探討雙脈沖多普勒技術評價2型糖尿病(DM)患者左心室舒張功能的應用價值, 并分析影響DM患者左心室舒張功能的相關因素。連續納入50例非肥胖、無高血壓病史的2型DM患者和48名年齡、性別相匹配的志愿者。采用HITACHI Ascendus多普勒超聲診斷儀, 應用雙脈沖多普勒同步取樣技術測量二尖瓣口舒張期峰值流速(E峰、A峰)、減速時間(DT)、二尖瓣前瓣環舒張期峰值速度(e’峰), 左心室等容舒張時間(IVRT), 計算E/A、E/e’比值、Tei指數及E峰與e’峰的起始時間差(TE-e’)。隨機選取20例受試者進行IVRT、TE-e’重復性分析。結果顯示兩組左心室舒張功能參數比較:DM組E/A比值、e’峰降低, E/e’比值、Tei指數升高, DT、IVRT、TE-e’延長, 差異有統計學意義(P＜0.05);線性回歸顯示TE-e’與IVRT呈正相關(r=0.415, P=0.000);DM患者病程與TE-e’呈正相關(Beta=0.295, P=0.020), 糖化血紅蛋白(HbA1C)水平與TE-e’呈正相關(Beta=0.399, P=0.010);重復性分析顯示IVRT、TE-e’測量組內和組間重復性均較好。雙脈沖多普勒技術評價DM患者左心室舒張功能具有臨床應用價值, TE-e’可作為評價左心室舒張功能的重要參考指標; DM患者的病程及HbA1C的控制水平與左心室舒張功能密切相關。
引用本文： 劉佳霓, 陳麗萍, 張曉玲, 尚艷文, 王芳, 唐紅. 雙脈沖多普勒技術評價糖尿病患者左心室舒張功能. 生物醫學工程學雜志, 2015, 32(1): 163-167. doi: 10.7507/1001-5515.20150030 復制
引言
糖尿病(diabetes mellitus，DM)患者心血管疾病的發病率是非糖尿病人群的2～3倍[1]。許多研究已證實，DM患者早期以左心室舒張功能減低為主要表現，且發現血糖控制不佳者，會逐漸導致心臟整體功能損害，從而成為DM患者心力衰竭和猝死的主要原因[2-5]。超聲心動圖評估左心室舒張功能的指標繁多，而TE-e’是最近提出評估左心室舒張功能的新指標。傳統測量TE-e’的方法是以同步心電圖的QRS波群頂點作為參照，分別測量E峰和e’峰距R波頂點的時間間隔，通過二者相減得出TE-e’。由于需兩次測量，測量難度大且費時耗力, 并且E峰起始時間和e’峰起始時間是采用脈沖多普勒(pulsed wave Doppler)和組織多普勒(tissue Doppler)模式在不同心動周期進行測量，患者的心率變化可造成測量誤差。新出現的雙脈沖多普勒成像(pulsed wave Doppler/tissue Doppler imaging, PW/DTI)技術克服了上述缺點，可在同一超聲切面上設置兩個取樣容積，同步測量血流多普勒和組織多普勒，提高了測量準確性[6-7]。本研究應用PW/DTI同步取樣技術評價2型DM患者左心室舒張功能，并分析了影響左心室舒張功能的相關因素。
1 資料與方法
1.1 研究對象
連續納入2012年9月—2013年2月在我院內分泌科門診就診或住院的2型DM患者50例，均符合2012年美國DM協會制定的DM診斷標準。其中男性24例，女性26例，年齡40～72(55±7)歲，體表面積(body surface area, BSA)為(1.63±0.15)m2，DM病程0.4～27年，平均病程7.5年，平均糖化血紅蛋白(glycated hemoglobin, HbA1C)為7.25%。排除器質性心臟病、冠心病、高血壓、肥胖、心律失常及其它嚴重合并癥。
選取48名年齡、性別相匹配的健康志愿者作為正常對照組，男性25例，女性23例，年齡42～73(58±11)歲，BSA為(1.61±0.18)m2，無糖尿病病史，體檢、心電圖及超聲心動圖檢查正常。
1.2 儀器與方法
