不同超声心动图技术综合评价尿毒症患者左心结构和功能改变.pdf

岭南心血管病杂志2023年5月第29卷第3期尿毒症是慢性肾衰竭（chronic renal failure，CRF）的终末期，无论肾脏原发病为何，当肾脏功能减退，需要肾脏替代治疗时，心血管系统就已经发生了重大的结构和功能改变1。尿毒症患者即使采取了透析治疗，心血管并发症的发生率仍然很高2，故早期发现尿毒症透析患者心脏结构和功能改变也很重要。超声心动图能做到实时、动态、早期、无创地检测到这种改变，对评价尿毒症患者心血管并发症风险性及预后有重要的临床价值。既往关于不少超声心动图研究侧重与尿毒症患者左心室形态与功能改变上，但房、室非独立系统，在整个过程中会相互影响（图1），故而综合评估尿毒症患者左心结构及功能的改变更有助于病情随访及预后评估。本文就不同的超声心动图技术评价尿毒症患者左心结构及功能损害的优劣势进行相关阐述，以期超声心动图技术能为指导临床工作做出更大贡献。1尿毒症患者左心形态及功能的变化尿毒症患者因水钠潴留、原发性高血压（高血压）等因素致使心脏容量负荷和压力负荷过重3，同时代谢毒素蓄积、炎症作用等也会加重心脏受损程度，造成了尿毒症患者心肌肥厚、心肌纤维化，随着心肌纤维性重构的不断进展，引起左心室心肌僵硬度增加、顺应性减低，最终演变为左心室舒张功能障碍1。因此，尿毒症患者心脏结构和功能的早期改变主要表现为左心室肥厚（left ventricular hypertrophy，LVH）以及左心室舒张功能异常（left ventricular diastolic dysfunction，LVDD）4。而左心房（left atrium，LA）结构和功能重构被认为是舒张期负荷的晴雨表，早期LA通过增强主动射血功能以维持左心室充盈，但当晚期 LA 失代偿时，LA增大，容积增加2，5。超声心动图能做到无创、实时动态监测尿毒症患者心脏结构及功能变化，如 LVH、LA 扩张、房室功能改变等，故可用作评价尿毒症患者左心结构及功能改变的重要辅助工具。2不同超声心动图技术评价尿毒症患者左心形态及功能改变各有千秋2.1二维超声心动图简单评估房室形态LVH是尿毒症患者最早发生在心脏结构方面的改变4。二维超声心动图通过测算左心室壁厚度、左心室质量（left ventricular mass，LVM）等参数来描述左心室几何形态6，7。LVH还与血管损害紧密相关，Hwang等8应用二维超声心动图结合胸部平片对341例行血液透析治疗患者的主动脉弓钙化情况与左心室质量指数（left ventricular massindex，LVMI）之间的关系进行研究，结果发现伴不同超声心动图技术综合评价尿毒症患者左心结构和功能改变刘原，郑丽丽，戴红艳（青岛市市立医院心脏超声科，山东青岛 266000）提要：尿毒症患者较正常人群发生动脉粥样硬化、心力衰竭等心血管并发症的几率明显增高，即便尿毒症患者进行了透析治疗，心血管并发症的发生率仍居高不下。超声心动图能实时、动态检测尿毒症患者的心脏形态及功能改变，对于患者的预后评估和心血管风险分层管理具有重要意义。不同的超声心动图技术评价尿毒症患者左心结构及功能受损的能力各有千秋，综合利用两种及以上的技术互补不仅能更全面地比较不同透析类型尿毒症患者的心功能变化，也更有利于尿毒症患者透析之后的病情随访。关键词：超声心动图；透析；尿毒症中图分类号：R445.1；R459.5文献标志码：A文章编号：1007-9688（2023）03-0337-04doi：10.3969/j.issn.1007-9688.2023.03.19 综述 收稿日期：2022-02-16基金项目：青岛市医疗卫生优秀学科带头人项目资助；青岛市科技惠民示范引导专项任务书（项目编号：21-1-4-rkjk-9-nsh）。作者简介：刘原（1995-），女，大连医科大学在读硕士研究生，规培医师，研究方向为心脏超声诊断。通信作者：戴红艳，E-mail：D 337South China Journal of Cardiovascular Diseases,May 2023,Vol 29,No 3图1尿毒症患者左心结构和功能改变示意图早发性左心室肥厚冠状动脉灌注受限心内膜下心肌纤维化左心室心肌硬度增加左心室舒张功能障碍容量和压力双重负荷的增加左心室舒张期充盈压升高影响舒张早期左心房排空；造成舒张晚期左心房储存血量增多左心房代偿时主动收缩增强以维持左心室充盈；左心房失代偿时，左心房增大、容积增加以及长期尿毒症毒素及炎症反应等因素诱导细胞坏死和凋亡电重构和自主神经重构也发挥了重要作用左心房结构及功能发生改变有血管钙化（vascular calcification，VC）的尿毒症患者左心室壁肥厚的检出率更高（70%vs.50.2%，P=0.001），该研究说明VC会造成尿毒症患者动脉管壁增厚、弹性纤维减少，以至于动脉僵硬、脉压升高，进而促进左心室壁肥厚的进展，这提示尿毒症患者接受透析治疗前就应该进行筛查和干预，以预防或改善VC，从而减缓心血管事件的发生。