超声心动图评价糖尿病患者左心功能变化的可行性研究
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浙江省诸暨市人民医院超声科，浙江诸暨 311800
[摘要] 目的 探讨超声心动图在评价糖尿病（DM）患者左心功能变化的临床应用价值。 方法 选择2010年1月～2011年4月诸暨市人民医院（以下简称“我院”）收治的无心脏病症状DM患者43例，按病程分为A组26例（发病>2年），B组17例（发病≤2年）；选择同期于我院行健康体检者30例（C组）。所有研究对象均行彩色多普勒超声心动图检测，观察并比较相关指标。 结果 ①A组和B组患者左室舒张末期内径（LVIDd）[（57.9±4.2）、（47.5±3.7）mm]、室间隔舒张末期内径（IVSd）[（32.4±3.2）、（30.2±3.1）mm]、左室后壁舒张末期厚度（LVPWd）[（11.5±1.2）、（9.8±0.9）mm]及LVMI[（65.7±4.6）%、（67.5±4.9）%）]明显增加，与C组比较差异有统计学意义（P < 0.05）。A组患者左房前后径（LAd）[（39.2±3.2）mm]明显增高，与C组[（29.2±2.4）mm]比较，差异有统计学意义（P < 0.05）。A组LAd、LVIDd、IVSd、LVPWD及LVMI较B组明显增加，两组比较差异有统计学意义（P < 0.05）。②A组和B组患者Tei指数[（0.69±0.24）、（0.52±0.16）]明显增加，E/A[（0.78±0.32）、（0.83±0.35）]、Ea/Aa[（0.67±0.29）、（0.89±0.21）]明显降低，与C组比较差异有统计学意义（P < 0.05）。A组患者A[（75.3±8.9）cm/s]和Aa[（12.4±1.6）cm/s]明显增高，与C组[（67.9±5.4）、（8.9±2.1）cm/s]比较，差异有统计学意义（P < 0.05）。A组A、Aa及Tei指数较B组明显增加，E/A、Ea/Aa较B组明显降低，两组比较差异有统计学意义（P < 0.05）。 结论 超声心动图检查可早期发现DM患者心脏解剖结构异常表现和对左心室舒张功能进行评估。
[关键词] 糖尿病；超声心动图；左心功能
[中图分类号] R587 [文献标识码] A [文章编号] 1673-7210（2013）11（b）-0101-04
Study on the feasibility of evaluating changes of left ventricular funetionin patients with diabetes mellitus heart disease by echocardiography
ZHAO Yuehu XU Xudong JIANG Wei
Department of Uhrasonography， the People's Hospital of Zhuji City， Zhejiang Province， Zhuji 311800， China
[Abstract] Objective To investigate the clinic value of echocardiograhy in diagnose the left ventricular function of diabetes mellitus （DM）. Methods 43 type 2 DM patients without evidences of heart diseases in People's Hospital of Zhuji City （“our hospital” for short） from January 2010 to April 2011 were selected. 43 type 2 DM patients without evidences of heart diseases were divided into group A with 26 cases （>2 years） and group B with 17 cases （≤2 years） according to the course of the disease. 30 health people in the same term were chosen as group C. All the research objects were examined by echocardiography， correlation indexes were observed and compared. Results ①LVIDd [（57.9±4.2）， （47.5±3.7） mm]， IVSd [（32.4±3.2）， （30.2±3.1） mm]， LVPWd [（11.5±1.2）， （9.8±0.9） mm] and LVMI [（65.7±4.6）%， （67.5±4.9）%] in group A and group B were higher than those in group C， the differences were statistically significant （P < 0.05）. LAd in group A [（39.2±3.2） mm]was higher than that in group C [（29.2±2.4） mm]， the differences were statistically significant （P < 0.05）. LAd， LVIDd， IVSd， LVPWd and LVMI in group A were higher than those in group B， the differences were statistically significant （P < 0.05）. ②Tei index in group A and group B [（0.69±0.24）， （0.52±0.16）] was higher than that in group C， the differences were statistically significant （P < 0.05）. E/A [（0.78±0.32）， （0.83±0.35）] and Ea/Aa [（0.67±0.29）， （0.89±0.21）] was lower than that in group C， the differences were statistically significant （P < 0.05）. A [（75.3±8.9） cm/s]， Aa [（12.4±1.6） cm/s] in group A was significantly higher than that in C group [（67.9±5.4）， （8.9±2.1） cm/s]， the differences were statistically significant （P < 0.05）. A， Aa and Tei index in group A was higher than that in group B （P < 0.05） and E/A， Ea/Aa was lower than that in group B， the differences were statistically significant （P < 0.05）. Conclusion Echocardiography can early detect cardiac changes and assess the left ventricular diastolic function.
