心肌運動定量分析技術在評價多囊卵巢綜合征合并胰島素抵抗患者左室收縮功能中的應用價值

杜啟亙，米香琴，徐宏偉，商瑋珉，周立平，陳 巍

（黑龍江中醫藥大學附屬第二醫院超聲科，黑龍江 哈爾濱 150000）

多囊卵巢綜合征（Polycystic ovarian syndrome，PCOS）是以雄激素過多及持續無排卵為特征的育齡婦女最常見的一種內分泌紊亂綜合征。PCOS常伴有胰島素抵抗（Insulin resistance，IR）和肥胖。有研究表明，伴隨IR的PCOS（PCOS－IR）患者心血管疾病的發病率呈上升趨勢，且部分患者在年輕時就患有早期動脈粥樣硬化性病變，而對于早期的心臟損傷，應用心電圖和常規超聲心動圖檢查常無明顯陽性發現，很難早期為PCOS－IR患者左室心肌收縮功能的受損情況提供可靠依據。因此，盡早發現PCOS－IR患者的心肌功能異常并及時給予相關治療，將大大降低PCOS患者心血管相關并發癥的發生率及死亡率，從而提高患者的生活質量。

心肌運動定量分析（Cardiac motion quantification，CMQ）技術是一項無創性超聲心動圖新技術，可以對局部及整體心肌功能進行定量分析，并無角度依賴性，檢查過程耗時較少，操作過程較簡單，且擁有較好的重復性，能將心肌的運動情況更準確地反映出來，從而能發現心血管疾病的早期變化。本次研究旨在通過CMQ技術研究PCOS－IR患者的左室收縮期峰值應變、旋轉及扭轉角度的變化，探討其應用價值。

1 資料與方法

1.1 研究對象

1.1.1 PCOS－IR 組

選擇2016年1月—2017年5月在我院就診的經臨床確診為PCOS－IR的患者55例，年齡25～40歲。

診斷標準：PCOS：①稀發或無排卵；②高雄激素血癥的生化證據和（或）臨床表現；③超聲提示多囊卵巢。上述3條中符合2條，并排除先天性腎上腺皮質增生、柯興綜合征等致雄激素水平升高的疾病，排除高泌乳素血癥、卵巢早衰、甲狀腺功能異常等能夠引起排卵障礙的疾病。IR：測量胰島素抵抗指數（HOMA－IR），HOMA－IR=FINS·X/FPG/22.5 （FINS：空腹血漿胰島素，FPG：空腹血糖），HOMA－IR≥1.66為IR。

排除標準：所有患者均未患基礎心血管系統及相關慢性疾病，無嗜煙及嗜酒史，近2月內無口服及注射激素類或可對機體脂質代謝有影響的相關藥物，近6月內無妊娠或者使用過避孕藥物，并排除其他病因引起。

1.1.2 對照組

健康志愿者55例，年齡24～45歲。入選標準：超聲顯示雙側卵巢形態大小正常，生化檢查及心臟超聲檢查均無異常，排除標準與病例組相同。

所有研究對象均簽署了知情同意書。

1.2 儀器和方法

儀器：應用荷蘭公司生產的Philips iE33型超聲診斷儀，探頭為 S5－1 型，頻率 1.0～3.0 MHz。

圖像采集如下：①受試對象取左側臥位，同時連接胸導聯心電圖。在進行常規超聲心動圖檢查時，應在患者平穩呼吸的狀態下，應用M型超聲進行測量左室長軸的正常切面：左室舒張末期內徑、左室收縮末期內徑、左室舒張末室間隔厚度、左室舒張末左室后壁厚度、短軸縮短率（FS），應用雙平面Simpson’s法計算左室射血分數（LVEF）。探頭置于心尖搏動位置在四腔心切面分別測量二尖瓣口舒張早期峰值流速（E）、舒張晚期峰值流速（A），并計算 E/A 比值；每個數據測量3次，取平均值并記錄。在受檢者心率穩定時囑其在呼氣末時屏住呼吸，采集如下切面3個心動周期的二維灰階動態圖像 （幀頻≥60幀/s）：胸骨旁左室長軸、胸骨旁左室短軸、心尖四腔心、心尖兩腔心切面。②應用Qlab 8.1分析軟件對實驗中所得數據及圖像進行剪輯、分析，系統會自動追蹤感興趣區域的標記點，如果出現標記點偏離，也可手動調整標記點，使最終標記的心內膜及心外膜曲線更接近實際心肌運動曲線。采取18節段劃分法劃分左心各個切面，依次追蹤每個切面的心內膜及心外膜下心肌的二維應變曲線、二尖瓣短軸切面心內膜及心外膜下旋轉角度曲線、心尖短軸切面跨壁角度梯度曲線及整體旋轉角度曲線。進行整理分析后可得到：①收縮期左室縱向應變（Longitudinal strain，Ls）、徑向應變（Radial strain，Rs）、圓周應變（Circumferential strain，Cs）參數：心內膜下、心外膜下以及心肌整體峰值應變與跨壁階差。②旋轉及扭轉角度參數：心內膜下、心外膜下、整體、跨壁旋轉角度及扭轉角度峰值，旋轉及扭轉角度負值是順時針，正值是逆時針。應變跨壁階差=心內膜下峰值應變/對應心外膜下峰值應變，通過心尖水平各切面與左室短軸二尖瓣水平各切面的旋轉角度峰值差求得逐個扭轉角度的最大值，根據數值制作相應心肌扭轉曲線圖。

