郭瑤 邢雨蒙 曹 學(xué)森 潘翠珍 舒先紅 孫敏敏△

（1復(fù)旦大學(xué)附屬中山醫(yī)院心臟超聲診斷科，4腎內(nèi)科 上海 200032；2上海市心血管病研究所 上海 200032；3上海市影像醫(yī)學(xué)研究所 上海 200032）

終末期腎臟疾?。╡nd-stage renal disease，ESRD）患者在維持性血液透析（maintenance hemodialysis，MHD）時(shí)發(fā)生心肌頓抑，導(dǎo)致心血管疾病的發(fā)生率和死亡率均較高［1-2］，早期發(fā)現(xiàn)和干預(yù)對(duì)預(yù)防不良心血管事件（cardiovascular events，CVE）至關(guān)重要?；诙S斑點(diǎn)追蹤技術(shù)的心肌應(yīng)變指標(biāo)可為該類患者左心室亞臨床心肌功能損傷提供敏感的檢測(cè)方 法［3］，左 室 整 體 縱 向 應(yīng) 變（global longitudinal strain，GLS）是MHD患者CVE的獨(dú)立預(yù)測(cè)因子［4］，但其主要局限性為負(fù)荷依賴性，后負(fù)荷的增加可使應(yīng)變降低，因而影響心肌功能評(píng)估的準(zhǔn)確性［5］。近年來(lái)基于無(wú)創(chuàng)左室壓力應(yīng)變曲線（pressure strain loops，PSLs）的心肌做功（myocardial work，MW）指標(biāo)結(jié)合血壓和應(yīng)變，是評(píng)估左室心肌性能的新方法［6-7］。研究表明，在鑒別急性冠脈綜合征時(shí)，MW參數(shù)優(yōu)于左室射血分?jǐn)?shù)（left ventricular ejection fraction，LVEF）和GLS，是 室 壁 運(yùn) 動(dòng) 無(wú) 異 常 和LVEF正常的冠心病患者最敏感的預(yù)測(cè)因子，同時(shí)也為糾正心室收縮不同步和預(yù)測(cè)心臟再同步化治療的療效提供了額外信息［6，8-10］。本研究旨在探討MW指標(biāo)評(píng)估ESRD患者長(zhǎng)期透析及單次透析對(duì)心肌做功的影響。

資料和方法

研究對(duì)象2015年4月至2016年6月連續(xù)入組92例于復(fù)旦大學(xué)附屬中山醫(yī)院進(jìn)行血液透析的ESRD患者（MHD組），血液透析時(shí)間≥6個(gè)月，平均（30±12）個(gè)月。其中男性57例，女性35例，平均年齡為（57.2±12.3）歲。排除標(biāo)準(zhǔn)：先天性心臟病；嚴(yán)重的瓣膜狹窄或關(guān)閉不全；室壁運(yùn)動(dòng)異常；LVEF＜50%；心律失常；中度以上肺動(dòng)脈高壓；中等量以上心包積液；無(wú)法獲得滿意的超聲二維圖像。在92例入組患者中，72例為慢性腎小球腎炎，6例為IgA腎病，4例為多囊腎病，10例為糖尿病腎病。對(duì)照組為同期40例健康志愿者，與MHD組年齡、性別相匹配，男性24例，女性16例，平均年齡為（53.9±12.1）歲。無(wú)心臟癥狀、高血壓、糖尿病史，體檢正常，心電圖、超聲心動(dòng)圖及血生化指標(biāo)正常，無(wú)用藥史。本研究為前瞻性研究，經(jīng)復(fù)旦大學(xué)附屬中山醫(yī)院倫理委員會(huì)批準(zhǔn)（批件號(hào)：B2013-139），所有受試者均簽署知情同意書。

