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(Department of Ultrasound, Shengjing Hospital of China Medical University, Shenyang 110004, China)

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Three-dimensional circumferential strain in evaluating changes of left ventricular myocardial contractional function in early chronic kidney disease patients

LIUKaiwei,RENWeidong*,SUNLu,SONGGuang,LIUHui

(DepartmentofUltrasound,ShengjingHospitalofChinaMedicalUniversity,Shenyang110004,China)

ObjectiveTo assess the early changes of left ventricular myocardial contractional function in early chronic kidney disease (CKD) patients with three-dimensional global circumferential strain (GCS). MethodsTwenty-six cases of CKD2 group, 20 cases of CKD3 group and 30 cases of healthy subjects as control group were selected. Parameters of two-dimensional echocardiography including left ventricular at end-diastole diameter (LVEDd), interventricular septal thickness at end-diastole (IVSTd), left ventricular posterior wall thickness at end-diastole (LVPWTd), end-diastolic volume (EDV), end-systolic volume (ESV), and parameters of 3D-STE including three-dimensional left ventricular ejection fraction (3D-LVEF), three-dimensional left ventricular mass index (3D-LVMi), and GCS were calculated and compared. ResultsCompared with the control group, IVSTd increased and LVEDd, GCS decreased in CKD2 group, IVSTd, LVESV, 3D-LVMi increased and LVEDd, 3D-LVEF, GCS decreased (allP<0.05) in CKD3 group. Compared with the CKD2 group, IVSTd, 3D-LVMi increased and LVEDd, GCS decreased (allP<0.05) in CKD3 group. ConclusionIn the early stages of CKD, the left ventricular myocardial contractive function has reduced, which can be detected by 3D-STE with GCS.

Kidney disease; Echocardiography, three-dimensional; Ventricular function, left

腎臟疾病終末期常發(fā)生心臟衰竭和心源性猝死[1-2]。研究[3]表明，早期慢性腎病(chronic kidney disease, CKD)患者就已存在心臟功能損傷。因此，早期檢測(cè)CKD患者的心臟功能對(duì)預(yù)防和降低CKD患者心臟危害十分關(guān)鍵。三維斑點(diǎn)追蹤成像(three-dimensional speckle tracking echocardiography, 3D-STE)技術(shù)綜合三維超聲心動(dòng)圖和二維斑點(diǎn)追蹤成像(two-dimensional speckle tracking echocardiography, 2D-STE)技術(shù)，是基于心肌運(yùn)動(dòng)形變和心臟運(yùn)動(dòng)機(jī)械學(xué)的定量評(píng)價(jià)方法，通過左心室全容積成像在三維空間上追蹤心肌回聲斑點(diǎn)粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡，擺脫了組織多普勒成像技術(shù)的角度依賴性及2D-STE的二維平面局限性，可更客觀、全面地評(píng)價(jià)心室的收縮功能。本研究采用整體圓周應(yīng)變(global circumferential strain, GCS)評(píng)價(jià)CKD早期患者左心室心肌收縮功能，旨在了解患者心肌損傷后心肌圓周運(yùn)動(dòng)的變化，并為早期CKD患者左心室心肌收縮功能損傷提供依據(jù)。

1　資料與方法

1.1一般資料選取2014年4月—2015年5月于我院腎內(nèi)科就診的病情穩(wěn)定的CKD早期患者46例，其中CKD2期組26例，男14例，女12例，年齡30～60歲，平均(46.5±9.9)歲，包括慢性腎小球腎炎12例，腎病綜合征8例，多囊腎6例；CKD3期組20例，男11例，女9例，年齡26～59歲，平均 (49.0±9.7)歲，包括慢性腎小球腎炎14例，腎病綜合征4例，多囊腎2例。入選標(biāo)準(zhǔn)：①依據(jù)2002年美國(guó)腎臟病基金會(huì)頒布的《慢性腎臟病的臨床實(shí)踐指南》(K/DOQI)診斷標(biāo)準(zhǔn)[4]； 2期，腎小球?yàn)V過率(glomerular filtration rate, GFR)60～89 ml/min，伴腎臟損害≥3個(gè)月，臨床表現(xiàn)為腎臟病理學(xué)檢測(cè)結(jié)果異常或出現(xiàn)反映腎臟損傷的指標(biāo)，包括影像學(xué)檢查和血、尿液等異常；3期，GFR 30～59 ml/min。根據(jù)MDRD公式計(jì)算GFR[5]；②CKD患者經(jīng)二維及M型超聲測(cè)量，左心室射血分?jǐn)?shù)(left ventricular ejection fraction， LVEF)均>50%，無心包積液，未進(jìn)行透析治療。排除標(biāo)準(zhǔn)：部分室壁運(yùn)動(dòng)異常、冠心病、中度至重度的瓣膜反流或狹窄、心肌梗死、心力衰竭、心律失常、肺高壓、原發(fā)性高血壓、有腎移植手術(shù)史、糖尿病、除CKD外的影響心臟結(jié)構(gòu)和功能的代謝性和全身性疾病以及不標(biāo)準(zhǔn)的超聲心動(dòng)圖圖像。同期選取與CKD組患者性別、年齡相匹配的健康志愿者30名為對(duì)照組，男16名，女14名，年齡38～60歲，平均(49.5±5.6)歲。本研究經(jīng)本院醫(yī)學(xué)倫理委員會(huì)批準(zhǔn)，且受檢者均知情同意。

