無創血流動力學監測對超重及肥胖者早期左心功能的評估作用

胡 怡,張 怡,趙鵬飛,侯冰心,賈秀娟,齊文博,章 政

肥胖作為營養障礙性疾病，近年來發病率顯著增加[1-2]，已成為世界各國共同面臨的難題之一。2002年“中國居民營養與健康狀況調查”數據顯示，按照《中國成人超重和肥胖癥預防控制指南(試行)》標準[3]，我國成年人超重率為22.8%，肥胖率為7.1%。肥胖與心血管疾病關系密切，是心力衰竭的獨立危險因素[4]。比較國內外缺血性心血管疾病危險評估方法，僅中國將體質指數(BMI)作為其危險評估指標，提示肥胖在中國缺血性心血管疾病的危險預測中有特殊作用。本研究通過運用無創血流動力學檢測儀結合超聲心動圖評估我國成年人超重及肥胖者左心功能的變化，旨在探討體質量增加對左心功能的早期影響，以提高臨床對體質量增加的重視，指導臨床工作。

1 資料與方法

1.1 一般資料 選擇2012年10月—2013年7月青島大學醫學院附屬醫院正常體質量、肥胖和超重的成年人223例，其中男128例，女95例；平均年齡(50.4±12.4)歲。除外3年內有心腦血管疾病、內分泌疾病、消化系統疾病、腎臟疾病者；曾有心肌梗死病史或行心臟手術者；高血壓患者。依據《中國成人超重和肥胖癥預防控制指南》[3]中超重、肥胖的診斷標準將研究對象分為3組，即正常體質量(18.5 kg/m2≤BMI<24.0 kg/m2)組(90例)，超重(24.0 kg/m2≤BMI<28.0 kg/m2)組(76例)，肥胖(BMI≥28.0 kg/m2)組(57例)。正常體質量組男49例，女41例；年齡(49.1±11.9)歲。超重組男45 例，女31例；年齡(51.0±12.9)歲。肥胖組男34例，女23例；年齡(51.6±12.5)歲。3組的年齡、性別構成比較，差異無統計學意義(F=0.831，P=0.437；χ2=0.541，P=0.763)。

1.2 檢查方法及檢測指標 超聲心動圖檢查：應用GE Vivid 7型多功能彩色多普勒超聲診斷儀及二維探頭M3S，顯示胸骨旁左心室長軸切面。根據美國心臟超聲協會推薦方法，測量左心房內徑(LAD)、左室舒張末期容積(LVEDV)，計算左心室射血分數(LVEF)；于心尖四腔心切面，脈沖波組織多普勒超聲心動圖測量左房室瓣舒張早期血流速度峰值(E)和左房室瓣舒張晚期血流速度峰值(A)，并計算E/A(判斷左室舒張功能)，若E/A>1表示左室舒張功能正常，若E/A<1則表示左室舒張功能減退。以上測量均為3個心動周期測量的均值。無創血流動力學檢查：應用美國Cardio Dynamics公司生產的BZ-4110-121無創血流動力學監測儀，受試者取平臥位，按照儀器的操作說明，由專業醫務人員將傳感器置于患者兩側頸根部、劍突水平與腋中線交界的胸部兩側，使接觸部位充分導電，輸入受試者個人信息〔包括姓名、性別、年齡、身高、體表面積(BSA)〕等。待波形穩定后，記錄血流動力學指標〔心率(HR)、心排血量(CO)、血管外周阻力(SVR)、收縮壓(SBP)、舒張壓(DBP)、左心做功量(LCW)、收縮時間比率(STR)〕。CO取決于心臟前后負荷和心肌收縮力，SVR反映心臟后負荷及機體外周血管舒縮狀態，LCW、STR均反映心臟收縮功能。