儀器和方法

臨床資料采集采集患者的身高、體重、心率、計(jì)算體表面積（body surface area，BSA）：BSA（m2）=0.006 1×身高（cm）+0.012 4×體重（kg）-0.009 9。查閱病史資料，獲得高血壓、糖尿病、高脂血癥病史、吸煙史，用藥及檢驗(yàn)數(shù)據(jù)。采用臂式電子血壓計(jì)于常規(guī)二維圖像采集前后分別采集患者血壓，患者取坐位，右手肘與心臟齊平，套入袖帶，袖帶下緣距肘窩寬2～3 cm，袖帶松緊以放入一指為宜，在平靜呼吸狀態(tài)下記錄舒張壓與收縮壓，取兩次血壓平均值。

儀器GE Vivid E9彩色多普勒超聲儀，M5S探頭，頻率1.7～3.3 MHz，幀頻50～80幀/s，配 以EchoPAC 203工作站。

常規(guī)二維圖像采集和分析在非透析日采集92例患者二維長(zhǎng)軸及短軸圖像，其中28例患者另在透析當(dāng)天透析前后30 min再次采集圖像。于胸骨旁長(zhǎng)軸切面測(cè)量左室舒張末內(nèi)徑（left ventricular end diastolic dimension，LVEDD）、左室收縮末內(nèi)徑（left ventricular end systolic dimension，LVESD）、室間隔厚度（inter-ventricular septal thickness，IVST）和后壁厚度（post wall thickness，PWT），計(jì)算左心室質(zhì)量指數(shù)（left ventricular mass index，LVMI）。于心尖四腔心切面，采用脈沖多普勒獲取二尖瓣口血流舒張?jiān)缙诜逯邓俣龋‥）、舒張晚期峰值速度（A），計(jì)算E/A值；在組織多普勒（tissue Doppler imaging，TDI）模式下，將取樣容積置于左室側(cè)壁，獲取舒張?jiān)缙诮M織運(yùn)動(dòng)速度（e′），計(jì)算E/e′值。于心尖四腔及二腔切面使用Simpson′s法測(cè)量左室舒張 末 容 積（left ventricular end diastolic volume，LVEDV）、收縮末容積（left ventricular end systolic volume，LVESV），計(jì)算LVEF。囑受檢者平靜呼吸后屏氣，留取清晰的左室心尖四腔、三腔、兩腔切面動(dòng)態(tài)圖像，連續(xù)5個(gè)心動(dòng)周期，存儲(chǔ)圖像以待后期分析。所有切面采集及參數(shù)測(cè)量方法均參考2019年美國(guó)超聲心動(dòng)圖學(xué)會(huì)成人經(jīng)胸超聲心動(dòng)圖指南［11］。

脫機(jī)圖像分析將原始數(shù)據(jù)導(dǎo)入EchoPAC 203工作站中，進(jìn)入Q-Analysis模式，首先點(diǎn)擊Event Timing，設(shè)定二尖瓣和主動(dòng)脈瓣的開放和關(guān)閉時(shí)間。分別在左室心尖四腔、三腔、兩腔切面依次手動(dòng)勾畫心內(nèi)膜面，軟件自動(dòng)生成環(huán)狀感興趣區(qū)，手動(dòng)調(diào)整心內(nèi)膜、心外膜邊緣使其與心肌厚度一致，追蹤滿意后點(diǎn)擊Approve，自動(dòng)獲得左心室相應(yīng)切面的應(yīng)變曲線，讀取數(shù)據(jù)并記錄整體GLS。輸入收縮壓及舒張壓，獲取左室整體做功指數(shù)（global work index，GWI）、整體有效功（global constructive work，GCW）、整體無(wú)效功（global wasted work，GWW）及整 體 做 功效 率（global work effificiency，GWE）［10，12］（圖1～3）。GWI是從二尖瓣關(guān)閉到二尖瓣開放期間PSLs下的總做功。GCW是左室收縮期心肌縮短或等容舒張期心肌延長(zhǎng)期間的做功。GWW是收縮期心肌伸長(zhǎng)或等容舒張期心肌縮短所做的功。GWE是GCW與GCW和GWW之和的百分比［8］。

圖1 對(duì)照組和MHD組左室壓力應(yīng)變曲線及做功效率牛眼圖Fig 1 Left ventricular PSLs and segmental bull’s-eye GWE plot from control subjects and MHD patients

