实时三维超声心动图左心房容积指数评价2型糖尿病患者左心房功能

[摘要] 目的 探讨实时三维超声心动图（RT-3DE）左心房容积指数（LAVI）评价2型糖尿病患者左心房功能。 方法 选取2012年2～11月南方医科大学附属深圳宝安医院就诊的2型糖尿病患者50例为2型糖尿病组，选取同期健康体检者35例为对照组。比较两组左心房最大容积指数（LAVImax）、最小容积指数（LAVImin）、收缩前容积指数（LAVIpre）、被动排空容积指数（LAVIp）、总排空容积指数（LAVIt）；RT-3DE测量二尖瓣口舒张早期最大流速（E峰）、二尖瓣环舒张早期运动速度（e），计算E/e值；测量左心室射血分数。 结果 2型糖尿病组空腹血糖[（9.26±3.75）mmol/L]、糖化血红蛋白[（12.6±4.37）%]、E/e值（12.53±4.58）、LAVImax[（37.42±8.02）mL/m2]、LAVIpre[（28.24±6.67）mL/m2]、LAVImin[（15.43±5.39）mL/m2]、LAVIt[（21.21±5.57）mL/m2]、LAVIa[（11.07±4.44）mL/m2]高于对照组[（4.52±1.19）mmol/L、（5.20±1.43）%、（12.53±4.58）、（26.92±6.16）mL/m2、（19.15±5.31）mL/m2、（13.75±4.74）mL/m2、（15.65±4.83）mL/m2、（7.64±2.57）mL/m2]，LAVIp[（9.17±3.38）mL/m2]低于对照组[（9.73±3.77）mL/m2]，差异均有统计学意义（P < 0.05或P < 0.01）。LAVImax、LAVIpre、LAVImin、LAVIt、LAVIa与E/e呈显著相关性（P < 0.05或P < 0.01）。 结论 RT-3DE的LAVI能定量测量2型糖尿病患者左心房储备功能、泵功能、管道功能，有望成为评价左心房功能的新方法。

[关键词] 超声心动描记术；实时三维；左心房功能；2型糖尿病

[中图分类号] R587.1 [文献标识码] A [文章编号] 1673-7210（2013）07（a）-0109-03

糖尿病患者有70%～80%死于心血管并发症，其对心脏损害早期以舒张功能障碍为主，进而影响左心房功能。目前常用评价左心室舒张功能的指标如二尖瓣口舒张早期最大流速（E峰）与二尖瓣环舒张早期最大运动速率（e峰）的比值（E/e）、左心房大小等存在需几何假设、受取样角度影响以及不能反映左心房的整体及动态功能等局限性。实时三维超声心动图（real-time three-dimensional echocardiography，RT-3DE）采集左心房全容积图像，通过左心房容积-时间曲线精确反映心动周期不同时相左心房容积，较好地评价左心房功能[1]。本研究旨在运用RT-3DE评价2型糖尿病患者左心房在收缩期的存储器功能、舒张早期的管道功能以及舒张晚期的助力泵功能。

1 资料与方法

1.1 一般资料

选取2012年2～11月南方医科大学附属深圳宝安医院（以下科称“我院”）就诊的2型糖尿病患者50例为2型糖尿病组，其中男30例，女20例，年龄33～72岁，平均（48.3±13.4）岁。所有患者均符合2005年美国糖尿病学会（ADA）糖尿病诊断标准[2]。排除标准：先天性心脏病、瓣膜性疾病、高血压病、冠心病、房颤、图像不满意者。选取同期健康体检者35例为对照组，其中男22例，女13例，年龄31～71岁，平均（47.5±12.2）岁。两组年龄、性别、身高、体重、体表面积、血压、血糖等一般资料比较，差异均无统计学意义（P > 0.05），具有可比性。见表1。本研究经我院伦理委员会通过，研究对象知情同意，并签署知情同意书。

1.2 仪器与方法

所有研究对象均为窦性心律，在检查当天检测空腹血糖及糖化血红蛋白；测量血压、身高、体重，计算体表面积。

应用Philips iE33超声诊断仪，二维探头（S5-1），频率为2.0～3.5 MHz；容积探头（X3-1），频率为1～3 MHz，并配有QLAB 8.0定量分析软件工作站。所有受检者左侧卧位，平静呼吸，连接心电图。于心尖四腔观显示左心房清晰的图像，启动“Full Volume”键，采集图像存于仪器硬盘。脱机导入工作站，分别于收缩末期及舒张末期心尖四腔、二腔切面二尖瓣环处、左心房顶部描记5点，软件自动追踪心内膜面，必要时手动调节追踪曲线，使之与心内膜一致（不包括左心耳、肺静脉入口），见图1、2，获取左心房容积-时间曲线。根据曲线得到心动周期不同时相左心房容积，并经体表面积校正得到左心房最大容积指数（二尖瓣开放时）（left atrium maximal volume index，LAVImax）、左心房收缩前容积指数（心电图P波）（left atrium presystolic volume index，LAVIpre）、左心房最小容积指数（二尖瓣关闭时）（left atrium minimal volume index，LAVImin）；根据上述3个指标计算左心房总排空容积指数（left atrium total emptying volume index，LAVIt=LAVImax-LAVImin）、左心房被动排空容积指数（left atrium passive emptying volume index，LAVIp=LAVImax-LAVIpre）、左心房主动排空容积指数（left atrium active emptying volume index，LAVIa=LAVIpre -LAVImin）。

