應(yīng)變率成像評價慢性腎臟病患者左心室收縮及舒張功能的研究

肖 芳 XIAO Fang

王 豐 WANG Feng

湖南省懷化市第一人民醫(yī)院超聲科湖南懷化 418000

2002年,美國腎臟病基金會腎臟病患者生存質(zhì)量指導(dǎo)（kidney, disease outcome quality initiative, K/DOQI）專家組首次正式提出慢性腎臟?。╟hronic kidney disease，CKD）的概念，隨著研究的深入，發(fā)現(xiàn)各期CKD患者心血管疾病發(fā)病率均顯著高于未患病人群[1,2]，預(yù)后較差。本研究通過超聲心動圖及應(yīng)變率成像評價CKD患者左室收縮及舒張功能，以期較早地發(fā)現(xiàn)收縮及舒張功能減低患者。

1 資料與方法

1.1 研究對象 根據(jù)美國腎臟病基金會2002年CKD的診斷標(biāo)準(zhǔn)[3]，選取2008-12～2010-06在懷化市第一人民醫(yī)院住院治療的71例CKD 3～5期慢性腎臟病患者（其中CKD 3期23例、CKD 4期22例，CKD 5期26例），排除標(biāo)準(zhǔn)：曾經(jīng)或正在接受透析、近期接受過輸血或促紅細(xì)胞生成素治療、經(jīng)過超聲心動圖等檢查有明顯左室失同步化、罹患惡性腫瘤或傳染性疾病。71例患者中男性41例，女性30例；年齡22～80歲，平均52.1±11.6歲。選取同時在懷化市第一人民醫(yī)院進(jìn)行健康體檢者20例，其中男性12例，女性8例；年齡25～63歲，平均（49.8±10.2）歲；經(jīng)詢問病史、體格檢查、超聲心動圖、肝腎功能等檢查排除腎臟及心血管疾病。

1.2 儀器與方法 使用Aloka α-7彩色多普勒超聲診斷儀，心臟相控陣探頭，頻率2～5MHz，幀頻≥70幀/s?；颊呷∽髠?cè)臥位，開啟同步心動圖，首先常規(guī)檢查心臟結(jié)構(gòu)，標(biāo)準(zhǔn)左室長軸切面測量左房內(nèi)徑(left atrium, LAD)、左室舒張末期內(nèi)徑(left ventricular diastolic diameter, LVEDd)、室間隔厚度(interventricular septal diameter, IVSd)、左室后壁厚度(left ventricular posterior wall diameter, LVPWd)，心尖四腔心切面使用改良Simpson法測左室射血分 數(shù)（left ventricular ejection fraction, LVEF）， 然后使用脈沖多普勒測量二尖瓣膜口舒張早期及舒張晚期血流速度（E、A），計算兩者比值（E/A）。在二尖瓣環(huán)水平后間隔、前間隔、前壁、側(cè)壁、后壁及下壁部位，采用組織多普勒技術(shù)測量舒張早期峰值速度（Em），計算二尖瓣舒張早期血流速度與上述6個節(jié)段平均舒張早期峰值速度之比（E/Em）。根據(jù)Devereux公式計算出左室心肌質(zhì)量指數(shù)(left ventricular mass index, LVMI)、相對室壁厚度(relative wall thickness, RWT)：左室質(zhì)量（left ventricular mass,LVM）＝1.04×[(LVEDd+IVSd+LVPWd)3－LVEDd3]－13.6，體表面積（body surface area, BSA）＝ 0.006×身高（cm）＋0.0128× 體重（kg），LVMI（g/m2）＝LVM/BSA，RWT＝(IVSd＋LVPWd)/LVEDd。最后在應(yīng)變率成像條件下采集心尖左室長軸、心尖二腔和心尖四腔切面5個心動周期動態(tài)圖像，將感興趣區(qū)置于后間隔、前間隔、前壁、側(cè)壁、后壁及下壁基底部心肌上，避開心內(nèi)膜及心外膜的干擾，記錄不同節(jié)段收縮期應(yīng)變率（strain rate in systole, SRs）、舒張早期應(yīng)變率（SRe）和舒張晚期應(yīng)變率（SRa），計算各節(jié)段平均舒張早期應(yīng)變率與舒張晚期應(yīng)變率比值（SRe/SRa）。常規(guī)超聲心動圖判斷左室收縮功能減低的標(biāo)準(zhǔn)為LVEF＜50%，左室舒張功能減低的標(biāo)準(zhǔn)為E/A＜1或＞2，E/Em＞15亦認(rèn)為舒張功能減低。應(yīng)變率成像的判斷標(biāo)準(zhǔn)參考有關(guān)文獻(xiàn)[4,5]，定義各節(jié)段平均SRs＜0.99s-1為收縮功能減低，各節(jié)段平均SRe/SRa＜1.1為舒張功能減低。