重復(fù)性檢驗(yàn)對(duì)20例患者的左室做功指標(biāo)及GLS進(jìn)行重復(fù)性檢驗(yàn)。觀察者內(nèi)差異為同一觀察者間隔24 h以上兩次測(cè)量的結(jié)果比較，觀察者間差異為兩位獨(dú)立的觀察者各自測(cè)量的結(jié)果比較。觀察者內(nèi)和觀察者間的變量通過(guò)組內(nèi)相關(guān)系數(shù)（intraclass correlation coefficient，ICC）分析計(jì)算。

統(tǒng)計(jì)學(xué)方法采用SPSS 22.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，計(jì)量數(shù)據(jù)用表示，正態(tài)分布數(shù)據(jù)組間比較采用獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)，非正態(tài)分布數(shù)據(jù)組間比較采用秩和檢驗(yàn)。血透前后數(shù)據(jù)比較采用配對(duì)樣本t檢驗(yàn)。各變量間相關(guān)性采用Pearson線性相關(guān)分析。P＜0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

結(jié) 果

臨床數(shù)據(jù)及常規(guī)超聲心動(dòng)圖參數(shù)比較對(duì)照組與MHD組的臨床基本數(shù)據(jù)比較見表1。與對(duì)照組相比，MHD組心率、收縮壓和舒張壓均較高（P均＜0.05）。MHD組高血壓、糖尿病等慢性病史及用藥史的比例明顯高于對(duì)照組。MHD組LVEDD、LVESD、IVST、PWT、LVMI、LVEDV、LVESV及E/e′均高于對(duì)照組（P均＜0.05），而E/A和e′低于對(duì)照組（P均＜0.05）。兩組間LVEF和S差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（表2）。

表1 對(duì)照組和MHD組一般臨床資料比較Tab 1 Baseline patient characteristics between control and MHD groups ［n（%）or（±s）］

表1 對(duì)照組和MHD組一般臨床資料比較Tab 1 Baseline patient characteristics between control and MHD groups ［n（%）or（±s）］

MHD：Mintenance hemodialysis；BSA：Body surface area；BP：Blood pressure；CV：Cardiovascular；ACEI：Angiotensin-converting enzyme inhibitors；ARB：Angiotensin receptor blockers；CCB：Calcium channel blocker；BUN：Blood urea nitrogen；Cr：Creatinine；BNP：Brain natriuretic peptide.

Variable Demographic data Age（y）Male BSA（m2）Heart rate（beats/min）Systolic BP（mm Hg）Diastolic BP（mm Hg）CV risk factors Hypertension Diabetes mellitus Hypercholesterolemia Coronary heart disease Current smoking Cardiovascular event Medications ACEI/ARB β-blocker CCB Statin Laboratory index BUN（mmol/L）Cr（μmol/L）BNP（pg/mL）Control group（n=40）MHD group（n=92）t/χ2 P 53.9±12.1 24（60.0）1.77±0.18 66.1±9.0 118.4±15.9 76.0±9.0 57.2±12.3 57（61.9）1.74±0.19 77.0±11.4 145.8±20.4 82.3±11.8 1.195 0.045-0.776 4.404 6.181 2.453 0.235 0.832 0.439＜0.001＜0.001 0.016 0 0 4（10.0）0 5（12.5）0 0 0 0 0 85（92.4）17（18.5）18（19.6）12（13.0）24（26.1）27（29.3）103.793 8.484 1.837 5.739 3.002 14.758＜0.001＜0.001 0.159 0.002 0.071＜0.001 36（39.1）49（53.3）14（15.2）12（13.0）21.522 33.882 6.809 5.739＜0.001＜0.001 0.001 0.002＜0.001＜0.001＜0.001 4.4±1.6 66.1±12.1 28.8±19.4 28.6±5.7 1115.6±267.8 350.4±48.8 20.359 19.131 33.674

表2 對(duì)照組和MHD組常規(guī)心超參數(shù)比較Tab 2 Conventional echocardiographic parameters between control and MHD groups （±s）