LVH 致舒张功能障碍，同时尿毒症患者容量负荷超载，均可导致LA 扩大，而二维超声心动图可敏感地检测尿毒症患者LA内径（left atrial diameter，LAD）的变化，对预后有一定预测价值2。Chen等9研究发现慢性肾功能不全患者血清白蛋白与LAD增大显著负相关（=-0.108，P=0.024），分析原因可能是由于低白蛋白会加重内皮损伤、降低动脉扩张性致使LAD增大，LA扩张意味着容量超载、左心室充盈压升高，从而导致肾传出压增加、肾血流量减少，最终导致进行性肾功能下降。结合LAD和血清白蛋白浓度这两个指标有助于预测慢性肾脏病患者的不良结局，从而合理评估心血管风险分层，促进规范治疗从而降低病死率。2.2多普勒参数可用于评价心室功能通过组织多普勒取得二尖瓣环速度曲线，测得二尖瓣环于左心室舒张早期、舒张晚期及收缩期的运动峰值速度（Em、Am、Sm）等数值。利用组织多普勒超声心动图测量二尖瓣和三尖瓣环不同部位的等容收缩时间（isovolumic contraction time，ICT）、等容舒张时间（isovolumic relaxation time，IRT）和射血时间（ejection time，ET），通过ICT和IRT之和除以射血分数（ejection fraction，EF）计算得到左右心室心肌功能指数（myocardial performance index，MPI）即 Tei 指数（the Tei index）（图 2）10。MPI 受心室几何形状、容量负荷变化的影响较小，可评估整体心功能，因此有研究认为该指标也可为临床研究尿毒症患者整体心肌表现力提供了一种新的、无创的手段。然而与左心室射学分数（leftventricular ejection fraction，LVEF）等成熟参数相比，它的附加价值存在不确定性，因此还需要更多的研究来确定MPI在常规纳入临床实践之前应该如何使用10。2.3实时三维超声心动图较二维检测房室容积及功能变化略胜一筹常规超声心动图易受心腔不规则形变的干图2MPI即Tei指数的示意图10注：ECG=心电图；mitral inflow=二尖瓣血流；timing interval=计时间隔；left ventricular outflow=左心室流出道；ICT=等容收缩时间；IRT=等容舒张时间。338岭南心血管病杂志2023年5月第29卷第3期扰，实时三维超声心动图（real time three-dimensional echocardiography，RT-3DE）能直接量化心脏周期的具体某个阶段的体积11，同时提供瞬时动态容积-时间变化的参数曲线图（图 3），因此，与二维超声心动图相较，RT-3DE能更可靠地检测到心脏容积及功能改变12。Nakanishi等13报道慢性肾病患者与对照组 LAVImax 比较，差异无统计学意义（P0.05），而 LA 排空率比较，差异有统计学意义（42.7%11.4%vs.47.8%11.5%，P=0.001），表明肾功能不全患者 LA 功能异常早于左心室结构改变，表现为早期LA通过增强主动射血功能代偿左心室舒张功能异常，以维持最佳心排血量，但当晚期失代偿时，LA增大，容积增加2，5。虽然RT-3DE的准确性较二维超声高，但声窗差、心内膜显示欠清晰时，图像分析所得的结果有时会出现较大误差，故RT-3DE有一定的局限性。图3应用RT-3DE评估不同透析方式的尿毒症患者LA容积-时间变化参数曲线图注：A为血液透析患者；B为腹膜透析患者。A AB B2.4二维斑点追踪成像技术评估房室局部心肌功能变化的能力优于应变率成像同样被用作评估局部心肌功能变化，斑点追踪成像技术的能力明显优于应变率成像，目前应变率成像被使用的频次明显锐减。二维斑点追踪成像（two-dimensional speckle tracking imaging，2D-STI）创建心肌组织在二维图像中的运动，对斑点回声定量分析，计算得到应变、应变率等参数2。Kramann等14研究发现，与非糖尿病尿毒症患者相比，糖尿病肾病终末期患者左心室整体纵向应变（global longitudinal strain，GLS）峰值减低了10%，差异有统计学意义（-12.513.23 vs.-11.263.3，P=0.02），这可能是由于糖尿病肾病终末期患者心肌纤维化程度更重，造成功能性心肌细胞减少得更多，从而导致左心室变形能力更差。