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。
1.1 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。
2.1 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**
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。