表2 對(duì)照組和MHD組常規(guī)心超參數(shù)比較Tab 2 Conventional echocardiographic parameters between control and MHD groups （±s）

LVEDD/ESD：Left ventricular end-diastolic dimension/endsystolic dimension；IVST：Interventricular septum thickness；PWT：Posterior wall thickness；LVMI：Left ventricular mass index；LVEDV/ESV：Left ventricular end diastolic volume/end systolic volume；LVEF：Left ventricular ejection fraction；E：Early transmitral flow velocity；A：Late transmitral flow velocity；e′：Mean peak early diastolic myocardial annular velocity.

P Parameters t Control group（n=40）45.5±3.8 28.5±2.8 8.6±1.0 8.3±1.0 80.1±16.7 39.3±8.1 12.9±3.7 67.7±4.9 1.2±0.5 10.3±3.2 11.2±3.6 6.7±1.4 MHD group（n=92）48.8±5.5 31.0±4.8 10.9±1.5 10.6±1.5 131.8±37.6 55.6±15.0 19.7±8.4 65.1±6.8 0.8±0.3 9.7±1.8 8.3±2.2 8.8±3.1 0.005 0.013＜0.001＜0.001＜0.001＜0.001＜0.001 0.075＜0.001 0.403＜0.001＜0.001 LVEDD（mm）LVESD（mm）IVST（mm）PWT（mm）LVMI（g/m2）LVEDV（mL/m2）LVESV（mL/m2）LVEF（%）E/A S（cm/s）e′（cm/s）E/e′2.872 2.519 7.297 7.119 6.669 5.181 3.937-1.800-5.903-0.850-4.998 3.283

二維斑點(diǎn)追蹤顯像做功參數(shù)比較MHD組GWE、GLS顯 著 低 于 對(duì) 照 組（P＜0.001，圖1），GWW顯著高于對(duì)照組（P＜0.001），GWI和GCW差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（表3，圖2）。透析前后比較，透析后GWI（P＜0.001）、GCW（P=0.002）、GWE（P=0.037）及GLS（P＜0.001）均顯著降低，GWW（P=0.892）的差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（表4，圖3）。

圖2 對(duì)照組和MHD組左室PSLs及做功指數(shù)牛眼圖Fig 2 Left ventricular PSLs and segmental bull’s-eye GWI plot from control subjects and MHD patients

圖3 透析前后左室壓力應(yīng)變曲線及做功指數(shù)牛眼圖Fig 3 Left ventricular PSLs and segmental bull’s-eye GWI plot in MHD patients before and after one session of hemodialysis

表3 對(duì)照組和MHD組做功參數(shù)及GLS比較Tab 3 MW and GLS parameters between control and MHD groups （±s）

表3 對(duì)照組和MHD組做功參數(shù)及GLS比較Tab 3 MW and GLS parameters between control and MHD groups （±s）

GWI：Global work index；GCW：Global constructive work；GWE：Global work efficiency；GWW：Global wasted work；GLS：Global longitudinal strain.

Parameters GWI（mmHg%）GCW（mmHg%）GWE（%）GWW（mmHg%）GLS（%）Control group（n=40）1 999.7±310.5 2 176.5±308.7 94±2.3 110.3±58.3-20.1±2.4 MHD group（n=92）2 118.9±463.5 2 290.6±441.7 91±4.2 163.1±88.2-16.2±3.2 t P 0.109 0.116＜0.001＜0.001＜0.001-1.618-1.590 4.226-3.792-7.268

表4 MHD組透析前后做功參數(shù)及GLS比較Tab 4 Comparison of MW and GLS in MHD group before and after one session of hemodialysis （±s）

表4 MHD組透析前后做功參數(shù)及GLS比較Tab 4 Comparison of MW and GLS in MHD group before and after one session of hemodialysis （±s）

GWI：Global work index；GCW：Global constructive work；GWE：Global work efficiency；GWW：Global wasted work；GLS：Global longitudinal strain.

?

