峰值应变离散度是评价糖尿病患者左室收缩功能变化的可靠性指标.pdf

2型糖尿病是一种慢性代谢性疾病，主要以代谢紊乱及血糖增高为主要特征，严重威胁着人类的身体健康 1-2。早期发现糖尿病患者心脏功能的改变，对降低患者死亡率具有重要临床意义。二维斑点追踪技术（2D-STI）是基于二维图像通过追踪分析心动周期中心肌内组织像素的位置变化来评价室壁运动能力，具有无创、无角度依赖性及可重复性高的特点 3-4；峰值应变离散度（PSD）是2D-STI的一个衍生指标，把心脏的有效工作与电传导及心肌的机械运动相耦合，为17节段应变峰值时间的标准差，能更加敏感地识别心肌出现的亚临床功能障碍，可用于评价疾病早期心肌运动的同步性 5-6。既往研究主要集中在糖尿病持续时间对心脏功能的影响 7，而有关糖尿病患者血糖控制水平与心脏功能的关系有待进一步验证。因此，本研究旨在应用PSD评价糖尿病患者在血糖控制良好与血糖控制不佳状态下的左室收缩功能的改变，以期更早发现左室心肌功能变化，为临床治疗做决策支持。本研究采用糖化血红蛋白（HbA1c）含量进行分组，探究心脏功能在不同的血糖控制水平的变化进行比较，更满足临床的需求，现报道如下。1 资料与方法1.1 一般资料选取2021年9月2022年9月于我院确诊的2型糖尿病患者95例，HbA1c水平被认为是判断2型糖尿病患Peak strain dispersion is a reliable index for evaluating left ventricular systolic functionin diabetic patientsYANG Qian,ZHANG Xia,MA Qiang,TANG MinDepartment of Ultrasound Medical,The First Affiliated Hospital of Wannan Medical Colledge,Wuhu 241002,China摘要：目的 应用峰值应变离散度（PSD）对2型糖尿病患者左室收缩功能的早期改变进行探索。方法 收集本院2型糖尿病患者95例，根据糖化血红蛋白进一步分组，分为血糖控制组（A组，糖化血红蛋白7%，n=45）和血糖未控制组（B组，糖化血红蛋白7.0%，n=50），另取健康体检者50例作为对照组。所有参与者均行常规超声心动图检查并取其参数，采集连续3个心动周期的左室心尖二腔、三腔、四腔。存储二维动态图像在后台描记分析，获得左室整体纵向应变及PSD。比较3组之间参数的差异。结果 A组与对照组间整体纵向应变的差异无统计学意义（P=0.08），B组与对照组相比整体纵向应变减小（P0.01）。A组及B组与对照组相比，PSD均明显增高（P0.01）。相关性分析显示，左室整体纵向应变与PSD间呈负相关关系，糖化血红蛋白及空腹血糖与左室PSD呈正相关关系（P0.01）。结论 PSD可定量评价2型糖尿病患者早期左室收缩功能的改变，是评定糖尿病患者左室心肌运动的一个早期、可靠的指标。关键词：2型糖尿病；整体纵向应变；峰值应变离散度；超声心动描记术；心室功能Abstract:Objective To investigate the early changes of left ventricular systolic function in patients with type 2 diabetesmellitus using peak strain dispersion(PSD).Methods Ninety-five patients with type 2 diabetes mellitus were enrolled.Theywere divided into two groups based on their HbA1c levels:controlled blood glucose group(group A,HbA1c7%,n=45)anduncontrolled blood glucose group(group B,HbA1c7.0%,n=50).An additional 50 healthy subjects were selected as controlgroup.Conventional echocardiography was performed,and parameters were obtained.The left ventricular global longitudinalstrain and PSD were obtained using two-dimensional dynamic images and tracing analysis.The differences in parametersbetween the groups were compared.Results There was no significant difference in left ventricular global longitudinal strainbetween group A and the control group(P=0.08),while left ventricular global longitudinal strain in group B was significantlyreduced compared with the control group(P0.01).Compared with the control group,PSD was significantly increased ingroup A and group B(P0.01).Correlation analysis