组织多普勒成像评价 GHb 异常的糖尿病患者左室舒张功能的研究

                    作者：许晓华 李振洲 李泉水 郭国强 熊华花 陈胜华 孟方 

【摘要】  目的：利用组织多普勒成像（Tissue Doppler Imaging, TDI）技术，评价糖化血红蛋白（Glycosylated Hemoglobin, GHb）异常的 2 型糖尿病（Type 2 Diabetes Mellitus, DM2）患者的心脏左室舒张功能。方法：应用 TDI 技术观测二尖瓣环心肌舒张早期速度（Em）和舒张晚期速度（Am），应用脉冲多普勒成像（Pulse Doppler Imaging, PDI）技术测量二尖瓣口舒张早期最大血流速率（E）和舒张晚期最大血流速率（A），并 Em/Am、E/A。结果：与正常对照组（NOR 组） 相比，DM2 组的 Em/Am、E/A 显著减低，有统计学意义；而 A 稍高及 Am 稍低、Em 稍低、E 稍低，这些参数均无统计学意义。40 例 GHb 异常的 DM2 组，以 Em/Am < 1 及 E/A < 1 等提示舒张功能减退，与 NOR 组相比，DM2 组有统计学意义。结论：超声检查，尤其是 TDI 技术，能较好的评价 GHb 异常 DM2 的心脏舒张功能。

【关键词】  组织多普勒成像；2 型糖尿病；糖化血红蛋白；左心舒张功能

    〔Abstract〕  Objective     Using  TDI  to  evaluate  left  ventricular  diastolic  function  of  abnormal  glycosylated hemoglobin  (GHb)  type  2  diabetes  mellitus  (DM2).    Methods     Using  TDI  to  observe  the  early  diastolic  velocity (Em)  and  the  advanced  diastolic  velocity  (Am)  at  mitral  central  myocardial,  and  using  PDI  to  measure  the most  diastolic  blood  flow  velocity  (E)  early  and  the  most  diastolic  blood  flow  velocity  (A)  advanced  at mitral,  and  calculated  Em/Am,  E/A.    Results     Compared  with  the  normal  group,  Em/Am  and  E/A  in  DM2 group  had  reduced  significantly.  A  made  higher  slightly,  Em、Am  and  E  made  lower  slightly,  all  these  parameters  were  not  statistically  significant.  If  Em/Am  <  1  and  E/A  <  1  were  considered  parameters  as  diastolic  dysfunction,  compard  with  normal  group,  DM2  group  with  abnormal  GHb  was  statistical  significance.    Conclusion     Ultrasound  technology,  in  particular  TDI,  is  able  to  better  evaluate  left  ventricular  diastolic  function  of  abnormal  GHb  DM2.

    〔Key  Words〕    Tissue  doppler  imaging;  2  type  diabetes;  Glycosylated  hemoglobin;  Left  ventricular  diastolic  function

    　　原发性非胰岛素依赖型糖尿病又称 2 型 DM（DM2），约占 90%，DM 引起的心脏损害是其主要并发症之一，心脏早期以舒张功能减退为主要改变，如果血糖不加以控制，任其，最终将导致舒张功能及收缩功能同时减退，发展成糖尿病性心肌病（DC），DC 是 DM 心力衰竭和猝死的主要原因[1]。因此，对 DM 患者的心脏损害进行正确诊断，特别是早期诊断，将有助于指导临床选择合理的方案，从而降低 DM 心脏损害给患者带来的危害。本研究对 40 例 GHb 异常的 2 型 DM 患者在排除其他心脏等疾患外对其左室舒张功能进行对照检查，以期在以前国内外学者对糖尿病心脏损害研究的基础上，进一步应用 TDI 技术观测 GHb 异常的 DM2 患者的左室舒张功能的改变。