2 結(jié)果

2.1 慢性腎臟病組與對照組常規(guī)超聲心動圖特點（表1） CKD 3～5期LAD、LVEDd較對照組增大，CKD 5期較CKD 3期和4期增大（P＜0.05）。CKD 4期及5期EF較對照組減低，且與CKD 3期比較，差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P＜0.05）。IVSd及LVPWd、LVMI指數(shù)隨分期提高均增加（P＜0.05），CKD患者RWT較對照組厚（P＜0.05），但組間差異無統(tǒng)計學(xué)意義（P＞0.05）。脈沖多普勒檢查CKD 4期及5期E/A小于對照組，CKD 5期E/A小于CKD 3期（P＜0.05），各組E值差異無統(tǒng)計學(xué)意義（P＞0.05），CKD 4期及5期A值較對照組增高（P＜0.05）。組織多普勒檢查CKD 3期E/Em與對照組比較，差異無統(tǒng)計學(xué)意義（P＞0.05），CKD 4期及CKD 5期E/Em均明顯大于對照組，CKD 5期E/Em較CKD 3期及4期增大（P＜0.05）。

2.2 慢性腎臟病組與對照組基底部各節(jié)段心肌應(yīng)變率特點（表2） CKD 5期SRe/SRa低于對照組（P＜0.05）。CKD 3期 SRs、SRe、SRa等指標(biāo)與對照組比較，差異無統(tǒng)計學(xué)意義（P＞0.05）。CKD 4期各節(jié)段SRs及SRe低于對照組，各節(jié)段SRs低于CKD 3期（P＜0.05），SRa與對照組比較，差異無統(tǒng)計學(xué)意義（P＞0.05）。CKD 5期各節(jié)段SRs低于對照組及CKD 3期組，除后間隔及前間隔外，其余節(jié)段SRs低于CKD 4期組，各節(jié)段SRe均低于對照組、CKD 3期和CKD 4期，各節(jié)段SRa低于對照組及CKD 3期組（P＜0.05）。

2.3 常規(guī)超聲心動圖和應(yīng)變率成像對左室收縮及舒張功能減低的檢出情況 常規(guī)超聲心動圖在對照組、CKD 3期、CKD 4期及CKD 5期患者收縮功能減低檢出率分別為 0%（0/20）、0%（0/23）、9.1%（2/22）、46.1%（12/26）；舒張功能減低檢出率分別為5.0%（1/20）、21.7%（5/23）、36.4%（8/22）、50.0%（13/26）。應(yīng)變率成像在對照組、CKD 3期、CKD 4期及CKD 5期患者收縮功能減低檢出率分別為0%（0/20）、13.0%（3/23）、36.4%（8/22）、57.7%（15/26）；舒張功能減低檢出率分別為5.0%（1/20）、47.8%（11/23）、54.5%（12/22）、80.7%（21/26）。

表1 慢性腎臟病組與對照組常規(guī)超聲心動圖測值比較(±s)

表1 慢性腎臟病組與對照組常規(guī)超聲心動圖測值比較(±s)

