韓小雅，姚馳，葛麗麗

(錦州醫(yī)科大學附屬第一醫(yī)院超聲科，遼寧 錦州 121000)

糖尿病(diabetes mellitus，DM)是本世紀的主要流行病[1]，其造成的醫(yī)療與經(jīng)濟負擔在世界范圍內日益增加。據(jù)估計，2019年有4.63億人患有糖尿病，到2045年，預計全球將有超過7億人受到糖尿病的影響[2]，心血管系統(tǒng)經(jīng)常受到糖尿病后遺癥的影響，心血管疾病的風險增加，無論是否存在缺血性心臟病，都會出現(xiàn)早期舒張和進行性收縮功能障礙、病理性心室肥厚和間質纖維化增加，糖尿病心肌病(diabetic cardiomyopathy，DCM)是一種與缺血性心臟病或高血壓共存無關的糖尿病患者心血管損害[3]。其特征是心肌擴張和肥厚，左心室收縮和舒張功能降低。長期存在的糖尿病心肌病從而引起的心力衰竭，這是DM相關死亡率的主要原因。心臟模型技術(heart model，HM)已經(jīng)被證實可以相對準確地測量左心房(LA)的功能[4-6]，本研究旨在探討HM的升級版本動態(tài)心臟模型成像(DHM)技術在糖尿病患者左房容積及收縮功能的定量分析中的可行性和可重復性，為臨床提供一種簡便、可靠的評估糖尿病患者左心房功能的方法。

1 資料與方法

1.1 一般資料及分組

選取錦州醫(yī)科大學附屬第一醫(yī)院2022年4月至2022年11月住院就診糖尿病患者100例，其中單純糖尿病患者60例、糖尿病心肌病患者40例。所有患者符合WHO診斷標準[7]：(1)典型糖尿病癥狀；(2)隨機血糖≥11.0 mmol/L；(3)或空腹血糖≥7.0 mmol/L或OGTT 2 h血糖≥11.1 mmol/L；(4)任意一點均有獨立診斷的價值，但沒有糖尿病癥狀者(糖尿病癥狀指煩渴、多飲、多尿、多食、體重下降)需重復一次血糖也達到才可以確認。DCM組符合以下任一項：(1)在排除其他引起心臟結構和功能改變的情況下，左室舒張和(或)收縮功能減低；(2)心腔比例明顯增大，早期表現(xiàn)為左房增大；(3)在糖尿病基礎上出現(xiàn)心律失常或心力衰竭等心臟改變；(4)出現(xiàn)心肌缺血、心絞痛、心電圖ST段壓低等癥狀。排除標準：(1)惡性腫瘤、妊娠、高血壓、先天性心臟病、心臟瓣膜病心肌病、冠心病、嚴重器官衰竭、嚴重心律失常等疾??；(2)非糖尿病引起的心律失常，以及近期或既往服用影響心肌藥物及聲窗顯示欠佳者。

分組為A組為單純糖尿病患者60例，男性31例，女性29例，年齡28～60歲，平均年齡(42.66±10.14)歲；B組為糖尿病心肌病患者40例，男性22例，女性18例，年齡37～60歲，平均年齡(49.00±6.88)歲；C組為選取心電圖、超聲心動圖、胸片、實驗室等常規(guī)體檢均正常，且性別、年齡相匹配的健康志愿者90例，其中女性48例，男性42例，年齡30～59歲，平均年齡(45.91±9.14)歲。所有研究對象均簽署知情同意書。

