二維斑點追蹤技術評價代謝綜合征患者右室收縮功能及其與心外膜脂肪厚度的關系

劉姝靖 萬富鑫 吳 丹 馬 鑫 潘 璐 井一淑 王 琴

代謝綜合征（metabolic syndrome，MS）是一組以腹型肥胖、高血壓、糖代謝異常及脂代謝異常為特點的復雜臨床癥候群，是導致心血管疾病的重要危險因素［1］。隨著生活水平的提高，我國MS 的發病率呈逐年上升趨勢。既往研究［2］表明，MS 會導致左室收縮功能障礙，且早期準確評價右室收縮功能對預防不良心血管事件發生和預后有著重要意義［3］。因此，早期評價MS 患者右室收縮功能至關重要。然而常規超聲心動圖在評價亞臨床右室收縮功能障礙方面存有一定局限。二維斑點追蹤技術（two-dimensional speckle tracking imaging，2D-STI）較常規超聲心動圖能更敏感、準確地評價右室收縮功能。研究［4］表明，內臟脂肪過度積累是MS 心肌收縮功能障礙的重要機制之一。近年來，心外膜脂肪組織被提議可用于評價內臟脂肪厚度，其釋放的致動脈粥樣硬化因子腫瘤壞死因子-α［5］會導致心臟形態和功能的改變。應用常規超聲心動圖能夠測量心外膜脂肪厚度（epicardial fat thickness，EAT），且與MRI 測量的EAT有良好相關性［6］?；诖?，本研究應用2D-STI 評價MS 患者右室收縮功能，并分析其與EAT 的關系，旨在為臨床早期檢測MS 患者亞臨床右室收縮功能障礙，以及預測MS 患者右室收縮功能受損風險提供新的參考指標。

資料與方法

一、研究對象

選取2022 年9 月至2023 年5 月在寧夏醫科大學總醫院就診的65 例MS 患者（MS 組），男38 例，女27 例，年齡30～52 歲，平均（42.52±5.77）歲。MS 診斷參考《中國2 型糖尿病防治指南（2020 年版）》［7］：①腹型肥胖（即中心型肥胖），腰圍≥90 cm（男）或85 cm（女）；②高血糖，空腹血糖（Glu）≥6.1 mmol/L 或糖負荷后2 h 血糖≥7.8 mmol/L 和/或已確診為糖尿病并接受治療者；③高血壓（血壓≥130/85 mmHg，1 mmHg=0.133 kPa）和/或已確診為高血壓并接受治療者；④甘油三酯（TG）≥1.70 mmol/L；⑤高密度脂蛋白膽固醇（HDL-C）＜1.04 mmol/L。上述條件滿足3 項及以上即可診斷為MS。納入標準：符合MS 診斷標準且年齡＞18 歲。排除標準：先天性心臟病、心肌梗死、心肌病、慢性肺部疾病、嚴重心力衰竭、肝腎功能衰竭、心電圖異常，以及經胸超聲心動圖顯示不佳影響分析者等。另選同期性別及年齡與之匹配的健康志愿者35例作為對照組，男18例，女17例，年齡30～49 歲，平均（40.37±4.59）歲；既往無心肺疾病且心電圖、超聲心動圖及實驗室檢查均正常。本研究經醫院醫學倫理委員會批準，所有研究對象均知情同意。

二、儀器與方法

1.常規超聲心動圖檢查及圖像分析：使用GE Vivid E95彩色多普勒超聲診斷儀，M5s探頭，頻率1.4～4.6 MHz；配備EchoPAC 204AFI RV 軟件。受檢者取左側臥位，于胸骨旁左室長軸切面常規測量右室流出道近端內徑（RVOT prox），于心尖四腔心切面測量右室基底部內徑（RV-B）、右室中部內徑（RV-M）、右室長徑（RV-L）、右室舒張末期面積和收縮末期面積，計算面積變化率（FAC）；脈沖多普勒測量三尖瓣口舒張早、晚期峰值流速（E、A），計算E/A；將取樣線置于三尖瓣環處，組織多普勒測量三尖瓣環側壁舒張早期峰值運動速度（e’）、三尖瓣環收縮期峰值速度（S’），計算E/e’；M 型取樣線置于三尖瓣環處測量三尖瓣前葉瓣環收縮期位移（TAPSE）；選取胸骨旁左室長軸切面，以主動脈環和室間隔為解剖標記，確保測量方向與右室游離壁垂直，于收縮末期測量右室游離壁外EAT（圖1）。采集以右室為主的四腔心切面圖像，并儲存5 個心動周期，將圖像導入工作站。應用EchoPAC 204AFI RV 軟件進行分析，手動標記心內膜點的位置，自動獲取右室整體縱向應變（RVGLS）、右室游離壁應變（RVFWS）。圖像采集均由同一經驗豐富的高年資超聲醫師完成；后處理分析由2 名斑點追蹤分析經驗豐富的超聲醫師完成；所有參數均重復測量3 次取平均值。