除了能准确反映左心室心肌功能，斑点追踪成像目前已被证明是一种可行性高并可重复用来评估 LA 力学的技术15。有研究表明，E/LA-GLS有助于定位血液透析患者中总病死率和心血管病死率升高的高危人群，并建议采用E/LA-GLS大于4.56 m/s的模型预测该人群心血管事件病死率效果最好16。目前，尽管斑点追踪成像（STI）对LA功能进行区域性评估能提供更详细的LA功能信息，但目前尚未确定统一的关于尿毒症患者2D-STI-LA应变参数异常值的参考范围及危险分层的参考标准，因此，需要今后进一步的研究来确定 LA 应变测量作为预测尿毒症患者未来心血管事件的独立预后能力2。2.5三维斑点追踪成像的出现三维斑点追踪成像（three-dimensional speckle 339South China Journal of Cardiovascular Diseases,May 2023,Vol 29,No 3tracking imaging，3D-STI）以三维图像形式描绘心肌运动轨迹，优于多普勒组织成像和 2D-STI 技术，能更准确地评估 LA、左心室心肌功能。有研究应用 3D-STI 比较血液透析和未透析患者左心室整体和局部心肌功能的差异，结果发现尿毒症患者透析后整体三维应变值（global three-dimensional strain，3DS）和左心室区域纵向应变（regional longitudinal strain，LS）均升高，差异有统计学意义（P0.01），提示透析治疗在一定程度上清除体内累积的代谢毒素，从而有助于改善尿毒症患者左心室整体功能和区域长轴收缩功能17。3D-STI时间及空间分辨率较2D-STI低，分析结果易受一个或多个节段的图像质量影响，因此在尿毒症患者的应用中要保证图像清晰，以便提高分析结果的准确性18。3小结与展望尿毒症患者左心结构及功能损害与预后密切相关，超声心动图能做到实时、动态、无创地检测尿毒症患者左心结构及功能的改变，而不同的超声心动图技术各有千秋，如何合理有效地综合利用两种及以上的技术用于比较不同透析类型尿毒症患者的心功能变化，建立常规参数与新兴指标的联系有待今后进一步的研究。参考文献：1 WANNER C，AMANN K，SHOJI T.The heart and vascular system in dialysisJ.Lancet，2016，388（10041）：276-284.2 刘守兵，冉海涛，卢岷.超声心动图评价尿毒症患者左房结构及功能的研究进展 J.临床超声医学杂志，2019，21（9）：688-690.3 YE F Y，LIANG Y T，LIN X C.Two-dimensionalspeckle tracking to image ventricular-arterial coupling inuremia J.Echocardiography，2019，36（1）：87-93.4 OGAWA T，KOEDA M，NITTA K.Left ventricular diastolic dysfunction in end-stage kidney disease：pathogenesis，diagnosis，and treatmentJ.Ther Apher Dial，2015，19（5）：427-435.5 SILBIGER J J.Pathophysiology and echocardiographicdiagnosis of left ventricular diastolic dysfunctionJ.JAm SocEchocardiogr，2019，32（2）：216-232.6 DINI F L，GALEOTTI G G，TERLIZZESE G，et al.Left ventricular mass and thickness：Why does it matter？J.Heart Fail Clin，2019，15（2）：159-166.7 DAYAL N B，MLLER H.Discovery of left ventricularhypertrophy during adult echocardiography J.Rev MedSuisse，2017，13（564）：1106-1112.8 HWANG H S，CHO J S，HONG Y A，et al.Vascularcalcification and left ventricular hypertrophy in hemodialysis patients：interrelationship and clinical impactsJ.Int