超聲二維斑點追蹤成像技術對尿毒癥患者心室動脈偶聯(lián)情況的評估價值

王小燕，朱雪峰，陸趙陽，昝玲娟，徐斌△，陳鑫

尿毒癥是慢性腎衰竭的終末階段，其發(fā)病可累及全身各個臟器，其中首要死亡原因是不良心血管事件［1］。心室動脈偶聯(lián)（ventricular-arterial coupling，VAC）是指心臟功能與外周血管功能之間相互匹配的關系。即使在病理狀態(tài)下，VAC仍能讓心臟為外周器官提供充足的血液。因此，臨床對尿毒癥患者VAC功能的評估至關重要［2］。VAC的指標計算較為復雜，限制了其在臨床廣泛應用，故有必要挖掘一種新的檢查方法來評估尿毒癥患者的VAC情況。二維斑點追蹤成像（two-dimensional speckle tracking imaging，2DSTI）作為一種無創(chuàng)性檢查技術，可客觀評估和定量分析心肌收縮功能，臨床操作簡便［3-4］。本研究通過觀察尿毒癥患者的VAC和2DSTI的特點來探討2DSTI對VAC的評估價值。

1 對象與方法

1.1 研究對象 選取2016年1月—2018年12月在蘇州市第九人民醫(yī)院腎內科就診的尿毒癥患者96例，男50例，女46例，年齡18～65歲，平均（48.6±11.6）歲。所有患者依據(jù)左心室射血分數(shù)（LVEF）分為LVEF正常組（≥0.55，48例），LVEF下降組（＜0.55，48例）。排除合并心臟瓣膜病、冠心病、肥厚性心肌病、先天性心臟病等患者。所有尿毒癥患者在血液透析前接受2DSTI評估。另選取45例無腎臟疾病和心血管疾病的健康志愿者作為健康對照組。病例組和健康對照組均有常規(guī)體格檢查、超聲心動圖和心電圖檢查結果。本研究獲醫(yī)院倫理委員會批準，所有研究對象均簽署知情同意書。

1.2 超聲心動圖檢查 采用GE E95超聲檢查儀（配備S5-1心臟超聲探頭，頻率5 MHz）檢查。患者取左側臥位，測量左心室舒張末期內徑（LVEDD）、左心室收縮末期內徑（LVESD）、左心室后壁厚度（LVPWT）、室間隔厚度（IVST）、左心室短軸縮短率（LVFS）。上述參數(shù)用于計算左心室質量指數(shù)（LVMI）和室壁相對厚度（RWT）［4］。采用雙平面Simpson法在心尖四腔和兩腔測量左心室舒張末期容積（LVEDV）、左心室收縮末期容積（LVESV）、每搏輸出量（SV）和LVEF，計算心輸出量（CO）和心臟指數(shù)（CI）。CO=SV×心率（HR）；CI=CO∕體表面積。所有參數(shù)均測量3次后取平均值。

1.3 VAC定量分析 有效動脈彈性（Ea）=收縮末期壓（ESP）∕SV，ESP=收縮壓×0.9。左心室收縮末期彈性（Ees）=ESP∕（LVESV-V0）≈ESP∕LVESV，其中V0是左心室壓力為0時左心室容積。VAC=Ea∕Ees。每搏功（SW）=ESP×SV；心率血壓乘積（RPP）=HR×收縮壓（SBP）；外周血管阻力指數(shù)（SVRI）=平均動脈壓（MAP）×80∕CI［5］。

1.4 2DSTI分析 使用Qlab 8.0圖像分析工作站進行應變分析。采集心尖四腔、心尖三腔、心尖兩腔的二維動態(tài)圖像（幀頻＞60幀∕s）。首先分析左心室心尖四腔圖像，選擇3個點進行分析。軟件自動勾畫心內膜和心外膜輪廓以生成興趣區(qū)（ROI）。手動調整ROI以與心肌厚度一致［6］。根據(jù)美國超聲心動圖學會（ASE）推薦的17節(jié)段劃分左心室，系統(tǒng)自動生成5或6節(jié)段的縱向應變值（LS）。使用相同的方法分析心尖兩腔和心尖三腔中圖像數(shù)據(jù)，得到左心室所有節(jié)段的LS的牛眼圖。計算心底部（BA）、乳頭?。≒M）、心尖部（AP）的平均LS，即LSBA、LSPM、LSAP。