圖1 EAT測量示意圖

2.臨床資料收集：獲取心率及各代謝因素，其中各代謝因素包括年齡、性別、體質量指數（BMI）、腰圍身高比（WtHR）、收縮壓、舒張壓、空腹血糖（Glu）、TG、HDL-C、低密度脂蛋白膽固醇（LDL-C）、總膽固醇（TC）。

3.一致性檢驗：從所有研究對象隨機抽取20 例，再次進行2D-STI 圖像分析獲取RVGLS、RVFWS 進行一致性檢驗。

三、統計學處理

應用SPSS 26.0 統計軟件，采用Shapiro-Wilk 檢驗計量資料的正態性，正態分布的計量資料以x±s表示，兩組比較采用獨立樣本t檢驗；非正態分布的計量資料以M（Q1，Q3）表示，兩組比較采用Mann-WhitneyU檢驗。計數資料以例或率表示，兩組比較采用χ2檢驗。相關性分析采用Pearson 或Spearman 相關分析法。應用多元線性回歸分析RVFWS 的獨立影響因素；采用Bootstrap 自助抽樣法分析臨床指標是否介導EAT 與RVFWS 之間的關聯。一致性檢驗采用組內相關系數（ICC）進行評估。P＜0.05 為差異有統計學意義。

結果

一、兩組心率及各代謝因素比較

與對照組比較，MS 組BMI、收縮壓、舒張壓、WtHR、Glu、TG、LDL-C、TC 均增高，HDL-C 減低，差異均有統計學意義（均P＜0.05）；兩組年齡、性別、心率比較差異均無統計學意義。見表1。

表1 兩組心率及各代謝因素比較

二、兩組常規超聲心動圖參數及2D-STI參數比較

與對照組比較，MS 組E/e’、EAT 均增高，TAPSE、RVGLS、RVFWS 均減低，差異均有統計學意義（均P＜0.05）；兩組其余參數比較差異均無統計學意義。見表2和圖2。

表2 兩組常規超聲心動圖參數及2D-STI參數比較

圖2 兩組2D-STI圖

三、MS患者RVFWS與各代謝因素的相關性分析

MS 患者RVFWS 與EAT、年齡、收縮壓、舒張壓、BMI、WtHR、Glu、TG、LDL-C、TC均呈負相關，與HDL-C呈正相關（均P＜0.05）。見表3。

表3 MS患者RVFWS與各代謝因素的相關性分析

四、MS 患者RVFWS 與各代謝因素的多元線性回歸分析

多元線性回歸分析顯示，EAT、收縮壓、Glu、TG、HDL-C 均為RVFWS 的獨立影響因素（β=-0.261、-0.185、-0.204、-0.204、0.133，均P＜0.05）。見表4。

表4 MS患者RVFWS與各代謝因素的多元線性回歸分析

五、MS患者RVFWS與EAT間中介效應分析

EAT 對RVFWS 有直接影響（β=-0.6095，95%可信區間：-0.9750～-0.2441），且收縮壓、Glu、TG、HDL-C部分介導EAT對RVFWS的影響（β=-0.6176，95%可信區間：-0.7662～-0.4859），總效應值β1=-1.9524，中介效應占總效應的31.63%。見表5和圖3。

表5 RVFWS與EAT之間中介效應分析

圖3 RVFWS與EAT之間的中介效應分析圖（β1為總效應，*示P＜0.05）

六、2D-STI參數的一致性檢驗

RVGLS、RVFWS 兩次測量一致性均良好（ICC=0.847、0.838，均P＜0.05）。

討論

MS 是一組以肥胖、高血糖（糖尿病或糖調節受損）、血脂異常（高TG 血癥和/或低HDL-C 血癥）及高血壓等聚集發病、嚴重影響機體健康的臨床癥候群，是一組在代謝上相互關聯的危險因素的組合。研究［8］表明，MS 會造成右室功能障礙，而右室功能障礙會增加不良心血管事件發生的風險。因此，及早識別MS患者右室功能改變對臨床早期干預有重要意義。常規超聲心動圖是目前評價右室功能最常用的檢查方法，臨床常用的檢測右室功能的參數有FAC、TAPSE、S’等，但當右室處于亞臨床功能障礙時，這些參數并不敏感。本研究結果顯示，兩組常規超聲心動圖參數TAPSE、E/e’比較差異雖均有統計學意義（均P＜0.05），但其仍均屬正常范圍，且常規超聲心動圖的角度依賴性會影響其對右室收縮及舒張功能評價的準確性。2D-STI無角度依賴性，較常規超聲心動圖能更準確評價右室收縮功能的改變。既往研究［9］表明，內臟脂肪的過度累積是造成心肌功能受損的重要因素，因此準確評價內臟脂肪累積程度對MS 患者的危險分層有重要意義。臨床上常用的評價脂肪累積程度的指標包括BMI、WtHR 等，但是這些指標均無法區分皮下脂肪與內臟脂肪，亟需一種能直接反映內臟脂肪累積程度的指標，以期為MS 患者心血管損傷的風險預測提供指導。心外膜脂肪組織是一種圍繞心臟表面的內臟脂肪組織，常規超聲心動圖可以便捷地獲取EAT，量化內臟脂肪的累積程度?；诖?，本研究應用2D-STI 評價MS 患者右室收縮功能，并分析其與EAT的關系，旨在為臨床早期檢測MS 患者亞臨床右室收縮功能障礙，以及預測MS 患者右室收縮功能受損風險提供新的參考指標。

