阻塞性睡眠呼吸暂停综合征患者早期左心室功能改变

石艳萍，李一丹，蔡绮哲，赵智玲，郭兮恒，李 虹，朱维维，王怡丹，吕秀章*

(1.首都医科大学附属北京朝阳医院心脏超声科，2.呼吸睡眠中心，北京 100020)

阻塞性睡眠呼吸暂停综合征(obstructive sleep apnea syndrome, OSAS)特点为睡眠时上气道部分或完全塌陷重复发作，使睡眠片段化和血氧饱和度降低，可致左心室重构和功能减低[1-2]，但左心室形态学改变前心肌功能是否已受损目前尚不明确。左心室肥厚(left ventricular hypertrophy, LVH)与临床心血管事件发生率增高密切相关[3]。本研究通过二维斑点追踪成像(two-dimensional speckle tracking imaging， 2D-STI)评价伴或不伴LVH的OSAS患者左心室心肌功能的早期改变。

1 资料与方法

1.1 一般资料 选择2016年8月—2017年1月经多导睡眠监测(polysomnography， PSG)诊断为OSAS且年龄>18岁的患者204例，男180例，女24例，年龄19～72岁，平均(43.2±11.1)岁。排除心律失常、冠状动脉粥样硬化性心脏病、高血压、糖尿病、慢性肾病、左心室射血分数(1eft ventricular ejection fraction, LVEF)<55%、肺动脉收缩压≥30 mmHg及图像质量差者，最终111例纳入研究，男95例，女16例，年龄25～72岁，平均(42.9±11.4)岁；睡眠呼吸暂停低通气指数(apnea-hypopnea index, AHI)均≥5次/小时；依据美国超声心动图协会(American Society of Echocardiography， ASE)及欧洲心血管影像学协会(European Association of Cardiovascular Imaging， EACVI)指南[4]，29例存在LVH(OSAS伴LVH组)、82例无LVH(OSAS无LVH组)。同期选取年龄、性别匹配的50名健康志愿者作为正常对照组。行常规超声心动图检查及2D-STI，检查前完善血压、心率、体质量指数(body mass index , BMI)、Epworth评分及吸烟情况等资料采集。所有受检者均签署知情同意书。

1.2 仪器与方法

1.2.1 PSG检查 采用Embla N7000型PSG监测仪，监测AHI、最低血氧饱和度(1owest arterial oxygen saturation, LSaO2)、平均血氧饱和度(mean arterial oxygen saturation, MSaO2)及血氧饱和度<90%占总睡眠时间百分比(%<90)。

1.2.2 超声心动图检查 采用Philips Epiq 7C彩色多普勒超声诊断仪，S5-1探头，探头频率1～5 MHz。常规超声心动图指标包括LVEF、左心室舒张末期内径(1eft ventricular internal diastolic dimension, LVIDd)、室间隔舒张末期厚度(diastolic thickness of interventricular septum, IVST)、左心室后壁舒张末期厚度(diastolic ventricular posterior wall thickness， PWT)、二尖瓣舒张早期与舒张晚期峰值血流速度比值(the ratio between early and late diastolic peak velocities of mitral valve, E/A)、二尖瓣环收缩期运动速度(mitral annular systolic velocity, s')、二尖瓣环舒张早期运动速度(early diastolic velocity of mitral annular, e')、二尖瓣舒张早期峰值流速与e'比值(the ratio between early diastolic peak velocity of mitral valve and e', E/e')、左心室质量指数(left ventricular mass index， LVMI)及左心房容积指数(left atrial volume index， LAVI)。测算LVMI及LAVI时，首先以面积-长轴法测量左心室质量、心尖双平面Simpson法测量左心房容积，再通过体表面积标化获得LVMI及LAVI。二维斑点追踪成像定量测量采用QLab 10.5软件，帧频60～100帧/秒，记录左心室整体纵向收缩期应变(left ventricular global longitudinal systolic strain， S)、收缩期应变率(systolic strain rate， SRS)、舒张早期应变率(early diastolic strain rate, SRE)。所有2D-STI测量均取心尖四腔心、两腔心和三腔心切面的平均值，计算二尖瓣舒张早期峰值血流速度与SRE比值(E/SRE)。

1.3 统计学分析 采用SPSS 23.0统计分析软件。计量资料以±s表示，计数资料以百分率表示。3组间计量资料比较，方差齐时采用单因素方差分析，组间两两比较采用LSD检验，P<0.05为差异有统计学意义，方差不齐时采用秩和检验(Kruskal-WallisH检验),组间两两比较采用Bonferroni校正，P<0.017为差异有统计学意义；计数资料组间比较采用χ2检验。采用Pearson相关分析评估超声心动图指标与临床指标的相关性，再以多元线性回归分析评估左心室结构和功能的独立影响因素。采用Bland-Altman法评价重复性，从所有研究对象中随机选取20人，由同一医师间隔1个月重复测量S、SRS及SRE行观察者内重复性检验，由另一医师再次测量上述指标用于观察者间重复性检验。

