2型糖尿病患者左心室結構和功能的磁共振研究及其與臨床資料的相關性

余嬌艷 石 巖 黃俊浩 陽文秦 袁銘婧 楊 歡 劉文罡 李曉燕 孫家瑜 胡良波

2型糖尿病（type 2 diabetes mellitus，T2DM）的全球患病率高達8.5%，而我國已成為T2DM患病人數最多的國家［1］。T2DM并發的心血管疾病是造成患者死亡的主要原因［2］。心臟磁共振（cardiac magnetic resonance，CMR）作為評價心臟結構和功能的“金標準”，在臨床中應用廣泛［3-4］。目前，T2DM患者心臟受損的病理機制及影響因素尚未完全闡明。本研究通過CMR定量評價T2DM患者左心室結構和功能，分析左心室結構功能指標與臨床資料的相關性，以探尋對左心室結構和功能影響顯著的臨床指標。

方 法

1.研究對象

研究對象分為T2DM組和對照組。T2DM組：2019年7月至2020年12月期間就診于重慶醫科大學附屬永川醫院內分泌科的23例T2DM患者，男性18例，女性5例，年齡29～58歲。對照組：來自周邊社區的22例健康受試者，男性15例，女性7例，年齡26～60歲。本試驗在開展前經本院倫理委員會審查通過［批號：2019科倫審（16）號］。

2.納入及排除標準

納入標準：①T2DM患者的診斷符合美國糖尿病協會發布的T2DM診斷標準［5］；②T2DM患者均在接受降糖治療；③對照組受試者無T2DM病史。排除標準：①患高血壓、心臟疾病、心律不齊者；②有MRI檢查禁忌者。

3.研究方法

3.1 掃描儀器及參數

采用3.0T MR（Magnetom Verio Dot；Siemens，Germany）進行心臟掃描。受試者采取舒適仰臥位，使用12通道體部線圈，利用平衡穩態自由進動序列進行左心室短軸、長軸兩腔心和長軸四腔心電影圖像采集，每個心動周期采集25幅圖。掃描參數：重復時間（TR）39.24 ms，回波時間（TE）1.43 ms，層厚6.0 mm，視野（FOV）340 mm×284 mm，矩陣208×166，翻轉角51°，并行采集因子2。

3.2 圖像分析

采用西門子Argus軟件在左心室短軸電影圖像中勾畫出心內外膜輪廓，乳頭肌均畫入血池內。勾畫完成后，得到左心室舒張末期心肌質量（end diastole mass，EDM）、舒張末期容積（end diastole volume，EDV）、收縮末期容積（end systole volume，ESV）、每搏輸出量（stroke volume，SV）、心輸出量（cardiac output，CO）、射 血 分 數（eject fraction，EF）；以上參數經體表面積校正，得到左心室舒張末期心肌質量指數（end diastole mass index，EDMI）、舒張末期容積指數（end diastole volume index，EDVI）、收縮末期容積指數（end systole volume index，ESVI）、每搏輸出量指數（stroke volume index，SVI）、心臟指數（cardiac index，CI）。左心室重構指標左心室質量容積比由EDM/EDV計算得出。

左心室容積?時間曲線參數包括高峰射血率（peak ejecting rate，PER）、高峰射血時間（time of peak ejecting rate，TPER）、高峰充盈率（peak filling rate，PFR）、高峰充盈時間（time of peak filling rate，TPFR）、高峰射血率/舒張末期容積（PER/EDV）、高峰充盈率/舒張末期容積（PFR/EDV）。根據上述參數，軟件自動生成左心室容積?時間曲線（圖1）。

圖1 左心室容積?時間曲線

利用Argus軟件中左心室室壁厚度自動測量功能，測量左心室16節段心室壁厚度。根據各節段心室壁厚度生成左心室舒張末期心室壁厚度“牛眼圖”（圖2）。在左心室心尖區垂直于心內膜測量心尖部心室壁厚度。在長軸四腔心電影圖像中，選擇左心室舒張末期和收縮末期心腔最大顯示層面分別測量左心室舒張末期內徑和收縮末期內徑。

圖2 左心室舒張末期心室壁厚度“牛眼圖”

4.統計學分析

利用SPSS 26.0軟件對T2DM組和對照組的臨床資料、左心室結構功能指標進行分析。以P<0.05為差異有統計學意義。計量資料若符合正態分布用均數±標準差（±s）表示，T2DM組和對照組間比較采用獨立樣本t檢驗；若不符合正態分布用中位數（四分位間距）表示，T2DM組和對照組間比較采用Mann?WhitneyU檢驗。性別構成用百分比表示，T2DM組和對照組間比較采用χ2檢驗。根據數值變量的連續性和線性關系，對T2DM組的部分結構功能指標與臨床資料行Pearson或Spearman相關分析。

結 果

1.T2DM組與對照組受試者臨床資料

與對照組相比，T2DM組受試者空腹血糖（F=25.363，P<0.001）、糖化血紅蛋白（Z=-5.752，P<0.001）、總膽固醇（Z=-2.407，P=0.016）、甘油三酯（Z=-3.202，P=0.001）、載脂蛋白B（F=6.522，P<0.001）、游離脂肪酸（Z=-2.657，P=0.008）水平均升高，差異有統計學意義。結果詳見表1。