本研究結果顯示，MS 組RVGLS、RVFWS 均較對照組減低，差異均有統計學意義（均P＜0.05），提示MS患者右室收縮功能障礙。分析原因可能為：①MS患者交感神經系統、腎素-血管緊張素-醛固酮系統過度激活，誘發肺血管高反應性，從而導致右室血流動力學及功能改變［10］；②雙心室之間的相互機械作用也會影響右室收縮功能。既往研究［11-12］表明MS 患者室間隔增厚，而室間隔肌可協助右室射血，推測室間隔的機械變化可能會引發MS 患者右室收縮功能改變；③MS的病理生理基礎為胰島素抵抗，晚期糖基化終末產物和氧自由基生成的增加會使膠原蛋白在心肌中累積，造成心肌纖維化，進而導致心肌彈性喪失［13］，最終表現為右室收縮功能障礙。另外，本研究RVGLS、RVFWS 兩次測量一致性均良好（ICC=0.847、0.838，均P＜0.05），表明兩參數具有良好的可重復性，可用于臨床開展應用。

既往研究［9］表明，內臟脂肪的過度累積是MS引發心血管系統損傷的關鍵環節，其可通過促進胰島素抵抗增加MS 患者發生不良心血管事件的風險。因此，評價MS 內臟脂肪的累積程度可能對MS 的危險分層及預后有一定幫助。心外膜脂肪組織可通過內分泌、旁分泌作用刺激局部炎癥因子釋放，促進胰島素抵抗，引發MS患者心肌功能受損［6］。常規超聲心動圖測量的EAT 不受皮下脂肪組織的影響，可用于評價內臟脂肪。本研究結果顯示，MS 組EAT 高于對照組，差異有統計學意義（P＜0.05），與Demir 等［14］研究結果一致，表明MS 患者心外膜脂肪含量增加，提示心外膜脂肪含量在診斷MS 中的重要性。為了進一步探討反映內臟脂肪累積程度的EAT 與右室收縮功能的關系，本研究選取2D-STI 圖像勾勒的感興趣區僅包含右室游離壁，從而避免室間隔對右室收縮功能評估準確性的干擾，以RVFWS 作為因變量，探討RVFWS 與EAT 的相關性，結果顯示，MS 患者RVFWS 與EAT、年齡、收縮壓、舒張壓、BMI、WtHR、Glu、TG、LDL-C、TC 均呈負相關，與HDL-C 呈正相關（均P＜0.05），表明右室收縮功能受損與EAT 的增加有關。多元線性回歸分析結果顯示，EAT、收縮壓、Glu、TG、HDL-C 均為RVFWS 的獨立影響因素（均P＜0.05）。進一步證實，與BMI、WtHR等未區分脂肪性質的臨床指標相比，EAT 能更好地反映MS 患者內臟脂肪累積對右室收縮功能的影響，凸顯EAT在MS患者危險分層中的重要性。

目前，關于EAT 與RVFWS 之間獨立相關的潛在機制尚未明確。本研究結果顯示，EAT 對RVFWS有直接影響（β=-0.6095，95% 可信區間：-0.9750～-0.2441），且收縮壓、Glu、TG、HDL-C 部分介導EAT 對RVFWS 的影響（β=-0.6176，95%可信區間：-0.7662～-0.4859），總效應值β1=-1.9524，中介效應占總效應的31.63%。表明Glu、TG、HDL-C、收縮壓可能為EAT 與右室收縮功能相關的部分原因，這或許可為內臟脂肪累積與右室收縮功能受損的原因提供新的研究思路。分析原因可能為：①游離脂肪酸是TG 循環中產生心肌能量的來源，其過載或利用不足時會促使心肌內TG 異常積聚，造成心臟脂肪毒性［15］，從而影響心室收縮功能；②收縮壓增高不僅可以通過體液調節直接影響右室收縮功能，也可通過影響肺動脈舒張功能、左室結構及功能間接導致右室收縮功能障礙［3］；③Glu 增高通過損傷自主神經、激活腎素-血管緊張素-醛固醇系統造成膠原蛋白在心肌中累積，致使心肌功能障礙［16］；④HDL-C 可以抵抗氧化應激、逆轉不平衡的脂質代謝從而保護心肌細胞［17］。本研究結果提示TG、Glu、收縮壓、HDL-C有望作為標志物，通過其遠程效應在心外膜脂肪組織調節右室收縮功能中發揮重要作用。

本研究的局限性：①樣本量較小，且為回顧性、單中心研究，可能影響結果的可靠性和普適性；②心臟表面心外膜脂肪組織的分布存在差異，常規超聲心動圖測量會產生一定誤差，今后需結合其他影像學檢查、擴大樣本量進一步研究。

綜上所述，2D-STI能敏感、準確地評價MS患者早期右室收縮功能障礙。EAT 為RVFWS 的獨立影響因素，可通過循環代謝部分介導其對右室功能產生影響。