revealed that left ventricular global longitudinal strain was negativelycorrelated with PSD,while glycosylated hemoglobin and fasting blood glucose were positively correlated with PSD(P0.01).Conclusion PSD can be used to quantitatively evaluate changes in left ventricular systolic function in patients with type 2diabetes mellitus.PSD is an early and reliable indicator for evaluating left ventricular myocardial movement in patients withdiabetes.Keywords:type 2 diabetes mellitus;global longitudinal strain;peak strain dispersion;echocardiography;function of ventricle峰值应变离散度是评价糖尿病患者左室收缩功能变化的可靠性峰值应变离散度是评价糖尿病患者左室收缩功能变化的可靠性指指标标杨 倩，张 霞，马 强，汤 敏皖南医学院第一附属医院超声医学科，安徽 芜湖 241002收稿日期：2023-03-10基金项目：安徽省公益性技术应用研究联动计划项目（1704f0804048）；芜湖市科技计划项目（2020ms3-5）作者简介：杨 倩，在读硕士研究生，医师，E-mail:通信作者：张 霞，硕士，主任医师，E-mail:分子影像学杂志,2023,46(4):643-647doi 10.12122/j.issn.1674-4500.2023.04.12 643者血糖控制状态的最有价值指标 8，为探讨血糖控制水平与血糖未控制水平是否能导致2型糖尿病患者不同程度的心肌病变，将2型糖尿病患者根据HbA1c水平进行进一步分组：HbA1c0.05）；A组与B间的HbA1c及空腹血糖水平差异有统计学意义（P0.01，表1）。本研究已经医学伦理委员会审核通过，所有受检者均知情同意。IndexGender(Male/Female,n)Age(years)Body surface area(m2)BMI（kg/m2）Systolic pressure(mmHg)Heart rate(b/min)Empty abdominal blood sugar(mmol/L)HbA1c(%)Control group(n=50)24/2653.22.01.650.1422.602.78124.689.4971.288.974.750.52N/AGroupA(n=45)23/2256.09.21.680.1623.042.85125.188.3972,6911.247.130.59*6.050.49Group B(n=50)26/2451.312.51.660.1622.382.54121.049.9573.629.0412.050.64*#9.860.68#P0.920.110.560.490.120.480.010.01表1 各组一般资料比较Tab.1 Comparison of general data of each group(MeanSD)*P0.05 vs control group;#P0.05 vs group A.HbA1c:Glycosylated hemoglobin.Group A:Controlled blood glucose group;Group B:Uncontrolled blood glucose group.1 mmHg=0.133 kPa.1.2 研究方法1.2.1 常规超声心动图 所有受试者均接受常规超声心动图检查。在进行超声心动图时均处于窦性心律。常规超声心动图采集及数据测量采用philips EPIQ 7C彩色多普勒超声诊断系统和S5-1探头，其帧频调整为15 MHz。所有参与者均行左侧卧位，并连接胸前导联心电图。符合美国超声心动协会标准切面的要求，获取超声心动图的基本参数，包括左房内径（LAD）、左室后壁厚度（LVPWT）、左室舒张末期内（LVIDD）、左室缩短分数（LVFS）、室间隔厚度（IVSD）、左室射血分数（LVEF）、E峰、A峰、Em和Am，LVEF通过辛普森法获得；左室质量指数（LVMI）通过左室质量评估，其使用Devereux公式除以体表面积计算；计算E/A比值和E/Em比值。在连续3个心动周期的前提下嘱咐患者屏住呼吸进行采集左室心尖两腔、三腔及四腔的二维动态图像并储存，以便获得高质量图像进行脱机分析。1.2.2 图像分析 将导出的动态图像传输到QLab10.5工作站进行脱机分析。选取合适的图像，手动描记所采集的动态图像的心内膜，并对心肌进行斑点追踪分析。每个切面描记完成后点击接收按钮，得到LVGLS及左室总体峰值应变离散度（LVPSD），并生成17节段牛眼图。当操作结果有2个及其以上描记节点不满意时，应重新操作分析（图12）。1.2.3 重复性检验 随机抽取参与者的30个分析结果，由另一位医师对这些数据进行重新分析，该医师在对图像的采集和分析结果不知情的情况下检验观察者间的可重复性；在间隔至少7 d的前提下，由同1名医师使用二维斑点追踪软件软件对这些数据重新进行分析，检查观察者内的可重复性。1.3 统计学分析采用SPSS25.0进行统计学分析。