基于四維左房自動定量技術(shù)的高尿酸血癥患者左房功能研究

范麗群，李陽，冉紅，張平洋

1.南京市雨花醫(yī)院 超聲科，江蘇 南京 210039；2.南京醫(yī)科大學(xué)附屬南京醫(yī)院/南京市第一醫(yī)院 超聲科，江蘇 南京 210006

引言

相關(guān)研究發(fā)現(xiàn)，心房顫動和心肌梗死等心血管事件的發(fā)生在高尿酸血癥患者中較正常人群明顯增多[1]，而且臨床研究中也發(fā)現(xiàn)心力衰竭患者的血尿酸水平增高可能預(yù)示其心房顫動的發(fā)生概率增高[2]。流行病學(xué)證據(jù)表明，血尿酸增高是糖尿病、高血壓、心力衰竭以及卒中幸存者發(fā)生不良心血管事件及死亡的獨立危險因素[3-4]。劉春等[5]研究發(fā)現(xiàn)高尿酸血癥的中老年原發(fā)性高血壓患者左房內(nèi)徑較非高尿酸血癥組明顯增加，血尿酸水平升高可能誘發(fā)左心房增大現(xiàn)象。盡管已經(jīng)有研究證實尿酸在某些病理狀態(tài)下與炎癥及氧化應(yīng)激有關(guān)，而且也揭示了高尿酸水平是心房顫動發(fā)生的危險因素，但關(guān)于血尿酸增高時左房早期重構(gòu)的相關(guān)內(nèi)容少有研究涉及。四維左房自動定量（Four-Dimensional Left Atrial Automatic Quantification，4D LAQ）技術(shù)是專為左房研究的新技術(shù)，應(yīng)變計算基于每個解剖方向上線的長度和左房容積變化，評價既包括左房心肌的縱向應(yīng)變改變，也有環(huán)向應(yīng)變的特點，彌補了斑點追蹤技術(shù)因心房肌菲薄不易追蹤且僅有縱向應(yīng)變的不足[6-7]。本研究應(yīng)用4D LAQ 技術(shù)來觀測高尿酸血癥患者左房心肌功能變化的特點，并探討其定量評價左房早期重構(gòu)特點的可行性。

1 資料與方法

1.1 一般資料

選取2022年6—12月于我院就診、檢查的高尿酸血癥患者86 例，其中男性46 例，女性40 例，年齡35～68 歲。按照2010年《無癥狀高尿酸血癥合并心血管疾病診治建議中國專家共識》[8]中高尿酸血癥的標準確立診斷，排除合并高血壓、糖尿病、心肌病、心臟瓣膜病、心律失常、冠心病、先天性心臟病以及腦、腎并發(fā)癥等的患者。同時，選擇35 例健康者作為對照組，其中男性20 例，女性15 例，年齡35～68 歲，平均年齡（53.22±5.72）歲，均無高血壓、糖尿病、冠心病、瓣膜病、心肌病、腎臟疾病等，心電圖及超聲心動圖檢查均未發(fā)現(xiàn)異常。所有受檢者均行一般資料調(diào)查、血生化檢驗及超聲心動圖檢查；并在常規(guī)二維超聲心動圖（Two-Dimensional Echocardiography，2DE）檢查的基礎(chǔ)上，運用4D LAQ 技術(shù)觀察其左房心肌力學(xué)的改變。最終，將其中50 例左房最大容積指數(shù)（Index of Left Atrial Maximum Volume，LAVmaxI）＜34 mL/m2的高尿酸血癥患者作為試驗組（高尿酸血癥組）納入本研究中，其中男性33 例，女性17 例，年齡38～68 歲，平均年齡（52.48±9.45）歲。本研究獲得本院臨床試驗倫理委員會批準（批準文號：KY20200110-03），且所有受檢者均簽署知情同意書。