相關(guān)性研究結(jié)果顯示，MHD患者GWW、GLS與LVMI呈 正 相 關(guān)（GWW：r=0.438；GLS：r=0.559，P均＜0.001），GWE與LVMI呈負(fù)相關(guān)（r=-0.546，P＜0.001）。透析前后GWI及GCW差值與患者超濾量呈正相關(guān)（GWI差值：r=0.524，P=0.005；GCW差值：r=0.544，P=0.004；圖4）。

圖4 做功參數(shù)與左室質(zhì)量指數(shù)及超濾量相關(guān)性的散點(diǎn)圖Fig 4 Scatter plot of MW parameters with LVMI and ultrafiltration volume

做功參數(shù)重復(fù)性檢驗(yàn)左室做功指標(biāo)GWI、GCW、GWE、GWW和GLS的觀察者內(nèi)ICC值分別為0.93、0.90、0.85、0.90和0.89，觀察者間ICC值分別為0.96、0.96、0.83、0.77和0.95，提示由PSLs估測(cè)的做功指標(biāo)重復(fù)性良好。

討 論

血液透析作為一項(xiàng)重要的腎臟替代治療手段，能清除ESRD患者體內(nèi)的腎臟毒素和多余體液，降低心臟負(fù)荷，使患者的死亡率顯著降低；但透析后患者心血管疾病的發(fā)病率較高，也是造成患者死亡的主要原因［13］。研究顯示，GLS作為預(yù)測(cè)MHD患者心血管事件的敏感指標(biāo)之一，即使在LVEF正常的患者中也會(huì)顯著降低［4］。然而，MHD患者后負(fù)荷的變化會(huì)影響左室收縮和心肌張力，削弱了GLS評(píng)估其收縮功能的能力［14］；另一方面，MHD患者GLS的普遍改善將減少個(gè)體間的差異［7］。因此不同階段ESRD患者心肌細(xì)微形變異常的差異可能會(huì)減小，對(duì)應(yīng)變的預(yù)后價(jià)值產(chǎn)生不利影響。Russel等［10］通過(guò)對(duì)應(yīng)變曲線進(jìn)行微分計(jì)算節(jié)段縮短率，并與左室瞬時(shí)壓力相乘來(lái)量化心肌做功，能夠更直觀及準(zhǔn)確地反映心肌運(yùn)動(dòng)和代謝情況［15］。研究表明，對(duì)于心臟再同步化治療者，PSLs可提供更多關(guān)于左室收縮不同步、節(jié)段性運(yùn)動(dòng)和心肌收縮力的額外信息［16］。MW也被證明在非ST段抬高的急性冠狀動(dòng)脈綜合征患者中可識(shí)別急性冠脈閉塞［17］。

本研究結(jié)果顯示，與對(duì)照組相比，MHD組GWW顯著升 高，GWE降 低，GWI和GCW無(wú)明 顯變化。ERSD患者腎素-血管緊張素系統(tǒng)活性增高，血管舒張物質(zhì)減少，導(dǎo)致后負(fù)荷增加。因此，雖然ESRD患者GLS降低，但由于克服后負(fù)荷做功更多，MHD組GWI和GCW無(wú)明顯變化。雖然本研究納入的患者LVEF均≥50%，但ESRD本身對(duì)心肌的損害使左室心肌收縮不同步，長(zhǎng)期透析又使左室收縮及舒張功能均減退，增加了心肌代償運(yùn)動(dòng)能量的損耗，且透析過(guò)程中可能由于間斷性血容量減少而產(chǎn)生一過(guò)性低血壓［18］，患者血壓狀態(tài)波動(dòng)較大，心臟后負(fù)荷增加和不穩(wěn)定的血流動(dòng)力學(xué)狀態(tài)均可致GWW明顯增加。ESRD患者長(zhǎng)期透析后，左室收縮不同步程度加重，GLS進(jìn)一步降低，GWW升高，此結(jié)果與文獻(xiàn)［19］一致。研究顯示，心梗后患者和心衰患者的GWE顯著降低［20］。Vander等［9］研究發(fā)現(xiàn)，心衰患者心臟再同步化治療前的低GWE與良好長(zhǎng)期預(yù)后獨(dú)立相關(guān)。