1.2儀器與方法采用GE Vivid E9超聲診斷儀，M5S-D探頭，頻率2.0～5.0 MHz，4V-D探頭，頻率1.7～ 3.5 MHz。囑受檢者取左側(cè)臥位，同步連接并記錄心電圖，于靜息狀態(tài)下用M5S-D探頭采集常規(guī)二維超聲圖像，測(cè)量左心室舒張末期內(nèi)徑(left ventricular at end-diastole diameter， LVEDd)、左心室舒張末期后壁厚度(left ventricular posterior wall thickness at end-diastole， LVPWTd)以及舒張末期室間隔厚度(interventricular septal thickness at end-diastole， IVSTd)。

圖1　左心室三維GCS圖，白色代表GCS，黃色代表各節(jié)段徑向應(yīng)變值　A.對(duì)照組； B.CKD2期組; C.CKD3期組,GCS峰值較對(duì)照組減低、后移，各節(jié)段曲線離散度增大

采用4V-D探頭，于標(biāo)準(zhǔn)心尖四腔心切面下進(jìn)入4D模式，獲取清晰心尖兩腔、三腔和四腔心切面，調(diào)整圖像深度及扇角，盡量包括左心室全部心肌，取得最佳幀頻。隨后進(jìn)入全容積模式，囑患者屏氣后，采集由6個(gè)心動(dòng)周期拼接構(gòu)成的動(dòng)態(tài)三維灰階圖像并同時(shí)選取由3個(gè)連續(xù)心動(dòng)周期組成的動(dòng)態(tài)圖像。進(jìn)入Echo Pac PC工作站，于4D-Auto LVQ模式下，勾畫收縮期及舒張期的心內(nèi)、外膜，計(jì)算左心室的舒張末期容積(end-diastolic volume, EDV)及收縮末期容積(end-systolic volume, ESV)、三維左心室心肌質(zhì)量指數(shù)(three-dimensional left ventricular mass index， 3D-LVMi)、三維LVEF(three-dimensional LVEF， 3D-LVEF)，繪制GCS曲線(圖1)。

2　結(jié)果

CKD2期、3期組收縮壓均高于對(duì)照組，且CKD3期組收縮壓顯著高于CKD2期組；與對(duì)照組相比，CKD3期組舒張壓升高；CKD2期、3期組血清肌酐(serum creatinine， Scr)升高，且CKD3期組顯著高于CKD2期組，以上差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P均<0.05)；3組其余臨床資料比較差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P均>0.05)。見表1。

與對(duì)照組比較，CKD2期組的IVSTd增大，LVEDd、GCS減小，CKD3期組的IVSTd、LVESV、3D-LVMi顯著增大，LVEDd、3D-LVEF、GCS顯著減小，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P均<0.05)。與CKD2期組比較，CKD3期組的IVSTd、3D-LVMi增大，LVEDd、GCS減小，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P均<0.05)。3組LVPWTd、LVEDV差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P均>0.05)。見表2。

表1　3組臨床資料比較±s)

表2　3組二維超聲心動(dòng)圖及3D-STE測(cè)量參數(shù)比較±s)

