崔美月 肖曉剛 張莉 張玉萍

作者單位：100074 北京，中國航天科工集團(tuán)七三一醫(yī)院

慢性腎臟?。╟hronic kidney disease，CKD）是嚴(yán)重威脅人類健康的常見病，流行病學(xué)數(shù)據(jù)表明，即使是輕度腎功能減低其心血管患病風(fēng)險(xiǎn)也相應(yīng)增加[1]，因此對(duì)CKD患者心血管疾病的防治應(yīng)從早期開始。超聲心動(dòng)圖是評(píng)價(jià)CKD患者心血管疾病的主要手段，已經(jīng)在診斷方面發(fā)揮了重要作用。但傳統(tǒng)M型、2D超聲心動(dòng)圖參數(shù)僅反映一維和二維信息，且受操作者經(jīng)驗(yàn)、幾何假設(shè)的限制使得該技術(shù)在早期、準(zhǔn)確診斷方面存在局限性。本研究旨在通過單心動(dòng)周期實(shí)時(shí)三維超聲心動(dòng)圖（single beat real-time three-dimensional echocardiography，sRT-3DE）新技術(shù)對(duì)CKD患者左心結(jié)構(gòu)及功能進(jìn)行評(píng)估，并與常規(guī)超聲參數(shù)進(jìn)行比較，分析sRT-3DE對(duì)CKD患者心臟結(jié)構(gòu)及功能改變的評(píng)估價(jià)值，為早期準(zhǔn)確診斷CKD患者心臟病變及更積極的干預(yù)提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 研究對(duì)象 選取我院2014年8月～2017年3月門診及住院治療的CKD患者43例（CKD組），CKD診斷和分期根據(jù)2012年國際腎臟病組織（KDIGO）指南的最新定義及分期[2]，以簡化的MDRD公式計(jì)算eGFR估計(jì)值[3]。本組患者臨床分期均為CKDⅡ～Ⅲ期，未使用鈣劑或其他影響鈣磷代謝藥物；未行血濾透析治療；近期無急性感染史，無貧血。健康對(duì)照組30例。所有入選者進(jìn)行年齡、身高、體重、血生化指標(biāo)測定。

1.2 儀器 彩色超聲診斷儀為美國GE公司Vivid E9，容積探頭3V-D，頻率1.7～3.3 MHz，灰階三維扇角90°×90°；二維心臟 M5S 探頭，頻率為 1.5～5.0MHz。數(shù)據(jù)分析由Echopac軟件完成。

1.3 研究方法 受檢者取左側(cè)臥位，連接肢體導(dǎo)聯(lián)心電圖，囑平靜呼吸。

1.3.1 常規(guī)超聲心動(dòng)圖檢查 采集胸骨旁左室長軸、心尖四腔、兩腔心切面常規(guī)測量左心各參數(shù)，根據(jù)Devereux校正公式計(jì)算心肌重量指數(shù)[4]。利用二維雙平面Simpson's法測量左心室射血分?jǐn)?shù)（LVEF）及左心房收縮末容積（LAV）[5]。LAVI 由左心房容積除以體表面積后得出，以上操作均由同一名有經(jīng)驗(yàn)的醫(yī)師實(shí)施，每一指標(biāo)連續(xù)測量3個(gè)心動(dòng)周期，取3次的平均值。

1.3.2 實(shí)時(shí)三維超聲心動(dòng)圖檢查 應(yīng)用3V-D探頭，頻率 1.7～3.3MHz，三維扇角 90°×90°，深度12～16cm，容積幀頻＞12容積/s，將探頭置于心尖獲取標(biāo)準(zhǔn)心尖四腔心切面，調(diào)整增益、幀頻等條件至滿意成像。觸動(dòng)儀器面板上的“4D”鍵，采集單心動(dòng)周期心臟全容積圖像及其對(duì)應(yīng)的三平面切割圖像，然后應(yīng)用左心容積自動(dòng)分析軟件自動(dòng)得出左心三維容積圖以及相關(guān)參數(shù)，包括三維左心室舒張末容積（LVEDV）、左心室收縮末容積（LVESV）、左心室射血分?jǐn)?shù)（LVEF）、左心室質(zhì)量（LVM）、左心房收縮末容積（LAV），并計(jì)算左心室質(zhì)量指數(shù)（LVMI）、左心房容積指數(shù)（LAVI），見圖 1。

