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慢性肾脏病(chronic kidney disease,CKD)的发病率在世界范围内居高不下,社会负担重,依据KDOQI标准分为5期。与健康人相比,1-3期CKD患者心血管疾病的发病率和死亡率均较高,然而其心脏结构和容量的变化相对较小,心脏射血分数也常在正常范围。事实上,1-3期CKD患者已发生弥漫性心肌间质纤维化,导致了心内血流异常。因此,我们需要从血流动力学角度对1-3期CKD患者心脏进行准确、可重复性的评估,发现疾病早期的心功能不全,以免错过有效治疗的最佳时机。血流向量成像(Vector Flow Mapping,VFM)技术是目前可视化观察心腔内血流状况的影像学新技术。此技术操作简单,无创,廉价,便于推广,且准确性已被粒子成像测速技术证实。另外,与传统多普勒技术相比,VFM技术无角度依赖性和感兴趣区域的限制,可以得到心腔内二维平面上各个位置的血流速度矢量。基于VFM技术,我们不仅能通过简单便捷的操作清晰显示左室内血流状态,还可以对其进行定量分析。能量损耗(Energy loss,EL)和涡流(Vortex)参数是VFM技术下新的量化的流体力学参数,分别反映心腔内血流效率和心腔血流流场的情况。大量的研究已证实了这些新参数的可重复性和有效性。近年来,VFM逐步应用于CKD患者心功能评价,有学者应用VFM对尿毒症(晚期CKD)患者左心室血流动力学进行了量化评价,显示了该技术用于CKD心脏评价的有效性。1-3期CKD(早期CKD)患者心脏容量和结构的改变都不及4-5期CKD患者显著,但其心肌已存在弥漫性纤维化,心脏内血流状态已经出现异常。我们推测应用VFM对1-3期CKD患者心腔内血流进行定量研究可能会从血流动力学角度提示早期CKD患者心脏功能受损,但相关研究尚不清楚。另外,高血压是导致心血管并发症的一个主要因素,但许多1-3期CKD患者的血压并未得到很好的控制,增高的血压是否进一步加剧了血流异常,目前尚未有相关研究。本研究将用VFM技术定量分析1-3期CKD患者心腔内血流变化,并关注控制不良的血压对其造成的影响,进而为有效控制早期肾脏病患者心脏损害,降低心血管疾病的风险提供有价值的临床数据。第一部分血流向量成像技术评估1-3期慢性肾脏病患者左心室能量损耗目的:1-3期CKD患者存在心内血流状态异常。左心室EL是基于VFM技术的一个重要参数,表示左心室液体以热能形式损失的能量,被用来评估心腔内血流效率。本研究评估1-3期CKD患者的左心室EL,并探讨高血压这一主要心血管危险因素是否会使左心室EL进一步增加。方法:邀请2016-2018年河北医科大学第二医院按照CKD临床指南进行专业治疗的CKD(KDOQI 1-3期)患者参与本研究。入选标准:稳定的1-3期CKD患者,有原发性肾小球肾炎(经肾脏穿刺诊断),窦性心律,超声心动图图像质量优良。排除标准:心衰、器质性瓣膜狭窄或反流,心绞痛或心肌梗死、先天性心脏病、肥厚性心肌病、肺心病、原发性高血压和糖尿病病史。研究招募1-3期CKD患者48例,对照组41例,进行经胸超声心动图检查。CKD患者进一步分为不合并高血压的亚组(N-HTN)、血压控制良好的亚组(W-HTN)和血压控制不良的亚组(P-HTN)。利用VFM技术从心尖三腔心切面分析计算左心室EL。通过相关性分析和逐步回归分析探讨可能影响左室EL的因素。结果:与对照组相比,1-3期CKD患者在全舒张期、舒张晚期、全收缩期、等容收缩期和射血期左心室EL增加。与其他CKD亚组相比,血压控制不良的CKD患者左心室EL增高。二尖瓣早期充盈波峰值速度与二尖瓣环早期峰值速度之比(E/e’ratio)、二尖瓣早期充盈波峰值速度(E wave)、左室质量指数(left ventricular mass index,LVMI)是舒张期EL的独立预测因子;而收缩压(systolic blood pressure,SBP)和LVMI是收缩期EL的独立预测因子。结论:左心室EL可作为评价1-3期CKD患者血流效率受损的一个超声心动图参数。提示了高血压是导致心腔内血流异常的重要因素。本研究可能为早期诊断CKD患者心功能障碍并降低心血管风险提供有价值的临床资料。第二部分血流向量成像技术评估1-3期慢性肾脏病患者左心室涡流改变目的:1-3期CKD患者易合并心脏损害,并已存在心内血流异常。涡流是心腔内血液流动的重要形式,本研究旨在应用VFM技术定量分析1-3期CKD患者心腔内涡流变化,同时关注血压对其产生的影响。方法:研究招募1-3期CKD患者48例,对照组41例(研究人群同第一部分),记录减慢充盈期和等容收缩期每一帧图像左室的涡流参数并计算平均值:减慢充盈期涡流面积(Vortex area during slow filling period,AV1)、减慢充盈期涡流循环值(Vortex circulation during slow filling period,CV1)、等容收缩期涡流面积(vortex area during isovolumetric contraction period,AV2)、等容收缩期涡流循环值(vortex circulation during isovolumetric contraction period,CV2),计算一个心动周期中涡流存在时间占整个心动周期的比例(time ratio of vortex to cardiac cycle,RT),所有数据取三个心动周期的平均值,比较肾病组和对照组间差异。病例组进一步分为血压正常组(a subgroup with no hypertension,N-HTN)和血压升高组(a subgroup with hypertension,H-HTN),并进行两组间比较。研究各涡流参数的相关及影响因素。结果:与对照组比较,慢性肾病患者的AV2和CV2增高(均P<0.05),而AV1、CV1以及RT无明显统计学意义(均P>0.05)。与N-HTN组比较,H-HTN组的AV1、CV1、AV2、CV2、RT均增高(均P<0.05)。多普勒参数、心脏构型参数和血压分别是涡流各参数的相关及影响因素。结论:1-3期CKD患者的心腔内血流状态发生了改变,而血压的增高使得这种改变更加显著。涡流参数有可能成为从血流动力学方面评价疾病早期心脏功能受损的新指标,并为此类病人严格控制血压提供新的影像学依据。