楊 清綜述，冉海濤審校

（1.重慶醫(yī)科大學(xué)超聲影像研究所，重慶400010；2.重慶醫(yī)科大學(xué)附屬第二醫(yī)院超聲科，重慶400010）

超聲新技術(shù)評(píng)估2型糖尿病患者左心室功能早期改變研究進(jìn)展

楊 清1綜述，冉海濤2審校

（1.重慶醫(yī)科大學(xué)超聲影像研究所，重慶400010；2.重慶醫(yī)科大學(xué)附屬第二醫(yī)院超聲科，重慶400010）

超聲檢查，多普勒；糖尿病，2型/并發(fā)癥；心室功能，左；綜述

糖尿?。╠iabetes mellitus，DM）是一種以高血糖、胰島素絕對(duì)或相對(duì)不足、代謝紊亂等為特點(diǎn)的慢性代謝性疾病，其中90%為2型糖尿病（type 2 diabetes mellitus，T2DM）[1]。DM的主要并發(fā)癥及導(dǎo)致患者死亡的主要原因均是心臟病變，其是由心臟自主神經(jīng)病變、代謝紊亂、微血管病變等多種因素導(dǎo)致的[2]。DM心臟病變的進(jìn)程是由正常心功能至亞臨床心功能異常，最后發(fā)展至臨床癥狀明顯的心力衰竭，但此時(shí)患者的療效及預(yù)后均已不佳。因此，及早發(fā)現(xiàn)DM患者左心功能改變對(duì)預(yù)防心力衰竭的發(fā)生具有重要意義。超聲心動(dòng)圖具有無(wú)創(chuàng)、經(jīng)濟(jì)等優(yōu)點(diǎn)，是目前最常用的評(píng)價(jià)DM患者左心室功能的影像學(xué)檢查技術(shù)。然而傳統(tǒng)超聲心動(dòng)圖對(duì)心臟細(xì)微變化不敏感，存在很多局限性。近年來(lái)，一些超聲新技術(shù)已廣泛用于DM患者早期左心室的心功能檢測(cè)?，F(xiàn)將各種超聲新技術(shù)在評(píng)價(jià)T2DM患者左心室功能早期改變的研究進(jìn)展綜述如下。

1 組織多普勒（tissue Doppler imaging，TDI）

TDI是一項(xiàng)定量分析心肌組織運(yùn)動(dòng)新技術(shù)。其通過(guò)改變多普勒濾波系統(tǒng)，去除低振幅、高速血流頻移信號(hào)，提取高增幅、低速心肌運(yùn)動(dòng)頻移信號(hào)，進(jìn)行彩色編碼成像?？芍庇^、全面地檢測(cè)心肌運(yùn)動(dòng)方向、時(shí)間、速度等指標(biāo)，克服了常規(guī)超聲心動(dòng)圖的主觀局限性。TDI在臨床上可用于檢測(cè)心肌收縮和舒張?jiān)?、晚期峰值運(yùn)動(dòng)速度，方向，應(yīng)變，應(yīng)變率等多項(xiàng)參數(shù)。

應(yīng)用TDI分析T2DM患者早期心肌病變嚴(yán)重程度及與患者預(yù)后相關(guān)性因素具有很強(qiáng)的可行性和準(zhǔn)確性。Ciftel等[3]測(cè)量了44例無(wú)癥狀T2DM患者左心室舒張功能及N末端B型腦鈉肽前體 （NT-pro brain natriuretic peptide，NT-proBNP）水平發(fā)現(xiàn)，有左心室舒張功能障礙的T2DM患者NT-proBNP水平明顯增高，NT-proBNP水平與二尖瓣口舒張?jiān)缙谘魉俣确逯?TDI二尖瓣環(huán)舒張?jiān)缙谶\(yùn)動(dòng)速度峰值（E/e′）率相關(guān)，證實(shí)了TDI在診斷無(wú)癥狀T2DM左心室舒張功能方面具有很好的可行性。Stahrenberg等[4]發(fā)現(xiàn)，T2DM患者二尖瓣E/e′率與糖化血紅蛋白（glycosylated hemoglobin 1c，HbA1c）、糖代謝狀況、6 min步行距離等顯著相關(guān)，表明糖代謝與T2DM患者左心室舒張功能障礙在患者從健康發(fā)展到DM前期再到DM的整個(gè)病程中均密切相關(guān)。Vintila等[5]應(yīng)用TDI分析對(duì)無(wú)癥狀T2DM患者進(jìn)行5年隨訪發(fā)現(xiàn)，盡管加強(qiáng)了血糖控制，患者平均HbA1c水平下降，但這些患者左心室收縮及舒張功能障礙仍然存在?？赡苁怯擅}壓、動(dòng)脈硬化等其他危險(xiǎn)因素導(dǎo)致的，表明T2DM患者控制其他危險(xiǎn)因素也是十分重要的。Ichikawa等[6]發(fā)現(xiàn)，過(guò)多內(nèi)臟脂肪及脂肪細(xì)胞功能障礙對(duì)無(wú)癥狀T2DM患者左心室舒張功能的影響較血糖的影響更大。

