三维斑点追踪技术评价2型糖尿病及慢性肾功能不全患者左心室整体收缩功能

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  【摘要】 目的:采用实时三维斑点追踪技术(3-dimensional Speckle Tracking Imaging,3D-STI)评价2型糖尿病(T2DM)及慢性肾功能不全患者(CRF)的左心室整体收缩功能。方法:收集2015年6月-2016年6月本院T2DM及CRF患者91例,分为T2DM无CRF组30例,CRF无T2DM组33例,T2DM合并CRF组28例,另选35例健康志愿者为对照组。采集左心室全容积图像,应用3D-STI技术,获得各组左心室整体纵向收缩期峰值应变(GLS),左心室整体径向收缩期峰值应变(GRS)、左心室整体圆周收缩期峰值应变(GCS)、左心室整体面积收缩期峰值应变(GAS),左心室射血分数(LVEF),比较各组指标间的差异。结果:与对照组比较,T2DM无CRF组、CRF无T2DM组、T2DM合并CRF组的GLS、GRS、GAS、GCS均减低,差异均有统计学意义(P<0.05);与T2DM无CRF组、CRF无T2DM组比较,T2DM合并CRF组的GLS、GRS、GAS、GCS均减低,差异均有统计学意义(P<0.05);T2DM无CRF组与CRF无T2DM组比较,上述参数差异均无统计学意义(P>0.05)。结论:采用3D-STI可早期、敏感的评估T2DM及CRF患者的左心室收缩功能的变化及心肌的损伤情况。T2DM及CRF患者左心室收縮功能及心肌均有损害,而T2DM合并CRF患者,其心肌损害进一步加重。
  【关键词】 2型糖尿病; 慢性肾功能不全; 左心室整体收缩功能; 三维斑点追踪
  【Abstract】 Objective:To analyze the left ventricular global systolic function with 3D speckle tracking imaging(3D-STI) in patients with type 2 diabetes mellitus and chronic kidney failure.Method:From June 2015 to June 2016,91 T2DM and CRF patients were collected,and divided into T2DM without CRF group(30 patients),CRF without T2DM group(33 patients),T2DM combined with CRF group(28 patients).Another 35 healthy volunteers were selected as the control group at the same time.The full-volume images of left ventricular were recorded.Left ventricular ejection fraction(LVEF),global longitudinal strain(GLS),circumferential strain(GCS),area strain(GAS),and radial strain(GRS) were measured by 3D-STI,the index of differents groups were compared.Result:Compared with the control group,GLS,GAS,GCS and GRS of T2DM without CRF group,CRF without T2DM group,T2DM with CRF group were lower,the differences were statistically significant(P<0.05).Compared with T2DM without CRF group and CRF without T2DM group,GLS,GAS,GCS,GRS of T2DM combined with CRF group were lower,the differences were statistically significant(P<0.05).Between T2DM without CRF group and CRF without T2DM group,GLS,GAS,GCS and GRS had no statistical difference(P>0.05).Conclusion:3D-STI can evaluate the left ventricular systolic function and myocardial damage objectively and early,left ventricular systolic function and myocardial damage both has damage in T2DM without CRF and CRF without T2DM patients,and patients with T2DM and CRF have a further deterioration.
  【Key words】 Type 2 diabetes mellitus; Chronic kidney failure; Left ventricular systolic function; 3D speckle tracking imaging;
  doi:10.3969/j.issn.1674-4985.2017.20.031
  糖尿病是一種以慢性血糖升高为主要表现的代谢性疾病,其发病率逐年升高,是危害心脑血管健康的主要因素之一。慢性肾功能不全是指各种原因导致肾脏慢性进行性损害引起的代谢产物及毒素潴留、电解质平衡紊乱的综合征。糖尿病的主要并发症就是慢性肾功能不全及心脑血管疾病,而慢性肾功能不全中一部分人也患有糖尿病,因此二者之间关系十分密切,本研究应用3D-STI技术评价上述患者的左心室收缩功能及局部心肌运动能力的改变,早期发现心肌损害,防止心血管危险事件的发生,现报道如下。   1 资料与方法
