謝苓 尹立雪 周秘 王斯佳 李益萍 徐蕓 任麗

(1. 川北醫(yī)學院，四川 南充 637000；2.四川省醫(yī)學科學院·四川省人民醫(yī)院超聲醫(yī)學研究所超聲心臟電生理學與生物力學四川省重點實驗室，四川 成都 610072；3.溫江區(qū)人民醫(yī)院，四川 成都 611130)

Graves病(GD)又稱彌漫性毒性甲狀腺腫，甲狀腺功能亢進癥80%以上是由GD引起[1]。血液循環(huán)中甲狀腺激素過多可通過分子與細胞機制作用于心血管系統(tǒng)[2-3]，導致心動過速、心臟排出量增加、心房顫動[1,4]、心力衰竭[5-7]以及自身免疫性心肌炎等[8-9]。本文通過運用超聲向量血流標測(Vector Flow Mapping, VFM)技術(shù)全面評價GD快速射血期左心室的高血流動力學狀態(tài)，以及HR、SBP、FT3、FT4、LVEF與血流動力學的狀態(tài)的相關(guān)性，探索相關(guān)觀測指標評價左心室收縮功能的可能性。

1 資料與方法

1.1 研究對象 病例組：收集四川省人民醫(yī)院2016年11月～2017年3月內(nèi)分泌科門診初次確診或停藥后復發(fā)的GD患者83例(男性32例，女性51例)，年齡18～57歲，平均年齡(31.6±1.9)歲為病例組。并根據(jù)《黃宛臨床心電圖學》對正常心率范圍的定義將病例組分為：HT1組(40例)：HR 100次/分，平均年齡(35.2±11.0)歲；HT2組(43例)：HR≥100次/分，平均年齡(32.2±10.7)歲。對照組：選取經(jīng)體格檢查、實驗室檢查、心電圖及超聲心動圖檢查無異常的健康志愿者40例(男性18例，女性22例)，年齡24～55歲，平均年齡(33.7±1.5)歲。納入標準：①高代謝癥狀；②血清激素：TSH降低，F(xiàn)T3、FT4升高；③甲狀腺彌漫性腫大；④凸眼或其它浸潤性眼征。確診為GD患者。排除標準：多結(jié)節(jié)性毒性甲狀腺腫、甲狀腺高功能腺瘤、橋本甲亢、高血壓、糖尿病、先天性心臟病、肺源性心臟病、瓣膜病、心律失常、腎功能不全以及肝硬化等。所有實驗對象均記錄個人一般信息(身高、體重、HR、血壓等)及甲狀腺激素水平。

1.2 儀器與方法 采用Aloka Prosound F75彩色多普勒超聲診斷儀，探頭為UST-52105相控陣探頭，頻率2～5MHz。受檢者左側(cè)臥位，平靜呼吸，同步記錄心電圖。采集左室長軸、短軸切面以及心尖四腔、三腔、兩腔的二維動態(tài)圖像，并存儲三個完整心動周期的心尖三腔彩色動態(tài)血流圖像，彩色幀頻調(diào)至66幀/秒以上，調(diào)節(jié)彩色多普勒脈沖重復頻率，盡量使其無混疊。在機測量LAD、LVDD、E、A、e ，計算出E/A以及E/e，Simpsonn雙平面法測出LVEF。

1.3 圖像分析 將圖像導入DAS-RS1工作站，選定一個完整的心動周期，逐幀勾畫心尖三腔心心內(nèi)膜邊界，系統(tǒng)將自動對左心室內(nèi)膜進行追蹤。

根據(jù)時間流量曲線(time-flow curve，T-F curve)確定快速射血期。與左心室腔基底段、中間段及心尖段分別放置三條取樣線，獲取各節(jié)段的T-F curve、血流量曲線(flow profile)、綜合向量速度曲線(vector profile，VP)，記錄各節(jié)段收縮期峰值流量( peak systolic flow，F(xiàn)s)、收縮期負向總流量(total systolic negative flow, SQ)、收縮期峰值流速(peak systolic velocity,Vs)。分析組間及組內(nèi)指標的變化，將各指標的均值與HR、SBP、DP、TSH、FT3、FT4、LVEF進行相關(guān)性分析。

1.4 重復性檢驗 間隔一個月同一檢查者隨機從入選對象中選擇15例重新勾畫心內(nèi)膜，將各參數(shù)進行組內(nèi)重復性檢驗，計算組內(nèi)相關(guān)系數(shù)(intraclass correlation coefficient，ICC)及變異系數(shù)(coefficient of variation，COV)。由另一名經(jīng)驗相當?shù)尼t(yī)師對入選對象再次勾畫對各參數(shù)再次計算，并進行組間重復性檢驗。