1.2 檢查條件

采用配有M5Sc 二維探頭（2～4.5 MHz）及4Vc 四維探頭（2.5～4 MHz）的Vivid E95超聲診斷儀（GE，美國）。

首先，行常規(guī)2DE 檢查，受檢者左側(cè)臥位，記錄同步心電圖，圖像采集過程中，囑其平靜呼吸或必要時屏氣以保證采集圖像的清晰、穩(wěn)定，測量左房前后徑（Left Atrial Anteroposterior Diameter，LAD）、左室舒張末內(nèi)徑（Left Ventricular End-Diastolic Diameter，LVEDD）、左 室 短 軸 縮 短 分 數(shù)（Left Ventricular Fractional Shortening，F(xiàn)S）、 左室射血分數(shù)（Left Ventricular Ejection Fraction，LVEF）以及每搏量（Stroke Volume，SV）。經(jīng)彩色多普勒血流成像將脈沖多普勒取樣容積置于二尖瓣口，并且盡量使聲束與二尖瓣口血流方向平行，獲得舒張期二尖瓣口前向血流多普勒頻譜，測量舒張早期二尖瓣口血流峰值速度（E）和舒張晚期血流峰值速度（A）并計算比值（E/A）。隨后切換探頭進入四維超聲心動圖（Four-Dimensional Echocardiography，4DE）模式，優(yōu)化心尖四腔心切面的扇形大小、深度和增益，完整顯示左房。幀頻要求不低于40%心率，并且至少達到25 幀/s。囑被檢者平靜呼吸后于呼氣末屏住呼吸，在心尖四腔心切面留取3 個連續(xù)心動周期的左房4D 全容積動態(tài)圖像，所有圖像儲存后導(dǎo)入EchoPAC 軟件進行脫機分析。將標記點放置在二尖瓣環(huán)水平的中點，調(diào)整圖像角度使垂直線與二尖瓣環(huán)中點以及左房的頂點相交后，軟件自動描繪左房心內(nèi)膜邊界并生成左房4D 應(yīng)變參數(shù)，包括左房存儲期、管道期、泵期縱向應(yīng)變（LASr、LAScd、LASct），左房存儲期、管道期、泵期環(huán)向應(yīng)變（LASr_c、LAScd_c、LASct_c）。同時獲取左房最大容積（Left Atrial Maximum Volume，LAVmax）和LAVmaxI，見圖1。

圖1 4D LAQ圖像分析及結(jié)果

1.3 統(tǒng)計學(xué)分析

采用SPSS 14.0 統(tǒng)計軟件進行數(shù)據(jù)分析，計量資料以±s表示，行獨立樣本t檢驗；計數(shù)資料以n（%）表示，行χ2檢驗；相關(guān)性分析采用單因素線性相關(guān)，以P＜0.05 為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

一致性檢驗：隨機選擇10 例受檢患者由2 名同等資歷的觀察者應(yīng)用4D LAQ 技術(shù)進行圖像采集、存儲及分析，而同一檢查者在1 周內(nèi)對同一患者進行兩次測量，然后對同一檢查者的兩次檢測結(jié)果和不同檢測者的檢查結(jié)果進行一致性檢驗，組內(nèi)相關(guān)系數(shù)（Intraclass Correlation Coefficient，ICC）在0.8～1.0 為一致性較好。