    1    材料与方法

    1.1    研究对象及使用仪器

    1.1.1    糖尿病诊断标准    根据 1997 年美国糖尿病协会提出修改糖尿病诊断标准的建议，1999 年 10 月我国糖尿病学会采纳的新诊断标准：糖尿病症状 + 任意时间血浆葡萄糖水平≥11.1 mmol/L，或空腹血浆葡萄糖水平≥7.0 mmol/L，或口服葡萄糖耐量试验中 2 h 血浆葡萄糖≥11.1 mmol/L，这些葡萄糖水平需测两次，予以证实，DM 诊断才成立。临床上排除 1 型糖尿病和其它类型的糖尿病。

    1.1.2    研究对象    所有研究对象都行 GHb 检测。诊断为 DM2 但 GHb 正常者、成人对照组但 GHb 异常者均不纳入研究范围。GHb 异常的 DM2 患者共 40 例，男 27 例，女 13 例，平均年龄（44.1±6.5）岁。选取 37 例 GHb 正常的健康成年人作为对照组（NOR 组），37 例中男 20 例，女 17 例，平均年龄 （41.2±3.7）岁。DM2 组平均 GHb 量（8.19±1.28）%，NOR 组平均 GHb 量（5.05±1.01）%。

    1.1.3    其他疾病排除    所有研究对象均为窦性心律，排除其他心脏疾病（如冠心病、风心病、先心病、肺心病等）及肾病等，DM2 组要重点排除冠心病和高血压两种病，冠心病排除通过以下手段及方法：心电图运动试验、冠脉造影、体格检查、病史综合分析；高血压病排除通过以下手段及方法：病史中从没发现过高血压、不同时间反复 3 次以上测量血压均小于 140/90 mmHg（1 mmHg=0.133kPa）。

    1.1.4    仪器采用 Philips iE33 型超声仪，配有 TDI 分析软件，S5-1 心脏探头，频率为 1~5 MHz。

    1.2    测量方法

    PDI 检查：于心尖四腔心切面取样容积置于二尖瓣尖水平，测量舒张早、晚期最大流速 E、A。

    TDI 检查：将系统设置于定量组织速度成像程序，获得心尖四腔心切面的心肌组织彩色图像后冻结，将速度取样容积置于二尖瓣环近室间隔侧，取样线尽量与二尖瓣环垂直，即可得到二尖瓣环速度曲线，测量二尖瓣环舒张早、晚期最大运动速度（Em、Am）。

    1.3    数据统计学处理

    采用 SPSS 11.0 统计软件进行数据分析，所有数据以“均数±标准差”表示，两组间采用非配对 t 检验。两组间的两两比较用卡方检验。

    2    结    果

    2.1    两组组织多普勒参数比较

    GHb 异常 DM2 组的 Em 稍低于 GHb 正常 NOR 组（P > 0.05）。GHb 异常 Dm2 组的 Am 稍低于 GHb 正常 NOR 组（P > 0.05）。GHb 异常 DM2 组的 Em/Am 显著低于 GHb 正常 NOR 组（P < 0.05）。见表 1。

    2.2    两组二尖瓣口血流参数比较

    GHb 异常 DM2 组的 E 稍低于 GHb 正常 NOR 组（P > 0.05）。GHb 异常 DM2 组的 A 稍高于 GHb 正常 NOR 组（P > 0.05）。GHb 异常 DM2 组的 E/A 低于 GHb 正常 NOR 组（P < 0.05）。见表 2。

    2.3    两组二尖瓣口血流、组织多普勒参数比较

    以 Em/Am < 1 为舒张功能减退异常诊断标准，则左心室舒张功能减退检出率 DM2 组为 23/40，NOR 组为 4/37，两者间差异有显著性（P < 0.01）。如以 E/A < 1 为舒张功能减退异常诊断标准，则左心室舒张功能减退检出率 DM2 组为 14/40，NOR 组为 2/37，两者间差异有显著性（P < 0.01）。DM2 与 NOR 组比较，E/A < 1、Em/Am < 1 出现的概率，前者显著大于后者（P < 0.01）。以 E/A < 1、Em/Am < 1 为异常，两种方法对 DM2 组舒张功能异常检出率分别为 35%、58%，两组之间存在显著性差异（P < 0.01）。