3　討論

CKD患者多由于體內(nèi)水鈉潴留而引起血流動(dòng)力學(xué)改變，心臟容量負(fù)荷增加、繼發(fā)性高血壓導(dǎo)致心臟壓力負(fù)荷加重、代謝毒素累積、貧血、營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)缺失、慢性炎癥反應(yīng)持續(xù)狀態(tài)、鈣磷等離子代謝紊亂、血半胱氨酸水平升高、繼發(fā)性甲狀旁腺功能亢進(jìn)及神經(jīng)體液等多方面因素均可引起心肌細(xì)胞改變，造成心肌結(jié)構(gòu)和功能異常[6]。CKD早期患者即已經(jīng)出現(xiàn)心肌損傷，雖然常規(guī)超聲心動(dòng)圖檢測(cè)LVEF指標(biāo)尚在正常范圍，但左心室心肌收縮功能亦可能受損。

斑點(diǎn)追蹤成像技術(shù)通過追蹤心肌組織中的超聲斑點(diǎn)描計(jì)心肌運(yùn)動(dòng)軌跡，可量化局部心肌功能。3D-STE突破了2D-STE二維平面的限制，可從立體空間追蹤心肌斑點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)，測(cè)量各方向的心肌應(yīng)變，能更真實(shí)反映心肌的變形和運(yùn)動(dòng)，更準(zhǔn)確、客觀地評(píng)價(jià)心臟的功能[7]。Saito等[8]通過采用3D-STE和2D-STE測(cè)量正常人16節(jié)段的縱向、徑向及圓周應(yīng)變結(jié)果，發(fā)現(xiàn)與2D-STE相比，3D-STE可行性和重復(fù)性更好，獲得的圖像和數(shù)據(jù)分析速度更快。Maffessant等[9]對(duì)正常及缺血心肌節(jié)段進(jìn)行對(duì)比，發(fā)現(xiàn)3D-STE較2D-STE可更敏感地檢測(cè)到節(jié)段性室壁運(yùn)動(dòng)減弱。

圓周運(yùn)動(dòng)是心肌在短軸方向的環(huán)形運(yùn)動(dòng)，圓周應(yīng)變反映心肌在各心動(dòng)周期中環(huán)形的伸長(zhǎng)與縮短過程，是左心室心肌一種重要的運(yùn)動(dòng)形式。Yan等[10]采用二維圓周應(yīng)變?cè)u(píng)價(jià)冠狀動(dòng)脈疾病患者左心室收縮功能，發(fā)現(xiàn)LVEF>45%的患者，GCS減低是碎片狀QRS波的危險(xiǎn)因素，可以預(yù)測(cè)心臟不良事件。本研究發(fā)現(xiàn)CKD患者GCS較對(duì)照組明顯減低，并伴隨疾病進(jìn)展進(jìn)行性下降，可能因CKD可引起多種神經(jīng)體液等方面的異常，導(dǎo)致左心室心肌損傷。當(dāng)心臟負(fù)荷長(zhǎng)期增加時(shí)，心內(nèi)膜下心肌所受應(yīng)力最大，易發(fā)生心肌纖維化和微血管功能異常，因此出現(xiàn)心肌短軸方向損傷，心肌環(huán)形肌纖維受累。同時(shí)，隨著左心室心肌增厚，心內(nèi)膜下心肌需氧量增加，心肌纖維化加重，單位心肌供血減少，心室順應(yīng)性下降。Reant等[11]研究表明，采用3D-STE測(cè)定的左心室整體應(yīng)變與心輸出量、LVEF均有較高的相關(guān)性。本研究中，CKD2期患者與對(duì)照組相比，3D-LVEF差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，但GCS已出現(xiàn)下降(P<0.05)。雖然3D-LVEF是通過描記經(jīng)三維重建后的左心室心內(nèi)膜，測(cè)量心室容積在全心動(dòng)周期內(nèi)的變化，但GCS是在對(duì)全層心肌加權(quán)后所得，因此可較3D-LVEF更敏感地反映左心室心肌收縮功能的變化，與劉紅云等[12]研究結(jié)果一致。