圖1 sRT-3DE對(duì)左心室容積自動(dòng)分析

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析 采用SPSS 12.0統(tǒng)計(jì)分析軟件，計(jì)量資料以±s表示，組間比較進(jìn)行獨(dú)立t檢驗(yàn)，兩組資料間的相關(guān)性采用Pearson相關(guān)分析。P＜0.05為差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

1.5 重復(fù)性檢驗(yàn) 隨機(jī)選擇5例患者對(duì)左心室容量分別進(jìn)行組內(nèi)及組間差異的評(píng)價(jià)。為了對(duì)組內(nèi)變異進(jìn)行分析，不同患者在兩種不同情況下不同位置進(jìn)行參數(shù)測量，組間變異的分析由另一名觀察者在不知曉超聲心動(dòng)圖結(jié)果的情況下完成上述測量。

2 結(jié)果

2.1 一般資料 CKD患者的年齡、身高、體重、血脂、血糖與對(duì)照組比較差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05），CKD患者的收縮壓、血肌酐高于對(duì)照組，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05），舒張壓兩組間比較差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05），見表 1。

2.2 常規(guī)超聲參數(shù)結(jié)果 與對(duì)照組比較，CKD組的左心室舒張末期內(nèi)徑（LVIDd）、LVEDV、LVM、LVMI均增高，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05）；LAV、LAVI、LVESV、室間隔舒張末期厚度（IVSd）、左心室后壁厚度（LVPWd）、Simpson's法計(jì)算的LVEF值兩組比較，差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05），見表2。

表1 CKD組和對(duì)照組基礎(chǔ)資料比較（±s）

表1 CKD組和對(duì)照組基礎(chǔ)資料比較（±s）

基礎(chǔ)資料 對(duì)照組（n=30）CKD組（n=43） t P年齡（歲） 54.4±11.2 53.2±15.1 0.364 0.717身高（cm） 168.9+9.2 168.1±6.8 0.421 0.676體重（kg） 72.1±8.3 73.3±9.2 -0.562 0.577體表面積 （m2）1.836±0.311.829±0.360.0850.932 BMI（kg/m2） 23.06±2.5 22.75±3.9 0.378 0.707心率（次 /min） 68.8±3.8 70.5±4.4 -1.889 0.065收縮壓（mmHg） 115±7.3 119±7.5 -2.233 0.030舒張壓（mmHg） 74±5.5 76±7.0 -1.288 0.204總膽固醇（mmol/L） 3.72±0.55 3.68±0.68 0.263 0.794甘油三酯（mmol/L） 1.25±0.38 1.22±0.43 0.303 0.763低密度脂蛋白（mmol/L） 2.01±0.48 2.11±0.56 -0.783 0.437血糖（mmol/L） 5.2±0.53 5.3±0.38 -0.926 0.359血肌酐（μmol/L） 68.3±9.2 105.4±7.9 -18.174 0.000

表2 CKD組和對(duì)照組常規(guī)超聲心動(dòng)圖參數(shù)比較（±s）

表2 CKD組和對(duì)照組常規(guī)超聲心動(dòng)圖參數(shù)比較（±s）

常規(guī)二維參數(shù) 對(duì)照組（n=30） CKD組（n=43） t P LAV（ml） 32.17±6.22 35.01±6.61 -1.822 0.076 LAVI（ml/m2） 20.1±4.03 22.2±4.85 -1.928 0.061 IVSd（mm） 8.7±0.71 8.9±0.63 -1.248 0.218 LVIDd（mm） 47.1±2.83 49.2±4.44 -2.251 0.029 LVEDV（ml） 77.5±10.52 83.1±8.91 -2.416 0.020 LVESV（ml） 22.6±9.74 24.8±7.53 -1.072 0.290 LVPWd（mm） 7.8±1.02 8.1±0.79 -1.3940.170 LVEF（%） 68.3±5.74 66.5±4.36 1.500 0.141 LVM（g） 103.8±10.33 122.8±11.57 -7.102 0.000 LVMI（g/m2） 80.44±7.25 84.6±6.97 -2.455 0.018