J Med Sci，2018，15（6）：557-563.9 CHEN S C，CHANG J M，TSAI Y C，et al.Left atrialdiameter and albumin with renal outcomes in chronic kidney disease J.Int J Med Sci，2013，10（5）：575-584.10BENNETT S，WONG C W，GRIFFITHS T，et al.Theprognostic value of Tei index in acute myocardial infarction：a systematic review J.Echo Res Pract，2020，7（4）：49-58.11VELASCO O，BECKETT M Q，JAMES A W，et al.Real-time three-dimensional echocardiography：Characterization of cardiac anatomy and function-current clinicalapplications and literature review update J.Biores OpenAccess，2017，6（1）：15-18.12张琪，戴安，白亚玲，等.实时全容积三维超声心动图评价尿毒症患者透析前后左心室容积及功能的变化 J.临床超声医学杂志，2016，18（10）：657-661.13NAKANISHI K，JIN Z，RUSSO C，et al.Association ofchronic kidney disease with impaired left atrial reservoirfunction：a communitybased cohort study J.Eur J PrevCardiol，2017，24（4）：392-398.14KRAMANN R，ERPENBECK J，SCHNEIDER R K，etal.Speckle tracking echocardiography detects uremic cardiomyopathy early and predicts cardiovascular mortalityin ESRD J.J Am Soc Nephrol，2014，25（10）：2351-2365.15ABID L，CHARFEDDINE S，KAMMOUN S.Relationship of left atrial global peak systolic strain with left ventricular diastolic dysfunction and brain natriuretic peptide level in end-stage renal disease patients with preserved left ventricular ejection fractionJ.J Echocardiogr，2016，14（2）：71-78.16TSAI W C，LEE W H，WU P Y，et al.Ratio of transmitral e wave velocity to left atrial strain as a useful predictor of total and cardiovascular mortality in hemodialysispatients J.J Clin Med，2019，9（1）：85.17CHARFEDDINE S，ABID L，HAMMAMI R，et al.Leftventricular myocardial function in hemodialysis patients：the effects of preload decrease in conventional，Dopplerand speckle tracking echocardiography parametersJ.Pan Afr Med J，2021，38：45.18MURARU D，NIERO A，RODRIGUEZ-ZANELLA H，et al.Three-dimensional speckle-tracking echocardiography：benefits and limitations of integrating myocardialmechanics with three-dimensional imagingJ.Cardiovasc Diagn Ther，2018，8（1）：101-117.340