TDI分析可早期發(fā)現(xiàn)T2DM前期患者左心室功能受損情況。Ceyhan等[7]將無(wú)癥狀T2DM前期患者分為空腹血糖受損（impaired fasting glucose，IFG，i-IFG組）及空腹血糖受損伴糖耐量減低（impaired glucose tolerance，IGT，IFG+IGT組），結(jié)果顯示，i-IFG組患者左心室功能無(wú)改變，而IFG+IFT組患者平均應(yīng)變、應(yīng)變率及舒張?jiān)缙诮M織運(yùn)動(dòng)平均速度均較對(duì)照組降低，表明IFG+IFT組患者左心室縱向收縮及舒張功能均出現(xiàn)障礙，說(shuō)明心肌縱向功能障礙在T2DM前期階段已出現(xiàn)，這種改變可能由于糖代謝異常對(duì)心肌緩慢的毒性作用所致。Kanat等[8]進(jìn)一步研究證實(shí)，T2DM心肌功能受損開(kāi)始于IGT和IFG伴IGT階段。

有研究證實(shí)，TDI分析可評(píng)價(jià)無(wú)癥狀T2DM患者的心肌儲(chǔ)備功能[9]。Zahiti等[9]對(duì)患病 5年以內(nèi)無(wú)癥狀T2DM患者左心室舒張功能進(jìn)行研究發(fā)現(xiàn)，經(jīng)運(yùn)動(dòng)負(fù)荷試驗(yàn)后T2DM患者e′與TDI二尖瓣環(huán)舒張晚期運(yùn)動(dòng)速度峰值（A′）增加率與對(duì)照組比較，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05），說(shuō)明無(wú)癥狀T2DM患者運(yùn)動(dòng)耐量減少。

2 二維斑點(diǎn)追蹤成像（two-dimensional speckle tracking imaging，2D-STI）

2D-STI是在應(yīng)變及應(yīng)變率基礎(chǔ)上發(fā)展而來(lái)的一種超聲新技術(shù)。其在二維超聲圖像基礎(chǔ)上通過(guò)逐幀追蹤整個(gè)心動(dòng)周期中感興趣區(qū)內(nèi)心肌組織產(chǎn)生的聲學(xué)斑點(diǎn)信號(hào)的空間信息，并根據(jù)這些信息獲取各種心肌運(yùn)動(dòng)參數(shù)，包括心肌組織運(yùn)動(dòng)速度、位移、應(yīng)變、應(yīng)變率和旋轉(zhuǎn)角度等。其克服了TDI角度依賴性的缺陷，可獲取縱向、徑向和圓周3個(gè)空間方向上的參數(shù)，能更準(zhǔn)確地測(cè)量心肌整體及局部的運(yùn)動(dòng)和形變。

應(yīng)用2D-STI可通過(guò)測(cè)量左心室心肌多個(gè)方向的應(yīng)變、應(yīng)變率來(lái)評(píng)價(jià)T2DM患者亞臨床心肌功能障礙，在這方面已有大量研究[10-14]。Roos等[10]對(duì) 112例無(wú)癥狀T2DM患者進(jìn)行2年隨訪發(fā)現(xiàn)，2年后這些患者圓周應(yīng)變等參數(shù)均較對(duì)照組改變明顯，證實(shí)2D-STI可發(fā)現(xiàn)無(wú)癥狀T2DM患者左心室功能障礙的緩慢進(jìn)展。

