徐明 周啟昌

糖尿病是由于胰島素分泌絕對或相對不足，并以血糖升高為特征的代謝性疾病。糖尿病常累及心臟及全身血管，易并發(fā)心血管并發(fā)癥。研究表明約80%糖尿病患者死于糖尿病心血管疾病，其中以糖尿病性心肌?。╠iabetic cardiomyopathy,DCM）的危害最大。糖尿病性心肌病的概念是由Rubler等[1]首次提出的，隨后被廣泛引用于臨床及流行病學(xué)。Rubler等[1]在解剖患有充血性心力衰竭的糖尿病患者尸體時發(fā)現(xiàn)這些死者均無冠狀動脈粥樣硬化的跡象,病理研究顯示左心室肥大并纖維化伴有不同程度的小血管病變。但目前臨床上對DCM的診斷尚無統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，主要根據(jù)病史，結(jié)合心臟結(jié)構(gòu)及功能改變，在排除其他心臟疾病后做出診斷。糖尿病心臟損害早期多屬可逆性病變,如能早期發(fā)現(xiàn),及時治療,大多可以恢復(fù)。早期發(fā)現(xiàn)糖尿病心肌改變，對其預(yù)防和治療有重要的臨床意義。然而在早期糖尿病患者心臟功能無明顯改變，這將延誤糖尿病性心肌病的早期診斷及治療。近期發(fā)展起來的速度向量成像技術(shù)（velocity vector imaging,VVI）是用于評價心肌結(jié)構(gòu)力學(xué)、分析局部心功能的超聲新技術(shù)，通過分析心臟室壁各節(jié)段運(yùn)動速度、應(yīng)變以及應(yīng)變率，全面了解心臟的運(yùn)動，為早期評價糖尿病性心肌病心功能改變提供了新方法。本文就糖尿病性心肌病產(chǎn)生機(jī)理、臨床表現(xiàn)以及VVI的基本原理、臨床應(yīng)用及其優(yōu)越性、局限性等做一綜述。

1 糖尿病性心肌病發(fā)病機(jī)制及臨床表現(xiàn)

糖尿病性心肌病是一種與冠心病、瓣膜疾病、高血壓心臟病等無關(guān)的特異性糖尿病相關(guān)性心臟疾病，表現(xiàn)為左心室順應(yīng)性降低、舒張期充盈受損和進(jìn)行性收縮功能不全等,可以誘發(fā)心力衰竭、心律失常、心源性休克和猝死。目前研究認(rèn)為糖尿病性心肌病的病理生理過程主要為心肌細(xì)胞凋亡,心臟重塑,收縮機(jī)制異常并最終發(fā)展為心功能不全[2]。

(1)糖尿病性心肌病的發(fā)病機(jī)制是多因素的，至今尚不明確，目前的研究認(rèn)為心肌細(xì)胞代謝紊亂是糖尿病性心肌病最重要的發(fā)病機(jī)制，主要表現(xiàn)為糖和脂的代謝異常，包括葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)因子4的消耗、游離脂肪酸增加、左旋肉堿缺乏、心肌細(xì)胞內(nèi)Ca2+超載等[3]，其次包括心肌纖維化(與血管緊張素Ⅱ、IGF-I及炎性細(xì)胞因子的增加有關(guān))、小血管病變（包括微血管病變、冠狀動脈血流儲備受損、血管內(nèi)皮功能受損)、心臟自主神經(jīng)病變(心肌細(xì)胞去神經(jīng)支配及兒茶酚胺水平的改變)以及胰島素抵抗(高胰島素血癥及胰島素耐受)。糖尿病性心肌病病理改變表現(xiàn)為在心肌間質(zhì)中有大量糖蛋白沉積浸潤,心肌內(nèi)有彌漫性纖維化和肌纖維肥大、冠狀血管及心肌內(nèi)微血管病變等，這些改變將使糖尿病患者更易發(fā)生心肌缺血并且不易從中恢復(fù)[4]。

