超聲二維斑點追蹤顯像技術評價2型糖尿病患者左心室心肌扭轉運動及其與C肽水平的關系

朱培華，黃敬垣，葉 萌

糖尿病性心肌病是糖尿病嚴重并發癥之一，其發病早期可無明顯的癥狀，因此早期發現及診斷在臨床治療中顯得尤為重要。超聲二維斑點追蹤成像技術(STI)是近幾年興起的一種新技術，可通過分析左心室心肌扭轉運動來綜合評價心臟的收縮功能。C肽是由胰腺β細胞分泌的生物活性物質，可以擴張微血管，改善微循環。本研究旨在應用STI觀察2型糖尿病患者左心室心肌扭轉運動的變化特點，并探討其與C肽水平的關系。

1 資料與方法

1.1 臨床資料 選取2012年5月—2013年9月浙江醫院確診的門診或住院2型糖尿病患者93例為研究對象，均符合1999年世界衛生組織(WHO)糖尿病診斷標準。負荷超聲心動圖和/或冠狀動脈造影檢查均顯示正常。除外高脂血癥、中重度瓣膜疾病、冠狀動脈性心臟病、心房纖顫或其他嚴重心律失常、合并肺腎等疾病以及圖像質量欠清晰影響分析者。采用心尖雙平面Simpson法測量左心室射血分數(LVEF)，根據測量結果分為糖尿病左心室收縮功能正常組(A組，LVEF≥0.50)46例、糖尿病左心室收縮功能衰竭組(B組,LVEF<0.50)47例。另選擇同時期我院體檢中心體檢健康者46例為對照組。

1.2 儀器與方法 采用GE Vivid 7 Dimension彩色多普勒超聲成像儀，M3S探頭，頻率為1.5～4.0 MHz。Echo PAC超聲工作站，配有6.0版本STI成像分析軟件。

3組受檢者均取左側臥位，平靜呼吸，同步記錄心電圖，進行常規超聲心動圖測量，計算LVEF,根據左心室流出道血流頻譜測量等容舒張期時間(IVRT)，確定主動脈瓣關閉(AVC)和左房室瓣開放(MVO)時間點。應用二維諧波技術獲得心底水平(包容左房室瓣)和心尖水平(遠離乳頭肌)左心室短軸圖像，幀頻范圍65～92幀/s，平均為(75±5) 幀/s。囑受檢者屏氣，每個切面獲取連續的3個心動周期，并儲存在硬盤上以便脫機分析。儲存圖像時一定要保持幀頻與心率大致相同。

將先前獲取的二維灰階圖像導入Echo PAC工作站，在工作站上進入STI成像模式，于心內膜顯示最清晰時將圖像凍結(多為收縮末期)，沿心內膜邊界手動勾畫，將自動生成包含心肌內膜、中層和心外膜的感興趣區，如不滿意可手動調整感興趣區寬度，使其包納心肌全層，然后系統自動對心肌內的斑點進行追蹤，系統自動將左心室壁分為6個節段，并將各節段的追蹤結果以V或X的形式表示，V代表追蹤成功，X代表追蹤不成功。選擇6個節段均全部為V的圖像進入后續分析，系統將自動顯示各平面軸向旋轉角度、速度曲線圖，獲得各平面各節段的旋轉角度、速度等相關數據(見圖1)。記錄左心室舒張末期內徑(LVEDD)、左心房前后徑(LAD)、室間隔舒張末期厚度(IVS)、左心室后壁舒張末期厚度(LVPW)、左心室短軸縮短率(LVFS)、LVEF、左房室瓣口E峰值/左房室瓣口A峰值(E/A)、左房室瓣口血流頻譜E峰/組織多普勒左房室瓣環運動e峰(E/e)；采用STI計算出左心室扭轉角度峰值(Peaktw)、主動脈瓣關閉時間點扭轉角度(AVCtw)、左房室瓣開放時間點扭轉角度(MVOtw)。