2 結(jié)果

2.1 高尿酸血癥組與對照組一般資料比較

兩組間年齡、血脂、血糖、血膽固醇等一般資料差異均無統(tǒng)計學(xué)意義（P＞0.05），但高尿酸血癥組血尿酸水平明顯增高（P＜0.05），見表1。

表1 高尿酸血癥組與對照組間一般資料和血生化指標比較（±s）

表1 高尿酸血癥組與對照組間一般資料和血生化指標比較（±s）

組別年齡/歲心率/（次/min）收縮壓/mmHg舒張壓/mmHg血甘油三酯/（mmol/L）血膽固醇/（mmol/L）低密度脂蛋白/（mmol/L）高密度脂蛋白/（mmol/L）血糖/（mmol/L）血肌酐/（μmol/L）血尿素氮/（mmol/L）血尿酸/（μmol/L）445.56±35.89對照組（n=35）高尿酸血癥組（n=50）52.48±9.45 78.92±5.97 124.96±5.69 74.81±5.17 0.92±0.31 4.88±0.54 1.53±0.46 1.48±0.18 5.31±0.63 74.36±11.59 3.88±0.47 79.94±4.37 53.22±5.72 125.62±5.87 75.28±5.65 0.98±0.28 4.67±0.49 1.66±0.45 1.48±0.19 5.41±0.55 72.91±11.12 3.68±0.51 144.37±52.68 t值-0.454 -0.863 0.261 0.471-0.8181.825-1.329-0.3710.0260.5751.90729.538 P值0.651 0.391 0.795 0.6340.4150.0720.1870.7110.9790.5670.061＜0.001

2.2 高尿酸血癥組與對照組2DE及4DE參數(shù)比較

與對照組相比，高尿酸血癥組患者LASr_c、LAScd_c 顯著減?。≒＜0.001），E/A 顯著減?。≒＜0.001），LASr、LAScd、LASct、LASct_c、LAVmax、LAVmaxI 及常規(guī)二維參數(shù)LAD、LVEDD、FS、LVEF、SV 無明顯差異（P＞0.05），見表2 和圖1。

表2 高尿酸血癥組與對照組之間超聲參數(shù)比較（±s）

表2 高尿酸血癥組與對照組之間超聲參數(shù)比較（±s）

注：LAD：左房前后徑；LVEDD：左室舒張末內(nèi)徑；FS：左室短軸縮短分數(shù)；LVEF：左室射血分數(shù)；SV：每搏量；E/A：二尖瓣口舒張早期與晚期血流峰值流速之比；LAVmax：左房最大容積；LAVmaxI：左房最大容積指數(shù)；LASr、LAScd、LASct：左房存儲期、管道期、泵期縱向應(yīng)變；LASr_c、LAScd_c、LASct_c：左房存儲期、管道期、泵期環(huán)向應(yīng)變。

組別LAD/mm LVEDD/mm FS/%LVEF/%/mLE/A LAVmax/mL SV LAVmaxI/（mL/m2）LASr/%LAScd/%LASct/%LASr_c/%LAScd_c/%LASct_c/%-19.48±1.53對照組（n=35）高尿酸血癥組（n=50）35.12±2.52 47.52±2.78 35.74±2.02 65.44±3.08 63.38±6.25 0.62±0.14 40.26±9.44 24.61±5.79 23.94±2.02-13.21±1.81-10.76±0.94 29.38±2.28-10.12±1.71-19.71±1.62 t值-0.748 -1.745 -1.441 -1.674 -1.314 -21.353 1.007 1.074 -0.248 -0.444 1.418 -15.644 24.8120.679 P值0.456 0.085 0.152 0.098 0.192 ＜0.001 0.317 0.244 0.805 0.658 0.161 ＜0.001 ＜0.0010.499 35.48±1.68 48.54±2.47 36.37±1.92 66.68±3.74 65.01±4.46 1.34±0.17 38.23±7.87 23.26±4.32 24.06±2.31-13.01±2.33-11.06±0.97 37.91±2.73-18.26±1.09

2.3 相關(guān)性分析

相關(guān)性分析結(jié)果表明，患者血尿酸水平與LASr_c（r=-0.68，P＜0.001）、LAScd_c（r=0.72，P＜0.001）及E/A（r=-0.74，P＜0.001）均存在顯著相關(guān)性，而與LASr、LAScd、LASct、LASct_c、LAVmax、LAVmaxI、LAD、LVEDD、FS、LVEF、SV、年齡、血糖、血脂和血膽固醇等不存在相關(guān)性（P＞0.05），提示高尿酸血癥患者血尿酸水平與左室舒張功能受損和心房肌的早期力學(xué)改變密切相關(guān)，后者主要表現(xiàn)其存儲期和管道期環(huán)向心肌應(yīng)變下降，見表3。