采用HITACHI Ascendus多普勒超聲診斷儀，S5-1探頭，頻率2.0～4.0 MHz。檢查前常規測量受檢者身高、體重、血壓、心率。取左側臥位，平靜呼吸，連接同步心電圖，于胸骨旁左室長軸切面測量常規超聲指標：左心房內徑(left atrial diameter, LAD)、左室舒張末期內徑(left ventricular end-diastolic diameter, LVEDD)、舒張期室間隔厚度(interventricular septum thickness at end-diastole, IVSD)及左室后壁厚度(posterior wall thickness, PWD)，計算左室舒張末期容積指數(left ventricular end-diastolic volume index, LVEDVI), LVEDVI=LVEDV/BSA。于心尖四腔心切面，開啟PW/DTI同步取樣技術，取樣容積分別置于二尖瓣口及二尖瓣前瓣環，同時記錄二尖瓣前向血流頻譜及二尖瓣前瓣環組織多普勒頻譜，于同一心動周期測量二尖瓣前向血流舒張早、晚期峰值流速(E峰、A峰)、減速時間(deceleration time, DT)、二尖瓣前瓣環舒張早期峰值速度(e’峰)，計算E/A比值、E/e’比值、Tei指數、E峰與e’峰的起始時間差(TE-e’)(見圖 1)。于心尖五腔心切面，將脈沖多普勒取樣線置于二尖瓣口與左室流出道之間，獲得左室流入與流出道血流頻譜，測量左室等容舒張時間(isovolumic relaxation time, IVRT)(見圖 2)。雙平面Simpson's法測量左室射血分數(left ventricular ejection fraction, LVEF)。
圖1
雙脈沖多普勒同步測量E峰, A峰, DT, e’峰和TE-e’
Figure1.
E, A, DT, e' and TE-e' measured with dual-gate Doppler
圖2
雙脈沖多普勒同步測量IVRT
Figure2.
IVRT measured with dual-gate Doppler
1.3 統計學處理
采用SSPS16.0統計軟件包對數據進行分析。計量資料用
1.4 重復性檢驗
隨機抽取20例患者，由另一檢查者重新進行IVRT和TE-e’測量，通過變異系數(variable coefficient, CV)檢驗測量的重復性。
2 結果
2.1 DM組與正常對照組臨床基線資料及常規超聲測值比較
DM組與對照組年齡、性別、BSA、血壓比較差異無統計學意義(P＞0.05)。常規超聲測值比較：DM組IVSD、PWD、LAD略高于正常對照組，LVEDD略低于正常對照組，但差異無統計學意義(P＞0.05)；收縮功能測值比較：兩組間LVEDVI、LVEF差異均無統計學意義(P＞0.05)(見表 1)。
表1
DM組與正常對照組臨床基線資料及常規超聲測值比較
Table1.
Clinical and common echocardiographic characteristics between DM group and control group
2.2 DM組與正常對照組左心室舒張功能參數比較
DM組E峰、E/A比值、e’峰降低，A峰、E/e’比值升高，DT、IVRT及TE-e’延長，差異有統計學意義(P＜0.05)；DM組Tei指數高于正常對照組，差異有統計學意義(P＜0.05)(見表 2)。
表2
DM組與正常對照組左心室舒張功能參數比較
Table2.
Left ventricular diastolic function parameters between DM group and control group
2.3 DM組TE-e’和IVRT的相關性分析結果
結果顯示，DM患者TE-e’與IVRT呈正相關(r=0.415, P＜0.05)(見圖 3)。
圖3
相關分析顯示DM組TE-e’與IVRT呈正相關
Figure3.
Linear regression analysis showing TE-e' positive correlation with IVRT in DM group
2.4 多元線性回歸分析
將DM組TE-e’作為因變量，年齡、病程、BSA、收縮壓(systolic blood pressure，SBP)、HbA1C、LVEF作為自變量，進行多元線性回歸分析。結果顯示DM患者病程與TE-e’呈正相關(Beta=0.295, P=0.02)，HbA1C亦與TE-e’呈正相關(Beta=0.399, P=0.010)(見表 3)。
表3
DM組多元線性回歸分析結果
Table3.