2 结果

3组间BMI差异有统计学意义(P<0.001)，OSAS伴LVH组(P<0.001)及OSAS无LVH组(P=0.002)BMI均大于正常对照组。3组间年龄、性别、心率、血压、吸烟情况、PSG检查指标及Epworth评分差异均无统计学意义(P均<0.05)。见表1。

相比其他2组，OSAS伴LVH组LVMI、IVST、PWT、LVIDd、E/e'及LAVI均明显增大(P均<0.05)，室间隔及左心室侧壁e'均减小(P均<0.05)，s'则小于正常对照组(P=0.013)。见表2。

相比其他2组，OSAS伴LVH组S及SRE均减小(P均<0.05)，E/SRE增大(P均<0.05)，其SRS则小于正常对照组(P=0.001)。OSAS无LVH组S、SRS及SRE均小于正常对照组(P均<0.05)，E/SRE大于正常对照组(P<0.001)。见表3、图1。

OSAS患者2D-STI指标S与AHI(r=0.483)、%<90(r=0.454)、BMI(r=0.415)呈正相关(P均<0.05)，与LSaO2(r=-0.362)、MSaO2(r=-0.446)呈负相关(P均<0.05)；E/SRE与AHI(r=0.344)、%<90(r=0.268)、BMI(r=0.387)呈正相关(P均<0.05)，与LSaO2(r=-0.308)、MSaO2(r=-0.298)呈负相关(P均<0.05)；常规超声心动图指标LVMI与MSaO2(r=-0.299)呈负相关且与BMI(r=0.204)呈正相关(P均<0.05)。多元线性回归分析显示，S与AHI及MSaO2独立相关(P均<0.05)，E/SRE与AHI及BMI独立相关(P均<0.05)，见表4。LVMI与MSaO2独立相关(标准化系数=-0.299，t=-3.273，P=0.001)。

表1 各组基本资料及临床检查指标比较(±s)

表1 各组基本资料及临床检查指标比较(±s)

组别年龄(岁)男/女(例)BMI(kg/m2)心率(次/分)收缩压(mmHg)舒张压(mmHg)OSAS伴LVH组(n=29)46．0±11．224/528．67±3．84∗#72．62±11．84126．90±7．2579．45±5．83OSAS无LVH组(n=82)41．7±11．471/1126．92±3．77∗74．90±10．46125．48±6．8877．96±6．53正常对照组(n=50)44．1±11．342/825．09±2．3072．52±11．01125．50±6．5478．44±5．40F/χ2值1．7330．31610．6262．6091．2401．469P值0．1800．854<0．0010．2710．5380．480组别吸烟[%(例)]AHI(次/小时)MSaO2(%)LSaO2(%)%<90(%)Epworth评分(分)OSAS伴LVH组(n=29)44．83(13/29)49．05±27．1691．09±4．7474．62±11．4319．00±24．3211．76±6．18OSAS无LVH组(n=82)43．90(36/82)42．58±25．2392．60±2．4276．54±8．7414．49±16．139．60±5．70正常对照组(n=50)42．00(21/50)-----F/χ2值0．0721．2270．9280．0380．3412．814P值0．9650．2680．3350．8450．5590．093

注：*：与正常对照组比较，P<0.05；#：与OSAS无LVH组比较，P<0.05

表2 各组常规超声心动图指标比较(±s)

表2 各组常规超声心动图指标比较(±s)

组别LVEF(%)LVIDd(mm)IVST(mm)PWT(mm)LVMI(g/m2)OSAS伴LVH组(n=29)61．70±3．7448．34±3．58∗#11．40±1．45∗#10．23±1．02∗#108．79±6．43∗#OSAS无LVH组(n=82)61．58±3．9745．40±2．869．05±0．97∗8．66±0．7582．42±8．01正常对照组(n=50)62．72±3．8645．94±2．808．34±0．818．50±0．7079．99±8．58F值2．55315．36973．19650．982141．748P值0．279<0．001<0．001<0．001<0．001组别E/As＇(cm/s)室间隔e＇(cm/s)左心室侧壁e＇(cm/s)E/e＇LAVI(ml/m2)OSAS伴LVH组(n=29)1．10±0．288．97±1．86∗7．59±1．81∗#10．11±2．29∗#8．93±1．74∗#28．56±5．88∗#OSAS无LVH组(n=82)1．17±0．349．56±1．568．44±1．90∗11．26±2．35∗7．85±1．4022．58±4．79正常对照组(n=50)1．12±0．369．87±1．279．20±1．9912．27±2．717．12±1．4321．88±3．80F值1．0993．1396．68517．13018．98121．058P值0．5770．0460．0020．001<0．001<0．001