2D-STI尤其在探測(cè)常規(guī)超聲不敏感的左心室收縮功能及心肌運(yùn)動(dòng)協(xié)調(diào)性上具有很強(qiáng)敏感性。Ernande等[11]發(fā)現(xiàn)，在無(wú)癥狀T2DM患者中舒張功能障礙者占47%，收縮功能障礙者占37%，而舒張功能正常T2DM患者中有臨床前期左心室收縮功能障礙者占28%。表明早期T2DM患者即使舒張功能正常也可能存在收縮功能障礙，即舒張功能障礙不應(yīng)該被認(rèn)為是T2DM患者第一個(gè)亞臨床癥狀。Zoroufian等[12]進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，與對(duì)照組比較，無(wú)論有無(wú)舒張功能障礙，無(wú)癥狀T2DM患者左心室收縮期峰值縱向應(yīng)變均會(huì)減低且左心室不同節(jié)段收縮期峰值應(yīng)變達(dá)峰時(shí)間差異增加，說(shuō)明2D-STI可發(fā)現(xiàn)T2DM患者早期階段收縮功能改變及左心室運(yùn)動(dòng)不協(xié)調(diào)。Nakai等[13]發(fā)現(xiàn)，左心室縱向功能障礙是無(wú)癥狀T2DM患者收縮功能受損的第一個(gè)征象，且在評(píng)價(jià)左心室收縮功能上應(yīng)變及應(yīng)變率較射血分?jǐn)?shù)更有價(jià)值。Ernande等[14]發(fā)現(xiàn)，與對(duì)照組比較，無(wú)癥狀T2DM患者徑向和縱向收縮功能均降低，而并非是徑向收縮功能增加來(lái)代償縱向收縮功能的改變。且左心室徑向應(yīng)變率小于45%患者左心室大小及質(zhì)量指數(shù)均較大于45%患者及對(duì)照組增加，而左心室縮短分?jǐn)?shù)及縱向應(yīng)變率減少，說(shuō)明徑向應(yīng)變的改變可能提示左心室結(jié)構(gòu)輕微重構(gòu)。

應(yīng)用2D-STI可分析左心室功能與早期T2DM患者其他并發(fā)癥的關(guān)系，為臨床對(duì)患者病情評(píng)估提供了更多信息。Guo等[15]研究了有微量白蛋白尿的早期未經(jīng)治療T2DM患者，結(jié)果表明，尿微量白蛋白與左心室平均縱向應(yīng)變、心尖四腔心切面左心室平均縱向應(yīng)變、E/二尖瓣外環(huán)舒張?jiān)缙谶\(yùn)動(dòng)速度峰值呈負(fù)相關(guān)，與左心室扭轉(zhuǎn)呈正相關(guān)，說(shuō)明尿微量白蛋白對(duì)早期T2DM患者心功能損害具有預(yù)測(cè)作用。

3 三維斑點(diǎn)追蹤技術(shù)（three-dimensional speckletracking，3D-STE）

近年來(lái)，在2D-STE基礎(chǔ)上發(fā)展了3D-STE新技術(shù)。因其在三維空間內(nèi)而非固定的二維平面上追蹤心肌組織運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的信息，從而克服了2D-STE斑點(diǎn)丟失問(wèn)題，更符合心肌組織實(shí)際運(yùn)動(dòng)和形變情況，準(zhǔn)確性和重復(fù)性更高，具有很高的研究?jī)r(jià)值。

3D-STE可評(píng)價(jià)T2DM患者早期左心室功能改變及重構(gòu)情況，對(duì)患者及早預(yù)防、早期治療具有重要意義。韓勇等[16]發(fā)現(xiàn)，早期T2DM患者左心室收縮期整體環(huán)向、徑向、縱向、面積應(yīng)變及左心室扭轉(zhuǎn)均較對(duì)照組降低，說(shuō)明3D-STE可以為探測(cè)早期T2DM患者左心室心肌損傷提供有價(jià)值的信息。Zhang等[17]以HbA1c 7%為截點(diǎn)，將射血分?jǐn)?shù)正常T2DM患者分為兩組，結(jié)果顯示，與HbA1c＜7%組比較，HbA1c＞7%組患者左心室各方向整體收縮峰值應(yīng)變均減小。而與健康對(duì)照組比較，HbA1c＜7%組患者僅左心室整體縱向應(yīng)變減少，證實(shí)了HbA1c水平是提示左心室各個(gè)方向收縮應(yīng)變降低的重要指標(biāo)。有研究表明，未經(jīng)治療的無(wú)癥狀T2DM患者左心室各個(gè)方向應(yīng)變均降低，尤其是縱向應(yīng)變減少者最明顯，表明HbA1c與3D-STE測(cè)量得到的整體縱向及面積應(yīng)變相關(guān)，與Stahrenberg等[4]和Zhang等[17]研究結(jié)果一致，說(shuō)明早期抗糖尿病治療及控制空腹血糖及HbA1c水平可能阻止患者左心室功能進(jìn)一步損傷。