1.3 統計學分析

采用統計學軟件SPSS 17.0對研究過程中記錄的數據進行分析，以P＜0.05為差異有統計學意義。組內比較采用配對t檢驗，組間比較采用獨立樣本t檢驗。

2 結果

2.1 一般資料比較

兩組病例間年齡、身高、體質量、血壓比較均無統計學差異（P＞0.05）。

與對照組相比，PCOS－IR組睪酮和HOMA－IR均明顯增高，差異有統計學意義（P＜0.05），見表1。

2.2 常規超聲參數比較

兩組病例間左室舒張末徑（LVDd）、左室收縮末徑（LVDs）、LVEF、FS 比較均無統計學差異（P＞0.05）。

PCOS－IR 組 E 峰、E/A 較對照組減低（P＜0.05）。

兩組病例室間隔厚度（IVSTd）及左室后壁厚度（LVPWTd）均在正常范圍內，但 PCOS－IR組IVSTd及 LVPWTd 較對照組增加（P＜0.05），見表2。

2.3 CMQ 各參數比較

2.3.1 應變參數

①左室Ls曲線均為負向波形，收縮期從基底段到心尖段遞增；心肌峰值應變值心內膜下高于心外膜下 （P＜0.05）， 且對照組 Ls及跨壁階差均大于PCOS－IR 組（P＜0.05），見表3。

②左室Cs曲線均為負向波形，兩組病例左室短軸Cs從二尖瓣水平到心尖水平逐漸增大，且同一水平心內膜下心肌峰值應變大于心外膜下 （P＜0.05），PCOS－IR組左室收縮期Cs及跨壁階差較對照組減低（P＜0.05），見表4。

③左室Rs曲線均為正向波形，左室短軸乳頭肌水平Rs最大，二尖瓣水平次之，心尖水平最小，且兩組間比較無統計學意義（P＞0.05）。

2.3.2 左室收縮期旋轉、扭轉參數

①旋轉角度曲線：左室短軸二尖瓣水平為負向波形，心尖水平為正向波形（P＜0.05）。

表1 PCOS－IR組與對照組一般資料比較

表2 PCOS－IR組與對照組常規超聲參數比較

表3 PCOS－IR組與對照組左室收縮期縱向應變比較

②心肌旋轉、扭轉角度峰值：心內膜下均高于心外膜下（P＜0.05）。

③扭轉角度峰值：PCOS－IR組大于對照組 （P＜0.05）；對照組心尖水平跨壁角度梯度峰值、左室跨壁角度梯度扭轉峰值均大于 PCOS－IR 組（P＜0.05）；PCOS－IR組心肌旋轉角度峰值在左室短軸二尖瓣水平心內膜下和整體水平下高于對照組，而跨壁角度梯度峰值較對照組減低（P＜0.05），見表5。 對照組及PCOS－IR組CMQ分析圖像見圖1，2。

2.4 左室心肌運動曲線

①在對照組收縮早期可以發現左室短軸心尖水平率先表現出片刻的小范圍順時針方向的旋轉，繼而改變為反向旋轉（即逆時針方向旋轉）；二尖瓣水平短軸率先出現小范圍的逆時針方向旋轉，即刻變成反向旋轉（即順時針方向旋轉）。而兩個切面的旋轉角度的峰值均出現在收縮晚期。

②旋轉角度曲線：心內、外膜下的心肌旋轉角度，心尖水平短軸大于二尖瓣水平。對照組心尖水平心內、外膜下心肌呈逆時針方向旋轉，二尖瓣水平心內、外膜下心肌為順時針方向旋轉。