1.2 儀器與方法

儀器選用Philips EPIQ 7C超聲診斷儀，探頭X5-1，頻率5 MHz，內置3D-HM圖像采集模式。常規(guī)超聲參數(shù)采集：囑患者左側臥位，同步連接心電圖，必要時囑者改變體位以及配合屏氣，以便獲得清晰圖像，應用X5-1探頭，于左室長軸及左室短軸切面測量室間隔厚度(IVST)、左房前后徑(LAD)，應用頻譜多普勒和組織多普勒于二尖瓣瓣口測量二尖瓣舒張早期血流峰值速度(E)、舒張晚期血流峰值速度(A)，于二尖瓣前葉根部室間隔處測量二尖瓣瓣環(huán)舒張早期峰值運動速度(e)、二尖瓣瓣環(huán)舒張晚期峰值運動速度(a)，計算E/A和E/e′值。雙平面Simpson′s法：在心尖分別采集并存儲4個周期心尖四腔觀和心尖兩腔觀動態(tài)圖像；測量左室舒張末期內徑(LVEDD)、左室收縮末期內徑(LVESD)、左室射血分數(shù)(LVEF)。脫機圖像分析采用QLAB 13.0軟件。DHM法參數(shù)采集：DHM邊界值設為舒張末60%，收縮末30%，點擊屏幕上的HMACQ按鈕收集圖像后，運用QLAB 13.0軟件中DHM插件脫機分析并計算左房容積參數(shù)：左房最大容積(LAVmax)、左房最小容積(LAVmin)、左房射血分數(shù)(LAEF)、左房容積指數(shù)(LAVI)。所有參數(shù)連續(xù)測量3個心動周期，取平均值，上述操作均由具有豐富心臟超聲檢查經(jīng)驗的同一醫(yī)師完成，見圖1。

1.3 統(tǒng)計學方法

應用SPSS 23.0軟件對數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計學分析，符合正態(tài)分布的計量資料多組間比較采用單因素方差分析，進一步兩兩比較采用兩獨立樣本t檢驗，結果以均數(shù)±標準差表示，非正態(tài)分布的計量資料進行非參數(shù)檢驗，結果以M(P25，P75)表示，計數(shù)資料采用卡方檢驗，結果以率或百分比表示。重復性檢驗：由同一名操作者對同一患者不同心動周期進行重復測量，結果以組內相關系數(shù)ICC進行表示，ICC>0.75表示一致性好。檢驗標準α=0.05，以P<0.05為差異有統(tǒng)計學意義。

2 結 果

2.1 一般資料比較

3組年齡、性別、心率、BMI指數(shù)、收縮壓、舒張壓比較差異均無統(tǒng)計學意義(P>0.05)，見表1。

2.2 常規(guī)超聲參數(shù)比較

B組LAD較A組和C組增大，差異有統(tǒng)計學意義(P<0.05)；A組和B組E/e較C組增大，差異有統(tǒng)計學意義(P<0.05)；A組與B組比較僅LAD差異有統(tǒng)計學意義(P<0.05)，見表2。

表2 各組二維超聲參數(shù)比較

2.3 DHM參數(shù)比較

B組 LAVmax、LAVmin、LAVI及LAEF均較C組明顯增加、較A組均增加，差異均有統(tǒng)計學意義(P<0.05)；A組LAVmax、LAVI及LAEF較C組增加，差異均有統(tǒng)計學意義(P<0.05)，見表3。

表3 各組DHM超聲參數(shù)比較

3 討 論

長期存在的高血糖會引起心肌細胞的許多代謝和分子變化，從而導致不同介質的產(chǎn)生和細胞損傷，心肌結構和功能發(fā)生顯著變化，其中包括左心室質量增加、肥大、心肌纖維化、心臟脂肪變性和心肌細胞死亡[8]。這些心肌結構改變導致心肌纖維化和心臟功能障礙，其特征是舒張功能受損，隨后在疾病后期收縮功能改變，導致左心室擴張和癥狀性心力衰竭，持續(xù)的高血糖不僅會導致左心室間質纖維化，還會導致左心房間質纖維化。血管緊張素II、TGF-β信號傳導和活性氧等這些促纖維化信號分子，可激發(fā)心臟成纖維細胞合成膠原蛋白，這些因子可以促進心房纖維化，從而降低彈性，從而導致左心房增大，這是左心房功能的重要因素[9]。左心房的容積和功能可作為預測糖尿病患者發(fā)生心血管事件的一個獨立因素[10]。

