三維斑點(diǎn)追蹤技術(shù)評價(jià)2型糖尿病早期左室應(yīng)變及與HbA1c的相關(guān)性研究*

李志榮，章春泉

(1.南昌大學(xué)醫(yī)學(xué)院研究生院；2.南昌大學(xué)第二附屬醫(yī)院超聲科,江西 南昌 330006；3.上饒市人民醫(yī)院超聲科，江西 上饒 334000)

糖尿病(DM)是一種由碳水化合物代謝障礙引起的疾病，長期代謝紊亂導(dǎo)致多個(gè)靶器官受損，進(jìn)行性功能減退，甚至衰竭[1]。因此，對糖尿病患者的心臟損害進(jìn)行早期評估，有助于臨床及早干預(yù)治療、降低風(fēng)險(xiǎn)[2]。三維斑點(diǎn)追蹤顯像技術(shù)(three-dimensional speckle tracking imaging, 3D-STI)是近年來評價(jià)左室力學(xué)特征的新技術(shù)，既能完整的顯示心臟的立體結(jié)構(gòu)，又能實(shí)時(shí)追蹤心肌聲學(xué)斑點(diǎn)在一個(gè)完整的心動周期內(nèi)隨時(shí)間的運(yùn)動情況，可以對心臟的整體運(yùn)動、局部運(yùn)動進(jìn)行更全面、更準(zhǔn)確的定量評估，是評價(jià)左室力學(xué)特征可靠的方法[3]。本研究采用3D-STI對2型糖尿病(type 2 diabete mellitus, T2 DM)患者早期左室應(yīng)變及其與糖化血紅蛋白(glycosylated hemoglobin A1c, HbA1c)的相關(guān)性。

1 資料和方法

1.1研究對象選取2017年1月至10月在南昌大學(xué)第二附屬醫(yī)院內(nèi)分泌科住院診斷為2型糖尿病的47例患者，其中男27例，女20例(糖尿病史<5年，年齡≤65歲)，納入患者均符合糖尿病診斷標(biāo)準(zhǔn)(WHO糖尿病專家委員會報(bào)告，1999年):糖尿病癥狀加隨機(jī)血糖≥11.1 mmol·L-1或空腹血糖≥7.0 mmol·L-1，口服葡萄糖耐量實(shí)驗(yàn)(oral glucose tolerance test, OGTT) 2 h血糖≥11.1 mmol·L-1，且排除明確診斷過冠心病、肺心病、風(fēng)濕性心臟病、肥厚性心肌病、1型糖尿病、心律失常、高血壓、先天性心臟病、近期有外傷及手術(shù)史、感染疾病史、貧血、甲狀腺疾病等。根據(jù)HbA1c水平將患者分成A組(HbA1c<7%)20例、B組(HbA1c≥7%)27例,其中A組男10例，女10例；B組男17例，女10例。同期選取健康志愿者27例，男14例，女13例(年齡≤65歲)作為正常對照組(C組)。 3組受檢者的年齡、性別差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。

1.2儀器與方法

1.2.1儀器采用Philips IE33超聲診斷儀，配備二維探頭(S5-1，頻率為1～5 MHz)和三維探頭(X3-1，頻率為1～3 MHz)。用Tom-Tec工作站中的三維斑點(diǎn)分析軟件分析三維容積圖像并獲得相關(guān)數(shù)據(jù)。

1.2.2常規(guī)數(shù)據(jù)測量所有研究對象均采取左側(cè)臥位，平靜呼吸，連接3導(dǎo)聯(lián)同步心電圖，使用S5-1探頭行常規(guī)超聲心動圖檢查。依據(jù)指南[4]測量舒張末期室間隔(IVST)、舒張末期左室后壁厚度(LVPWT)和用M超測量左室舒張末期內(nèi)徑(LVEDD)、左室收縮末期內(nèi)徑(LVESD)、左室射血分?jǐn)?shù)(LVEF)，以及二尖瓣口舒張期血流頻譜E、A峰峰值速度、E/A比值(E/A)。