2.3 單心動(dòng)周期實(shí)時(shí)三維超聲參數(shù)結(jié)果 與對(duì)照組比較，CKD組LAV、LAVI、LVEDV、LVM、LVMI升高，差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05），LVEF、LVESV兩組間比較無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異（P＞0.05），見表3。

2.4 CKD組常規(guī)超聲參數(shù)與sRT-3DE所測指標(biāo)比較 除 LAV、LAVI、LVESV、LVEF外，LVEDV、LVM 及LVMI的sRT-3DE測值均低于2DE法，差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05），但與傳統(tǒng)二維超聲心動(dòng)圖測值高度相關(guān)，見表4。

2.5 重復(fù)性檢驗(yàn)結(jié)果 單心動(dòng)周期實(shí)時(shí)三維超聲心動(dòng)圖觀察者之間EDV、ESV及LVEF的變異系數(shù)分別為6.25%、9.23%、8.37%；觀察者內(nèi)LVEDV、LVESV、LVEF的變異系數(shù)分別為6.37%、10.46%、7.61%。觀察者間及觀察者自身測量差異的比較無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05）。

2.6 CKD組兩種檢測方法所需時(shí)間比較 CKD組兩種方法采集圖像及分析圖像所花費(fèi)時(shí)間比較，差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05），見表 5。

表3 CKD組和對(duì)照組實(shí)時(shí)三維超聲心動(dòng)圖參數(shù)比較（±s）

表3 CKD組和對(duì)照組實(shí)時(shí)三維超聲心動(dòng)圖參數(shù)比較（±s）

3D超聲測量參數(shù) 對(duì)照組（n=30）CKD組（n=43） t P LAV 30.01±6.12 32.78±5.01 -2.089 0.043 LAVI 17.5±4.11 20.1±5.42 -2.186 0.034 LVEDV 70.4±8.75 79.8±6.07 -5.344 0.000 LVESV 20.5±8.61 22.8±8.19 -1.139 0.261 LVEF 66.7±7.50 64.2±8.61 1.267 0.212 LVM 90.5±12.97 116.7±11.62 -8.902 0.000 LVMI 71.3±6.83 81.4±6.01 -6.580 0.000

表4 CKD患者三維超聲心動(dòng)圖參數(shù)與常規(guī)二維超聲心動(dòng)圖參數(shù)比較（±s）

表4 CKD患者三維超聲心動(dòng)圖參數(shù)與常規(guī)二維超聲心動(dòng)圖參數(shù)比較（±s）

參數(shù) 2DE sRT-3DE t P LAV 35.01±6.61 32.78±5.01 1.784 0.081 LAVI 22.21±4.85 20.1±5.42 1.925 0.061 LVEDV 83.1±8.91 79.8±6.07 2.031 0.049 LVESV 24.8±7.53 22.8±8.19 1.193 0.240 LVM 122.8±11.57 116.7±11.62 2.468 0.018 LVMI 84.6±6.97 81.4±6.01 2.307 0.026 LVEF 66.5±4.36 64.2±8.61 1.581 0.121

表5 CKD組兩種方法圖像采集和分析時(shí)間比較（±s，s）

表5 CKD組兩種方法圖像采集和分析時(shí)間比較（±s，s）

注：與 Simpson's法比較，*P＜0.05

超聲檢查方法 例數(shù) 采集時(shí)間 分析時(shí)間常規(guī)Simpson's法 43 123.45±7.21 278.46±25.61 sRT-3DE 43 89.16±7.63* 211.97±37.56*

3 討論

慢性腎臟疾病患者心血管疾病早期病情隱匿易被忽視，一旦出現(xiàn)癥狀則難以逆轉(zhuǎn)，嚴(yán)重影響慢性腎功能不全患者的預(yù)后。國內(nèi)研究發(fā)現(xiàn)，腎功能衰竭患者即便在心功能正常時(shí)心臟的結(jié)構(gòu)和功能已發(fā)生改變，表現(xiàn)為左心房、左心室增大，左心室肥厚，心臟的收縮及舒張功能障礙等[6]。