本研究中，CKD早期患者即出現(xiàn)血壓升高，隨著Scr值升高，GFR逐漸下降，體內(nèi)腎素血管緊張素醛固酮系統(tǒng)被激活，血管緊張素Ⅱ增多，同時(shí)血壓也升高。而血壓升高刺激心肌肥厚、纖維化，心肌間質(zhì)纖維化，影響左心室心肌收縮功能。本研究亦發(fā)現(xiàn)，CKD患者的LVSTd增大、LVEDd減小、3D-LVMi逐漸增大，與章子銘等[13]研究結(jié)果一致，提示CKD早期即可導(dǎo)致心肌肥厚，心臟構(gòu)型出現(xiàn)變化。根據(jù)LVMi值可將左心室重構(gòu)分為4型，即心室構(gòu)型正常、向心性重構(gòu)、向心性肥厚及離心性肥厚。向心性重構(gòu)可能是左心室適應(yīng)性變化的重構(gòu)方式，CKD患者的左心室適應(yīng)性變化可能與心肌細(xì)胞損傷有關(guān)。研究[14]認(rèn)為，CKD進(jìn)展時(shí)，如GFR<60 ml/min，提示腎臟功能50%已經(jīng)喪失。本研究中CKD2期組腎功能尚處于代償期階段，心肌受損情況相對(duì)較輕，與對(duì)照組比較，3D-LVEF、3D-LVMi尚未出現(xiàn)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異；CKD3期時(shí)，腎臟功能已處于失代償期，致心肌損傷因素的作用增強(qiáng)，使左心室心肌收縮功能與對(duì)照組相比明顯損傷，并較CKD2期加重。

本研究的局限性：①樣本量較小；②未對(duì)CKD患者根據(jù)心室構(gòu)型不同進(jìn)行分組，且無長(zhǎng)期隨訪；③3D-STE對(duì)圖像質(zhì)量要求高，需在拼接的全容積圖像上進(jìn)行斑點(diǎn)追蹤，易出現(xiàn)拼接錯(cuò)位。

綜上所述，CKD早期患者已出現(xiàn)不同程度的左心室心肌收縮功能異常，通過GCS可早期檢測(cè)CKD患者的左心室心肌收縮功能下降，并定量評(píng)估CKD早期患者心肌功能，可為臨床對(duì)CKD早期患者心臟功能損傷的防治提供有價(jià)值的參考。

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遼寧省科技廳科學(xué)技術(shù)計(jì)劃項(xiàng)目(2013225049)。

劉開薇(1990—)，女，遼寧錦州人，在讀碩士。研究方向：心血管超聲。E-mail： 985340427@qq.com

任衛(wèi)東，中國(guó)醫(yī)科大學(xué)附屬盛京醫(yī)院超聲科，110004。E-mail： renwd01@163.com

2016-03-20

2016-06-02

10.13929/j.1672-8475.2016.07.008

三維圓周應(yīng)變?cè)u(píng)價(jià)早期慢性腎病患者左心室心肌收縮功能變化

劉開薇，任衛(wèi)東*，孫璐，宋光，劉慧

(中國(guó)醫(yī)科大學(xué)附屬盛京醫(yī)院超聲科，遼寧 沈陽(yáng)110004)

目的采用三維整體圓周應(yīng)變(GCS)評(píng)價(jià)早期慢性腎病(CKD)患者左心室心肌收縮功能。方法選取26例CKD2期患者(CKD2期組)、20例CKD3期(CKD3期組)患者及30名健康志愿者(對(duì)照組)。對(duì)所有受檢者行常規(guī)二維超聲心動(dòng)圖和三維斑點(diǎn)追蹤成像(3D-STE),測(cè)量并比較常規(guī)超聲心動(dòng)圖指標(biāo)，包括左心室舒張末期間間隔厚度(IVSTd)、左心室舒張末期內(nèi)徑(LVEDd)、左心室舒張末期后壁厚度(LVPWTd)、左心室舒張末期容積(EDV)和收縮末期容積(ESV)，以及3D-STE指標(biāo)，包括三維左心室射血分?jǐn)?shù)(3D-LVEF)、三維左心室心肌質(zhì)量指數(shù)(3D-LVMi)及左心室GCS。結(jié)果與對(duì)照組比較，CKD2期組的IVSTd增大，LVEDd、GCS減?。籆KD3期組的IVSTd、LVESV、3D-LVMi增大，LVEDd、3D-LVEF、GCS減小；與CKD2期組比較，CKD3期組的IVSTd、3D-LVMi增大，LVEDd、GCS減小，以上差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P均<0.05)。結(jié)論早期CKD患者左心室心肌收縮功能已減低，可通過GCS進(jìn)行評(píng)價(jià)。

腎疾??；超聲心動(dòng)描記術(shù)，三維；心室功能，左

R589; R540.45

A

1672-8475(2016)07-0421-05