心室功能

乔 荞,张 艳,张 璐,赵 倩,彭 芮,邓爱云*

(1.兰州大学第一临床医学院,甘肃 兰州 730000;2.兰州大学第一医院心内科,甘肃 兰州 730000)

慢性肾脏病(chronic kidney disease, CKD)可继发多种心血管疾病(cardiovascular disease, CVD)并致Ⅵ型心肾综合征,增加死亡风险[1]。肺动脉高压、右心室压力升高与CKD预后相关[2],右心室收缩功能障碍与终末期肾病患者死亡风险独立相关,对预后具有重要提示意义[3]。速度向量成像(velocity vector imaging, VVI)可通过评估心肌运动早期发现亚临床心肌功能障碍[4];实时三维超声心动图(real-time three-dimensional echocardiography, RT-3DE)能较二维超声更为准确地评估右心室整体容积及功能[5]。本研究观察常规超声心动图、VVI及RT-3DE技术评估不同肾功能损伤程度CKD患者右心室功能的价值。

1 资料与方法

1.1 研究对象 前瞻性纳入2022年7月—2023年5月兰州大学第一医院70例CKD患者,男46例、女24例,年龄31～75岁、平均(56.4±12.5)岁;均符合CKD诊断标准[6],肾脏损害≥3个月,估算肾小球滤过率(estimated glomerular filtration rate, eGFR)≤90 ml/min。排除标准:①图像质量欠佳或临床资料不全;②确诊CKD前罹患心血管疾病。根据eGFR水平将CKD患者分为轻-中度组(G1～G3期,A组)和重度组(G4～G5期,B组)。A组30例,男17、女13例,年龄31～75岁、平均(58.7±12.3)岁,平均CKD病程(6.67±3.05)年,平均体表面积(body surface area, BSA)(1.74±0.18)m2;B组40例,男29例、女11例,年龄32～72岁、平均(54.7±12.6)岁,平均CKD病程(9.53±4.49)年,平均BSA(1.73±0.17)m2;以同期30名健康成年志愿者作为对照组(C组),男16名、女14名,年龄28～70岁,平均(56.0±9.9)岁,平均BSA(1.69±0.17)m2。记录血压、CKD病程、血肌酐(serum creatinine, Scr)、尿素(blood urea, Urea)等临床资料,CKD流行病学协作(CKD-epidemiology collaboration, CKD-EPI)公式[7]利用Scr计算eGFR。本研究经院伦理委员会审批(LDYYLL2023-360);受试者均签署知情同意书。

1.2 仪器与方法 采用Siemens Acuson SC2000彩色超声诊断仪,频率1.25～4.50 MHz 4V1探头或1.75～4.25 MHz 4Z1c三维矩阵探头,配有Syngo(R)VVITM图像处理工作站及4D-RV-Volume分析软件。嘱受检者左侧卧、平静呼吸,连接三导联心电图,由2名医师分别独立进行VVI和RT-3DE检查,取2名医师测值的均值作为结果。先以4V1探头于心尖四腔心切面连续获取3个心动周期常规超声心动图参数的平均值,包括右心室面积变化分数(fraction area change, FAC)、三尖瓣环收缩期位移(tricuspid annular plane systolic displacement, TAPSE)、Tei指数、三尖瓣口E峰减速时间(E peak deceleration time, EDT),舒张早、晚期峰值速度(E、A),右心室侧壁三尖瓣环收缩期峰值速度(S'),舒张早期运动速度(e'),计算E/A及E/e';选择VVI模式,于舒张末期描记右心室心内膜,获取右心室整体纵向应变(global longitudinal strain, GLS)及应变率(global longitudinal strain rate, GLSR)、游离壁总体应变(free wall strain, FWS)及应变率(free wall strain rate, FWSR)、右心室纵向应变达峰时间标准差(standard deviation of the time to peak longitudinal strain, TLS-SD)及应变率达峰时间标准差(standard deviation of the time to peak longitudinal strain rate, TLSR-SD)。见图1。

图1 A组CKD患者,男,60岁,VVI图示右心室功能参数 A.右心室应变曲线; B.右心室应变率曲线

行RT-3DE检查时,以4Z1c探头于心尖四腔心切面连续采集3个心动周期图像,之后进入4D-RV-Volume模式,手动描记舒张末期及收缩末期心内膜边界,分析得出右心室三维容积参数,包括右心室舒张末期容积(right ventricular end-diastolic volume, RVEDV)、右心室收缩末期容积(right ventricular end-systolic volume, RVESV)、右心室每搏量(right ventricular stroke volume, RVSV)及右心室射血分数(right ventricular ejection fraction, RVEF);分别将RVEDV、RVESV除以BSA,得到右心室舒张末期容积指数(right ventricular end-diastolic volume index, RVEDVI)和收缩末期容积指数(right ventricular end-systolic volume index, RVESVI)。