1.3 统计学方法

采用统计软件SPSS 16.0对数据进行分析，正态分布计量资料以均数±标准差（x±s）表示，两独立样本的计量资料采用t检验；相关分析用Pearson相关分析法。以P < 0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2型糖尿病组空腹血糖、糖化血红蛋白、E/e值、LAVImax、LAVIpre、LAVImin、LAVIt、LAVIa高于对照组，LAVIp低于对照组，差异均有统计学意义（P < 0.05或P < 0.01）。见表1～3。LAVImax、LAVIpre、LAVImin、LAVIt、LAVIa与E/e呈显著相关性（P < 0.05或P < 0.01）。

3 讨论

超声心动图是一项无创、简便的影像学手段，能较好地反映左心房大小、心脏收缩和舒张功能。不断增长的证据表明左心房的大小和功能可作为许多情况下重要的诊断和预后因素[3]；通过无创性方法测量心动周期不同时相左心房大小可较好地评价左心房功能[1]。目前临床多简单地测量其内径或容积，其前提为假设左心房为椭圆形。通过与CT或磁共振对比研究发现：RT-3DE较二维超声心动图技术可以更准确地估测左心房容积[4-6]。尤其是对于左心房增大的患者，RT-3DE较二维超声更敏感、准确地定量评价左心房容积变化及其功能[7-8]。Mitsushige等[9]通过RT-3DE测量左心房容积，评价左心房在收缩期“贮存器”；舒张早期“管道”，以及舒张晚期“助力泵”功能，取得较大成功。

RT-3DE采用超矩阵探头、高通量数据处理系统和三维空间定位系统等先进技术扫描X、Y、Z轴，获取左心房全容积图像，通过勾画左心房心内膜获得左心房容积-时间曲线，能精确反映左心房在心动周期不同时相容积的动态变化。而且，由左心房常规指标通过体表面积标化的新指标（如左心房容积指数），可缩小性别、身高和体重因素的影响，误差较小。本研究中通过RT-3DE获得心动周期不同时相左心房容积并用体表面积校正获得左心房容积指数。通过比较发现，2型糖尿病患者LAVImax、LAVIt较对照组显著增大，说明2型糖尿病患者左心房容积增大，存储器功能增加；LAVIp指数显著减低，说明2型糖尿病患者管道功能减低；LAVIa显著增加，说明左心房助力泵功能增加。2型糖尿病患者较早出现左心房内径的增大，这可能是糖尿病本身长期持续的糖毒性作用，引起糖基化终末产物在心肌间质中沉积，导致心肌弥漫性纤维化和微血管病变。具体表现在，高血糖通过非酶促蛋白的糖化作用，多元醇通路以及对血管内皮细胞的损害，使心肌毛细血管数量明显减少，基底膜增厚，心肌发生缺血缺氧的易损性增加，随着病程进展这些病理生理改变均会使心肌长期缺血缺氧，易造成心肌损伤，左心室顺应性减低，从而导致左心室舒张功能减退[10]。此时，左室排血能力下降、故左心房的后负荷是增加的，而左心房壁薄弱，代偿能力差，故易出现左心房的增大[10]；导致左心房储存器功能增加，一方面有助于在左心室舒张期维持较高的房室腔压力梯度，另一方面通过Frank-Starling机制引起左心房心肌收缩力增强，提高了左心房助力泵功能[11]。同时，由于2型糖尿病患者左心室心肌僵硬度增加、舒张功能受损，舒张期充盈压升高，肺静脉与左心室压差减小，舒张期由肺静脉经左心房流入左心室的血量减少，导致管道功能减低[11]。总之，当左心室功能受损时，左心房通过调整其储存器功能、管道功能以及助力泵功能的再分配，使左心室得以有足够血液充盈和保持正常的心输出量[12]。

另有研究认为，评价左心室舒张功能最有价值的指标是E/e，该指标不依赖于收缩功能，而且最易获得，E/e比值及其与充盈压的关系在收缩功能差、心率快、二尖瓣舒张期血流信号融合及房颤患者中仍准确[13]。本研究选取该比值评价左心室舒张功能，结果显示，糖尿病患者E/e比值显著增加，舒张功能减低；而且LAVmaxI、LAVminI、LAVpreI、LAVpI、LAVtI与E/e比值相关性显著（P < 0.05或P < 0.01）。这一结果说明不同时相左心房容积与左心室舒张功能密切相关，测量左心房的容积能反映左心室的舒张功能。这是因为当左心室顺应性减退，舒张功能受损时，其舒张早期主动充盈减少，舒张末期压力增高，从而导致左心房压力负荷和容量负荷均增加，进而引起左心房扩大。不足之处：①由于图像分辨力等影响，左心房三维图像未能包括左心耳、肺静脉入口局部的成像，故主要反映的是左心房主体部的功能；②需要脱机通过软件分析等。

综上所述，RT-3DE测量2型糖尿病患者心动周期不同时相左心房容积指数，定量左房储备功能及泵功能增加，管道功能减低；不仅能反映左心房的功能，并能反映左心室的舒张功能，为临床糖尿病心脏并发症的治疗发挥重要的作用，有望成为评价左心房功能的新方法。

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（收稿日期：2013-03-21 本文编辑：李继翔）