4 心肌工作指數(shù)（myocardial performance index，MPI）

MPI又稱為Tei指數(shù)，是反映心臟收縮與舒張整體功能的指標(biāo)，可由脈沖多普勒法、TDI分析得到。其計(jì)算方法為心室等容收縮時(shí)間與等容舒張時(shí)間之和比心室射血時(shí)間。其不依賴心臟幾何形態(tài)的假設(shè)，不存在假性正常問(wèn)題，并且受患者心率等因素的影響小，操作簡(jiǎn)便，敏感性好，重復(fù)性強(qiáng)。

MPI可準(zhǔn)確評(píng)價(jià)T2DM患者早期左心室舒張和收縮功能。Zoroufian等[12]發(fā)現(xiàn)，與對(duì)照組比較，無(wú)癥狀T2DM患者M(jìn)PI升高，表明T2DM患者心功能受到損害，與應(yīng)用2D-STI分析的結(jié)果一致，說(shuō)明MPI是評(píng)價(jià)T2DM患者早期左心室功能受損情況的較好指標(biāo)。Saglam等[18]發(fā)現(xiàn)，與對(duì)照組比較，無(wú)癥狀T2DM患者左心室MPI明顯增高，并伴E降低和二尖瓣口舒張晚期血流速度峰值（A）增高。三酰甘油水平、二尖瓣E/A值與左心室MPI明顯相關(guān)，提示T2DM早期階段左心室整體功能障礙可能由血流動(dòng)力學(xué)異常及代謝異常共同所致。Kalkan等[19]發(fā)現(xiàn)，與對(duì)照組比較，新診斷T2DM患者在排除冠狀動(dòng)脈粥樣硬化性心臟病情況下左心室MPI明顯升高，冠狀動(dòng)脈血流儲(chǔ)備（coronary flow reserve，CFR）明顯減少，左心室MPI與CFR、HbA1c明顯相關(guān)，說(shuō)明左心室功能異常及微循環(huán)病變是T2DM患者心肌病變的早期特征。

5 問(wèn)題與展望

超聲新技術(shù)因眾多優(yōu)越性已被廣泛用于T2DM患者早期左心室功能的研究中。但也存在許多缺點(diǎn)。TDI的角度依賴性，使其應(yīng)用范圍受限，只能對(duì)超聲波平行的心肌組織運(yùn)動(dòng)及應(yīng)變進(jìn)行評(píng)價(jià)，而不能對(duì)心肌徑向、環(huán)向運(yùn)動(dòng)進(jìn)行評(píng)價(jià)，并且還易受臨近心肌組織運(yùn)動(dòng)、呼吸運(yùn)動(dòng)等影響。2D-STI、3D-STE對(duì)圖像質(zhì)量要求高，幀頻較低且易受操作者經(jīng)驗(yàn)等因素影響，臨床應(yīng)用很受限。MPI的準(zhǔn)確性不穩(wěn)定，極易受各種因素的影響，如瓣膜反流、心律不齊等。

應(yīng)用超聲新技術(shù)可探測(cè)T2DM患者早期左心室心肌整體及局部的運(yùn)動(dòng)和形變、血流動(dòng)力學(xué)改變等重要信息。對(duì)揭示T2DM患者早期左心室功能障礙與一些臨床生化指標(biāo)、其他并發(fā)癥等的關(guān)系也具有十分重要的意義，為進(jìn)一步探明T2DM患者早期左心室功能障礙發(fā)生的病理生理學(xué)機(jī)制提供了較好的技術(shù)支持，從而能更好地對(duì)DM患者心臟病變進(jìn)行早期預(yù)防、早期治療。此外，一些其他超聲新技術(shù)在T2DM患者早期左心室功能改變的應(yīng)用尚有待于進(jìn)一步研究，如實(shí)時(shí)三維超聲心動(dòng)圖，其不依賴幾何假設(shè)，可直接顯示心臟空間結(jié)構(gòu)及運(yùn)動(dòng)，是定量評(píng)價(jià)左心室整體及局部的容積、功能和左心室心肌質(zhì)量的一種可行的、準(zhǔn)確的新方法。

[1]Witteles RM，F(xiàn)owler MB.Insulin-resistant cardiomyopathy clinical evidence，mechanisms，and treatment options[J].J Am Coll Cardiol，2008，51（2）：93-102.

[2]Maisch B，Alter P，Pankuweit S.Diabetic cardiomyopathy-fact or fiction?[J]. Herz，2011，36（2）：102-115.

[3]Ciftel S，Icagasloglu S，Y1ld1z G，et al.Association of left ventricular diastolic dysfunction with elevated NT-proBNP in type 2 diabetes mellitus patients with preserved ejection fraction：The supplemantary role of tissue doppler imaging parameters and NT-proBNP levels[J].Diabetes Res Clin Pract，2012，96（2）：179-186.