Multiple linear regression of DM group
2.5 重復性檢驗
IVRT與TE-e’的CV分別為0.09和0.08，表明其測量重復性較好。
3 討論
糖尿病性心肌病是由DM導致心肌代謝和結構異常，是獨立于冠心病及高血壓心臟病的一種特異性心肌病[4]，其臨床癥狀不明顯，常規超聲檢查無法對其心臟功能損害做出敏感評價。國內外許多研究都已證實2型DM患者大多存在左心室舒張功能減低，且出現在疾病早期[8-10]。因此，臨床上需要一種診斷技術盡早發現DM患者心肌功能的細微改變，這對于糖尿病性心肌病早期診斷、早期干預治療、療效評價具有重要臨床意義。
利用脈沖多普勒技術測量二尖瓣前向血流頻譜E峰、A峰、E/A，是評估左心室舒張功能最簡單、最常用的方法。E峰減低、A峰升高、E/A＜1時提示左心室松弛延緩，舒張功能下降。但當舒張功能進一步受損，左心室舒張末期壓力增高時，可出現E/A假性正常化，此時，聯合應用的診斷方法是用組織多普勒技術測量二尖瓣環的舒張期運動速度e’，e’不依賴于前負荷，是評價左心室舒張功能的敏感指標。E/e’可較準確評估左室充盈壓力，其比值升高可反映早期舒張功能減低，但8＜E/e’＜15為評估盲區[11-12]。而近期研究顯示，E峰和與e’峰的起始時間差TE-e’也是評價左心室舒張功能的有效指標[13-16]。
既往，這兩種多普勒技術在不同的心動周期使用，心律不齊時易影響結果的可靠性，重復性較差。本研究采用雙脈沖多普勒同步取樣技術，結合了上述兩種技術的優點，在同一個超聲切面上設置兩個取樣容積，同步測量兩個取樣點的脈沖多普勒及組織多普勒頻譜, 可實現在同一心動周期上測量E峰、A峰、E/A比值、e’、E/e’比值、DT、IVRT、Tei指數、TE-e’，進而提高評估左室舒張功能的準確性和敏感性。
本研究結果提示DM組左心室舒張功能較正常對照組減低，差異有統計學意義(P＜0.05)。DM組Tei指數高于正常對照組，差異有統計學意義(P＜0.05)。
IVRT是評估左心室舒張功能較為準確、敏感的指標，本研究中IVRT與TE-e’在DM患者中均延長, 將IVRT與TE-e’作相關分析，兩者呈正相關，說明TE-e’延長也可反映左心室舒張功能減低，與近年文獻報道一致[12]。
本研究結果顯示，E/e’與DM患者病程及HbA1c呈正相關，提示DM病程延長及血糖代謝紊亂會促進左心室舒張功能的減退，這也與糖尿病性心肌病的主要發病機制即高血糖和胰島素抵抗相一致[4, 17]。影響左心室舒張功能的因素還包括年齡、血壓、左室肥厚等[2, 11, 18-20]。本研究中，DM患者為無高血壓、非肥胖者，提示血糖高低可能是左心室舒張功能的危險因素。
綜上所述，本研究采用雙脈沖多普勒同步取樣技術評估DM患者舒張功能，該技術可于同一心動周期完成二尖瓣前向血流頻譜和二尖瓣前瓣環運動速度頻譜的測量，能更準確、更敏感地發現DM患者早期舒張功能受損情況；TE-e’可作為評價左心室舒張功能的重要參考指標。本研究顯示，雙脈沖多普勒技術評價DM患者左心室舒張功能具有較好的臨床實用價值。
引言
糖尿病(diabetes mellitus，DM)患者心血管疾病的發病率是非糖尿病人群的2～3倍[1]。許多研究已證實，DM患者早期以左心室舒張功能減低為主要表現，且發現血糖控制不佳者，會逐漸導致心臟整體功能損害，從而成為DM患者心力衰竭和猝死的主要原因[2-5]。超聲心動圖評估左心室舒張功能的指標繁多，而TE-e’是最近提出評估左心室舒張功能的新指標。傳統測量TE-e’的方法是以同步心電圖的QRS波群頂點作為參照，分別測量E峰和e’峰距R波頂點的時間間隔，通過二者相減得出TE-e’。由于需兩次測量，測量難度大且費時耗力, 并且E峰起始時間和e’峰起始時間是采用脈沖多普勒(pulsed wave Doppler)和組織多普勒(tissue Doppler)模式在不同心動周期進行測量，患者的心率變化可造成測量誤差。新出現的雙脈沖多普勒成像(pulsed wave Doppler/tissue Doppler imaging, PW/DTI)技術克服了上述缺點，可在同一超聲切面上設置兩個取樣容積，同步測量血流多普勒和組織多普勒，提高了測量準確性[6-7]。本研究應用PW/DTI同步取樣技術評價2型DM患者左心室舒張功能，并分析了影響左心室舒張功能的相關因素。
1 資料與方法
