二維斑點追蹤技術評價前驅糖尿病患者的左心房功能

安靜，洪林巍

（遼寧中醫(yī)藥大學 1.附屬二院超聲科，沈陽 110034；2.附屬醫(yī)院超聲科，沈陽 110032）

前驅糖尿病（prediabetes，PD）是指存在葡萄糖代謝障礙，但尚未達到Ⅱ型糖尿病的診斷標準［1］。由于PD發(fā)展為糖尿病的風險極高，而心血管并發(fā)癥是糖尿病致死和致殘的主要原因，因而早期監(jiān)測PD患者的心臟功能，進而積極干預并早期預防糖尿病及心血管事件的發(fā)生，具有重要的臨床意義。研究［2］表明，Ⅱ型糖尿病患者左心室舒張功能減低，而PD患者左心室舒張功能是否已受累目前尚不明確。由于左心房功能與左心室舒張功能相互影響、相互依賴，PD患者左心房功能是否受損亦未證實。

傳統(tǒng)超聲心動圖通過測量心房容積并計算心房射血分數(shù)來評估心房功能，易受心房負荷的影響，只能間接反映心房心肌的功能。而二維斑點追蹤技術可測量心房心肌的應變和應變率，直接反映心房心肌的形變，不依賴于心房負荷和幾何形態(tài)假設，可全面、客觀地評價整個心動周期內心房心肌的儲備功能、通道功能和泵功能。本研究旨在采用二維斑點追蹤技術檢測左心房心肌縱向應變和應變率評價PD患者的左心房功能，并探討左心房功能與空腹血糖（fasting plasma glucose，F(xiàn)PG）、口服葡萄糖耐量試驗（oral glucose tolerance test，OGTT）和糖化血紅蛋白（glycosylated hemoglobin，HbA1c）水平之間的關系，為臨床早期檢測PD患者的心臟功能、早期制定干預方案及判斷預后提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 研究對象

選擇 2018年1月至2018年12月我院診斷為PD的患者60例作為PD組，其中男35例，女25例；平均年齡（55.7±8.1）歲。PD的診斷標準［3］：5.6 mmol/L＜FPG＜7.0 mmol/L和（或）7.8 mmol/L＜OGTT＜11.1 mmol/L和（或）5.7%＜HbA1c＜6.4%。排除標準：糖尿病或使用糖尿病藥物；既往心肌梗死；既往冠狀動脈介入治療或溶栓治療；高血壓、心臟瓣膜病、先天性心臟病、心律失常、缺血或出血性腦血管病病史；慢性阻塞性肺疾病、慢性肺源性心臟病；肝腎功能不全；腫瘤；自身免疫性疾病；甲狀腺功能異常癥；超聲心動圖圖像質量欠佳等。

選擇性別、年齡、一般臨床狀況匹配的FPG正常的健康成年人40例作為對照組，其中男20例，女20例；平均年齡（56.5±8.3）歲。排除標準同PD組。

1.2 研究方法

1.2.1 收集一般臨床資料：常規(guī)測量身高、體質量，計算體質量指數(shù)（body mass index，BMI）。在安靜狀態(tài)下測量3次血壓，并取平均值。

1.2.2 生化檢驗：所有研究對象均禁食12 h，于次日早晨空腹抽取肘靜脈血，采用標準方法檢測FPG、血肌酐、總膽固醇和甘油三酯水平等，并立即檢測FPG及HbA1c。采用葡萄糖氧化酶法（Glamour2000自動生化分析儀，上海科華生物工程有限公司）檢測FPG；采用高壓液相法（Variant Ⅱ血紅蛋白檢測儀，上海Bio-Rad公司）檢測HbA1c；采用標準方法檢測OGTT。

1.2.3 超聲心動圖：采用Philips IE33超聲診斷儀，S5-1探頭，頻率2～4 MHz。囑患者左側臥位，同步連接體表心電圖。采集多普勒靜態(tài)圖像，以及胸骨旁左心室長軸切面、心尖四腔心切面和心尖兩腔心切面連續(xù)3個心動周期的動態(tài)圖像。采集時注意各動態(tài)切面心內膜清晰顯示。二維幀頻約56～85幀/s。