    3    讨    论

    DM 是常见病、多发病，其患病率正随着人民生活水平的提高、人口老龄化及生活方式的改变而在全球范围内逐年上升，我国现有 DM 患者约 3 千万，DM 已成为发达国家中继心血管病和肿瘤之后的第三大非传染性疾病，对社会和带来沉重的负担[3]。

    对于 DM 的诊断和 DM 后的疗效观察，传统上都以检测血糖值作为指标，但血糖只反映即刻水平，与当时测试者饮食、运动状况及抽血时间有很大关系，很难真实的反映出患者一段时间内的血糖水平，也难以真实的反映 DM 对心脏等组织的损害；而 GHb 不同，它与血糖浓度呈正相关，且为不可逆反应，GHb 的测定可反映过去 2~3 个月的平均血糖水平，是能比较客观衡量血糖控制水平的重要标准。

    TDI 技术在传统彩色多普勒仪的基础上通过改变多普勒滤波系统，除去心腔内血流产生的高速频移信号，保留心肌运动产生的低速频移信号，并经相关系统处理以彩色编码显示出来。TDI 是一项检测室壁运动的技术，它能显示心肌的低速运动信号，从而获得有关心肌运动速度的定量资料。有报道此技术能大大检出早期心脏损害，TDI 技术克服了频谱多普勒出现的“伪正常”现象，无疑为临床早期检测出 DM 心脏损害左室舒张功能变化提供了一种无创性全新方法。

    本研究结果显示：在 GHb 异常的 DM2 中，PDI 技术已经可以检测出二尖瓣口舒张早期血流速度的减慢及舒张晚期心房收缩功能增强以致血流速度的加快，提示左室整体舒张功能的下降；TDI 技术检测的心肌舒张早期和晚期心肌运动速度也较正常降低，进一步说明已经出现了心肌舒张功能受损。对于 DM 早期所致的心脏左室舒张功能的减退，各学者研究的结果比较一致[4-6]，其机制可能与 DM 患者代谢紊乱有关，在心脏舒张这个大量消耗 ATP 的过程中心肌不能充分利用游离脂肪酸，有较多的甘油三酯和部分 PAS 阳性物质沉积，引起心肌变性僵硬和纤维化，使心肌顺应性减退[7]。

    本研究还发现，与 GHb 正常的 NOR 组比较，GHb 异常 DM2 组的 E/A、Em/Am 等显著降低有统计学意义；而 E、Am 和 Em 稍低无统计学意义，A 稍高无统计学意义；以 E/A < 1、Em/Am < 1 为异常，两种方法对 DM2 组舒张功能异常检出率存在显著性差异，以 Em/Am < 1 更为敏感。

    对参数 Em、Am 的意义存在分歧，有报道[8，9]研究认为：Em 在两组之间差异无统计学意义，Am 值差异则有统计学意义，Am 在糖尿病组明显加快。但是，在本次实验应用 TDI 技术测量二尖瓣环心肌运动速度时，发现 DM 组 Em 虽有降低，但 Am 并不加快，Em、Am 降低无统计学意义，出现这种情况，可能跟 DM 发病的时间有关系。研究所得出的结果也与国内学者仉晓红等[9]的研究结果提出的“DM 组 Em、Am 均显著小于对照组且有统计学意义”不一致，如果出现 Em、Am 均小于正常对照组且有显著意义时，可能提示左室舒张功能已经有减退，DM 心肌病（DC）的客观存在。当糖尿病患者还没有出现明显的心脏功能受损的临床症状时，一般的超声心动图和心电图检查可以为正常。在进行组织多普勒和心肌应变率检测时，其收缩期最大应变和应变率绝对值降低，说明此时的心肌收缩功能降低，同时，组织多普勒检测的心肌舒张早期和晚期心肌运动峰值速度也较正常显著降低，说明此时也已经出现心肌舒张功能受损。DM 病患者在尚未出现明显的临床症状以前，其心肌结构和功能已有变化。这些心肌结构和功能的早期改变，用常规超声心动图不能检出，但利用组织多普勒超声和心肌应变率则可在糖尿病性心肌病变的早期检出。总之， Em/Am 及 E/A 具有良好的相关性。因此，对疑有 DM 心脏功能改变的时候，可以结合 Em/Am 及 E/A  两个参数综合考虑，而 Em/Am 可能更加敏感一些。