1.3 血清C肽水平測定 采集空腹靜脈血2 ml測定血糖、糖化血紅蛋白(HbA1c)、C肽水平。C肽的測定采用直接化學發光法。采用德國西門子公司C肽測定試劑盒(USA)。測定方法參照儀器和試劑說明書進行，測定結果均嚴格執行全程質控監測，保證檢測結果準確。

2 結果

2.1 一般資料比較 3組性別構成、年齡、心率比較，差異均無統計學意義(P>0.05)。B組糖尿病病程較A組延長，差異有統計學意義(P<0.05)。3組血糖、HbA1c、C肽水平比較，差異均有統計學意義(P<0.05)；其中A組和B組血糖、HbA1c高于對照組，C肽水平低于對照組，差異均有統計學意義(P<0.05)；B組血糖、HbA1c高于A組，C肽水平低于A組，差異均有統計學意義(P<0.05，見表1)。

2.2 常規超聲心動圖檢測值比較 3組LVEDD、LAD、IVS、LVPW、LVFS、LVEF、E/A、E/e比較，差異均有統計學意義(P<0.05)；其中與對照組比較，A組IVS、LVPW、E/e升高，B組LVEDD、LAD、E/e升高，B組LVFS、LVEF、E/A降低，差異均有統計學意義(P<0.05)；與A組比較，B組LVEDD、LAD、E/e升高，LVFS、LVEF、E/A降低，差異均有統計學意義(P<0.05，見表2)。

圖1 左心室基底短軸水平及心尖短軸水平旋轉曲線

Figure1 Base level short-axis view of left ventricular and apex level short-axis view of rotation curve

表1 3組一般資料比較Table 1 Comparison of general data in three groups

注：HbA1c=糖化血紅蛋白；▲為χ2值，☆為t值，余檢驗統計量值為F值；與對照組比較，*P<0.05；與A組比較，△P<0.05

表2 3組常規超聲心動圖檢測值比較Table 2 Comparison of indicators of conventional echocardiography in three groups

注：LVEDD=左心室舒張末期內徑，LAD=左心房前后徑，IVS=室間隔舒張末期厚度，LVPW=左心室后壁舒張末期厚度，LVFS=左心室短軸縮短率，LVEF=左心室射血分數，E/A=左房室瓣口E峰值/左房室瓣口A峰值，E/e=左房室瓣口血流頻譜E峰/組織多普勒左房室瓣環運動e峰；與對照組比較，*P<0.05；與A組比較，△P<0.05

表3 3組左心室心肌扭轉運動相關指標比較Table 3 Comparison of left ventricular twist related indicators in three groups

注：Peaktw=左心室扭轉角度峰值，AVCtw=主動脈瓣關閉時間點扭轉角度，MVOtw=左房室瓣開放時間點扭轉角度；與對照組比較，*P<0.05；與A組比較，△P<0.05

表4 2型糖尿病患者Peaktw、AVCtw、MVOtw與C肽水平的相關性分析Table 4 Correlation analysis of Peaktw,AVCtw,MVOtw and C peptide level in T2DM patients

2.3 3組左心室心肌扭轉運動相關指標比較 3組Peaktw、AVCtw、MVOtw比較，差異均有統計學意義(P<0.05)；其中與對照組比較，A組Peaktw、AVCtw、MVOtw升高，B組Peaktw、AVCtw、MVOtw降低，差異有統計學意義(P<0.05)；與A組比較，B組Peaktw、AVCtw、MVOtw降低，差異有統計學意義(P<0.05，見表3)。

2.4 2型糖尿病患者Peaktw、AVCtw、MVOtw與空腹血清C肽水平的相關性分析 2型糖尿病患者Peaktw、AVCtw、MVOtw與空腹血清C肽水平均呈正相關(P<0.05，見表4、圖2～4)。