注：（1）與對照組比較，P＜0.05；（2）與CKD 3期比較，P＜0.05；（3）與CKD 4期比較，P＜0.05。LAD. 左房內(nèi)徑；LVEDd. 左室舒張末期內(nèi)徑；LVEF. 左室射血分?jǐn)?shù)；IVSd. 室間隔厚度；LVPWd. 左室后壁厚度；LVMI. 左室心肌質(zhì)量指數(shù)；RWT. 相對室壁厚度；E. 二尖瓣膜口舒張早期血流速度；A. 二尖瓣膜口舒張晚期血流速度；Em. 組織多普勒二尖瓣水平室壁平均舒張早期峰值速度

對照組 慢性腎臟病組CKD 3期 CKD 4期 CKD 5期例數(shù) 20 23 22 26 LAD（mm） 29.4±2.3 31.3±2.5（1） 33.4±5.4（1） 36.7±5.6（1）（2）（3）LVEDd（mm） 43.0±3.3 46.9±7.3（1） 49.9±5.2（1） 54.3±4.5（1）（2）（3）LVEF（%） 64.6±4.1 63.4±4.0 59.9±3.3（1）（2） 50.8±6.3（1）（2）（3）IVSD（mm） 9.81±0.28 11.00±1.02（1） 12.80±0.92（1）（2） 13.50±1.24（1）（2）（3）LVPWd（mm） 9.82±0.24 11.10±0.77（1） 12.70±0.94（1）（2） 13.80±1.50（1）（2）（3）LVMI（g/m2） 91.60±17.62 141.59±55.40（1） 173.63±47.73（1）（2） 200.62±41.25（1）（2）（3）RWT（%） 0.42±0.05 0.48±0.08（1） 0.52±0.07（1） 0.51±0.05（1）E（cm/s） 0.78±0.17 0.80±0.25 0.82±0.23 0.86±0.34 A（cm/s） 0.65±0.22 0.72±0.27 0.92±0.47（1） 1.03±0.54（1）（2）E/A 1.27±0.31 1.18±0.30 1.05±0.37（1） 0.93±0.29（1）（2）E/Em 9.57±2.01 10.73±2.51 11.51±2.42（1） 15.93±4.54（1）（2）（3）

表2 慢性腎臟病組與對照組基底部各節(jié)段心肌應(yīng)變率比較（±s，s-1）

表2 慢性腎臟病組與對照組基底部各節(jié)段心肌應(yīng)變率比較（±s，s-1）

注：（1）與對照組比較，P＜0.05；（2）與CKD 3期比較，P＜0.05；（3）與CKD 4期比較，P＜0.05。SRs. 收縮期應(yīng)變率；SRe. 舒張早期應(yīng)變率；SRa. 舒張晚期應(yīng)變率

指標(biāo) 對照組 CKD 3期 CKD 4期 CKD 5期SRs后間隔 2.63±0.90 2.42±0.72 2.10±0.75（1） 1.70±0.56（1）（2）（3）前間隔 2.53±0.86 2.21±0.66 1.95±0.69（1） 1.56±0.52（1）（2）（3）前壁 2.55±0.87 2.62±0.78 2.19±0.54（1） 1.58±0.57（1）（2）（3）側(cè)壁 2.59±0.88 2.37±0.71 2.01±0.79（1） 1.41±0.53（1）（2）（3）后壁 2.54±0.87 2.24±0.67 1.81±0.71（1） 1.43±0.60（1）（2）（3）下壁 2.44±0.83 2.27±0.70 1.94±0.76（1） 1.55±0.54（1）（2）（3）SRe后間隔 －1.70±0.71 －1.58±0.58 －1.16±0.50（1）（2） －0.90±0.46（1）（2）前間隔 －1.55±0.65 －1.48±0.50 －1.17±0.49（1）（2） －0.91±0.42（1）（2）前壁 －1.84±0.76 －1.70±0.62 －1.12±0.47（1）（2） －0.86±0.39（1）（2）（3）側(cè)壁 －1.66±0.69 －1.54±0.56 －1.13±0.46（1）（2） －0.87±0.42（1）（2）（3）后壁 －1.57±0.65 －1.45±0.53 －1.16±0.38（1）（2） －0.84±0.38（1）（2）（3）下壁 －1.59±0.66 －1.48±0.54 －1.11±0.43（1）（2） －0.88±0.45（1）（2）（3）后間隔 2.18±0.59 2.21±0.60 1.94±0.58 1.79±0.53（1）（2）前間隔 2.13±0.69 2.03±0.51 1.96±0.61 1.76±0.54（1）（2）前壁 2.26±0.72 2.39±0.78 1.97±0.60 1.79±0.54（1）（2）側(cè)壁 2.17±0.61 2.16±0.59 2.02±0.63 1.70±0.51（1）（2）后壁 2.15±0.80 2.04±0.56 1.90±0.57 1.69±0.50（1）（2）下壁 2.40±1.10 2.07±0.57 1.96±0.59 1.83±0.56（1）（2）SRe/SRa 1.37±0.55 1.14±0.37 1.08±0.51 0.98±0.43（1）（2）SRa