  1.1 一般资料 选择2015年6月-2016年6月在本院就诊的T2DM及CRF患者91例,其中男49例,女42例,年龄47~68岁,平均(53.4±5.6)岁。T2DM入选标准符合1999年WHO糖尿病标准(1)有典型症状,空腹血糖(fasting plasma glucose,FPG)≥7.0 mmol/L或餐后2 h血糖≥11.1 mmol/L;(2)无典型症状,两次测得FPG≥7.0 mmol/L或餐后2 h血糖≥11.1 mmol/L;(3)无典型症状,FPG≥7.0 mmol/L或餐后2 h血糖≥11.1 mmol/L,糖耐量试验2 h血糖≥11.1 mmol/L[1]。CRF患者入选标准(1)肾损害≥3个月,有或无GFR降低;(2)GFR<60 mL/(min·1.73 m2)≥3个月,有或无肾损害表现。经过询问病史和进行身体检查,排出器质性心脏病、肺源性心脏病、心房颤动及其他影响试验结果的心脏病病患。且超声图像基本清晰,达到3D-STI采集与分析要求。根据上述标准,分为T2DM无CRF组30例,CRF无T2DM组33例,T2DM合并CRF组28例,另选35例健康志愿者为对照组,其中男19例,女16例,年龄45~71岁,平均(55.4±6.0)歲。经体格检查、心电图、超声心动图检查无异常。各组一般资料比较,差异无统计学意义(P>0.05),具有可比性。本研究经医院伦理委员会批准,所有受试者均于检查前签署知情同意书。
  1.2 仪器与方法 采用GE Vivid E9超声诊断仪(4V探头:频率1.7~3.5 MHz;M5S探头:1.7~3.3 MHz)。图像采集:患者左侧卧位,同步连接心电图,静息状态下采用M5S探头测量左心室舒张末期内径(LVDd)、左心室收缩末期内径(LVDs)、室间隔厚度(IVS)、左室后壁厚度(LVPW)。Simpson双平面法测量左心室射血分数(LVEF)。采用4V探头获得心尖四腔观,采集左室三维超声全容积图像,导入EchoPAC工作站脱机分析,于4D AUTO LVQ模式下,手动选取心尖和二尖瓣对合点,自动描绘左心室心内膜及心外膜边界,获取左心室整体的峰值纵向应变(GLS)、圆周应变(GCS)、面积应变(GAS)及径向应变(GRS)。同一观察者重复测量2次后,另一名医师重复测量1次,计算平均值为最终结果。
  1.3 统计学处理 采用SPSS 17.0软件进行统计学分析,计量资料用(x±s)表示,比较采用t检验;计数资料以率(%)表示,比较采用 字2检验,P<0.05为差异有统计学意义。
  2 结果
  2.1 各组常规超声心动图测值比较 与对照组比较,CRF无T2DM组、T2DM合并CRF组的IVS增厚,T2DM合并CRF组LVPW增厚,差异均有统计学意义(P<0.05),四组间其余参数差异均无统计学意义(P>0.05),见表1。
  2.2 各组3D-STI技术测值比较 与对照组比较,T2DM无CRF组、CRF无T2DM组、T2DM合并CRF组的GLS、GRS、GAS、GCS均减低,差异均有统计学意义(P<0.05);与T2DM无CRF组、CRF无T2DM组比较,T2DM合并CRF组的GLS、GRS、GAS、GCS均减低,差异均有统计学意义(P<0.05);T2DM无CRF组与CRF无T2DM组比较,上述参数测值差异均无统计学意义(P>0.05)。见表2和图1、2。
  3 讨论
  近年来,T2DM、CRF患者越来越多,两者合并出现的发病率逐年增高。既往有研究报道,两者均可引起心肌细胞的损伤,早期即可引起心臟功能的亚临床状态,如不及时防治,将有进一步发展为心力衰竭的可能,因此,早期发现心肌损伤及心功能的异常,有效防治心肌病的进展,可以降低心血管危险事件的发生率[2-4]。然而传统的超声心动图敏感度不高,本研究中四组LVDD及LVEF无明显差异,亦证明此情况。
  新近研究的3D-STI技术是在三维超声心动图和斑点追踪技术的基础上发展起来的,可以从立体空间上追踪、测量心肌斑点运动的轨迹,弥补了二维斑点追踪成像技术二维平面斑点追踪的不足[5-9],更能真实反映心肌的变形和运动能力,准确测量左心室收缩功能。Nesser等[9]研究发现,以MRI测量的左心室收缩功能为金标准,3D-STI所测值与二维超声相比,更接近于MRI所测值。
  本研究应用传统超声测得四组LVEF无明显差异,应用3D-STI技术测得指标与对照组比较,T2DM无CRF组、CRF无T2DM组、T2DM合并CRF组GLS、GRS、GAS、GCS均减低,说明3D-STI可以更加敏感地发现心肌的损伤情况,这与Dogan等[10]的研究一致。
  T2DM组心肌各方向形变能力的减低,与长期的高血糖、胰岛素缺乏、钙稳态的破坏及线粒体功能异常,微循环障碍等对心肌舒张与收缩功能损害有关[11-18]。CRF组GLS、GAS、GRS及GCS降低,与血管内皮功能下降,成纤维细胞生长因子及转化生长因子的增加,血液中多种代谢产物和毒素的增多有关[19-22],这些因素可导致左心室收缩功能的下降及心肌细胞的损伤。本研究还发现,与T2DM无CRF组、CRF无T2DM组比较,T2DM合并CRF组GLS、GRS、GAS、GCS进一步减低,可能是两种疾病都对心肌有损伤,二者合并具有协同作用,导致心肌的损伤加重。而T2DM合并CRF组与CRF无T2DM组间各指标比较,差异无统计学意义(P>0.05)无明显差异,提示两种疾病对心肌的形变能力及心脏结构与功能的损伤程度较为相似。
  本研究的局限性在于:(1)3D-STE对图像质量要求高,有时需手动调整心内膜边界,以便清晰地显示心内膜,因此具有一定的主观性。(2)样本量较小,对于T2DM及CRF患者未进行细化分组研究,仍需进一步加大样本量进行研究。   综上所述,3D-STI技术可早期、敏感地检测出T2DM及CRF患者左心室整体收缩功能及局部心肌形变能力的损伤,提高心脏亚临床状态的检出率,向临床提供可靠信息,及早做好心肌保护性治疗,防止心功能的恶化。
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