表1 受試者臨床資料組間比較

2.T2DM組與對照組受試者左心室結構指標

與對照組比較，T2DM組患者左心室心尖水平下壁變薄（F=1.064，P=0.018）、左心室舒張末期內徑（F=0.389，P=0.024）和收縮末期內徑（F=2.783，P=0.025）均擴大，差異均有統計學意義。結果詳見表2。

表2 受試者左心室結構指標組間比較

3.T2DM組與對照組受試者左心室功能指標

與對照組比較，T2DM組EF（F=0.854，P=0.001）降 低、ESV（F=0.502，P=0.001）增 大、ESVI（F=1.553，P=0.002）增大、SVI（Z=-2.339，P=0.019）減 小、CI（Z=-2.543，P=0.011）減 小、PFR/EDV（F=6.564，P=0.008）降低，差異均有統計學意義。結果詳見表3。

表3 受試者左心室功能指標組間比較

4.T2DM組患者左心室結構功能指標與臨床資料的相關性

T2DM病程與ESV呈顯著負相關（r=-0.517，P=0.012）；載脂蛋白B水平與左心室心尖水平下壁厚度呈顯著負相關（r=-0.435，P=0.038）；性別與收縮末期內徑存在顯著相關性（r=-0.495，P=0.016）。結果詳見表4。

表4 T2DM組患者左心室結構功能指標與臨床資料的相關性

討 論

T2DM患者排除長期血壓升高和器質性心臟病的影響，持續處于胰島素抵抗、高血糖狀態會造成心肌肥大、纖維化、冠狀動脈管壁增厚等病理改變［6］。本項CMR研究結果顯示，T2DM組的左心室功能指標ESV、ESVI增大，EF、SVI、CI、PFR/EDV降低，提示T2DM會造成患者左心室收縮功能和舒張功能受損。有研究［7］發現，糖尿病病程是左心室收縮功能障礙的影響因素之一，舒張功能降低受心肌纖維化、左心室重構的影響，心肌灌注異常和心肌水腫對左心室收縮功能和舒張功能均有影響。T2DM會造成患者左心室EF、SV下降［8］，左心室收縮和舒張應變參數減低［9］。PFR/EDV是左心室舒張功能受損的獨立預測因子［10］。上述研究［7-10］結果提示，T2DM對左心室收縮功能和舒張功能均有影響，本項CMR研究與之前的研究結果相符。

前期研究［7，11］提示糖尿病病程增加、血脂升高是導致糖尿病相關心血管事件的危險因素，糖尿病病程與收縮功能障礙呈顯著負相關，本研究結果與上述結論基本一致。病程增加造成的左心室收縮功能障礙可能是心血管事件發生的原因之一，其具體作用機制尚需進一步研究。

本研究發現T2DM會造成患者左心室內徑增大，該結果與Gao等［8］的研究結論相同。有研究［12］表明，糖尿病引起的左心室重構有兩種類型。一種為擴張型，表現為左心室擴大、偏心性重構、收縮功能受損、射血分數減低；另一種為限制型，表現為左心室變小、向心性重構、舒張功能受損、射血分數保留、心室壁增厚，常見于T2DM伴肥胖的老年女性患者。左心室質量容積比的大小與左心室重構類型存在相關性，該比值升高提示向心性重構［13］。然而，在本研究中未發現T2DM組的左心室質量容積比值較對照組升高，其原因可能在于本研究納入的受試者以中年男性為主，且體重指數（BMI）值多在正常范圍內。本研究結果提示非肥胖的T2DM男性患者更傾向于發生左心室偏心性重構。

血脂異常在T2DM人群中普遍存在，胰島素抵抗繼發的游離脂肪酸含量增加是造成血脂異常的主要原因［14］。本研究發現T2DM組患者包括游離脂肪酸在內的血脂指標升高的發生率明顯高于對照組。需要注意的是，本研究結果提示T2DM組的左心室心尖水平下壁厚度較對照組變薄；將T2DM組患者的血脂與左心室壁厚度作相關性分析發現，載脂蛋白B水平與左心室心尖水平下壁厚度呈顯著負相關。這提示，引起T2DM患者左心室心尖水平下壁變薄的原因可能與載脂蛋白B水平升高造成的脂質毒性導致心肌細胞壞死有關。載脂蛋白B水平對左心室壁厚度變化有潛在的預測價值。至于載脂蛋白B是否會對其他節段的左心室壁厚度產生影響，還需要進行更多臨床試驗研究。

本項研究存在的不足：①納入的受試者人數較少，存在假陰性結果的可能性，后續應擴大樣本量。②納入的受試者僅來自我院和周圍社區，存在偏倚，后期可行多中心試驗研究。③T2DM組患者均在進行降糖治療，可能對生化指標測量的準確性產生影響。

綜上所述，T2DM會造成患者左心室擴大、左心室心尖水平下壁變薄、左心室整體功能障礙。病程增加是左心室收縮功能減低的影響因素之一。載脂蛋白B水平對左心室壁厚度變化有潛在的預測價值。血脂異常對T2DM患者心臟造成的影響不容忽視，有必要定期監測血脂并規范治療。