3 討論

常規(guī)超聲心動圖被廣泛應(yīng)用于評價尿毒癥患者左室收縮及舒張功能[6]，發(fā)現(xiàn)此類人群一般存在左室收縮及舒張功能減低，而CKD 3～4期是否具有同樣表現(xiàn)及對臨床治療的指導(dǎo)價值報道較少。應(yīng)變率成像是一種在組織多普勒成像基礎(chǔ)上發(fā)展起來的新技術(shù)，反映了心肌的變形速度，并且克服了心臟整體運(yùn)動和相鄰心肌節(jié)段的被動牽拉對室壁運(yùn)動速度的影響，相對不受呼吸、心臟搏動的影響，能夠較好地反映心臟的功能。本研究通過將CKD 3～5期患者比較發(fā)現(xiàn)，反映左室收縮功能的SRs和反映左室舒張功能的SRe/SRa隨著分期的進(jìn)展逐漸減小，提示CKD的心臟改變是一種自發(fā)病早期已經(jīng)開始且不斷進(jìn)展的過程。

左室收縮期應(yīng)變率隨著年齡、體重和RWT的增加而降低，文獻(xiàn)報道人群中判斷收縮功能減低的標(biāo)準(zhǔn)為各節(jié)段平均SRs＜0.99s-1[4]。根據(jù)此標(biāo)準(zhǔn)，對照組未發(fā)現(xiàn)收縮功能減低者，CKD 3期3例（13.0%，3/23），CKD 4期8例（36.4%，8/22），CKD 5期15例（57.7%，15/26），與余江水等[7]的研究類似，應(yīng)變率成像發(fā)現(xiàn)的左室收縮功能減低檢出率較高，可能的原因是應(yīng)變率成像是一種測量室壁機(jī)械運(yùn)動的定量方法，而射血分?jǐn)?shù)的測量依賴形態(tài)假設(shè)來評價收縮末期和舒張末期心室腔大小，前者更能反映室壁的運(yùn)動情況。

超聲心動圖判斷舒張功能有二尖瓣頻譜E/A、E/Em等指標(biāo)，這些因素容易受到心率和容量負(fù)荷的影響，存在假性正?；目赡堋?yīng)變率成像應(yīng)可直接測定室壁在單位時間的變形程度，對順應(yīng)性的評價更為可靠。應(yīng)用應(yīng)變率成像檢出舒張功能減低CKD 3期11例（47.8%），CKD 4期12例（54.5%），CKD 5期21例（80.7%），檢出率較以二尖瓣頻譜E/A和E/Em為判斷標(biāo)準(zhǔn)明顯增高。Edwards等[8]和de Almeida等[9]應(yīng)用應(yīng)變率成像發(fā)現(xiàn)CKD 2期及3期患者左室SRe/SRa較對照組已有下降，本研究結(jié)果與其類似，提示左室舒張功能CKD 3期已下降，對于CKD患者僅靠二尖瓣頻譜E/A或E/Em比值判斷舒張功能欠妥。