1.2.3.1 常規(guī)超聲心動圖參數(shù) 根據(jù)美國超聲心動圖學會指南［4］，測量左心室舒張末容積（left ventricular end-diastolic volume，LVEDV）、左心室射血分數(shù)（left ventricular ejection fraction，LVEF）、二尖瓣舒張早期血流速度（mitral early diastolic flow velocity，mitral E）、二尖瓣舒張晚期血流速度（mitral late diastolic flow velocity，mitral A）、三尖瓣反流峰值速度（tricuspid regurgitation peak velocity，TRPV）、二尖瓣環(huán)間隔部位舒張早期峰值速度（mitral annulus early diastolic velocity at septal wall of left ventricle，mitral sept e'）、二尖瓣環(huán)側壁部位舒張早期峰值速度（mitral annulus early diastolic velocity at lateral wall of left ventricle，mitral lat e'），并計算mitral E/A、二尖瓣環(huán)舒張早期運動速度平均值（mitral average e'）和mitral E/e'。

采用雙平面Simpson法測量左心房容積，包括二尖瓣開放前左心房最大容積（left atrial maximum volume，LAVmax）；心電圖p波前左心房容積，即左心房收縮前容積（left atrial pre-contraction volume，LAVp）；二尖瓣關閉前左心房最小容積（left atrial minimum volume，LAVmin）。并根據(jù)體表面積校正LAVmax，獲得左心房容積指數(shù)（left atrium maximum volume index，LAVI）。根據(jù)左心房容積計算左心房射血分數(shù)，左心房整體射血分數(shù)（left atrial total ejection fraction，LAtotalEF）=（LAVmax-LAVmin）/ LAVmax；左心房主動射血分數(shù)（left atrial active ejection fraction，LAactiveEF）=（LAVp-LAVmin）/ LAVp；左心房被動射血分數(shù)（left atrial passive ejection fraction，LApassiveEF）=（LAVmax-LAVp）/ LAVmax。

1.2.3.2 二維斑點追蹤技術參數(shù) 通過Qlab工作站進行脫機分析，觀察左心室心尖四腔心切面圖像，于收縮末期手動勾畫左心房心內膜邊界，軟件自動生成感興趣區(qū)域（regions of interest，ROI），手動調整ROI寬度，使其與左心房心肌厚度一致，軟件自動逐幀追蹤左心房心肌運動，得到左心房心肌的整體縱向應變-時間曲線，調整基線使左心室舒張末期時左心房縱向應變?yōu)?，分別測量左心房儲備期縱向應變（left atrial longitudinal strain during reservoir phase，LASr）和 應 變 率（left atrial longitudinal strain rate during reservoir phase，LASRr）、左心房通道期縱向應變（left atrial longitudinal strain during conduit phase，LAScd）和應變率（left atrial longitudinal strain rate during conduit phase，LASRcd）以及左心房收縮期縱向應變（left atrial longitudinal strain during contraction phase，LASct）和應變率（left atrial longitudinal strain rate during contraction phase，LASRct）。見圖1。

圖1 二維斑點追蹤技術測量左心房縱向應變和應變率Fig.1 Two-dimensional speckle tracking technique for measuring the left atrial longitudinal strain and strain rate

1.3 統(tǒng)計學分析

采用SPSS 23.0統(tǒng)計學軟件進行分析。計量資料以x-±s表示，組間比較采用獨立樣本t檢驗；計數(shù)資料以百分比表示，組間比較采用χ2檢驗。P＜ 0.05為差異有統(tǒng)計學意義。

2 結果

2.1 一般臨床特征的比較

2組比較，一般特征如年齡、性別以及BMI等無統(tǒng)計學差異（P＞ 0.05）。PD組FPG、總膽固醇、低密度脂蛋白膽固醇、HbA1c均高于對照組（P＜ 0.05）。見表1。

2.2 左心室功能的比較

左心室收縮功能比較：2組間LVEDV、LVEF無統(tǒng)計學差異（P＞ 0.05）。左心室舒張功能比較：2組間LAVI、mitral A及TRPV無統(tǒng)計學差異（P＞ 0.05）。與對照組比較，PD組mitral E、mitral sept e'、mitral lat e'、mitral average e'和mitral E/A顯著減低（P＜0.05），mitral E/e'顯著增大（P＜ 0.05）。見表2。