根據(jù)人工智能方法的最新發(fā)展，例如機器學習 (ML)算法，已經(jīng)產(chǎn)生了一種3D分析技術，該軟件自動識別舒張末期的LA心內膜和心外膜邊界以及收縮末期的LA邊界，從而可以準確、迅速量化這些腔室的體積和功能。ITALIANO等人[11]研究表明，DHM方法自動測量左心房的體積和功能在未經(jīng)選擇的大量人群中高度可行，分析時間很短(約40 s)，重復性好，與磁共振(cardiac magnetic resonance，CMR)測量結果非常一致，并且DHM方法在具有各種病理和心律的患者中數(shù)據(jù)質量良好。

本研究發(fā)現(xiàn)糖尿病組及糖尿病心肌病患者左室舒張功能的參數(shù)與對照組有明顯差異，表現(xiàn)為A組和B組 E/e均明顯增加而E/A、e/a減小，合并糖尿病心肌病者更加明顯。提示糖尿病患者早期存在左室舒張功能障礙。這是由于冠狀動脈微血管灌注受到損傷[12]。左室舒張功能減低對左房內血液血流動力學的影響以及其他代謝物質的異常導致左房容量的增加，左房心肌重構代償性的增大，左房容量及功能發(fā)生改變。

左房功能分為3個階段：左心房在心室收縮期將血液貯存起來，在左室舒張早期作為連接左心房與左心室的管道，在左室舒張晚期左心房主動收縮把血液泵入左心室，幫助左心室快速充盈，即儲備功能、管道功能、輔泵功能[13]，相對于左房內徑而言，左房容積在衡量左房大小方面更有優(yōu)越性?？勺鳛樵u價心臟功能的重要指標之一，本研究表明，糖尿病組LAVmax、LAVmin較正常對照組增加，提示左房容積增大，儲存功能增強，代表了糖尿病性心肌病發(fā)病機制的后期表現(xiàn)，這與JENSEN等人[14-15]的研究一致，而LAVmax相對于LAVmin在糖尿病早期表現(xiàn)得更明顯，可作為評價左心室舒張功能降低的重要指標，這與THOMAS等人[16]的研究一致。早期糖尿病患者左室舒張末壓力增高，二尖瓣提前關閉，使部分血液停滯在左房。左房主動排空功能代償性增強，能滿足其生理需求，但隨著嚴重程度的增加，心臟功能進一步受損，導致 LAVI增大，因此本研究中LAVI在合并糖尿病心肌病中表現(xiàn)出更大的異常。由于左房增壓泵功能代償性增強，早期糖尿病組 LAVmin與正常對照組對比并無明顯差異，而糖尿病心病組則在異常程度上更明顯，這是由于高血糖可致心肌代謝紊亂，心臟微血管變化，心肌細胞間質纖維化等，提示糖尿控制程度可能與左房容積和功能改變有關，并且逐漸由代償期向失代償期轉變。此外，本研究中糖尿病心肌病組在左房容積和功能的異常程度上均較糖尿病組更為顯著，雖然在糖尿病早期LAD在正常范圍內，但左房體積可能已經(jīng)發(fā)生改變，LAEF已經(jīng)降低，提示蓄水功能減弱。

本研究的不足之處在于樣本量??；限制其結論的延伸，未能于CMR進行比較，未研究DHM局部編輯功能對于圖像欠清晰者的價值，未納入心內膜圖像欠清晰者，缺乏正常參考范圍。

綜上所述，糖尿病可引起患者左心房容積增大，功能減低，DHM技術是一種有效的檢測手段能夠定量評價糖尿病患者左心房容積及功能，對臨床提示糖尿病患者早期干預及患有糖尿病心肌病等并發(fā)癥的患者治療有重要的臨床意義。