左房增大是CKD患者重要的超聲表現(xiàn)，CKD 3～5期左房大小較對照組均增大，而且隨著分期的增加有增長趨勢，提示CKD患者左室舒張功能減退，與應(yīng)變率成像結(jié)果一致。長期隨訪研究證實左室長軸切面左房內(nèi)徑與體表面積比＞24mm/m2是影響CKD患者心血管疾病病死率的獨立高危因素，比值每提高1mm/m2，病死率提高1.2倍[10]，在CKD患者中追蹤觀察左房大小有助于評價預(yù)后。

應(yīng)變率成像除了可以判斷左室收縮及舒張功能以外，還可以應(yīng)用在CKD腎臟移植后心臟功能的監(jiān)測[11]和CKD血液透析前后心臟改變觀察上[12]，能夠為CKD患者臨床決策提供幫助。由于其圖像的時間和空間分辨率較傳統(tǒng)的組織多普勒成像技術(shù)有明顯優(yōu)勢，能夠準(zhǔn)確地反映室壁運(yùn)動速度，故在慢性腎臟病患者檢查中普及此項目有助于發(fā)現(xiàn)早期左室收縮及舒張功能減低，為患者早期干預(yù)提供新的評價方法。

[1] Brantsma AH, Balkker SJ, Hillege HL, et al. Cardiovascular and renal outcomes in subjects with K/DOQI stage l-3 chronic kidney disease: the importance of urinary albumin excretion. Nephrol Dial Transplant, 2008, 23(12):3851-3858.

[2] Mong Hiep TT, Ismaili K, Collart F, et al. Clinical characteristics and outcomes of children with stage 3-5 chronic kidney disease. Pediatr Nephrol, 2010, 25(5): 935-940.

[3] National Kidney Foundation. K/DOQI clinical practice guidelines for chronic kidney disease: evaluation,classification, and stratification. Am J Kidney Dis, 2002,39, (2 suppl 1): s1-266.

[4] Kuznetsova T, Herbots L, Richart T, et al. Left ventricular strain and strain rate in a general population. Eur Heart J,2008, 29(16): 2014-2023.

[5] Pavlopoulos H, Nihoyannopoulos P. Abnormal segmental relaxation patterns in hypertensive disease and symptomatic diastolic dysfunction detected by strain echocardiography. J Am Soc Echocardiogr, 2008, 21(8): 899-906.

[6] 肖芳, 楊新萍 ,宋蘇云, 等. 彩色多普勒超聲心動圖在尿毒癥心肌病診斷中的作用. 醫(yī)學(xué)臨床研究, 2007, 24(11):1967-1968.

[7] 余江水, 黃子揚(yáng), 王振華. 慢性腎功能不全患者左室局部收縮舒張功能的應(yīng)變率成像研究. 中國超聲醫(yī)學(xué)雜志, 2009, 25(11): 1031-1033.

[8] Edwards NC, Hirth A, Ferro CJ, et al. Subclinical abnormalities of left ventricular myocardial deformation in early-stage chronic kidney disease: the precursor of uremic cardiomyopathy? J Am Soc Echocardiogr, 2008, 21(12):1293-1298.

[9] de Almeida EA, de Oliveira EI, Lopes JA, et al. Diastolic function in several stages of chronic kidney disease in patients with autosomal dominant polycystic kidney disease: a tissue Doppler imaging study. Kidney Blood Press Res, 2007, 30(4): 234-239.

[10] Chan MY, Wong HB, Ong HY, et al. Prognostic value of left atrial size in chronic kidney disease. Eur J Echocardiogr,2008, 9(6): 736-740.

[11] Pirat B, Bozbas H, Demirtas S, et al. Comparison of tissue Doppler echocardiography parameters in patients with end-stage renal disease and renal transplant recipients.Transplant Proc, 2008, 40(1): 107-110.

[12] Del Rosario ME, Dellsperger KC. The role of echocardiography in cardiac structural and functional assessment in dialysis patients. Adv Perit Dial, 2009, 25(1): 133-139.