[摘要] 目的 探討三维斑点追踪技术评价糖尿病患者早期左心功能。 方法 选择2017年1月～2018年4月河北北方学院附属第一医院门诊或住院的2型糖尿病患者83例，其中2型糖尿病44例（糖尿病组）、糖尿病合并高血压39例（糖尿病合并高血压组），选择同期健康人40例（对照组）。应用超声心动图测量常规参数及应用三维斑点追踪技术测量左室整体应变，包括纵向应变（GLS）、圆周应变（GCS）、面积应变（GAS）、径向应变（GRS）及三维左室射血分数（3D-LVEF），比较三组间差异。 结果 各组二维左室射血分数（2D-LVEF）等常规超声心动图测值比较，差异无统计学意义（P > 0.05）。与对照组比较，糖尿病组GLS、GAS、GCS、GRS明显降低，差异有高度统计学意义（P < 0.01），糖尿病合并高血压组GLS、GAS、GCS、GRS、3D-LVEF明显降低，差异有高度统计学意义（P < 0.01），与糖尿病组比较，糖尿病合并高血压组GLS、GAS、GRS、3D-LVEF降低，差异有统计学意义（P < 0.05）。 结论 三维斑点追踪技术在糖尿病患者2D-LVEF正常时可及早发现糖尿病心功能的改变，为临床预防糖尿病心脑血管并发症的发生提供影像学依据。
[关键词] 三维斑点追踪技术；心肌整体应变：心肌损害；糖尿病；左心功能
[中图分类号] R587.2 [文献标识码] A [文章编号] 1673-7210（2018）12（b）-0122-05
[Abstract] Objective To evaluate left ventricular function in early stage of diabetes mellitus by three-dimensional speckle tracking technique. Methods From January 2017 to April 2018， 83 patients with type 2 diabetes who were outpatient or hospitalized in the First Affiliated Hospital of Hebei North University were selected， including 44 cases of type 2 diabetes （diabetes group）， 39 cases of diabetes complicated with hypertension （diabetes complicated with hypertension group）， and 40 cases of healthy people in the same period （control group）. Conventional echocardiography and three-dimensional speckle tracking technology were used to measure the overall left ventricular strain， including global longitudinal strain （GLS）， global circumferential strain （GCS）， global area strain （GAS）， global radial strain （GRS） and three-dimensional left ventricular ejection fraction （3D-LVEF）， and the differences between the three groups were compared. Results The value of conventional echocardiography such as two-dimensional left ventricular ejection fraction（2D-LVEF） in each groups had no significant difference（P > 0.05）.Compared with the control group， GLS， GAS， GCS and GRS in the diabetes group were significantly reduced， with highly statistically significant differences （P < 0.01）. GLS， GAS， GCS， GRS and 3D-LVEF were significantly reduced in the diabetes complicated with hypertension group， and the differences were highly statistically significant （P < 0.01）. Compared with the diabetes group， GLS， GAS， GRS and 3D-LVEF in the diabetes complicated with hypertension group were decreased， and the differences were statistically significant （P < 0.05）. Conclusion Three-dimensional spot tracking technology can detect changes in diabetic heart function early when 2D-LVEF is normal in diabetic patients， providing imaging basis for clinical prevention of diabetic heart and cerebrovascular complications.