1.5 統(tǒng)計學方法 采用SPSS 20.0軟件進行數(shù)據(jù)分析。計量資料以均數(shù)±標準差（±s）表示，多組間均數(shù)比較采用單因素方差分析，組間多重比較采用LSD-t法。采用Pearson相關系數(shù)評估ROI變量之間的相關性。P＜0.05為差異有統(tǒng)計學意義。

2 結果

2.1 3組研究對象一般資料比較 與健康對照組比較，尿毒癥患者（LVEF正常組和LVEF下降組）SBP、MAP、HR均升高（P＜0.01）。3組年齡、性別、體質量指數(shù)（BMI）差異無統(tǒng)計學意義，見表1。

Tab.1 Comparison of general data between the three groups表1 3組研究對象一般資料比較 （±s）

Tab.1 Comparison of general data between the three groups表1 3組研究對象一般資料比較 （±s）

**P＜0.01；a與健康對照組相比，P＜0.05；1 mmHg=0.133 kPa

組別健康對照組LVEF正常組LVEF下降組F或χ2 n 454848年齡（歲）44.12±10.3447.21±11.7749.13±14.651.914性別（男∕女）23∕2225∕2325∕230.012 BMI（kg∕m2）22.43±2.1721.54±3.7521.45±2.761.518組別健康對照組LVEF正常組LVEF下降組F或χ2 SBP（mmHg）127.34±17.15149.45±22.66a 152.43±24.12a 18.524**MAP（mmHg）96.34±13.71109.65±16.18a 110.33±18.43a 10.143**HR（次∕min）79.12±9.4583.72±7.63a 84.43±8.76a 5.134**

2.2 3組常規(guī)超聲心動圖檢查參數(shù)和LS比較 與健康對照組和LVEF正常組比較，LVEF下降組LVEDV、LVESV、LVMI升高，LVFS、LSBA、LSPM和LSAP降低（P＜0.01）。與健康對照組比較，LVEF正常組RWT、LVMI升高，LSBA、LSPM、LSAP降低（P＜0.01）。3組間SV、CO、CI比較差異無統(tǒng)計學意義。見表2、圖1。

2.3 3組VAC指標比較 與健康對照組和LVEF正常組比較，LVEF下降組Ees下降，VAC值升高（P＜0.05）。與健康對照組比較，LVEF正常組和LVEF下降組的RPP和SW升高（P＞0.05）。LVEF下降組與LVEF正常組Ea比較差異無統(tǒng)計學意義（P＞0.05），但高于健康對照組。3組SVRI比較差異無統(tǒng)計學意義，見表3。

2.4 相關性分析 尿毒癥患者LSBA、LSPM、LSAP與Ees、LVEF、LVFS呈正相關（均P＜0.05），與Ea、VAC、SVRI、RPP、LVMI呈負相關（均P＜0.05），與SW、RWT之間無明顯相關性（均P＞0.05）。見表4。

Tab.2 Comparison of echocardiographic parameters and LS between the three groups表2 3組超聲心動圖檢查參數(shù)和LS比較（±s）

Tab.2 Comparison of echocardiographic parameters and LS between the three groups表2 3組超聲心動圖檢查參數(shù)和LS比較（±s）

**P＜0.01；a與健康對照組相比，b與LVEF正常組相比，P＜0.05

組別健康對照組LVEF正常組LVEF下降組F n 454848 LVEDV（mL）85.13±15.3493.65±27.44129.36±33.13ab 36.634**LVESV（mL）28.41±6.5333.34±10.1571.47±26.34ab 91.259**SV（mL）57.12±10.8560.54±18.6457.63±15.110.685組別健康對照組LVEF正常組LVEF下降組F CO（L∕min）4.32±1.125.43±1.644.43±1.631.754 CI（L·min-1·m-2）2.43±0.752.54±0.862.35±0.630.771 LVFS（%）36.12±3.6335.47±3.1123.12±5.33ab 133.565**RWT（mm）0.42±0.030.55±0.10a 0.46±0.08b 23.234**組別健康對照組LVEF正常組LVEF下降組F LVMI（g∕m2）78.43±11.64127.43±32.73a 149.83±33.56ab 69.635**LSBA（%）17.84±1.3414.11±2.35a 11.45±2.43ab 77.443**LSPM（%）20.54±1.6517.54±2.34a 13.54±2.65ab 101.857**LSAP（%）24.22±1.6521.23±2.44a 14.23±2.33ab 207.763**