[4]Stahrenberg R，Edelmann F，Mende M，et al.Association of glucose metabolism with diastolic function along the diabetic continuum[J].Diabetologia，2010，53（7）：1331-1340.

[5]Vintila VD，Roberts A，Vinereanu D，et al.Progression of subclinical myocardial dysfunction in type 2 diabetes after 5 years despite improved glycemic control[J].Echocardiography，2012，29（9）：1045-1053.

[6]Ichikawa R，Daimon M，Miyazaki T，et al.Influencing factors on cardiac structure and function beyond glycemic control in patients with type 2 diabetes mellitus[J].Cardiovasc Diabetol，2013,12：38.

[7]Ceyhan K，Kadi H，Koc F，et al.Longitudinal left ventricular function in normotensive prediabetics：a tissue Doppler and strain/strain rate echocardiography study[J].J Am Soc Echocardiogr，2012，25（3）：349-356.

[8]Kanat M，Vardi S，Arinc H，et al.Evaluation of cardiac functions with tissue Doppler imaging in prediabetic subjects[J].Korean Circ J，2013，43（2）：82-86.

[9]Zahiti BF，Gorani DR，Gashi FB，et al.Left ventricular diastolic dysfunction in asymptomatic type 2 diabetic patients：detection and evaluation by tissue Doppler imaging[J].Acta Inform Med，2013，21（2）：120-123.

[10]Roos CJ，Scholte AJ，Kharagjitsingh AV，et al.Changes in multidirectional LV strain in asymptomatic patients with type 2 diabetes mellitus：a 2-year follow-up study[J].Eur Heart J Cardiovasc Imaging，2014，15（1）：41-47.

[11]Ernande L，Bergerot C，Rietzschel ER，et al.Diastolic dysfunction in patients with type 2 diabetes mellitus：is it really the first marker of diabetic cardiomyopathy?[J].J Am Soc Echocardiogr，2011，24（11）：1268-1275.

[12]Zoroufian A，Razmi T，Taghavi-Shavazi M，et al.Evaluation of subclinical left ventricular dysfunction in diabetic patients：longitudinal strain velocities and left ventricular dyssynchrony by two-dimensional speckle tracking echocardiography study[J].Echocardiography，2014，31（4）：456-463.

[13]Nakai H，Takeuchi M，Nishikage T，et al.Subclinical left ventricular dysfunction in asymptomatic diabetic patients assessed by two-dimensional speckle tracking echocardiography：correlation with diabetic duration[J]. Eur J Echocardiogr，2009，10（8）：926-932.

[14]Ernande L，Rietzschel ER，Bergerot C，et al.Impaired myocardial radial function in asymptomatic patients with type 2 diabetes mellitus：a speckletracking imaging study[J].J Am Soc Echocardiogr，2010，23（12）：1266-1272.

[15]Guo R，Wang K，Song W，et al.Myocardial dysfunction in early diabetes patients with microalbuminuria：a 2-dimensional speckle tracking strain study[J].Cell Biochem Biophys，2014，70（1）：573-578.

[16]韓勇，陳田，夏良華，等.三維斑點(diǎn)追蹤成像技術(shù)評(píng)價(jià)2型糖尿病患者左心室整體應(yīng)變[J].中國(guó)醫(yī)學(xué)影像技術(shù)，2014，30（5）：755-758.

[17]Zhang X，Wei X，Liang Y，et al.Differential changes of left ventricular myocardial deformation in diabetic patients with controlled and uncontrolled blood glucose：a three-dimensional speckle-tracking echocardiography-based study[J].J Am Soc Echocardiogr，2013，26（5）：499-506.

[18]Saglam H，Seyfeli E，Gul I，et al.Index of myocardial performance in patients with type 2 diabetes without hypertension and its relationship with clinical and echocardiographic parameters[J].J Diabetes，2009，1（1）：50-56.

[19]Kalkan GY，Gür M，Sahin DY，et al.Coronary flow reserve and myocardial performance index in newly diagnosed diabetic patients[J].Echocardiography，2013，30（10）：1164-1171.

10.3969/j.issn.1009-5519.2015.17.020

A

1009-5519（2015）17-2623-03

2015-04-05）

楊清（1990-），女，湖北鐘祥人，在讀碩士研究生，主要從事醫(yī)學(xué)影像學(xué)與核醫(yī)學(xué)的研究；E-mail：120156373@qq.com。

冉海濤（E-mail：rht666@163.com）。