[Key words] Three-dimensional speckle tracking technology； Global strain； Myocardial damage； Diabetes； Left ventricular function
2型糖尿病是冠心病的危险因素，其中有一半患者易合并高血压，而高血压又能加重糖尿病并发症，加速心血管疾病发生发展，早期监测心功能并给予积极干预尤为重要[1]。早期2型糖尿病患者心功能可能仅有轻微改变，左心室射血分数多正常，常规心脏彩超难以发现异常，三维斑点追踪成像技术通过左心室全容积成像追踪左心室心肌在空间任意方向位移，可检出早期心肌功能变化[2]。本研究应用3D-STE技术检测早期2型糖尿病患者左心室心肌整体应变，为早期诊断2型糖尿病心肌损害提供影像学依据。
1资料与方法
1.1 一般资料
选择2017年1月～2018年4月河北北方学院附属第一医院（以下简称“我院”）门诊或住院的2型糖尿病患者83例，其中2型糖尿病组44例，男22例，女22例，平均年龄（49.9±14.2）岁；糖尿病合并高血压组39例，男15例，女24例，平均年龄（55.2±7.2）岁。纳入标准：左室射血分数均正常（>55%），窦性心律，患者血糖、血压控制在正常范围内。糖尿病组诊断标准参照美国糖尿病学会诊断标准[3]，符合三多一少等典型糖尿病症状，空腹血糖≥7.0 mmol/L，糖耐量试验2 h血糖≥11.1 mmol/L。高血压诊断标准采用WHO/ISH标准，收缩压≥140 mmHg和/或舒张压≥ 90 mmHg（1 mmHg=0.133 kPa）。排除标准：常规检查排除冠心病、心律失常、严重心脏病、合并肝肾功能不全、肺部疾病及图像质量欠佳者。选择同期健康对照组40例，男18例，女22例，平均年龄（51.2±12.9）岁，对照组纳入标准：左室射血分数正常（> 55%），经体格检查、实验室检查心电图及常规心脏超声检查未发现心脏疾病，无高血压、冠心病、心律失常、肺部急慢性疾病及系统性疾病。本研究经过我院医学伦理委员会批准，所有纳入研究对象均知情同意。
1.2 仪器与方法
采用Toshiba Artida 880超声仪，患者取左侧卧位，在平静状态下连接心电图，采用PST-30SBT（2.5～5.0 MHz）二维探头常规经胸超声心动图检测，各组左室舒张末期室间隔厚度（interventricular septal thickness at end-diastole，IVSTd）、左室舒张末期左室后壁厚度（left ventricular posterior wall thickness at end-diastole，LVPWTd）、左室舒张末期容积（left ventricular end-diastolic volume，LVEDV）、左室收缩末期容积（left ventricular end-systolic volume，LVESV）、二维左室射血分数（two-dimensional left ventricular ejection fraction，2D-LVEF），以双平面Simpson法计算2D-LVEF，PST-25SX（1.0～3.0 MHz）三维探头，在心尖部位四腔心切面，进入PRE FULL模式，保存标准左室全容积动态图像。
分析数据：打开保存的左室全容积动态图像，在“Layout”模式下启动3D-STI，图像自动转换成左心室两腔心切面及心尖四腔心切面，在四腔心与两腔心切面调整2条纵线，然后使3条横线与其垂直，平均划分左心室，之后采用3DT分析软件，分别在二尖瓣环前后叶瓣根部心内膜面各取1个点，在心尖内膜面取1个点，软件自动勾画出左心室心内膜和心外膜边界，勾画完成后点击“Start”键软件自动计算出3D-STI各参数：左室整体纵向应变（global longitudinal strain，GLS）、整体圆周应变（global circumferential strain，GCS）、整体面积应变（global area strain，GAS）、整体径向应变（global radial strain，GRS）、三维左室射血分数（three-dimensional left ventricular ejection fraction，3D-LVEF）。
1.3 統计学方法
采用SPSS 17.0统计学软件对数据进行分析，计量资料以均数±标准差（x±s）表示，计数资料采用χ2检验，组间比较采用单因素方差分析，组内比较采用LSD-t检验，以P < 0.05为差异有统计学意义。
2 结果
2.1 各组一般临床资料比较
糖尿病合并高血压组收缩压、舒张压、糖化血红蛋白（HbA1c）分别高于糖尿病组及对照组（P < 0.05），而糖尿病组仅HbA1c高于对照组（P < 0.05），各组年龄、性别、心率比较差异无统计学意义（P > 0.05）。见表1。
2.2 各组常规超声心动图测值比较