3 討論

心血管事件是尿毒癥患者死亡的主要原因。尿毒癥患者由于腎臟功能衰竭，體內毒素不能及時清除，在體內蓄積，導致包括心臟在內的多個器官受損。心血管的彈性和外周阻力變化可影響心室功能；反之，心室的收縮功能也影響動脈血流。如果心臟功能或外周血管阻力變化時兩者無法及時匹配，將導致左心室與動脈功能失偶聯(lián)，引起循環(huán)系統(tǒng)崩潰，造成外周器官的灌注障礙，這也是尿毒癥患者發(fā)生心血管意外的主要原因。因此，研究尿毒癥患者心室和血管相互匹配和偶聯(lián)的情況對于改善尿毒癥患者預后至關重要。

Fig.1 Bull's-eye images of the peak longitudinal strain of 2DSTI in hearts of the 3 groups圖1 3組心臟2DSTI縱向應變峰值牛眼圖

Ea是反映左心室負荷的綜合指數(shù)，在高血壓和尿毒癥患者中Ea升高［7-8］。Ees是反映心肌收縮力的指標，在心肌收縮力增強時升高，其在一定程度上反映左心室射血能力。此外，心肌硬化和心腔形態(tài)改變時也可出現(xiàn)Ees升高［9］。VAC是心血管性能的關鍵決定因素，可通過Ea與Ees的比率進行近似地估算。研究顯示，健康受試者的VAC接近0.5時，心室收縮效率達到最高［10-11］。

Tab.3 Comparison of VAC indicators between the three groups表3 3組VAC指標比較 （±s）

Tab.3 Comparison of VAC indicators between the three groups表3 3組VAC指標比較 （±s）

*P＜0.05，**P＜0.01；a與健康對照組比較，b與LVEF正常組比較，P＜0.05

組別健康對照組LVEF正常組LVEF下降組F n 454848 Ea（mmHg∕mL）2.08±0.542.42±0.432.57±0.93a 6.454*Ees（mmHg∕mL）4.23±1.124.43±1.542.21±0.98ab 44.532**VAC（Ea∕Ees）0.50±0.110.57±0.101.33±0.62ab 61.374**RPP（mmHg·次∕min）10284±204412734±2565a 12866±2512a 15.820**SW（mmHg·mL）6623±16328134±2678a 7916±2342a 5.347**SVRI（N·m2·cm-5）0.030±0.0080.032±0.0130.034±0.0130.978

Tab.4 Correlation between LS and parameters of routine echocardiography表4 LS和常規(guī)超聲心動圖檢查參數(shù)之間的相關性

本研究發(fā)現(xiàn)，LSBA、LSPM、LSAP與Ees、LVEF、LVFS呈正相關，LS可準確反映尿毒癥患者的動脈硬度和心肌功能。尿毒癥患者的左心室心肌LS隨著左心室收縮功能減弱而降低。VAC在LV收縮功能正常的尿毒癥患者中是正常的，但在LV收縮功能障礙患者中卻是異常的，因此，2DSTI能夠反映VAC的變化。本研究結果表明，VAC與左心室LS呈負相關。

尿毒癥患者的血管硬化導致心肌氧耗增加，心肌硬化進一步加重了這種后果。隨著疾病的進展，心血管儲備逐漸減少［11］。心功能減低又會導致VAC進一步惡化。本研究發(fā)現(xiàn)，尿毒癥組（LVEF正常組和LVEF下降組）短軸切面LSBA、LSPM和LSAP顯著降低，尤以LVEF下降組明顯。相關分析顯示，尿毒癥患者VAC與LSBA、LSPM、LSAP之間存在負相關關系，Ees與LSBA、LSPM、LSAP呈正相關；Ea與LSBA、LSPM、LSAP呈負相關。

既往研究顯示，VAC在高血壓和心臟舒張功能障礙中發(fā)揮決定性作用，左心室收縮性主要受LSAP而不是LSBA或LSPM的影響，表明LSAP可導致VAC變化［12］。本研究結果同樣證實，LSAP是VAC變化的影響因素，而LSBA和LSPM的變化對VAC影響不大。

綜上，2DSTI作為一種無創(chuàng)性檢查技術，能夠用于尿毒癥患者VAC功能的評估。本研究尚存在一定局限性，如在分析尿毒癥對心功能和VAC影響時沒有考慮病程的影響，也未能將相關血生化參數(shù)納入研究中，故有待大樣本研究的進一步驗證。