表3 高尿酸血癥患者血尿酸與一般資料、生化指標及超聲參數(shù)間的相關(guān)性分析

2.4 一致性檢驗

4DE 參數(shù)在觀察者間、觀察者內(nèi)的ICC 均大于0.80，提示一致性均良好，見表4。

表4 4D LAQ對10例高尿酸血癥患者觀測的一致性檢驗

3 討論

盡管相關(guān)研究發(fā)現(xiàn)尿酸能夠激活促炎因子，加速炎癥反應(yīng)發(fā)生，由此影響心房的電重構(gòu)和結(jié)構(gòu)功能變化，參與心房顫動的進展與復(fù)發(fā)[9-10]，但是有關(guān)血尿酸增高與心房顫動發(fā)生相關(guān)性的臨床報道不盡相同。紀禹同等[11]、楊穎等[12]報告高尿素血癥與老年患者心房顫動產(chǎn)生具有相關(guān)性；而張如森等[13]研究發(fā)現(xiàn)，高血壓病患者的心房顫動與LVEF、左心房內(nèi)徑、年齡之間存在獨立相關(guān)性，但與血尿酸水平并不存在相關(guān)性，這與前兩項研究的結(jié)果有所不同。因此，本文旨在研究血尿酸水平增高時左房心肌重構(gòu)早期的變化特點及其與血尿酸水平之間的關(guān)系。

左心房可通過發(fā)揮儲備功能、管道功能和輔泵功能來調(diào)節(jié)左心室舒張和充盈，兩者功能密切相關(guān)，在維持與調(diào)節(jié)心輸出量的過程中也有重要意義。既往有研究應(yīng)用斑點追蹤技術(shù)定量觀測分析心房肌應(yīng)變和應(yīng)變率變化，從而評價心房肌力學(xué)特征和功能。學(xué)者們大多認為，SRa、SRs 和 SRe 分別代表左心房輔泵、存儲和管道功能[6]。但事實上，心房肌盡管較薄，但也由淺、深兩層構(gòu)成。淺層肌環(huán)繞著左、右心房，是橫行的；左、右心房固有的深層肌呈環(huán)狀或拌狀，當心房收縮時，環(huán)繞腔靜脈口、肺靜脈口、心耳以及卵圓窩周圍的環(huán)形纖維具有括約作用，可以抑制逆流血液。由此可見，心房肌中環(huán)形肌占主要作用。本研究應(yīng)用的4D LAQ 技術(shù)是針對左房研究的新技術(shù)[14-15]，應(yīng)變計算基于每個解剖方向上線的長度和左房容積變化，彌補了斑點追蹤技術(shù)因心房肌菲薄不易追蹤且僅有縱向應(yīng)變的不足，能更好地反映左房心肌的力學(xué)特征。其在心室收縮期、舒張早期和舒張晚期所得的左房心肌整體縱向應(yīng)變（LASr、LAScd、LASct）和環(huán)向應(yīng)變（LASr_c、LAScd_c、LASct_c）可分別反映縱向和環(huán)向的左房存儲功能、管道功能和泵功能特征。