(2)糖尿病性心肌病癥狀常不典型，主要包括充血性心力衰竭、心絞痛及心律失常。其中充血性心力衰竭是其主要臨床表現(xiàn)，研究發(fā)現(xiàn)糖尿病性心肌病早期血流動力學(xué)檢查無明顯心力衰竭癥狀的患者其左心收縮功能正常，但左心室順應(yīng)性降低、其舒張功能常已發(fā)生明顯改變[3]。糖尿病患者心絞痛癥狀不典型、不明顯，患者僅有惡心、嘔吐、心力衰竭，或心律不齊、心源性休克，甚至無任何癥狀，容易漏診、誤診，得不到及時診斷和治療，因此死亡率很高。由于心肌灶性缺血、壞死，心肌纖維化以及交感、副交感神經(jīng)的損害，糖尿病性心肌病患者心律失常發(fā)生率高，各種應(yīng)激、感染、手術(shù)麻醉等都可致猝死，臨床上表現(xiàn)為嚴(yán)重心律失?；蛐脑葱孕菘?，起病突然，發(fā)展迅速。

2 速度向量成像（VVI）技術(shù)

2.1 基本原理

速度向量成像技術(shù)基于像素斑點追蹤原理，同時采用特殊參照、最佳模式匹配和邊界追蹤等技術(shù)，利用心尖和心腔內(nèi)靜態(tài)參照物、二尖瓣環(huán)、心腔邊界及邊界鄰近組織運(yùn)動等對組織精確追蹤，以獲得含精確空間定位信息的成像原始信息，通過聲學(xué)采集自動追蹤識別二維圖像中像素的位置，在整個心動周期內(nèi)逐幀追蹤其位移，從而獲取研究對象的運(yùn)動信息，并對其運(yùn)動及變形進(jìn)行重建，分析心肌運(yùn)動，通過計算得到心肌運(yùn)動的速度及方向，并在二維超聲圖像的基礎(chǔ)上以疊加速度向量的方式顯示[5]，箭頭的長度即向量的長度，代表組織運(yùn)動的變化幅度，箭頭所指方向即向量的方向代表組織運(yùn)動的方向。VVI技術(shù)可用于分析局部心肌功能、分析心臟的扭轉(zhuǎn)、評價心肌運(yùn)動的同步性、評估心肌缺血、心肌疾病鑒別診斷與隨診以及評價預(yù)后。

2.2 優(yōu)越性及存在問題

VVI技術(shù)優(yōu)點在于其基于斑點追蹤原理,因而不受檢測角度、超聲幀頻、信號噪聲、心臟整體運(yùn)動、心臟旋轉(zhuǎn)和鄰近心肌節(jié)段被動牽拉的影響,能更準(zhǔn)確地估測局部心肌形變,更有效地判斷心室壁運(yùn)動功能，包括長軸、短軸及環(huán)形方向的運(yùn)動。Pirat等[6]通過研究證實VVI技術(shù)可在無角度依賴性的情況下對心肌縱向及環(huán)形運(yùn)動進(jìn)行精確的測量，并與聲納微測量法具有良好的相關(guān)性。其次VVI技術(shù)綜合了多種超聲追蹤及邊界識別新技術(shù),因而追蹤更加精確，且VVI的時間和空間分辨率都很高。VVI技術(shù)還可得出多種心肌運(yùn)動及心臟功能參數(shù)，如速度、應(yīng)變、應(yīng)變率、速度達(dá)峰時間及應(yīng)變率達(dá)峰時間,特別是達(dá)75%及50%的速度、應(yīng)變和應(yīng)變率峰值的時間等參數(shù),能有效評價局部心肌運(yùn)動及評價整體心功能。但是由于VVI是基于二維圖像的斑點追蹤技術(shù),因此其圖像要求盡可能清晰，心臟大小、胸壁厚度以及肺的覆蓋等因素都會影響經(jīng)胸采集圖像的質(zhì)量,進(jìn)而影響心內(nèi)膜或心外膜邊界的勾畫,這將直接影響分析結(jié)果，導(dǎo)致數(shù)據(jù)的精確性和重復(fù)性降低。受試者心律不齊及呼吸運(yùn)動對圖像也有影響,因此在采圖時囑受試者盡量屏氣，取心律基本勻齊的心動周期，采集2～3個心動周期。由于VVI技術(shù)幀頻低，瞬時信息有可能缺失。只有高質(zhì)量的速度向量成像技術(shù)才能反映各時間點心肌節(jié)段的運(yùn)動信息。