所有参数均行正态性及方差齐性检验，符合正态分布的计量资料以均数标准差表示，多组比较采用单因素方差分析；计数资料以n(%)表示，行卡方检验；评价LVGLS与LVPSD、HbA1c水平与PSD以及空腹血糖水平与PSD的相关性采用皮尔逊相关分析；检验观察者间及观察者内PSD的重复性采用Bland-Altman分析。以P0.05为差异有统计学意义。2 结果2.1 各组超声心动图参数比较A组和B组的LVMI和Em与对照组比较，差异有统计学意义（P0.05）；B组的E峰、A峰、E/A比值、Am及E/Em比值与对照组比较，差异有统计学意义（P0.05）。各组间IVS、LVPWT、LVEF、LVFS、LAD、LVIDD及LVEDV差异均无统计学意义（P0.05）。对照组、A组及B组的LVGLS逐渐减小，LVPSD逐渐增大，差异有统计学意义（P0.05，表23）。分子影像学杂志,2023,46(4):643-647http:/www.j- 644AB图1 A组患者（女，69岁）左室2D-STI图Fig.1 Left ventricular 2D-STI of group A(female,69 years old).A:Apical four-chamber view longitudinal straincurve;B:Left ventricular 17-segment bulls eye.图2 B组患者（男，57岁）左室2D-STI图Fig.2 Left ventricular 2D-STI of group B(male,57 years old).A:Apical four-chamber view longitudinal straincurve;B:Left ventricular 17-segment bulls eye.ABParameterIVS（mm）LVPWT（mm）LVEF（%）LVFS（%）LAD（mm）LVEDD（mm）LVMI（g/m2）LVEDV（mL）Peak E（cm/s）PeakA（cm/s）E/AEm（cm/s）Am（cm/s）E/EmControl group8.221.238.381.3769.485.6839.144.8635.204.9345.924.3771.1515.25106.5619.2882.6818.5362.8016.891.380.458.391.788.491.6410.222.93GroupA8.090.827.911.2466.964.1137.133.6335.563.6046.783.9380.5116.11*108.8419.6076.0913.2963.9115.231.240.317.301.23*8.260.9910.642.23Group B8.231.178.021.0067.985.3638.104.6035.184.6045.024.2183.3316.82*105.7113.9471.6016.94*70.7414.38*1.040.30*6.221.46*#9.251.46*#11.812.93*P0.480.140.060.090.900.130.010.680.010.030.010.010.010.01表2 各组常规超声心动图参数比较Tab.2 Comparison of conventional echocardiographic parameters in each group(MeanSD)*P0.05 vs control group;#P0.05 vs group A.IVS:Thickness of ventricular septum;LVPWT:Left ventricularposterior wall thickness;LVEF:Left ventricular ejection fraction;LVFS:Left indoor diameter shortening rate;LAD:Left atrial diameter;LVEDD:Left ventricular end-diastolic diameter;LVMI:Left ventricular mass index;LVEDV:Left ventricular end-diastolic volume.表3 2型糖尿病患者左室中GLS和PSD参数的损害Tab.3 Damages of GLS and PSD parameters in left ventricle of T2DM patients(MeanSD)*P0.05 vs control group;#P0.05 vs group A.LVGLS:Overall longitudinal strain of left ventricle;PSD:Peak straindispersion.ParameterLVGLS（%）PSD（ms）Control group21.432.9924.534.86GroupA20.192.3735.944.56*Group B17.752.62*#47.043.52*#P0.010.01http:/www.j-分子影像学杂志,2023,46(4):643-647 6452.2 相关性分析皮尔逊分析结果显示，LVGLS与PSD呈负相关关系（r=-0.567，P0.01，图3A）；空腹血糖及HbA1c水平与 PSD 呈正相关关系（r=0.867，P0.01；r=0.781，P0.01，图3BC）。2.3 重复性检验PSD参数在应用Bland-Altman分析结果中显示具有良好的观察者间和观察者内的重复性（图4）。