2 結(jié)果

2.1 一般資料 與對照組比較，病例組SBP、DP、TSH、FT3、FT4均高于對照組，且HT2組HR、SBP、FT4高于HT1組，差異有統(tǒng)計學意義(P<0.01)；年齡、BSA、BMI比較差異無統(tǒng)計學意義(P>0.05)，見表1。

表1 對照組與病例組一般臨床資料比較Table 1 the comparison of basic clinical data

注：與對照組比較，①P<0.01；HT2與HT1比較，②P<0.01

2.2 常規(guī)超聲心動圖 三組間LAD、LVEDD、E/A、E/e比較差異無統(tǒng)計學意義(P>0.05)；病例組E、A均高于對照組，HT2組LVEF、A高于HT1組與對照組，差異有統(tǒng)計學意義(P<0.01)，見表2。

表2 病例組與對照組常規(guī)超聲心動圖檢測指標比較Table 2 The comparison of Conventional ultrasonic measurement

注：與對照組比較，①P<0.05；與對照組比較，②P<0.01；HT2與HT1比較，③P<0.05；HT2與HT1比較，④P<0.01

2.3 快速射血期血流流量與流速變化特征

2.3.1 組內(nèi)比較 病例組與對照組組內(nèi)基底段、中間段、心尖段Fs、SQ、Vs均呈遞減趨勢，且差異有統(tǒng)計學意義(P<0.01)，見表3。

圖1 對照組各節(jié)段快速射血期時間流量曲線Figure 1 The control group of each segment of rapid ejection time flow curve

注：Fs(A)、流量曲線及SQ(B)、速度向量曲線及Vs(C)；病例組各節(jié)段快速射血期時間流量曲線及Fs(D)、流量曲線及SQ(E)、速度向量曲線及Vs(F)；病例組Fs、SQ、Vs均高于對照組。(黃線、紫線、藍線分別表示基底段、中間段、心尖段)

2.3.2 組間比較 與對照組相比，病例組基底段、中間段、心尖段的Fs、SQ、Vs均增高，差異有統(tǒng)計學意義(P<0.05)，且HT2組高于HT1組(P<0.05)，見表3。

表3 病例組與對照組左心室心腔內(nèi)Fs、SQ、Vs比較Table 3 The comparison of Fs, SQ and Vs in left ventric

注：與對照組比較①P<0.05；與對照組比較，②P<0.01；HT2與HT1比較，③P<0.05；HT2與HT1比較，④P<0.01

2.4 相關(guān)性分析 Fs、SQ、Vs與TSH無相關(guān)性，與FT3、FT4、LVEF均呈正相關(guān)，F(xiàn)s、SQ、Vs與FT3相關(guān)系數(shù)分別為0.390、0.381、0.390(P<0.01)，與FT4相關(guān)系數(shù)分別為0.421、0.484、0.470(P<0.01)，與LVEF相關(guān)系數(shù)分別為：0.385、0.416、0.464(P<0.01)，見表4，圖2。

表4 病例組 Fs、SQ、Vs與臨床資料的相關(guān)性Table 4 Correlation among Fs, SQ, Vs and clinical data in case group

圖2 病例組各指標相關(guān)性分析Figure 2 The correlation among Fs, SQ and Vs with FT3 FT4 and LVEF in case group注：A-C、FS、SQ、Vs與FT3的相關(guān)性；D-F、Fs、SQ、Vs與FT4的相關(guān)性；G-I、Fs、FQ、Vs與LVEF的相關(guān)性

2.5 重復性檢驗 同一檢查者組內(nèi)重復性檢驗，ICC 0.91～0.96，COV 0.18～0.32；不同檢查者間重復性檢驗ICC 0.87～0.94，COV 0.19～0.34。檢查者內(nèi)與檢查者間重復性良好，見表5。

表5 重復性檢驗結(jié)果Table 5 Repeatability test results

3 討論

以往的研究表明長期高水平FT3、FT4會引起心肌重構(gòu)、心腔增大、心肌損害，甚至心衰等心臟結(jié)構(gòu)與功能的改變。然而，許多GD患者無明顯心悸癥狀，或者有的患者由于長期的快心率而逐漸耐受，從而導致心率在正常范圍內(nèi)時即使心率增快患者亦不會察覺。因此，怎樣評估這部分患者的血流動力學改變及心功能極其重要，以便能早期進行干預，提高患者生活質(zhì)量。長期以來，精確可靠的心臟功能評價一直是心臟病學基礎(chǔ)和臨床研究的熱點和難點，建立具有創(chuàng)新價值和實用可靠的系統(tǒng)性流場和流體力學可視化觀察量化評價技術(shù)方法對心臟功能狀態(tài)進行更為精密準確的判斷，將為心臟疾病的類型和嚴重程度評價以及治療效果監(jiān)測提供可靠的流體力學證據(jù)，為心臟疾病的精確診斷和高度選擇內(nèi)外科治療提供全新可視化的技術(shù)保障[10]。常規(guī)多普勒是測量光束平行方向的速度分量，而不能獲得與光束方向垂直的速度信息，VFM技術(shù)是基于從光束方向的速度分布推斷出垂直于光束方向的速度分量，并通過復雜的血流動力學計算出血流速度、流變率(flow rate，F(xiàn)R)、以及流量(flow volume,FV)等詳細的流變信息，能夠讓臨床醫(yī)生更好的了解到生理和病理條件下心腔內(nèi)血流流體學的特點[11]，評價左心室的能量損耗[12]，為心臟疾病的類型與嚴重程度評價以及治療效果監(jiān)測提供更多的流體力學可靠證據(jù)[13]。