圖2 Peaktw與C肽水平相關性散點圖

Figure2 Correlation scatter plot of Peaktw and C peptide level

圖3 AVCtw與C肽水平相關性散點圖

Figure3 Correlation scatter plot of AVCtw and C peptide level

圖4 MVOtw與C肽水平相關性散點圖

Figure4 Correlation scatter plot of MVOtw and C peptide level

3 討論

糖尿病性心肌病是一種獨立的糖尿病嚴重并發癥，主要是由于糖尿病引起的糖脂代謝、能量代謝紊亂，微血管病變以及微循環障礙最終導致心肌缺血缺氧，心肌間質纖維化，心功能下降[1-2]，早期可無明顯的臨床癥狀，如不進行干預，最終可進展為心力衰竭。

左心室由內層呈右手螺旋、外層呈左手螺旋的螺旋形心肌及中層的環形心肌構成，該螺旋形心肌構型[3]是左心室心肌“擰毛巾”樣運動產生的力學基礎[4]。STI是基于二維圖像，通過識別和追蹤心肌的自然聲學斑點的空間運動，獲得心肌旋轉、扭轉等信息，實現無角度依賴地綜合評價心肌的功能[5]。STI為心臟運動力學與心肌運動形變的聯系提供了一種全新的定量評價方法[6-7]。

本研究中發現，A組的E/e、Peaktw、AVCtw、MVOtw均高于對照組，B組的Peaktw、AVCtw、MVOtw均低于A組和對照組，而E/e高于A組和對照組，說明糖尿病患者早期心肌的損害首先是左心室舒張功能的減退。糖尿病患者舒張功能輕度受損時，左心室的Peaktw、AVCtw、MVOtw不同程度地增高，隨著受損程度的進一步加重，左心室的Peaktw、AVCtw、MVOtw不同程度地減低。這與Park等[8]應用STI對舒張功能異常患者進行分組研究所得出的研究結果相一致。其原因可能為：糖尿病患者存在代謝紊亂、心肌內微血管病變，引起心內膜下心肌灌注不良、缺血，心肌纖維化程度較重，繼而導致心肌收縮力下降[9]，減弱了其對抗心外膜下心肌纖維收縮引起的逆時針方向旋轉，從而導致左心室心肌整體運動表現為逆時針扭轉增強，類似于一種“假性正常化”。隨著病情的進展，心肌灌注不良、缺血累及至心外膜下心肌纖維，心外膜下心肌纖維收縮力下降，引起其逆時針方向旋轉減弱，左心室扭轉減弱。同時，心肌存在心肌細胞凋亡并由此加速心肌重構和左心室充盈壓過大[10]可導致心肌纖維被動拉長移位；心肌細胞膜損傷可導致心肌壞死、間質纖維化和心肌收縮力降低，損害左心室扭轉能力。

C肽是由胰腺β細胞分泌的生物活性物質，能反映胰腺β細胞的功能，是胰島素A、B鏈之間的連接肽，由胰島素按照一分子C肽和一分子胰島素的比例裂解產生。有研究顯示，C肽不僅可以舒張血管，抑制糖尿病血管平滑肌細胞的增殖，而且能通過一氧化氮合酶(NOS)系統產生一氧化氮(NO)，增加NO的效能擴張微血管，抑制內皮黏附分子，降低內皮與白細胞間的作用而防止血栓形成，從而改善糖尿病患者微循環[11-12]，因此C肽能通過保護血管內皮的完整性改善糖尿病的血管病變，并可能成為治療糖尿病患者心血管病變的一個新手段[13-15]。本研究結果中顯示，糖尿病患者Peaktw、AVCtw、MVOtw與C肽呈正相關，提示隨著血清C肽水平下降，糖尿病患者左心室收縮功能的受損程度加重，Peaktw、AVCtw、MVOtw相應下降。本研究結果還表明糖尿病患者血清C肽水平與左心室收縮功能密切相關，參考血清C肽水平可以了解糖尿病患者左心室收縮功能的受損程度。

綜上所述，STI能準確量化分析左心室心肌扭轉運動變化特點，能幫助早期識別2型糖尿病患者左心室功能的異常。參考2型糖尿病患者空腹血清C肽水平，可了解2型糖尿病患者左心室收縮功能的狀態。

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