sRT-3DE成像只需要一個(gè)心動(dòng)周期，無需拼接、大扇角90°×90°進(jìn)行全容積成像，可以準(zhǔn)確、快速地定量左室容積及收縮功能[7，8]。在本研究中，Ⅱ～Ⅲ期CKD患者三維超聲參數(shù)LVEDV及LVM、LVMI增大，說明CKD患者較早期即存在心室肥厚，而心肌肥厚通常伴有心肌纖維化和舒張功能降低，具體機(jī)制尚不十分清晰，有學(xué)者認(rèn)為與容量超負(fù)荷、氧化應(yīng)激和炎癥、晝夜血壓節(jié)律變化（出現(xiàn)非杓型血壓）、動(dòng)脈順應(yīng)性下降等因素有關(guān)[9～11]。本研究中，sRT-3DE與傳統(tǒng)超聲相比，二維超聲僅檢測到CKD組存在 LVIDd、LVEDV、LVM、LVMI增加，其他參數(shù)（LAV、LAVI、LVESV、IVSd、LVPWd、LVEF）兩組比較無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異（P＞0.05）。而sRT-3DE除了LVIDd、LVEDV、LVM、LVMI外，LAV、LAVI也同步升高，提示在Ⅱ～Ⅲ期CKD患者心房容積發(fā)生了改變，與左室肥大相比，左房增大相對(duì)較少引起關(guān)注。事實(shí)上，CKD患者隨著心臟容量負(fù)荷增加，各房室內(nèi)徑均較健康人群增大，而尤以左房改變明顯。Simek等[12]認(rèn)為左心房的大小反映了左心房壓力增加的程度，與左室舒張功能下降的程度有關(guān)。本研究結(jié)果顯示，sRT-3DE與雙平面Simpson's法觀察者間及觀察者內(nèi)變異系數(shù)均較小，提示重復(fù)性好，這在患者隨訪、藥物治療效果評(píng)價(jià)等方面有非常重要的意義。此外，兩種方法圖像采集時(shí)間和圖像分析時(shí)間對(duì)比，單心動(dòng)周期實(shí)時(shí)三維超聲心動(dòng)圖所用時(shí)間較雙平面Simpson's法更短，表明sRT-3DE是在保證準(zhǔn)確性前提下更省時(shí)的定量檢測左心室功能的方法。

本研究發(fā)現(xiàn)sRT-3DE所測得的左心參數(shù)均低于傳統(tǒng)二維法，除LAV、LAVI、LVESV、LVEF外，LVEDV、LVM 及LVMI測值比較差異均具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05），分析可能的原因：雙平面 Simpson's法需要人工確定的左心長軸有所偏移，并非真正的左心長軸；勾畫舒張末期、收縮末期時(shí)左心室、左心房內(nèi)膜時(shí)，勾畫不準(zhǔn)確；另外，在計(jì)算容積及左心室質(zhì)量時(shí)是基于對(duì)左心室、左心房形狀的假設(shè)，準(zhǔn)確性及重復(fù)性均較差。而實(shí)時(shí)三維超聲心動(dòng)圖是自動(dòng)心尖對(duì)齊，避免人為誤差，不依賴幾何假設(shè)，所計(jì)算的左心參數(shù)結(jié)果更加真實(shí)、可靠，重復(fù)性好。

本研究局限性：①sRT-3DE對(duì)圖像質(zhì)量及容積幀頻要求高，需達(dá)到推薦的最低容積幀頻要求，即容積幀頻不低于12 容積/s，否則儀器自動(dòng)識(shí)別收縮末期及舒張末期的準(zhǔn)確性降低；②由于呼吸、肥胖和擴(kuò)大的心臟等，有時(shí)獲得圖像質(zhì)量較差，妨礙sRT-3DE準(zhǔn)確界定心內(nèi)膜和心外膜的邊界；③由于本研究條件的限制，缺乏作為金標(biāo)準(zhǔn)的心臟磁共振結(jié)果作對(duì)照。

總之，sRT-3DE無需心電門控觸發(fā)，患者無需屏息，圖像無拼接偽像。在一個(gè)心動(dòng)周期內(nèi)的實(shí)時(shí)心臟全容積圖像采集，可快速、實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確地評(píng)價(jià)CKD患者左心房容積及左心室容積、左心室質(zhì)量，具有良好的臨床應(yīng)用前景。