本臨床研究是通過VFM技術(shù)探討不同心率GD患者快速射血期左心室腔內(nèi)血流動力學改變以及Fs、SQ、Vs與HR、SBP、FT3、FT4、LVEF的相關(guān)性。結(jié)果顯示，HT1組與HT2組的Fs、SQ、Vs均高于對照組(P<0.05)，表明GD患者在心率正常時已有血流動力學改變。GD患者甲狀腺激素分泌過多引起代謝亢進、機體耗氧量增加、產(chǎn)熱過多，血流動力學隨之發(fā)生改變以適應高代謝狀態(tài)；同時外周血管阻力降低，皮膚毛細血管擴張，全身循環(huán)血容量增加10%以上，血流速度加快[14]，GD患者由于全身總血容量增加，心肌收縮例增強，外周血管擴張，心率增快，從而到引起心輸出量增加。而快速射血期相當于整個收縮期的三分之一左右，其心室射血量卻占整個收縮期的射血量的70%以上[15]，這一系列病理生理改變是導致病例組Fs、Vs、SQ明顯高于對照組主要原因。病例組與對照組組內(nèi)基底段、中間段、心尖段Fs、SQ、Vs均呈遞減趨勢，這和以往的研究結(jié)果一致[16-17]，這是由于隨著左心室室壁收縮，左心室腔內(nèi)壓力增高，左心室腔內(nèi)血流束由左心室基底部向主動脈方向流出導致的[18]。

Fs、SQ、Vs與FT3、FT4呈正相關(guān)，這和甲狀腺激素引起心血管系統(tǒng)改變的機制相符合：①靜息狀態(tài)下竇性心率增快主要與甲狀腺激素興奮竇房結(jié)肌細胞f-通道蛋白質(zhì)基因的轉(zhuǎn)錄，細胞漿f-通道的電導性增加有關(guān)[19]；②甲狀腺激素直接作用于心肌收縮蛋白，發(fā)揮正性肌力的作用，并能增強心臟受體對兒茶酚胺的敏感性[1]；③甲狀腺激素導致外周血管擴張，阻力下降，心臟輸出量代償性增加[1]。此外，微小RNA將介導或調(diào)節(jié)甲狀腺激素信號，使其表達增加，從而使心肌舒張速度增快[20]。

傳統(tǒng)超聲心動圖可通過LVEF、左室短軸縮短率(LVFS)、左室收縮末期容積(LVESV)、SV、CO等參數(shù)反應左心室收縮功能。LVEF與Fs、SQ、Vs呈正相關(guān)，提示心功能狀態(tài)在一定程度上可通過心腔內(nèi)血流動力學來評估。本研究表明：①VFM技術(shù)可直觀定量評價GD患者快速射血期左心室腔內(nèi)血流動力學變化，GD患者心率正常時左心室腔內(nèi)血流量與血流速度已經(jīng)增快，此時應進行干預減輕心臟負荷，采用VFM技術(shù)在一定程度上能檢測GD患者左心室整體收縮功能。②GD患者血流狀態(tài)變化由FT3、FT4、LVEF共同作用引起，通過甲狀腺激素的改變可評估心臟血流動力學改變。但此實驗仍然存在很多不足之處：①樣本量相對較少；②由于GD患者心率較快，血流速度偏快，常常通過調(diào)高彩色血流速度標尺，避免混疊的產(chǎn)生，這將造成部分低速血流信號無法顯示；③心腔是一個三維空間結(jié)構(gòu)，而目前的VFM技術(shù)觀察心腔血流流場狀態(tài)通過二維單平面的多普勒頻移信息，這是否能反應真實的三維血流流場還需要更多的實驗研究來證明；④患者起病時間不能準確獲得，無法準確評價病程對血流動力學的影響。⑤此實驗未進行心率校正，無法完全排除單純心率因素對心臟血流動力學狀態(tài)的影響。

4 結(jié)論

VFM技術(shù)可直觀定量評價GD患者快速射血期左心室腔內(nèi)血流動力學變化，GD患者心率正常時左心室腔內(nèi)血流量與血流速度已經(jīng)增快，此時應進行干預減輕心臟容量負荷；左心室腔內(nèi)血流量以及血流速度與FT3、FT4和LVEF正相關(guān)。

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