③心肌旋轉角度：心內膜下大于心外膜下，心尖水平大于二尖瓣水平。PCOS－IR組與對照組基本相似。

3 討論

PCOS是育齡婦女最常見的一種極為復雜的內分泌系統及相關激素分泌紊亂的綜合征，目前尚未發現具有統計學意義的病因，但相關學者經研究發現，IR在PCOS的發病機制中有著極其關鍵的作用，此外，有研究表明PCOS患者同時伴有收縮功能減低、傳導速度異常等一系列血管損傷的早期改變[1]，并且PCOS－IR患者有易誘發早期心血管疾病的亞臨床征象。而PCOS－IR導致心功能損傷時，發病常不具有典型的臨床癥狀，因此對于預防PCOS－IR并發心血管疾病、降低PCOS－IR患者死亡率是目前研究PCOS的熱點及難點所在。近年來，對心臟室壁運動分析的研究已經取得了階段性的進展，初步發現已經出現了早期室壁運動異常的患者多為臨床癥狀無明顯表現的心臟病患者，如果針對這類患者群能及時早期發現并治療，將對患者的預后產生深遠的影響[2－11]。因此，如果能夠早期發現 PCOS－IR 患者是否合并左心室收縮功能異常，就能夠及時對該患者進行臨床干預，最終對降低PCOS－IR患者的死亡率有著重要的臨床價值。

表4 PCOS－IR組與對照組左室收縮期圓周應變比較

圖1 對照組CMQ分析圖像。圖1a：短軸徑向應變曲線；圖1b：心底整體旋轉曲線；圖1c：心尖整體旋轉曲線；圖1d：圓周應變曲線。Figure 1.The images analysis of CMQ in control group.Figure 1a:Short axis radial strain curve；Figure 1b:Integral rotation curve of the bottom of the heart；Figure 1c:Integral rotation curve of heart apica；Figure 1d:Circumferential strain curve.

表5 PCOS－IR組與對照組部分心肌運動參數比較

圖2 PCOS－IR組CMQ分析圖像。圖2a：短軸徑向應變曲線；圖2b：心底整體旋轉曲線；圖2c：心尖整體旋轉曲線；圖2d：圓周應變曲線。Figure 2.The images analysis of CMQ in PCOS－IR group.Figure 2a:Short axis radial strain curve；Figure 2b:Integral rotation curve of the bottom of the heart；Figure 2c:Integral rotation curve of heart apica；Figure 2d:Circumferential strain curve.

目前，評價心肌應變、扭轉的檢查技術有MRI檢查，它是一種無創性追蹤心肌運動的成像技術，是當前評價心肌應變、扭轉的“金標準”，但因一些相關方面的特殊情況，如其檢查費用昂貴、操作時間較長、分析軟件復雜等，并不適合實際應用。CMQ技術作為研究心肌形變和旋轉、扭轉功能的一項超聲新技術，其不受多普勒角度及心臟形態改變的影響，可以定量分析左室功能[12－17]，被證實作為一項評估左室收縮、舒張功能的新指標[18]具有較高的敏感性。

本研究應用CMQ技術評價PCOS－IR患者左室收縮功能，結果發現PCOS－IR患者及對照組的左室收縮期Ls從基底段到心尖段呈現遞增趨勢，左室短軸Cs從二尖瓣水平到心尖水平逐漸增大，說明左室心尖部的運動幅度要大于基底部，這與以往的研究結果相似[19]。而且在左室同一水平心內膜下心肌的Ls和Cs均大于心外膜下，這是由于在左室肌肉收縮的時候，心外膜處于相對靜止狀態，而心內膜相對會朝向心腔內運動，即心內膜的運動幅度要大于心外膜的運動幅度，也正因為如此才有了跨壁應變階差的存在[19-20]。

本研究還發現PCOS-IR組Ls、Cs及二者的跨壁階差均小于對照組，說明PCOS-IR患者在常規超聲心動圖評價的心臟整體收縮功能LVEF正常時，左室縱向及圓周收縮功能已經較正常人有所減低，提示左室心肌已經發生了不同程度的損傷。而PCOS-IR組的Rs變化不明顯，說明PCOS-IR患者左室的徑向收縮運動早期并沒有受到明顯的損傷，也許正是正常的徑向收縮運動才延緩了PCOS-IR患者左室心肌功能受損的過程。

另外，本研究發現PCOS-IR組心尖水平、二尖瓣水平的心內膜下、心外膜下、左室各扭轉角度均高于對照組，而左室短軸跨壁旋轉角度梯度低于對照組。正常心肌的結構為連續性、整體性和方向性的結構特性，包括縱向、徑向和圓周3個方向的運動共同維持正常的心肌功能。當PCOS-IR患者心肌受損早期Ls、Cs減低時，發現左室旋轉、扭轉運動會發生代償性增高，這或許是一種心肌受損早期的自我調節作用。

綜上所述，CMQ技術能夠全面深入評估PCOSIR患者左室收縮期各應變、旋轉及扭轉角度的變化，發現以上變化可以早期提示心肌收縮功能受損，能更全面地評價左室整體及局部心肌功能，為臨床提供更多有價值的參考信息。