图3 PSD的相关性分析散点图Fig.3 Correlation analysis scatter plot ofPSD.A:Scatter chart of correlation analysisbetween PSD and LVGLS;B:Scatter dia-gramofcorrelationanalysisbetweenHbA1c and PSD;C:Scatter plot of correla-tion analysis between fasting blood glu-cose and PSD.R2线性（L）=0.32180.060.040.020.00.010.015.020.025.030.0LVGLS(%)PSD(ms)R2线性（L）=0.610Glycosylated hemoglobin(%)60.050.040.030.04.06.08.010.012.0PSD(ms)R2线性（L）=0.752.505.007.5010.0012.5080.060.040.020.00.0PSD(ms)Fasting blood glucose(%)CAB图4 PSD值在观察者内及观察者间的Bland-Altman分析Fig.4 Bland-Altman analysis of PSD values within and between observers.A:Bland-Altman analysisdiagram with PSD values in the observer;B:Bland-Altman diagram of interobserver PSD values.PSD difference(ms)Mean PSD(ms)02040602mean1-0.940.94-1AMean PSD(ms)020406021.911mean0-1.08-2PSD difference(ms)B3 讨论2型糖尿病是心血管疾病中重要独立危险因素之一，心肌梗死、充血性心力衰竭和脑卒中是导致2型糖尿病患者死亡的主要原因之一，且与非糖尿病患者相比，糖尿病患者疾病通常起病更早、更隐匿 10-11。HbA1c是血液中的血糖和红细胞中的血红蛋白结合的不可逆性产物，它可以反映近23月的血糖水平，是临床监测长期糖尿病病情的常用指标 12-13，研究证明，HbA1c每变化1%，微血管病变风险降低37%，冠心病及脑卒中风险升高18%，是糖尿病患者心血管并发症死亡的良好预测因子 14。因此，本研究根据HbA1c进行分组，更符合临床实际。研究发现对照组、A组及B组间的LVEF及左室构型的差异无统计学意义；与对照组相比，A组及B组的LVMI、Am和E/Em增高，E、Em和E/A降低，差异有统计学意义，表明糖尿病患者左室舒张功能受损。2D-STI是基于二维图像通过追踪分析心动周期中心肌内组织像素的位置变化来评价室壁运动能力，具有无创、无角度依赖性及可重复性高的特点，可更好地评价左室局部和整体收缩功能，取样角度以及声束方向对此未见明显影响，能客观真实地反映心肌的局部和整体分子影像学杂志,2023,46(4):643-647http:/www.j- 646应变能力 15-17。LVGLS是2D-STI中可以对总体左心室功能进行评估的一个参数，反映了左室中17个心肌节段的机械运动的平均值应变 18。本研究B组与对照组中，B组的LVGLS值减小，差异有统计学意义，这是因为糖尿病是一种代谢性疾病，早期胰岛素代谢信号传导受损、胰岛素分泌过多、心肌细胞脂肪酸代谢增加和线粒体功能障碍 19，出现脂肪和糖代谢的紊乱，让心肌间质产生纤维化和细胞外基质增生，从而对心肌的纵向收缩功能产生了影响 15-16。但GLS忽视了左心室壁是由3层不同结构和走向的肌纤维组成，不同的因素可导致不同的心肌层面的受损 20。故本研究又引用了2D-STI中的一个新的参数：LVPSD，既往研究表明它能把心脏的有效工作与电传导及心肌的机械运动相耦合，为17节段应变峰值时间的标准差，突破左心室整体的局限性，可以对左心室每一层心肌进行分析，能更加敏感地识别心肌出现的亚临床功能障碍 21，可用于评价疾病早期心肌运动的同步性，具有较高的准确性和效率。本研究发现，A组与B组相较于对照组中的PSD均增加，表明在LVEF与LVGLS无明显改变的情况下，LVPSD已经发生了改变，让糖尿病患者左室收缩功能的改变更早反映出来。相关性分析结果表明，LVGLS与PSD呈负相关关系（r=-0.567，P0.01），说明PSD与GLS有良好的一致性，可以作为评价糖尿病患者早期收缩功能障碍的指标；空腹血糖及HbA1c水平与PSD均呈正相关关系（r=0.867，P0.01；r=0.781，P0.01），说明PSD可以作为评价糖尿病患者早期收缩功能的一个可靠指标。Bland-Altman分析表明，左室PSD在观察者间及观察者内都具有良好的重复性。本研究的局限性：本研究为横断面研究，缺乏随访资料，未能评估糖尿病患者左室收缩功能受损的预后意义；本研究单中心研究，样本量较小；2D-STE需要高质量图像，一些患者由于图像质量差而不包含在内。综上所述，PSD在评价糖尿病患者心肌运动协调性及同步性方面具有非常重要的作用，对于早期HbA1c控制良好的糖尿病患者提供更准确、更敏感的左室收缩功能指标，同时与LVGLS、空腹血糖及HbA1c水平有良好的相关性，且重复性强，为临床的及时干预提供诊断依据。参考文献：1 Li CM,Yuan M,Li K,et al.Value of peak strain dispersion indiscovering left ventricular dysfunction in diabetes mellitus 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