2.3 超聲技術(shù)在評價糖尿病性心肌病中的應(yīng)用

近年來,大量研究表明糖尿病早期可導(dǎo)致左心室的舒張功能減退及收縮功能降低[7]。糖尿病性心肌病最終將發(fā)展成為心衰，早期發(fā)現(xiàn)和治療將延緩其發(fā)展，因此對早期糖尿病性心肌病左室舒張及收縮功能不全的發(fā)現(xiàn)具有重要意義。但是研究發(fā)現(xiàn)傳統(tǒng)二維超聲心動圖（2DE）不能發(fā)現(xiàn)及診斷糖尿病患者早期單純性左室收縮功能降低，這是由于傳統(tǒng)2DE只能評價左室圓周方向上的功能無法評估長軸方向上的功能[8]。Fang等[9]認(rèn)為目前臨床上常規(guī)使用二尖瓣口血流頻譜舒張期峰值速度(E、A)反映整體心臟松弛性和僵硬度，使用左室EF值這類負(fù)荷依賴性指標(biāo)在靜息狀態(tài)下作為評價心肌收縮力的指標(biāo)，但因其受前后負(fù)荷、心室順應(yīng)性及房室間壓力階差、心率、年齡等方面的影響,作用有限。隨著糖尿病發(fā)病率的日益攀升，需要一種更敏感的指標(biāo)來評價糖尿病心肌改變的程度,對早期診斷與治療糖尿病性心肌病有著重要的意義。尹家保等[10]使用背向散射技術(shù)觀察糖尿病患者與正常人，發(fā)現(xiàn)糖尿病患者兩個反映心肌組織不同聲學(xué)特性的背向散射參數(shù)標(biāo)化背向散射積分值（IBS）、背向散射積分值變化幅度（CVIB）均較正常組有顯著性變化,與國內(nèi)其他學(xué)者的研究結(jié)果一致，反映超聲背向散射技術(shù)能敏感地檢測到早期糖尿病患者的心肌病變，從而間接反映心肌舒張及收縮功能，但不能對心肌收縮、舒張功能變化量化。王秋蓮，蘆芳等[11]使用應(yīng)變率成像技術(shù)觀察EF及FS仍在正常范圍的兩組糖尿病患者，發(fā)現(xiàn)其收縮期峰值應(yīng)變率(mSRs)較健康對照組有不同程度的減低,當(dāng)合并左室二維結(jié)構(gòu)改變時mSRs明顯降低,表明應(yīng)變率成像技術(shù)（SRI）能夠較敏感的對糖尿病患者早期的左室舒張和收縮功能作出評價。但以往應(yīng)變率成像是以組織速度成像(tissue velocity imaging,TVI)為基礎(chǔ)發(fā)展起來的,受到組織多普勒技術(shù)本身局限性的影響，采用建立在VVI技術(shù)基礎(chǔ)上的SRI無角度依賴，對早期心功能不全患者的心肌功能的評價更為全面。國內(nèi)研究人員用VVI結(jié)合負(fù)荷超聲心動圖技術(shù)研究糖尿病大鼠的左室壁運(yùn)動，結(jié)果發(fā)現(xiàn)收縮期和舒張期環(huán)向應(yīng)變率比其他參數(shù)更敏感地評估心肌損害，這一研究提示VVI可以檢測出糖尿病早期節(jié)段潛在的心肌損害[12]。張軍、秦靜等[13-14]研究表明VVI技術(shù)可用于評價2型糖尿病患者心肌舒張和收縮功能,是評價室壁運(yùn)動的一種有效工具。謝峰等[15]觀察60名EF和FS正常的亞臨床狀態(tài)成人隱匿性自身糖尿病（LADA）患者，發(fā)現(xiàn)其左室局部心肌的收縮、舒張功能均已有不同程度的減退，表明VVI技術(shù)無創(chuàng)且敏感地評價亞臨床狀態(tài)LADA患者早期心功能的異常意義重大。

3 結(jié)語

糖尿病是一種累及全身的代謝障礙性疾病,心肌細(xì)胞也同樣受累，可引起糖尿病性心肌病，造成左心室壁增厚、左心室質(zhì)量增加及左心室舒張收縮功能減退。綜上所述，我們不難發(fā)現(xiàn)VVI技術(shù)在評價糖尿病性心肌病早期心功能改變方面有著相當(dāng)大的優(yōu)勢，在多方面都優(yōu)于傳統(tǒng)技術(shù)，基于VVI技術(shù)的應(yīng)變及應(yīng)變率等反應(yīng)心肌運(yùn)動功能參數(shù)是評價糖尿病性心肌病心功能早期改變的敏感指標(biāo)，可為糖尿病性心肌病臨床早期診斷、治療及預(yù)后提供重要信息。

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