[Key words] Diabetes mellitus； Echocardiography； Left cardiac function
[基金项目] 浙江省诸暨市科技计划项目（编号2011CC7874）。
通讯作者
随着人们生活水平提高，糖尿病（diabetes mellitus，DM）发病率一直呈明显增高趋势，其发病机制可能与胰岛素缺乏和（或）胰岛素功能障碍导致的糖代谢紊乱及脂肪、蛋白质、电解质等代谢紊乱共同作用有关，造成心、脑、肾等多个脏器的慢性损害。心血管系统病变是DM患者的最重要且危害性最大的并发症，是影响DM患者远期预后的重要原因[1-3]。因此，早期诊断DM患者心功能变化具有重要临床意义。本研究应用彩色多普勒超声心动图检测DM患者的心脏结构和功能变化，探讨超声心动图在检测DM患者左心功能变化的临床价值。
1 资料与方法
1.1 一般资料
选择2010年1月～2011年4月诸暨市人民医院（以下简称“我院”）内分泌门诊或病房收治的无心脏病症状DM患者43例，均符合1999年WHO制订的DM诊断标准，排除伴有高血压、冠心病、心肌病、风湿性心脏病、先天性心脏病、心包疾病等心血管疾病的患者。其中男28例，女15例；年龄40～59岁，平均（56.3±4.7）岁。病程0.5～10年，按病程分为A组26例（发病>2年），B组17例（发病≤2年）。另选择同期于我院行健康体检者30例为C组，其中男20例，女10例，年龄22～58岁，平均（54.2±5.8）岁，既往无心脏病史，心电图及超声心动图检查排除高血压、冠心病、心瓣膜病变。三组患者年龄、性别、体重指数等一般资料比较，差异均无统计学意义（P > 0.05），具有可比性。
1.2 方法
应用飞利浦SONOS 5500型和西门子SC2000型彩色超声多普勒诊断仪进行经胸超声心动图检查，S4探头和4V1C探头，探头频率为2～4 MHz，探测深度15～22 cm。受检者取平卧或左侧卧位，检查项目包括二维及M型超声心动图、脉冲多普勒超声心动图（pulse Doppler echocardiography，PDE）和组织多普勒（Doppler tissue imaging，TDI）。其中二维及M型超声心动图常规项目包括：左房前后径（LAd）、左室舒张末期内径（LVIDd）、左室收缩末期内径（LVIDs）、室间隔舒张末期厚度（IVSd）、左室后壁舒张末期厚度（LVPWd），左室射血分数（LVEF）、左室短轴缩短率（LVFS），根据Devereux公式计算左心室质量（left ventricular mass，LVM）：LVM（g）=1.04×[（LVIDd+IVSd+LVPWd）3-LVIDd3]-13.6；左心室质量指数（left ventricular mass index，LVMI）计算公式：LVMI=LVM/体表面积；用PDE法测定二尖瓣口血流参数：左室舒张早期E峰速度（E）、心房收缩期A峰速度（A）、E/A峰速比值（E/A）；组织多普勒：取心尖四腔切面、左心两腔切面，将PW-DTI取样容积分别置于二尖瓣环与室间隔、侧壁、前壁、下壁连接处，调节增益、深度等以获得最佳扫描频谱，记录二尖瓣环运动的组织多普勒频谱，观察心肌舒张早期峰值速度（Ea）及晚期峰值速度（Aa）及Ea/Aa，将二尖瓣环水平4个不同部位的速度值平均。测量舒张晚期Aa波终末至下一舒张早期Ea波起始的间期（a）及Sa波的起止间期（b），a-b代表等容收缩时间与等容舒张时间之和，用（a-b）/b计算左室Tei指数[4]。各参数均取3个心动周期的平均值。
1.3 统计学方法
采用统计软件SPSS 13.0对数据进行分析，正态分布计量资料以均数±标准差（x±s）表示，两独立样本的计量资料采用t检验。计数资料以率表示，采用χ2检验。以P < 0.05为差异有统计学意义。
2 结果
2.1 三组二维及M型超声心动图检测结果比较
A组和B组患者LVIDd、IVSd、LVPWd、LVMI明显高于C组，差异均有统计学意义（P < 0.05）。A组患者LAd明显高于C组，差异有统计学意义（P < 0.05）。A组LAd、LVIDd、IVSd、LVPWD及LVMI较B组明显增加，差异有统计学意义（P < 0.05）。三组LVSd、LVEF和LVFS比较差异无统计学意义（P > 0.05）。见表1。
2.2 三组多普勒超声心动图检测结果比较
A组和B组患者A、Aa和Tei指数明显增加，左室Tei指数结果见图1。E、Ea、E/A和Ea/Aa明显降低，与C组比较差异有统计学意义（P < 0.05）。A组患者A、Aa明显增高，与C组比较差异有统计学意义（P < 0.05）。A组A、Aa及Tei指数较B组明显增加，E、Ea、E/A和Ea/Aa较B组明显降低，差异有统计学意义（P < 0.05）。A组和B组有12例患者E/A>1，而Ea/Aa 0.05）。见表2。