1.3 统计学分析 采用SPSS 27.0统计分析软件。以±s表示符合正态分布的计量资料,采用单因素方差分析行多组间比较,以LSD-t检验行两两比较;以中位数(上下四分位数)表示非正态分布的计量资料,行Kruskal-WallisH检验。采用χ2检验比较计数资料。以Pearson相关性分析评估VVI及RT-3DE参数与eGFR的相关性:|r|>0.4为存在相关性, |r|>0.7为强相关。P<0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 基本资料 3组受试者性别、年龄及BSA差异均无统计学意义(P均>0.05);B组CKD病程长于A组(P<0.05)。A、B组收缩压、舒张压均高于C组(P均<0.05),而A、B组间差异均无统计学意义(P均>0.05)。B组Scr及Urea高于A组及C组(P均<0.05),而A、C组间差异均无统计学意义(P均>0.05)。A、B组eGFR均低于C组(P均<0.05),且B降幅大于A组(P<0.05)。见表1。

表1 CKD患者及健康人血压及实验室指标比较

2.2 常规超声心动图参数 B组FAC及TAPSE低于、而Tei指数高于A、C组(P均<0.05)。3组间EDT、E/A、E/e'及S'差异均无统计学意义(P均>0.05)。见表2。

表2 CKD患者及健康人右心室常规超声心动图参数比较

2.3 VVI参数 A、B组右心室GLS和FWS均低于、而TLS-SD和TLSR-SD均高于C组(P均<0.05),且B组变化幅度均大于A组(P均<0.05)。B组GLSR低于A组和C组(P均<0.05),而A、C组间差异无统计学意义(P>0.05);B组FWSR低于C组(P<0.05),而与A组差异无统计学意义(P>0.05)。见表3。

表3 CKD患者及健康人右心室VVI参数比较

2.4 RT-3DE参数 A、B组RVEF低于C组(P均<0.05),且B组变化幅度大于A组(P<0.05);B组RVEDV、RVESV、RVESVI高于、而RVSV低于A及C组(P均<0.05),而A、C组间差异均无统计学意义(P均>0.05);B组RVEDVI高于C组(P<0.05)而与A组差异无统计学意义(P>0.05)。见表4。

表4 CKD患者及健康人右心室RT-3DE参数比较

2.5 相关性分析 右心室TLS-SD、TLSR-SD、RVEDV、RVEDVI、RVESV、RVESVI均与eGFR呈负相关(r=-0.879、-0.746、-0.567、-0.521、-0.720、-0.687,P均<0.05),GLS、GLSR、FWS、RVEF均与eGFR呈正相关(r=0.828、0.644、0.629、0.812,P均<0.05);其中,TLS-SD、TLSR-SD、RVESV、GLS和RVEF与eGFR呈强相关。

3 讨论

CKD患者因长期高血压、容量超负荷等异常[8-9]而存在心肌和内皮功能障碍导致的炎症和氧化应激,可引发血管微钙化和心肌纤维化,表现为心肌细胞收缩能力降低、左心室肥大/扩张[1];其所致肺动脉高压还可能加重右心室功能损伤,与预后相关[2,10]。早期检出CKD患者右心室功能改变有助于及时干预和改善预后。

CKD通过水钠潴留、肾素-血管紧张素-醛固酮系统而激活交感神经致血压升高。长期高血压增加心脏后负荷,不仅可能引起肺动脉高压及右心功能损害,还可能促进CKD进展[10]。本研究A、B组收缩压和舒张压均高于C组,但常规超声心动图仅能识别B组右心室功能障碍,而A、C组间右心室功能未见明显差异。VVI能基于斑点追踪技术实时追踪并定量测量心肌应变、应变率等参数,无角度依赖性,且重复性较好,可准确评估心肌收缩及舒张功能;而RT-3DE能够克服右心室复杂几何形状的限制,全面评估右心室容量及RVEF。本研究结果显示,与C组比较,A、B组右心室GLS、FWS和RVEF降低而TLS-SD和TLSR-SD升高,表明轻-中度CKD患者已存在右心室功能损害。

CKD造成交感活性持续增高,长期交感神经兴奋引起肾血管损伤,最终影响肾滤过功能,eGFR为CKD进展的独立预测因子[11]。本研究结果显示,利用VVI和RT-3DE能识别轻-中度CKD患者右心室功能损害,且其参数与eGFR呈强线性相关,提示在CKD早期,eGFR仅有轻度下降时,VVI和RT-3DE已能检出右心室功能改变,其中TLS-SD、GLS和RVEF相对更为敏感。

综上,利用VVI和RT-3DE,尤其TLS-SD、GLS和RVEF可有效评估不同程度CKD患者右心室功能。