表1 一般臨床特征的比較Tab.1 Comparison of baseline clinical characteristics

2.3 左心房功能的比較

2組比較，LAVmax、LAVp和LAVmin無統(tǒng)計學差異（P＞ 0.05），LAtotalEF、LAactiveEF和LApassiveEF無統(tǒng)計學差異（P＞ 0.05）。與對照組相比，PD組LAScd和LASRcd減低（P＜ 0.05）。2組比較，LASr、LASRr、LASct和LASRct無統(tǒng)計學差異（P＞ 0.05）。見表3。

2.4 相關性分析

PD患者中，HbA1c與LAScd呈負相關（r=-0.69，P＜ 0.001），HbA1c與LASRcd呈正相關（r=0.57，P＜ 0.001），見圖3。PD患者中，F(xiàn)PG、OGTT與LAScd、LASRcd均無顯著相關性（P＞ 0.05）。

表2 左心室功能的比較Tab.2 Comparison of left ventricular function

表3 左心房功能的比較Tab.3 Comparison of left atrial function

圖2 PD患者中HbA1c與LAScd、LASRcd的相關性Fig.2 Correlation of HbA1c level with LAScd and LASRcd in the PD patients

3 討論

糖尿病已成為全球最普遍的慢性病之一，且心血管并發(fā)癥已成為Ⅱ型糖尿病患者死亡的首要原因［5］。由于PD發(fā)病隱匿，且極易發(fā)展為糖尿病，因而早期評價PD患者的心臟功能，進而早期進行積極的臨床干預具有重要的臨床意義［6］。

研究［7-8］表明，糖尿病患者心肌發(fā)生病理性變化，即心肌內糖蛋白膠原纖維沉積、心肌間質纖維化，進而導致心肌變性僵硬，從而導致左心室舒張功能減低。本研究發(fā)現(xiàn)，PD患者雖然存在糖代謝異常，并未達到糖尿病的診斷標準，但是PD患者左心室舒張功能也已經受損。左心房功能與左心室舒張功能相互影響、相互依賴，然而目前PD患者左心房功能是否受損尚不明確。

傳統(tǒng)超聲心動圖通過測量心房容積并計算心房射血分數(shù)來評估心房功能，但易受心房負荷的影響，只能間接反映心房心肌的功能［9］。本研究采用傳統(tǒng)超聲心動圖測量左心房容積并計算射血分數(shù)來評價PD患者的左心房功能，但與對照組相比無統(tǒng)計學差異。二維斑點追蹤技術可以實時追蹤左心房心肌內回聲斑點的空間運動，定量分析左心房心肌的形變能力及運動特征，不受相鄰心肌節(jié)段運動的干擾，無角度依賴性，因而可以更加準確、早期反映左心房心肌在整個心動周期不同時相的功能［10］。

左心房功能包括：（1）儲備功能，左心室收縮期，肺靜脈血匯入左心房，此時左心房起到儲備血液的作用；（2）通道功能，左心室舒張早期，二尖瓣開放，左心房血通過二尖瓣流入左心室，此時左心房起到傳導血流的作用；（3）泵功能，左心室舒張晚期，左心房心肌自身收縮，將左心房內血液進一步排入左心室，此時左心房起到把血液主動泵入左心室的作用［11］。本研究發(fā)現(xiàn)，PD患者通道功能減低，其可能原因為左心室舒張功能減低，導致左心室舒張壓升高，進而影響左心房被動排空，從而影響左心房通道功能。研究［12］表明，與FPG和OGTT相比，HbA1c在診斷PD時具有更高的敏感度。本研究發(fā)現(xiàn)，PD患者中HbA1c與左心房通道功能密切相關，而與FPG和OGTT無顯著相關性，表明左心房通道功能可早期檢測PD患者心臟功能，可以敏感反映患者病情。

綜上所述，PD患者左心房通道功能和左心室舒張功能均減低，且左心房通道功能與HbA1c水平有關。臨床上應密切關注PD患者，及時給予臨床干預，并進行密切隨訪。