图1 左室Tei指数图
图2 二尖瓣环运动的组织多普勒频谱图（PDEE测量E大于A）
图3 二尖瓣环运动的组织多普勒频谱图（DTI测量Ea大于Aa）
3 讨论
随着社会经济的发展，饮食及生活规律的改变，DM患病率在世界范围内呈现出上升趋势。我国是全球DM患者最多的国家之一，其中有90%为2型DM[5]。据不完全统计，约70%的DM患者死于心血管疾病[6]，它包括与DM有关的冠心病、高血压性心脏病，DM性心肌病、DM微血管病变和自主神经功能紊乱所致的心率、心律和心功能失常等，已成为DM研究的重点问题[7]。近年来许多研究资料显示DM患者早期可能已经出现心脏结构和功能变化，这为进一步探讨如何早期诊断DM性心脏病奠定了基础[8-10]。
约有90%的DM患者临床显示有左心舒张功能异常，其病理改变表现为心肌细胞的变性、坏死、凋亡，心脏微血管病变，心肌细胞体积肥大，心肌内脂质沉积、心肌间质纤维化等，根本原因就是由高血糖、胰岛素抵抗与高胰岛素血症或胰岛素缺乏通过对心肌细胞的直接毒性或引发代谢紊乱、氧化应激、神经内分泌系统异常激活、非酶促糖基化产物堆积、钙调控机制异常等，引起一系列级联反应所致，各机制间相互影响，共同推动疾病的进展。
临床中一般运用脉冲多普勒检测二尖瓣的E、A及二者的比值E/A来观察左室舒张功能，但其检测结果容易受左室前负荷、后负荷、心率等因素影响，准确性较差，且在中度左心舒张功能减低时还可出现假性正常化[11]。本研究使用组织多普勒检测二尖瓣环运动频谱来观察左室舒张功能，测量Ea、Aa及两者的比值Ea/Aa。二尖瓣环运动速度与左室弹性回缩和松弛功能直接相关，较二尖瓣血流速度更少受心率和心脏前、后负荷的影响，能更直观地反映左室的舒张功能，而且可以鉴别频谱多普勒评价左心舒张功能的假性正常化。本研究在性别、年龄匹配的条件下，采用超声心动图检测分析无心脏病症状的43例DM患者与30例正常健康体检者的形态结构和心功能状态，发现两组DM患者LVIDd、IVSd、LVPWd及LVMI检测值均明显较正常健康体检者增高（P < 0.05），与国内外文献报道结果一致[12-13]。推测IVSd、LVPW及LVMI检测值的增高可能与DM患者RAS和SNS被激活导致心肌细胞肥大、纤维化等心肌重塑改变有关。病程>2年的DM患者LAd较正常健康体检者增高（P < 0.05），推测与左心室舒张末压增高、左心室舒张顺应性降低导致左心室舒张早期充盈减少而舒张晚期左心房容量增加有关。同时病程>2年的DM患者LAd、LVIDd、IVSd、LVPWD及LVMI均较病程≤2年患者明显增加，提示DM患者随着病情发展，病程延长，心脏解剖结构进一步异常，左心室舒张功能损害随之加重，但本组DM患者LVSd、LVEF和LVFS与正常健康体检者相比无统计学差异，说明无心脏病症状的DM患者心脏功能早期改变是以舒张功能的减退为主，而收缩功能尚无异常，提示DM患者的心脏收缩功能的损害可能晚于舒张功能。
结果显示两组DM患者E、Ea较正常健康体检者下降，E/A、Ea/Aa较正常健康体检者明显降低，且病程>2年的DM患者A、Aa较正常健康体检者和病程≤2年患者明显增高（P < 0.05），E/A、Ea/Aa较正常健康体检者和病程≤2年患者明显降低。说明早期DM患者虽无心脏病症状，但发生左室舒张功能减退的几率较大，并随着DM病程延长而加重。DM组有12例患者E>A，而Ea
Tei指数综合反映心脏收缩功能与舒张功能，一直广泛运用于心血管研究中[14]。本研究也观察了DM患者与正常健康体检者的Tei指数，结果发现两组DM患者Tei均明显较正常健康体检者增高（P < 0.05），且病程>2年的DM患者Tei较病程≤2年患者明显增高（P < 0.05），表明早期DM患者心脏的整体功能已经出现损害，Tei指数可更敏感地发现心脏功能的改变，提示临床对于Tei指数异常的早期DM患者，即使没有心脏病的症状，在进行DM系统治疗的同时，也应进行相关的心血管疾病干预措施[15-16]。
综上所述，本研究结果表明DM患者可能早期已经出现舒张功能异常的表现，超声心动图检查可早期发现其心脏解剖结构异常表现和对左心室舒张功能进行评估，对早期发现DM心脏病的结构及功能变化、指导临床治疗有重要意义。
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（收稿日期：2013-08-14 本文编辑：李继翔）