本研究結(jié)果顯示，對于無明顯并發(fā)癥和合并癥的高尿酸血癥患者，即使左房容積指數(shù)正常，患者LASr_c也較正常組顯著減小，表明在左房重構(gòu)早期階段，其基于環(huán)向應(yīng)變的左房存儲功能受損，而縱向儲備功能并無明顯改變，這與梁俊媚等[16]報告的高尿酸患者縱向左房存儲功能增強不同。眾所周知，心室收縮時心底部及左房室環(huán)都向心尖方向移動，左心房內(nèi)壓力下降，由此肺靜脈血“脈動樣”流向左心房，這是左房發(fā)揮存儲功能的關(guān)鍵原因之一。本研究高尿酸患者左室收縮功能及容積并無明顯改變，所以基于縱向應(yīng)變的儲備并無明顯變化，但環(huán)向左房存儲功能下降，考慮原因可能為：嘌呤核苷酸在黃嘌呤氧化酶介導(dǎo)下最后降解成尿酸，它是可以影響血管內(nèi)皮細胞結(jié)構(gòu)和功能的，在一些病理狀態(tài)下，機體抗氧化與氧化間失衡，導(dǎo)致體內(nèi)大量堆積活動氧族，由此激活氧化應(yīng)激反應(yīng)，導(dǎo)致內(nèi)皮功能障礙、蛋白質(zhì)變性、心房肌細胞壞死以及纖維細胞分化、增殖等一系列不可逆變化，最終使得心房肌發(fā)生重構(gòu)[17]，因此，患者環(huán)向左房存儲功能下降應(yīng)該是其心房肌重塑的表現(xiàn)和結(jié)果。與此同時，本研究中患者左室收縮功能及容積均較正常無明顯變化，但E/A 所反映的左室舒張功能受損，LAScd_c 較正常對照組減小，即基于環(huán)向應(yīng)變的左房管道功能下降，而縱向左房管道功能變化不大，后者與牛海燕等[18]、彭紅兵等[19]對高血壓的研究結(jié)論不同，這不僅再次證明左房環(huán)向肌為主，而且也表明高尿酸血癥影響患者左房管道功能主要在環(huán)向受損。相關(guān)性分析結(jié)果表明，患者血尿酸水平與LASr_c、LAScd_c 及E/A均存在顯著相關(guān)性，進一步揭示高尿酸血癥患者血尿酸水平與左室舒張功能受損和心房肌的早期力學(xué)改變即左房存儲期和管道期環(huán)向心肌應(yīng)變下降密切相關(guān)。本研究還表明：患者LASct 和LASct_c 所反映的左房泵動能并無明顯增強，這與梁俊媚等[16]、A?ar 等[20]的報道相同，但與高秀榮等[21]報告的左房泵功能下降并不相符。有文獻報道[12,17]，高尿酸時氧自由基生成增加，誘發(fā)炎性反應(yīng)促進動脈硬化，加重心肌缺血缺氧，而且黃嘌呤氧化酶活性增強、氧化應(yīng)激反應(yīng)及心肌細胞脂質(zhì)過氧化都會導(dǎo)致心肌細胞鈣超負荷，誘發(fā)心肌細胞糖超載，細胞功能損傷，發(fā)生左室舒張功能障礙，所以會導(dǎo)致患者左房管道功能下降。一般來說，左室早期舒張功能（主要是松弛性）受損會引起左房泵功能的代償性增強。但本研究分析認為，高水平尿酸血癥可引起相應(yīng)的一系列心房肌氧化甚至應(yīng)激改變，產(chǎn)生心房肌重塑及功能變化，可以導(dǎo)致患者左房泵功能出現(xiàn)下降趨勢，但這與基于左室舒張早期功能下降后的左房泵功能增大效應(yīng)相抵消，所以其左房泵功能增強效應(yīng)最終未能產(chǎn)生，表現(xiàn)為患者左房泵功能無明顯改變。當然，還需進一步研究其具體相關(guān)機制。

本研究也存在以下局限性：① 為單中心、小樣本量研究，可能出現(xiàn)樣本選擇偏倚， 結(jié)果需要在更大的多中心高尿酸血癥隊列中進行驗證；② 未使用心臟磁共振等其他手段進一步輔助4D LAQ 技術(shù)來提高評價準確性及可靠性。

4 結(jié)論

高尿酸血癥患者心室收縮期、舒張早期左房心肌環(huán)向應(yīng)變下降，提示其左房存儲及管道功能受損，且這些改變與血尿酸水平密切相關(guān)。4D LAQ 技術(shù)可有效評價高尿酸血癥患者早期左房心肌力學(xué)變化，尤其是左房環(huán)向應(yīng)變，可為臨床綜合評價高尿酸血癥患者情況提供新方法。