三維斑點(diǎn)追蹤技術(shù)評(píng)價(jià)2型糖尿病患者左心室收縮功能

趙艷杰，溫德惠，鄭英娟 ，劉偉亮

（1．河北北方學(xué)院，河北 張家口 075000；2．河北北方學(xué)院附屬第一醫(yī)院超聲醫(yī)學(xué)科，河北 張家口 075000）

糖尿?。―M）是心、腦血管疾患的獨(dú)立危險(xiǎn)因素[1]。與非糖尿病人群相比，糖尿病患者發(fā)生心、腦血管疾病的風(fēng)險(xiǎn)增加2～4倍，約50%的DM患者死于心血管疾病，因此早期監(jiān)測(cè)心功能并給予積極干預(yù)尤為重要[1-2]。三維斑點(diǎn)追蹤技術(shù)（3D-STI）是在實(shí)時(shí)三維超聲心動(dòng)圖及斑點(diǎn)追蹤技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的一項(xiàng)新技術(shù)，通過(guò)采集左心室的全容積圖像，能夠準(zhǔn)確定量評(píng)估心臟功能[3]。本研究利用3D-STI對(duì)2型糖尿病（T2DM）患者的左心室整體收縮功能進(jìn)行評(píng)估，以及進(jìn)一步分析左室三維應(yīng)變參數(shù)對(duì)早期心肌損害的預(yù)測(cè)價(jià)值。

1 資料與方法

1.1 一般資料

收集2017年1—12月我院內(nèi)分泌科門診或住院的T2DM患者52例，8例由于有冠心病病史 （n=3）、心率不齊（n=2）及圖像質(zhì)量差（n=3）排除在外，最終納入44例（DM組），其中男22例，女22例，平均（49.9±14.2）歲，納入標(biāo)準(zhǔn)：竇性心律，心率范圍在60～100次/分，左室射血分?jǐn)?shù)≥55%，常規(guī)檢查排除冠心病、心律失常、嚴(yán)重心臟病、合并肝腎功能不全、肺部疾病及圖像不佳者。DM診斷參照美國(guó)糖尿病學(xué)會(huì)診斷標(biāo)準(zhǔn)[4]，即空腹血糖≥7.0 mmol/L，糖耐量試驗(yàn)2 h血糖≥11.1 mmol/L。血壓正常診斷：采用WHO/ISH標(biāo)準(zhǔn)，即收縮壓＜140 mmHg（1 mmHg=0.133 kPa）且舒張壓＜90 mmHg。

同期選擇40例年齡和性別匹配的健康受試者作為對(duì)照組，其中男18例，女 22例，平均（51.2±12.9）歲，均無(wú)糖尿病、高血壓、冠心病、房顫或其他嚴(yán)重心律失常等病史，肝腎功能正常，體格檢查、X線、心電圖及超聲心動(dòng)圖均無(wú)明顯異常。

本研究得到本院臨床試驗(yàn)倫理委員會(huì)批準(zhǔn)，并獲得所有受試者的書面知情同意。

1.2 儀器與方法

采用Toshiba Artida SSH-880CV彩色多普勒超聲診斷儀，選用PST-30SBT二維探頭（頻率2.5～5.0 MHz）及PST-25SX三維矩陣型探頭（頻率1.0～3.0 MHz），配備3DT分析軟件。

受試者取左側(cè)臥位，平靜呼吸，連接心電圖，先行常規(guī)二維超聲檢查，測(cè)量收縮末期左心房前后徑、左心室舒張末期內(nèi)徑、左心室收縮末期內(nèi)徑、室間隔厚度、相對(duì)室壁厚度，M型超聲測(cè)量左心室射血分?jǐn)?shù)（2D-EF）。然后換用PST-25SX探頭，將探頭置于心尖聲窗，獲得標(biāo)準(zhǔn)心尖四腔心切面，進(jìn)入“Pre-4”模式，調(diào)整探頭位置，同時(shí)顯示四腔及兩腔切面，圖像滿意后啟動(dòng)“Full-4D”功能鍵，連續(xù)記錄4個(gè)心動(dòng)周期左心室全容積動(dòng)態(tài)圖像并存儲(chǔ)。采用3D-STI分析軟件，進(jìn)入4D模式，分別于心尖四腔及兩腔切面的二尖瓣前后瓣葉根部及心尖心內(nèi)膜各取一點(diǎn)，追蹤1個(gè)心動(dòng)周期內(nèi)所有幀的左心室室壁心內(nèi)膜和心外膜的界限，獲得3D-STI應(yīng)變指標(biāo)參數(shù)的應(yīng)變曲線圖及牛眼圖，并記錄左心室整體縱向應(yīng)變（Global longitudinal strain，GLS）、 整 體 圓 周 應(yīng) 變（Global circumferential strain，GCS）、整體徑向應(yīng)變（Global radial strain，GRS）、 整體面積應(yīng)變（Global area strain，GAS）。