與透析前相比，透析后30 min內(nèi)GWI、GCW、GWE、GLS均顯著降低。單次血液透析對(duì)心臟功能的影響存在爭(zhēng)議。有研究顯示單次透析后左室應(yīng)變顯著改善，也有研究證實(shí)反復(fù)透析后心肌整體和節(jié)段性收縮功能減退。對(duì)于個(gè)體而言，在體內(nèi)代謝機(jī)制正常的情況下，血透可移除體內(nèi)多余的液體，前負(fù)荷降低可能使左室收縮增強(qiáng)、應(yīng)變?cè)黾樱瑫r(shí)血透也可清除大量腎毒素，對(duì)心肌細(xì)胞有益。然而腎功能不全患者在早期即可發(fā)生心肌損害，心肌的代償能力較弱，短期內(nèi)大量液體快速移除可使血壓波動(dòng)、心輸出量降低、心肌血流灌注下降，造成心肌細(xì)胞損傷和頓抑，導(dǎo)致左室收縮功能和應(yīng)變降低。應(yīng)變和血壓的雙重下降使GWI和GCW較透析前顯著降低。GCW降低，GWW維持穩(wěn)定，因此透析后患者GWE降低，這提示單次透析本身對(duì)ESRD患者心肌細(xì)胞的損傷可能大于獲益。Ingec等［21］也證實(shí)，在65%的患者中單次血液透析后心肌損傷標(biāo)志物cTnI增加。另外，透析過(guò)程中維持血壓穩(wěn)定，既需要心臟泵血功能的調(diào)整，也需要外周血管的舒縮調(diào)節(jié)，血壓大幅度波動(dòng)說(shuō)明患者的心臟和外周血管的代償調(diào)節(jié)能力下降，同時(shí)也對(duì)心臟和血管本身產(chǎn)生更明顯的損傷作用，兩者互為因果造成惡性循環(huán)。

ESRD患者由于長(zhǎng)期容量及壓力負(fù)荷過(guò)重，導(dǎo)致心肌發(fā)生重構(gòu)，包括心腔增大、室壁肥厚、心肌纖維化及左室質(zhì)量增加。本研究結(jié)果提示，LVMI越大，患者所作無(wú)用功越多，做功效能及應(yīng)變?cè)降?，提示做功指?biāo)或能反映心室重構(gòu)的嚴(yán)重程度。透析前后GWI及GCW差值與MHD患者超濾量呈正相關(guān)，說(shuō)明透析量越大，透析后心肌整體做功減少越多，這提示單次透析后患者可產(chǎn)生一過(guò)性心肌頓抑，減少超濾量可能會(huì)有保護(hù)心肌細(xì)胞的作用。

本研究的局限性在于：（1）透析前后病例數(shù)較少；（2）未對(duì)患者跟蹤隨訪，以充分探討做功參數(shù)的預(yù)測(cè)價(jià)值；（3）僅限于左室心肌整體做功研究，各節(jié)段做功的差異有待進(jìn)一步探討。

綜上所述，無(wú)創(chuàng)左室PSLs同時(shí)將后負(fù)荷和應(yīng)變指標(biāo)納入計(jì)算，或能更準(zhǔn)確敏感地評(píng)估MHD患者透析后心肌性能的變化，為量化心肌收縮功能和研究心肌力學(xué)提供了更客觀的指標(biāo)。

作者貢獻(xiàn)聲明郭瑤實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和實(shí)施，數(shù)據(jù)采集和分析，論文撰寫，圖表制作。邢雨蒙實(shí)驗(yàn)實(shí)施，數(shù)據(jù)采集和分析。曹學(xué)森數(shù)據(jù)采集，材料準(zhǔn)備。潘翠珍，舒先紅材料準(zhǔn)備，實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)。孫敏敏實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，數(shù)據(jù)采集，論文修訂。

利益沖突聲明所有作者均聲明不存在利益沖突。