2 結果

2.1 3組間超聲心動圖檢測指標比較 3組間LAD和LVEDV比較，差異均有統計學意義(P<0.05)；且超重組及肥胖組LAD、LVEDV均大于正常體質量組，差異有統計學意義(P<0.05)；肥胖組LAD、LVEDV大于超重組，差異有統計學意義(P<0.05)。3組間LVEF和E/A<1發生率比較，差異無統計學意義(P>0.05，見表1)。

表1 3組間超聲心動圖檢測指標比較

Table1 Comparison of echocardiographic parameters among the three groups

組別例數LAD(mm)LVEDV(ml)LVEF(%)E/A<1〔n(%)〕正常體質量組903.3±0.4 86.4±10.1 66.4±4.341(45.6)超重組763.5±0.4▲ 93.8±11.5▲ 66.0±5.440(52.6)肥胖組573.7±0.4▲△98.6±9.1▲△65.1±6.433(57.9)F(χ2)值17.88925.5691.0512.232*P值0.0000.0000.3510.328

注：*為χ2值；與正常體質量組比較，▲P<0.05；與超重組比較，△P<0.05；LAD=左心房內徑，LVEDV=左室舒張末期容積，LVEF=左心室射血分數，E/A=左房室瓣舒張早期血流速度峰值/左房室瓣舒張晚期血流速度峰值

2.2 3組間無創血流動力學檢測指標比較 3組間CO、SBP、DBP、SVR、STR比較，差異均有統計學意義(P<0.05)；且超重組及肥胖組CO低于正常體質量組，而SBP、DBP、SVR、STR高于正常體質量組，差異均有統計學意義(P<0.05)；肥胖組CO低于超重組，而SBP、DBP、SVR、STR高于超重組，差異均有統計學意義(P<0.05)。3組間HR、LCW比較，差異無統計學意義(P>0.05，見表2)。

3 討論

肥胖作為一種由多因素引起的慢性代謝性疾病，目前在一些發達國家或地區人群中的患病情況已達到流行的程度。近年來，我國尚缺乏全國范圍內關于肥胖的調查數據，但地區性流行病學調查資料顯示，成年人肥胖發病率呈現逐漸上升趨勢。肥胖的主要危害在于可以導致不良的健康后果，而且隨著BMI的增加，發生代謝并發癥、心血管疾病、呼吸系統疾病、腫瘤等的危險性也上升[5]。2013年研究人員對肥胖及代謝異常與心血管疾病風險和病死率之間的關系研究發現，體質量正常但代謝異常的人群患心血管疾病的風險升高，即使暫無代謝異常的超重和肥胖人群患心血管疾病的風險也增加[6]。美國最新研究提示，肥胖是心血管疾病發生率急劇上升的重要因素[7]。肥胖可能引起以下生理改變[8]：(1)肥胖者通過增加CO來滿足脂肪組織的代謝需要，血容量增加可引起左心房和左心室擴大、心肌重構、充盈能力減退，最終造成收縮和舒張功能的改變，使心臟負荷增加[9-10]；(2)肥胖可能引起交感神經系統、腎素-血管緊張素-醛固酮系統激活以及胰島素抵抗，從而促進心肌細胞肥大、心室擴張；(3)增加氧化應激和致炎因子白介素6(IL-6)、腫瘤壞死因子(TNF)等的分泌。由此可見，肥胖不僅是冠心病、高血壓、糖尿病和腦卒中的危險因素，其本身也可引起左心結構和功能異常[11-12]。