1.1 研究對象
連續納入2012年9月—2013年2月在我院內分泌科門診就診或住院的2型DM患者50例，均符合2012年美國DM協會制定的DM診斷標準。其中男性24例，女性26例，年齡40～72(55±7)歲，體表面積(body surface area, BSA)為(1.63±0.15)m2，DM病程0.4～27年，平均病程7.5年，平均糖化血紅蛋白(glycated hemoglobin, HbA1C)為7.25%。排除器質性心臟病、冠心病、高血壓、肥胖、心律失常及其它嚴重合并癥。
選取48名年齡、性別相匹配的健康志愿者作為正常對照組，男性25例，女性23例，年齡42～73(58±11)歲，BSA為(1.61±0.18)m2，無糖尿病病史，體檢、心電圖及超聲心動圖檢查正常。
1.2 儀器與方法
采用HITACHI Ascendus多普勒超聲診斷儀，S5-1探頭，頻率2.0～4.0 MHz。檢查前常規測量受檢者身高、體重、血壓、心率。取左側臥位，平靜呼吸，連接同步心電圖，于胸骨旁左室長軸切面測量常規超聲指標：左心房內徑(left atrial diameter, LAD)、左室舒張末期內徑(left ventricular end-diastolic diameter, LVEDD)、舒張期室間隔厚度(interventricular septum thickness at end-diastole, IVSD)及左室后壁厚度(posterior wall thickness, PWD)，計算左室舒張末期容積指數(left ventricular end-diastolic volume index, LVEDVI), LVEDVI=LVEDV/BSA。于心尖四腔心切面，開啟PW/DTI同步取樣技術，取樣容積分別置于二尖瓣口及二尖瓣前瓣環，同時記錄二尖瓣前向血流頻譜及二尖瓣前瓣環組織多普勒頻譜，于同一心動周期測量二尖瓣前向血流舒張早、晚期峰值流速(E峰、A峰)、減速時間(deceleration time, DT)、二尖瓣前瓣環舒張早期峰值速度(e’峰)，計算E/A比值、E/e’比值、Tei指數、E峰與e’峰的起始時間差(TE-e’)(見圖 1)。于心尖五腔心切面，將脈沖多普勒取樣線置于二尖瓣口與左室流出道之間，獲得左室流入與流出道血流頻譜，測量左室等容舒張時間(isovolumic relaxation time, IVRT)(見圖 2)。雙平面Simpson's法測量左室射血分數(left ventricular ejection fraction, LVEF)。
圖1
雙脈沖多普勒同步測量E峰, A峰, DT, e’峰和TE-e’
Figure1.
E, A, DT, e' and TE-e' measured with dual-gate Doppler
圖2
雙脈沖多普勒同步測量IVRT
Figure2.
IVRT measured with dual-gate Doppler
1.3 統計學處理
采用SSPS16.0統計軟件包對數據進行分析。計量資料用
1.4 重復性檢驗
隨機抽取20例患者，由另一檢查者重新進行IVRT和TE-e’測量，通過變異系數(variable coefficient, CV)檢驗測量的重復性。
2 結果
2.1 DM組與正常對照組臨床基線資料及常規超聲測值比較
DM組與對照組年齡、性別、BSA、血壓比較差異無統計學意義(P＞0.05)。常規超聲測值比較：DM組IVSD、PWD、LAD略高于正常對照組，LVEDD略低于正常對照組，但差異無統計學意義(P＞0.05)；收縮功能測值比較：兩組間LVEDVI、LVEF差異均無統計學意義(P＞0.05)(見表 1)。
表1
DM組與正常對照組臨床基線資料及常規超聲測值比較
Table1.
Clinical and common echocardiographic characteristics between DM group and control group
2.2 DM組與正常對照組左心室舒張功能參數比較
DM組E峰、E/A比值、e’峰降低，A峰、E/e’比值升高，DT、IVRT及TE-e’延長，差異有統計學意義(P＜0.05)；DM組Tei指數高于正常對照組，差異有統計學意義(P＜0.05)(見表 2)。
表2
DM組與正常對照組左心室舒張功能參數比較
Table2.