1.3 統(tǒng)計(jì)分析

全部數(shù)據(jù)采用SPSS 24.0統(tǒng)計(jì)分析軟件，計(jì)量資料用均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差表示，兩組比較采用兩獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)，計(jì)數(shù)資料采用χ2檢驗(yàn)；繪制3D-STI整體各應(yīng)變參數(shù)（同時(shí)加入由GLS、GCS、GRS和GAS通過(guò)二元Logistic回歸得出的新參數(shù)，定義為“預(yù)測(cè)參數(shù)”）的受試者工作特征（ROC）曲線，確定ROC曲線下面積及最佳截?cái)嘀?，P＜0.05認(rèn)為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 兩組一般臨床資料的比較

兩組年齡、性別構(gòu)成、心率、收縮壓、舒張壓差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義 （P＞0.05），DM組BMI、 空腹血糖及HbA1c均較對(duì)照組明顯增加，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05）。 見表 1。

表1 兩組一般臨床資料比較

2.2 兩組常規(guī)超聲參數(shù)及3D-STI參數(shù)比較

兩組 LVDd、LVDs、2D-EF、3D-EF 差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05），與對(duì)照組相比，DM 組 IVST、RWT、LAID 增大，GLS、GRS、GCS、GAS 均降低， 差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05）。 見表 2、3，圖 1。

2.3 兩組整體3D-STI應(yīng)變參數(shù)Logistic回歸結(jié)果

兩組整體 3D-STI應(yīng)變參數(shù)（GLS、GCS、GRS 和GAS）進(jìn)行二元Logistic回歸，結(jié)果見表4，并得出一新變量即“預(yù)測(cè)參數(shù)”。

2.4 兩組總體3D-STI ROC曲線下面積比較

“預(yù)測(cè)參數(shù)”、GLS、GCS、GAS、GRS 的曲線下面積分別為 0.908、0.854、0.738、0.662、0.653，其中預(yù)測(cè)參數(shù)及GLS的曲線下面積較大，以 “預(yù)測(cè)參數(shù)”0.56%為截?cái)帱c(diǎn)時(shí)，靈敏度為86%，特異度為85%，Youden指數(shù)為0.71；以GLS-18.35%為截?cái)帱c(diǎn)時(shí)，靈敏度為93%，特異度為62%，Youden指數(shù)為0.56。見表 5、圖 2。

表2 兩組常規(guī)超聲參數(shù)比較

3 討論

DM與心臟衰竭風(fēng)險(xiǎn)增加有關(guān)，即使沒(méi)有其他已知的心臟疾病，糖尿病也可能增加冠狀動(dòng)脈疾病及心肌梗死等心血管疾病的風(fēng)險(xiǎn)[5]。同時(shí)，T2DM患者常合并代謝綜合征的一個(gè)或多個(gè)組分的臨床表現(xiàn)，如高血壓、血脂異常、肥胖癥等。伴隨著血糖、血壓、血脂等水平的升高及體重的增加，T2DM并發(fā)癥的發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)、發(fā)展速度及其危害等將顯著增加[1]。早期診斷、有效干預(yù)治療并延緩糖尿病并發(fā)癥的發(fā)生尤為重要。因此，本研究利用3D-STI技術(shù)評(píng)價(jià)早期DM患者左心室收縮功能，早期檢出心肌功能變化，為臨床早期治療提供重要的影像學(xué)信息。

表3 兩組3D-STI相關(guān)參數(shù)比較

表4 兩組整體3D-STI應(yīng)變參數(shù)Logistic回歸結(jié)果

圖1 3D-STI左室心肌面積應(yīng)變牛眼圖及應(yīng)變-時(shí)間曲線。圖1a：對(duì)照組；圖 1b：DM 組。Figure 1. 3D-STI left ventricular myocardial area strain bovine eye diagram and strain-time curve.Figure 1a:Control group;Figure 1b:DM group.

圖2 3D-STI各應(yīng)變參數(shù)的ROC曲線。Figure 2.ROC curves of 3D-STI strain parameters.