1.2.3 3D-STI檢查研究對象均采取左側(cè)臥位，平靜呼吸，連接3導(dǎo)聯(lián)同步心電圖，切換X3-1探頭，于心尖四腔切面進(jìn)入實(shí)時(shí)三維超聲模式。同步心電圖調(diào)節(jié)至4個(gè)心動周期，通過調(diào)節(jié)聚焦、深度、增益等使圖像質(zhì)量在最佳狀態(tài)，進(jìn)入全容積模式采集圖像，系統(tǒng)自動連續(xù)采集4個(gè)心動周期圖像，存儲圖像備分析。將圖像導(dǎo)入Tom-Tec分析工作站，進(jìn)入“4D analysis”模式，系統(tǒng)自動識別并生成多個(gè)切面(心尖短軸、心尖兩腔心、心尖三腔心、心尖四腔)，于心尖兩腔心、心尖三腔心、心尖四腔心切面確定二尖瓣環(huán)中點(diǎn)和心尖處內(nèi)膜兩點(diǎn)之間的連線，于心尖短軸切面確定心尖半徑，系統(tǒng)自動于這4個(gè)切面勾畫出左室心內(nèi)膜及心外膜曲線，經(jīng)手動微調(diào)曲線使其與心內(nèi)、外膜貼合后系統(tǒng)自動分析出左室整體徑向應(yīng)變(GRS)、圓周應(yīng)變(GCS)、縱向應(yīng)變(GLS)、左室整體扭轉(zhuǎn)角度(GTA)等。所有圖像的分析三人分別三次進(jìn)行分析，最終數(shù)據(jù)取平均值。

2 結(jié) 果

2.1 3組一般資料比較3組間年齡、性別、體重、身高、BMI、血脂差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。見表1。

表1 一般臨床資料比較

2.2二維數(shù)據(jù)與正常對照組比較，糖尿病A組、B組室間隔均增厚，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)；但糖尿病A組、B組比較差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。與正常對照組比較，糖尿病A組、B組E、E/A值均下降，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)；且與A組相比，糖尿病B組下降更顯著，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。與正常對照組比較，糖尿病A組、B組A值均升高，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)，且A組升高較B組更明顯，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。LVPWT、LVEDD、LVESD、EF3組間的差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P均>0.05)。見表2。

表2 左室常規(guī)二維超聲心動圖參數(shù)比較

注：與對照組(C組)比較 *P<0.05；與糖尿病A組比較 #P<0.05。

2.3三維數(shù)據(jù)與對照組比較，糖尿病A組、B組3D-EF、GLS、GCS、GRS均下降，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)，其中3D-EF、GLS指標(biāo)B組下降更明顯，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。糖尿病A組、B組之間比較GCS、GRS指標(biāo)差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。三維所測左室舒張末容積(EDV)、左室收縮末容積(ESV)、整體扭轉(zhuǎn)角度(GTA)，3組間差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。見表3。

表3 左室三維應(yīng)變參數(shù)比較

注：與對照組(C組)比較 *P<0.05；與糖尿病A組比較 #P<0.05。

2.4 HbA1c與GLS(r=-0.46)、GCS(r=-0.35)、GRS(r=-0.42)、3D-EF(r=-0.45)具有相關(guān)性(P均<0.01)。

3 討 論

糖尿病(diabetes mellitus,DM)是一組以慢性高血糖為特征的代謝性疾病。其病理生理機(jī)制復(fù)雜，除氧化應(yīng)激增加外，還包括代謝障礙(糖毒性、脂肪毒性)[5]、鈣通道受損、內(nèi)皮細(xì)胞及線粒體功能障礙、細(xì)胞外基質(zhì)重塑[6]以及腎素-血管緊張素-醛固酮系統(tǒng)(RAAS)激活、胰島素抵抗[7]等。2013年上海交通大學(xué)寧光教授團(tuán)隊(duì)報(bào)道我國成年人DM患病率達(dá)到了11.6%[8]，已成為名副其實(shí)的糖尿病大國。因此，早期對糖尿病高危人群進(jìn)行識別、干預(yù)，預(yù)防或延緩并發(fā)癥的發(fā)生從而降低糖尿病心血管事件有重要意義。

本研究中糖尿病A組及B組A值較正常對照組偏大，E/A、E均較對照組偏小，這表明糖尿病早期患者，左室舒張功能已經(jīng)受到影響。其中E、E/A值糖尿病B組下降更明顯，考慮左室舒張功能與血糖有關(guān)，血糖越高，進(jìn)一步加重舒張功能受損。而A值糖尿病A組較B組升高更明顯，可能與糖尿病B組收縮功能減低、房室壓力階差小有關(guān)。