Left ventricular diastolic function parameters between DM group and control group
2.3 DM組TE-e’和IVRT的相關性分析結果
結果顯示，DM患者TE-e’與IVRT呈正相關(r=0.415, P＜0.05)(見圖 3)。
圖3
相關分析顯示DM組TE-e’與IVRT呈正相關
Figure3.
Linear regression analysis showing TE-e' positive correlation with IVRT in DM group
2.4 多元線性回歸分析
將DM組TE-e’作為因變量，年齡、病程、BSA、收縮壓(systolic blood pressure，SBP)、HbA1C、LVEF作為自變量，進行多元線性回歸分析。結果顯示DM患者病程與TE-e’呈正相關(Beta=0.295, P=0.02)，HbA1C亦與TE-e’呈正相關(Beta=0.399, P=0.010)(見表 3)。
表3
DM組多元線性回歸分析結果
Table3.
Multiple linear regression of DM group
2.5 重復性檢驗
IVRT與TE-e’的CV分別為0.09和0.08，表明其測量重復性較好。
3 討論
糖尿病性心肌病是由DM導致心肌代謝和結構異常，是獨立于冠心病及高血壓心臟病的一種特異性心肌病[4]，其臨床癥狀不明顯，常規超聲檢查無法對其心臟功能損害做出敏感評價。國內外許多研究都已證實2型DM患者大多存在左心室舒張功能減低，且出現在疾病早期[8-10]。因此，臨床上需要一種診斷技術盡早發現DM患者心肌功能的細微改變，這對于糖尿病性心肌病早期診斷、早期干預治療、療效評價具有重要臨床意義。
利用脈沖多普勒技術測量二尖瓣前向血流頻譜E峰、A峰、E/A，是評估左心室舒張功能最簡單、最常用的方法。E峰減低、A峰升高、E/A＜1時提示左心室松弛延緩，舒張功能下降。但當舒張功能進一步受損，左心室舒張末期壓力增高時，可出現E/A假性正常化，此時，聯合應用的診斷方法是用組織多普勒技術測量二尖瓣環的舒張期運動速度e’，e’不依賴于前負荷，是評價左心室舒張功能的敏感指標。E/e’可較準確評估左室充盈壓力，其比值升高可反映早期舒張功能減低，但8＜E/e’＜15為評估盲區[11-12]。而近期研究顯示，E峰和與e’峰的起始時間差TE-e’也是評價左心室舒張功能的有效指標[13-16]。
既往，這兩種多普勒技術在不同的心動周期使用，心律不齊時易影響結果的可靠性，重復性較差。本研究采用雙脈沖多普勒同步取樣技術，結合了上述兩種技術的優點，在同一個超聲切面上設置兩個取樣容積，同步測量兩個取樣點的脈沖多普勒及組織多普勒頻譜, 可實現在同一心動周期上測量E峰、A峰、E/A比值、e’、E/e’比值、DT、IVRT、Tei指數、TE-e’，進而提高評估左室舒張功能的準確性和敏感性。
本研究結果提示DM組左心室舒張功能較正常對照組減低，差異有統計學意義(P＜0.05)。DM組Tei指數高于正常對照組，差異有統計學意義(P＜0.05)。
IVRT是評估左心室舒張功能較為準確、敏感的指標，本研究中IVRT與TE-e’在DM患者中均延長, 將IVRT與TE-e’作相關分析，兩者呈正相關，說明TE-e’延長也可反映左心室舒張功能減低，與近年文獻報道一致[12]。
本研究結果顯示，E/e’與DM患者病程及HbA1c呈正相關，提示DM病程延長及血糖代謝紊亂會促進左心室舒張功能的減退，這也與糖尿病性心肌病的主要發病機制即高血糖和胰島素抵抗相一致[4, 17]。影響左心室舒張功能的因素還包括年齡、血壓、左室肥厚等[2, 11, 18-20]。本研究中，DM患者為無高血壓、非肥胖者，提示血糖高低可能是左心室舒張功能的危險因素。
綜上所述，本研究采用雙脈沖多普勒同步取樣技術評估DM患者舒張功能，該技術可于同一心動周期完成二尖瓣前向血流頻譜和二尖瓣前瓣環運動速度頻譜的測量，能更準確、更敏感地發現DM患者早期舒張功能受損情況；TE-e’可作為評價左心室舒張功能的重要參考指標。本研究顯示，雙脈沖多普勒技術評價DM患者左心室舒張功能具有較好的臨床實用價值。