各组在常规二维LVEDV、LVESV、IVSTd、LVPWTd、2D-LVEF之间差异无统计学意义（P > 0.05）。见表2。
2.3 各组三维超声参数比较
与对照组比较，糖尿病组GLS、GAS、GCS、GRS明显降低，差异有统计学意义（P < 0.01），糖尿病合并高血压组GLS、GAS、GCS、GRS、3D-LVEF明显降低，差异有统计学意义（P < 0.01），与糖尿病组比较，糖尿病合并高血压组GLS、GAS、GRS、3D-LVEF降低，差异有统计学意义（P < 0.05）。见图1、表3。
A：对照组；B：糖尿病组；C：糖尿病合并高血压组
3 讨论
糖尿病长期代谢紊乱可导致血管损害[4-6]，可引起心、脑、肾、眼、足等多部位并发症[7-11]，糖尿病最常见、最严重的影响是心肌受累，糖尿病患者由于自身胰岛素对葡萄糖摄取及利用率下降，进而导致心肌细胞对葡萄糖利用障碍，心肌缺乏能量供应，从而使心脏的收缩及舒张功能下降，心肌长时间的缺血、坏死，最终引发糖尿病心肌病变的发生，因此早期发现、有效干预治疗对延缓糖尿病并发症的发生尤为重要[12-14]。
目前常规超声心动图是糖尿病患者左室收缩功能评价常用方法，組织多普勒成像也可评价左心室收缩功能[15-17]，但其测值具有角度依赖性，二维斑点追踪，技术[18]虽无角度依赖性，可多角度评定心肌节段的应变情况，但因斑点跟踪仅局限于二维平面，而且追踪容易出现心肌斑点脱落到平面外，无法实现实时追踪准确性较低，心肌运动是一个复杂的三维空间运动，三维应变可准确评价左心室功能变化[19]。Mada等[20]研究发现斑点追踪技术是评价心肌缺血的一种敏感的检测方法。早期糖尿病患者心功能可能仅有轻微改变，二维超声左心室射血分数多正常，常规心脏超声难以发现异常，三维斑点追踪技术通过实时检测心肌的形变及形变速度，存储全容积图像，使分析的图像不受声束入射角度的影响，可更全面、准确反映心肌的运动，可定量检出早期心肌功能变化[21]。Sun等[22]通过三维斑点追踪技术分析左室心肌应变及位移等室壁运动指标，发现其能敏感地发现不同左室水平的室壁运动情况。本研究通过三维斑点追踪技术分析左心室GLS、GAS、GCS、GRS、3D–LVEF的数据，三组比较差异有统计学意义（P < 0.05），提示三维斑点追踪技术可较敏感地发现糖尿病及糖尿病合并高血压的左心功能改变；有研究显示GLS可以提示早期室壁运动改变[23-24]，本研究中与对照组比较，单纯糖尿病组GLS、GAS、GCS、GRS明显减低，差异有统计学意义（P < 0.01），原因可能是GLS反映心肌纵向应变，而纵向应变主要由心内膜心肌收缩产生，此类肌纤维收缩力强，对缺血缺氧最敏感，先于其他方向应变受到损害，因此GLS可早期反映心肌损害；GAS是三维斑点追踪技术特有的分析方法，通过全容积扫描，可对心内膜每一处的面积应变进行描记追踪，然后加权各个方向的心肌面积应变，面积应变受圆周方向与纵向的多方向影响。有研究显示当GLS与GCS减小不明显时，GAS是二者的综合反映，结果有统计学意义，提示GAS可更早、更敏感地发现心肌缺血[25-26]，本研究结果与其一致；GRS较对照组减低，可能原因是三维斑点追踪采用的是多平面成像方式，较二维斑点追踪更能反映心脏整体三维运动；糖尿病合并高血压组与对照组及糖尿病组相比GLS、GAS、GCS、GRS、3D-LVEF减低，可能原因是由于糖尿病合并高血压，血管内膜受损，冠状动脉易出现粥样硬化，血压高周围血管阻力大，增加心脏的后负荷，易导致心肌血液灌注不足，从而导致心肌收缩功能减低，相对于单纯2型糖尿病组心肌各个方向微循环损害更严重，患者左心室收缩功能受损加重；以往二维所获LVEF主要反映环形肌在短轴方向的缩短功能，而左心室收缩功能主要取决于长轴方向的运动，故其准确率不高，3D-LVEF是通过全容积扫描并追踪完整的心动周期左室容积的变化所获得，其描记出的三维图形更接近左室立体模型，因而3D-LVEF较二维测值更准确，本研究显示，各组间2D-LVEF比较差异无统计学意义，而三组间的3D-LVEF比较差异有统计学意义，且两两比较时，糖尿病合并高血压组的3D-LVEF与对照组及糖尿病组相比，差异均有统计学意义，提示在心功能正常时3D-LVEF较2D-LVEF能更早发现左心室收缩功能变化，且糖尿病合并高血压患者心功能较单纯糖尿病患者心功能更早受到损害。
本研究的局限性：①三维斑点追踪技术对图像质量要求高，有时需要手动调整内膜边界，具有一定主观性，客观性降低。②本研究对于糖尿病患者病程及是否治疗等未进行研究及随访，样本量较小，仍需进一步加大样本量进一步研究。
三维斑点追踪技术在糖尿病患者2D-LVEF正常时可敏感发现糖尿病患者早期心肌功能改变，弥补常规超声心动图不足，可为临床监测糖尿病早期心肌损伤，在患者还没有明显临床症状的情况下及早发现心功能的改变，为临床预防糖尿病心脑血管并发症的发生提供影像学依据。
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（收稿日期：2018-10-08 本文编辑：封 华）