表5 兩組整體3D-STI應(yīng)變參數(shù)ROC結(jié)果比較

本研究中，DM組左心室心肌功能在各個(gè)方向（縱向、徑向、圓周）均受到損害。DM組3D整體應(yīng)變均顯著低于對(duì)照組，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。Zoroufian等[6]發(fā)現(xiàn)DM組中幾乎所有的左室心肌節(jié)段縱向應(yīng)變均降低；Ng和Ma發(fā)現(xiàn)在DM組和非DM組之間只有縱向應(yīng)變顯著降低，而圓周和徑向應(yīng)變?cè)趦山M之間沒(méi)有差異[7-8]。Nakai等[9]發(fā)現(xiàn)，在經(jīng)過(guò)治療的DM患者中，其中對(duì)照組為未經(jīng)治療的DM患者，所有3個(gè)方向的心肌應(yīng)變均降低，與本研究結(jié)果一致。在一項(xiàng)為期兩年的隨訪研究中，Roost等[10]發(fā)現(xiàn)DM患者左室GLS、GCS顯著降低。

Fang等[11]首先報(bào)道了DM患者左室縱向應(yīng)變降低和徑向應(yīng)變?cè)黾?。他們推測(cè)，在左室心肌缺血和肥大時(shí)，增加的徑向收縮力可以補(bǔ)償DM患者的徑向收縮力。然而，本研究發(fā)現(xiàn)左室縱向和徑向應(yīng)變均降低，差異可能有幾個(gè)原因：DM患者可能患病時(shí)間較長(zhǎng)、對(duì)照組有較高的BMI、較高的高血壓患病率以及Fang等[11]采用的成像技術(shù)不同。

DM患者亞臨床心肌改變的基礎(chǔ)是胰島素抵抗，可通過(guò)多種途徑引起心肌功能障礙：心肌鈣轉(zhuǎn)運(yùn)改變和心臟舒張期延長(zhǎng)[12]；腎素-血管緊張素-醛固酮系統(tǒng)與交感神經(jīng)系統(tǒng)引起的心肌纖維化和凋亡[13]；內(nèi)皮功能障礙與氧化應(yīng)激[14]。

本研究采用ROC曲線分析三維應(yīng)變參數(shù)對(duì)T2DM患者左室收縮功能的診斷效能，結(jié)果顯示“預(yù)測(cè)參數(shù)”、GLS、GCS 的曲線下面積＞0.70， 分別為0.908、0.854、0.738。 其中，GLS 曲線下面積相對(duì)于GCS、GAS、GRS較大，具有一定的預(yù)測(cè)價(jià)值，與高磊等[15]研究結(jié)果較一致。然而，本研究發(fā)現(xiàn)由GLS、GCS、GRS和GAS通過(guò)二元Logistic回歸得出的新參數(shù)，即 “預(yù)測(cè)參數(shù)”的曲線下面積最大（0.908），Youden指數(shù)最高（0.71），且靈敏度及特異度較高，與陳衛(wèi)中等[16]研究結(jié)果一致，其研究指出通過(guò)建立Logistic回歸模型將多指標(biāo)綜合為一個(gè)指標(biāo)，能最大限度的提高診斷的靈敏度和特異度，從而增加診斷曲線下的面積，可用于聯(lián)合指標(biāo)的診斷試驗(yàn)評(píng)價(jià)，因此，“預(yù)測(cè)參數(shù)”可作為早期心肌功能損傷良好的預(yù)測(cè)指標(biāo)。

本研究的局限性：超聲圖像的質(zhì)量對(duì)3DE評(píng)估左室功能有很大的影響，特別是在全容積采集過(guò)程中；本研究?jī)H對(duì)受試者的左室心肌整體收縮功能進(jìn)行了評(píng)估，而未進(jìn)一步分析左室心肌各節(jié)段的收縮功能；本研究的樣本量較小，ROC曲線圖形顯示欠佳，有待于進(jìn)一步擴(kuò)大樣本量進(jìn)行完善。

總之，應(yīng)用3D-STI對(duì)T2DM患者心肌整體收縮功能進(jìn)行評(píng)估，能夠早期發(fā)現(xiàn)DM患者心肌功能改變，為臨床早期干預(yù)提供了重要的影像學(xué)依據(jù)，對(duì)預(yù)后有重要的意義。在T2DM患者中，3DE左室心肌收縮功能明顯受損，其中由GLS、GCS、GRS和GAS通過(guò)二元Logistic回歸得出的新參數(shù)，即“預(yù)測(cè)參數(shù)”可作為DM患者早期心肌功能損傷的良好預(yù)測(cè)指標(biāo)。