    TDI 来评价局部心肌功能，具有其他超声技术所不及的。但是 TDI 技术并不完善，它所检测的心肌受到心脏运动和周围心肌运动的影响，测及的速度为心肌自身运动速度和心脏整体运动速度在多普勒声束方向上的矢量和，在心肌自身运动速度改变较小或心脏整体运动加强时，其检测的敏感性受到一定的限制。本实验通过对 GHb 正常与否的 NOR 组和 DM2 组两组对比研究，发现 DM2 组的 Em/Am、E/A 显著减低，TDI 技术对心脏舒张早期功能减退的诊断有较大意义。近来，随着新的超声显像技术进入到临床之中，如心肌应变率成像技术[10]（Strain Rate Imaging, SRI）、超声二维斑点追踪技术（Speckle-tracking Imaging, STI）等，在评价早期 2 型糖尿病左室心功能方面将有可能给预临床诊断和治疗带来更多的帮助。SRI 技术等在此方面的应用价值值得进一步研究。

【参考】
  〔1〕 Uusitupa M, Mustonen J, Laakso M, et al. Impaiment of diastolic function in middle-aged type 1 and type 2 diabetic patients free of cardiovascular disease〔J〕. Diabetologia, 1998, 31(11):783-791

〔2〕 叶任高, 陆再英. 内(第6版)〔M〕. 北京:人民卫生出版社, 2004. 796

〔3〕 Jan D'hooge, Bart Bijinens. Echocardiographic strain and strain rate imaging: a new tool to study regional myocardial function〔J〕. IEEE Transactions on Medical Imaging, 2002, 21(9):1022-1030

〔4〕 Yip G, Abraham T, Belohlavek M, et al. Clinical applications of strain ratei maging〔J〕. J Am Soc Echocardiogr, 2003, 16 (12 ):1334-1342

〔5〕 Andersen NH, Poulsen SH, Eiskjaer H, et al. Decreased left ventricular longitudinal contraction in nor motensive and normoal buminuric patients with Type II diabetes mellitus: a Doppler tissue tracking and strain rate echocardiography study〔J〕. Clinical Science, 2003, 105(1):59-66

〔6〕 Mahmoud A, Mahgoub AS, Abd-Elfattah M. Diabetes mellitus and cardiac function〔J〕. Mol Cell Biochem, 1998, 180:59-64

〔7〕 段炼, 黎春雷, 黄润青. 应变率显像对糖尿病患者左室心肌局部收缩及舒张功能的研究〔J〕. 超声医学杂志, 2006, 22(9):671-673

〔8〕 何水波, 朱天刚, 初楠. 应变及应变率显像对2型糖尿病局部心肌功能的评价〔J〕. 中华超声影像学杂志, 2007, 16(1): 85-86

〔9〕 仉晓红, 田家凯, 李晓燕. 应变和应变率对早期发现糖尿病性心肌病的应用价值〔J〕. 中华超声影像学杂志, 2007, 16(1):33-35

〔10〕Edvardsen T, Bernhard L, Carot J, et al. Quantitative assessment of intrinsic regional myocardial deformation by Doppler strain rate echocardiography in humans-validation against three-dimensional tagged magnetic resonance imaging〔J〕. Circulation, 2002, 106(1):50-56