心室心肌纖維帶進(jìn)行扭轉(zhuǎn)和包繞，形成起于肺動脈根部，止于主動脈根部的螺旋結(jié)構(gòu)，先后移行構(gòu)成左心室壁三層肌纖維結(jié)構(gòu)，它們分別是心內(nèi)膜下心肌纖維、中層心肌纖維和心外膜下心肌纖維。心內(nèi)膜下為縱軸方向上順時(shí)針斜行排列，移行至中層近似環(huán)狀排列，至心外膜下心肌呈縱軸方向上逆時(shí)針斜行排列[9],即內(nèi)縱、中環(huán)、外斜排列，心內(nèi)膜、心外膜心肌纖維收縮時(shí)主要沿長軸方向運(yùn)動，中層心肌收縮時(shí)主要沿短軸方向運(yùn)動[10]。心內(nèi)膜相比心外膜更易受到心肌纖維化和心肌微血管病變的影響[11]，T2DM患者由于糖代謝異常,心內(nèi)膜下心肌纖維受損程度更重，主要表現(xiàn)為心肌細(xì)胞纖維排列紊亂，各型膠原比例失調(diào)，心肌纖維增粗、僵硬，心肌細(xì)胞線粒體腫脹、斷裂，能量代謝減少，心肌細(xì)胞缺氧，使得其發(fā)生肥大、變形、壞死等一系列微觀結(jié)構(gòu)上的改變。另外由于心中血管外的收縮壓力增大以及心內(nèi)膜層在心臟收縮期增厚，此時(shí)需要更多的血氧供應(yīng)以維持血液射出，使得心內(nèi)膜下心肌纖維相對于心外膜對缺血、缺氧等一系列病理改變更加敏感[12]。本研究中，與C組比較，A組、B組GLS、GCS、GRS均下降，其中GLS指標(biāo)B組下降更明顯，說明左心室應(yīng)變參數(shù) 中GLS是敏感指標(biāo)[13]。之所以出現(xiàn)這種情況，考慮其原因?yàn)樾募】v向應(yīng)變主要由心內(nèi)膜下心肌收縮產(chǎn)生有關(guān)，心內(nèi)膜下心肌纖維對缺血缺氧更明顯。

本研究中二維所測的EF值三組無明顯差異，但3D-EF值三組間有差異，與對照組比較，糖尿病A組、B組EF值下降明顯，其中糖尿病B組下降更明顯。這可能與常規(guī)二維超聲心動圖將左室心腔構(gòu)想成規(guī)則的圓椎體，受角度依賴、主觀性、經(jīng)驗(yàn)性等因素的影響，其只能半定量地分析左心室整體功能，不能定量分析左心室局部功能。而3D-EF通過對心臟四個(gè)切面(心尖短軸、心尖兩腔心、心尖三腔心、心尖四腔)心內(nèi)膜、心外膜的勾畫，避免追蹤斑點(diǎn)丟失的影響，能更全面、穩(wěn)定分析左室的整體及局部功能有關(guān)。采用二維EF為基礎(chǔ)的左室收縮功能評價(jià)指標(biāo)并不能敏感檢出亞臨床心肌損傷，而3D-STI能早期發(fā)現(xiàn)糖尿病早期心肌改變。 高血糖對機(jī)體各臟器的影響是連續(xù)不斷的，心血管疾病的進(jìn)程早在糖代謝紊亂的早期就已啟動，高血糖相當(dāng)于心血管疾病的加速器[14]，能加速對心臟血管及心肌的損傷。血糖水平越高，心肌細(xì)胞肥大及心肌纖維排列紊亂等改變越明顯，引起心肌重構(gòu)更甚，導(dǎo)致患者心肌缺氧癥狀越重[15]。慢性高血糖使多種氨基酸糖化，最終形成不可逆產(chǎn)物，進(jìn)一步誘發(fā)糖尿病血管疾病。在本研究3D-STI參數(shù)中，與A組比較，B組3D-EF下降更明顯，說明血糖水平越高，心臟功能受損更明顯。

HbA1c可反映取血前8～12周血糖的平均水平,且與飲食、運(yùn)動無明顯相關(guān)，也不受抽血時(shí)間、是否使用降糖藥物等因素影響，并能反應(yīng)T2DM患者血糖控制情況[16]。心臟損害與血糖水平呈正比，即血糖越高，這種改變越明顯，患者左室心肌的缺氧缺血程度也越重，使得心肌重構(gòu)也更加明顯[17]。本次研究中將2型糖尿病早期患者根據(jù)HbA1c進(jìn)行分組，結(jié)果表明與對照組相比，糖尿病患者A組、B組左心室心肌收縮明顯降低，且B組更甚，表明糖化血紅蛋白在非控制情況下左心室受損更明顯，進(jìn)一步說明糖化血紅蛋白與左心室心肌收縮功能改變具有相關(guān)性，可以作為一項(xiàng)臨床檢測心肌功能受損指標(biāo)。

國內(nèi)外研究對于血糖控制情況所取HbA1c界值不一致，美國糖尿病學(xué)會(ADA)建議HbAlc控制在小于7%，國際糖尿病聯(lián)盟(IDF)建議HbAlc控制標(biāo)準(zhǔn)為小于6.5%，選取哪一界值還需要大量的研究證實(shí)。本研究樣本量較小，其是否適用于臨床工作仍需進(jìn)一步加大樣本量進(jìn)行驗(yàn)證。