肥胖者為了滿足過多脂肪的代謝需要，每搏量和CO常有不同程度的增加，當左心室肥大落后于左心室擴張及左室壁張力進一步增高時，則出現收縮功能不全[13]。舒張功能的損害可能是左心室肥大本身以及引起左心室肥大的負荷條件所致。左心室肥大常導致心肌缺血，可加重其舒張功能的損害。隨著肥胖程度的加重和肥胖時間的延長，左心室收縮功能降低愈明顯。輕中度肥胖患者也存在LVEF降低，普遍有亞臨床收縮功能異常及心功能降低[14]。Ayer 等[15]和Kathrotia 等[16]發現BMI是影響左心房大小的獨立決定因素，且與亞臨床左心室舒張功能障礙有關。Vaziri等[17]心臟研究提示，BMI對LAD的影響超過年齡與血壓對其的影響。左心房增大可能與體內脂肪組織增多引起的血流動力學改變以及血容量和靜脈回心血量增加有關，因心房壁較心室壁薄，前負荷增加引起的重塑可能早于心室。這種負荷性因素雖易造成常規超聲心動圖的準確性受到影響，但可通過LAD、LVEDV而非傳統的E/A來反映左室舒張功能。與超聲心動圖收縮功能指標相比，無創血流動力學因受心肌收縮力和后負荷的影響，不能可靠地測量心室舒張末壓力，但可更準確、更靈敏地評價心肌收縮能力和心臟泵血功能。無創血流動力學檢測儀是人體阻抗測量技術在心血管血流動力學方面的一個重要應用[18]。其基本原理是利用生物阻抗波形成的微分峰值反映左心室的泵血功能和心臟收縮功能。其中，SVR、外周血管阻力指數(SVRI)主要反映機體外周血管舒縮狀態,在肥胖患者中通常因外周血管阻力增高引起后負荷過重,最后導致心臟收縮、舒張功能障礙。CO及心臟指數(CI)的變化能夠提供機體功能或基礎代謝率需求發生重大變化時的最早期報警。CO降低提示患者存在心功能減退,有低心排的可能。STR是指心肌電興奮期與機械收縮期之間的比率〔STR = 心臟射血前期(PEP)/左室射血時間(LVET)〕，是反映心泵效率的敏感指標，其中PEP 表示左心室去極化和左心室射血通過主動脈需要的時間，LVET表示左心室射血時間。以往研究集中在肥胖對心臟腔室結構的影響，而本研究通過無創血流動力學檢測儀及超聲心動圖兩種方法，揚長避短，準確評估了肥胖者的心臟舒縮功能。

超聲心動圖可通過LAD、LVEDV反映左心室舒張功能，LAD、LVEDV越大，表示左心室舒張功能越差。本研究結果顯示，超重組及肥胖組的LAD、LVEDV大于正常體質量組，肥胖組LAD、LVEDV大于超重組。提示隨著BMI的增加，左心室舒張功能越差。無創血流動力學可通過CO、STR反映左心室收縮功能，CO越低、STR越高，表示左心室收縮功能越差。本研究發現，超重組及肥胖組的CO低于正常體質量組，而SBP、DBP、SVR、STR高于正常體質量組；肥胖組CO低于超重組，而SBP、DBP、SVR、STR高于超重組。提示BMI越大，左心室收縮功能越差。肥胖組SVR、DBP較正常體質量組及超重組高，可能與肥胖者血容量增大、交感神經興奮性增加、腎素-血管緊張素系統(RAS)激活有關。

表2 3組間無創血流動力學檢測指標比較

注：與正常體質量組比較，*P<0.05；與超重組比較，▲P<0.05；HR=心率，CO=心排血量，SBP=收縮壓，DBP=舒張壓，SVR=血管外周阻力，LCW =左心做功量，STR=收縮時間比率；1 mm Hg=0.133 kPa

綜上所述，本研究應用無創血流動力學及超聲心動圖兩種方法檢測到超重及肥胖可引起左心室收縮和舒張功能的早期減退，且隨著BMI的增加，左心功能進一步下降。隨著無創血流動力學的發展，其評價心臟收縮能力和心臟泵血功能的準確性、重復性、靈敏性已被證實，而且可以彌補超聲心動圖檢查的不足[19-21]，使超重及肥胖者心功能的早期評價成為可能。本研究存在一定局限性，如樣本量較小，且限制在無心腦血管疾病、內分泌疾病、消化系統疾病、腎臟疾病、呼吸系統疾病等的人群，因此今后擬選擇患病人群中的超重及肥胖者做進一步探究。

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