注：*：与正常对照组比较，P<0.05；#：与OSAS无LVH组比较，P<0.05

图1 左心室整体纵向应变牛眼图及应变和应变率曲线 A.OSAS伴LVH组； B.OSAS无LVH组； C.正常对照组

观察者内及观察者间测量S、SRS、SRE的可重复性均较好，组内相关系数(interclass correlation coefficient， ICC)均>0.80，见表5。

3 讨论

OSAS可引起LVH[1，2，5]，LVH与左心室收缩和舒张功能减低相关[6]，并致心血管事件发生率和心源性死亡风险显著增大[3，7]，因此早期检测心肌损害至关重要。在无合并症情况下，多数早期OSAS患者左心室形态并未发生明显改变，LVEF也表现为正常，常规超声心动图难以检测早期心肌受累情况，故易忽视可能存在的心肌病变。既往研究[2，6]证实，即使对LVEF正常者，2D-STI也可检测到心肌形态及功能变化，且应变指标E/SRE与左心室充盈压的相关性较之E/e'更好，可更准确地反映左心室整体舒张功能[8]。本研究中OSAS伴LVH组及OSAS无LVH组S、SRS、SRE及E/SRE均较正常对照组减低，提示在未发生LVH情况下OSAS患者左心室整体纵向收缩和舒张功能均已减低，LVH时减低更明显。

表3 各组2D-STI指标比较(±s)

表3 各组2D-STI指标比较(±s)

组别S(%)SRS(s-1)SRE(s-1)E/SREOSAS伴LVH组(n=29)-19．03±3．03∗#-1．19±0．17∗1．09±0．14∗#71．12±11．92∗#OSAS无LVH组(n=82)-21．50±2．02∗-1．23±0．15∗1．22±0．21∗62．79±9．42∗正常对照组(n=50)-2．76±2．17-1．32±0．201．41±0．2653．60±8．48F值40．7506．73435．21731．953P值<0．0010．002<0．001<0．001

注：*：与正常对照组比较，P<0.05；#：与OSAS无LVH组比较，P<0.05

表4 多元线性回归分析S、E/SRE的独立影响因素

表5 左心室2D-STI指标S、SRS及SRE的测量可重复性

既往以AHI评估OSAS对LVH影响的研究结果多存在争议[1,9]。Chami等[1]发现，在校正一系列影响因素后，LVMI增加与AHI或低氧血症指数相关；而Bodez等[9]认为AHI与LVMI相关性较差，不支持OSAS可独立影响LVH的结论。本研究中OSAS患者LVMI增加与MSaO2减低有关，而与AHI无明显相关，其原因可能为AHI虽可在一定程度上反映血氧饱和度降低事件发生的频率，但并不能准确反映夜间低氧血症本身的严重程度，相比之下MSaO2可直接反映缺氧的严重程度。OSAS患者反复缺氧引起交感神经兴奋和肾素血管紧张素醛固酮系统激活，前者可导致外周血管阻力增加、后负荷升高，后者则可直接引起心肌纤维化使室壁增厚[2]。同时，后负荷升高可影响左心室收缩功能并导致室壁应力减低，为维持心输出量及适应室壁应力减低，LVH将进一步进展[5]。本研究中OSAS伴LVH组IVST、PWT和LVIDd均较正常对照组明显增大，间接表明OSAS患者可能更偏向于离心性肥厚[1]。

本研究各组LVEF均未见明显异常，但在常规超声心动图指标改变前，2D-STI已能反映OSAS患者左心功能变化[10]。在此基础上，本研究进一步分析发现OSAS无LVH组左心室收缩和舒张功能均减低，表明在OSAS早期左心室形态还未发生明显改变时，左心室功能已受损，这一方面与心内膜易受心肌缺血和心肌纤维化影响有关[11]，另一方面，左心室舒张功能障碍也可能与急性低氧应激机制使心肌灌注受损相关[12]。采用多元线性回归分析校正BMI后发现左心室收缩及舒张功能减低程度与OSAS严重程度独立相关，表明左心室功能障碍随OSAS进展而逐步加重。

综上所述，OSAS可独立引起LVH并影响左心室功能。OSAS患者在左心室形态未发生明显改变时，左心室心肌整体纵向收缩和舒张功能均已减低，并随LVH进展而逐步加重。早期检测OSAS患者心肌受损情况，对临床诊疗及改善OSAS患者预后具有重要意义。

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