超声心动图在急进高原人员心室功能评价中的应用

王勇刘勇潘磊

(首都医科大学附属北京世纪坛医院医务处，北京100038)

高原低氧环境对心血管的影响是近年研究的热点，对急性高原病的认识日趋深入［1］。常规超声心动图技术可以检出心脏结构变化、心脏收缩和舒张功能的减低和肺动脉压力升高。但研究［2］表明传统超声技术对判定高原低氧环境暴露者心脏早期病变的敏感性不足。组织多普勒成像(tissue doppler imaging，TDI)技术是一种应用多普勒效应显示心肌运动特征的新技术，通过其测量的Tei指数在可对心脏整体功能进行定量评估［3］，但国内目前应用该技术检测急性高原低氧暴露人群心脏功能的系统研究报告较少。本研究应用TDI技术对急进高原人员的左右心室功能进行评价，探讨急进高原对左右心室功能的影响。

1 对象和方法

1.1 研究对象

选取2012年7月，44例由西宁急进高原(玉树，平均海拔4 200 m以上)并接受超声心动图检查的北京路政、建筑援建队员纳入本研究，受检者年龄21～44岁，平均年龄(27±11)岁，其中女性7名，所有队员在进入高原两周内完成超声心动图检查。同时纳入24名候任批次队员作为对照，女性5人，年龄19～45岁，平均年龄(24±12)岁。以上受检者入选前体格检查、常规超声心动图、心电图、肺功能及血常规检查正常，且排除存在以下疾病者:发生急性高原反应者、冠状动脉粥样硬化性心脏病或心肌梗死病史、高血压病、瓣膜疾病、心肌疾病、慢性肺部疾病、心房纤颤等。本研究经北京世纪坛医院伦理委员会同意进行。

1.2 常规超声心动图检查

采用Vivid i超声诊断系统(美国GE公司)进行超声心动图检查，探头选用3S-RS，频率(2.5～3.5)MHz。由同一名超声医师遵照ASE的指南进行操作及测量各参数。常规测量内容:以胸骨旁长轴切面测量舒张末期室间隔和左心室后壁(left ventricular posterior wall，LVPW)厚度、左心房前后径(left atrial diameter，LA)、左室舒张末径(left ventricular end-diastolic dimension，LVEDd)、左心室射血分数(LVEF);心尖四腔切面测量三尖瓣环水平右心室前后径(right ventricular anteroposterior direction，RV)、右心房左右径(right atrium diameter，RA)、右心室面积变化分数(right ventricular fractional area change，RVFAC)。开启多普勒，于心尖四腔切面获取二尖瓣口、三尖瓣口的血流频谱，分别测量早期舒张速度峰值(E)、晚期舒张峰值(A)并计算E/A比值。并记录肺动脉正向血流频谱，测量肺动脉血流频谱加速时间(AT)，并由此计算肺动脉平均压(MPAP)，公式为MPAP=79－(0.45×AT)，具体方法见文献［4］。

1.3 TDI测量

启动TDI，选取心尖四腔切面，将取样容积分别置于二尖瓣环左心室侧壁和三尖瓣环右心室侧壁，采用脉冲多普勒，可以获得二尖瓣环和三尖瓣环处心肌速度曲线，测量收缩期峰值速度(Sm)。组织多普勒Tei指数检测:在二尖瓣环和三尖瓣环处心肌速度曲线分别测量等容收缩时间(IVCT)、射血时间(ET)、等容舒张时间(IVRT)，根据Tei指数公式即 Tei=(IVCT+IVRT)/ET，计算 TDI Tei指数［5］。每个指标连续测定3个心动周期，取其平均值。

1.4 统计学方法

采用SPSS11.5统计学软件，计量资料正态分布者以均数±标准差(ˉ±s)表示，组间两两比较采用t检验，P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 常规超声心动图分析

44例急进高原人员的MPAP为(25±13)mmHg(1 mmHg=0.133 kPa)，而24 例对照组 MPAP 为(14±5)mmHg，差异有统计学意义(P＜0.01)。与对照组相比，急进高原人员左心房室大小、室壁厚度和左心室射血分数差异无统计学意义。右心内径、RVFAC差异无统计学意义，脉冲多普勒测量二尖瓣、三尖瓣E/A比值差异也无统计学意义，详见表1。

表1 两组常规超声心动图测量参数比较Tab.1 Conventional echocardiographic parameters of two groups(ˉ±s)

表1 两组常规超声心动图测量参数比较Tab.1 Conventional echocardiographic parameters of two groups(ˉ±s)

* P＜0.01 vs the plain group;LA:left atrial diameter;LVEDD:left ventricular end-diastolic dimension;LVEF:left ventricular ejection fraction;RA:right atrium diameter;RV:right ventricular anteroposterior direction;RVFAC:right ventricular fractional area change.

Group Number of case LA/mm LVEDD/mm LVEF/% RA/mm RV/mm RVFAC/% PASP/mmHg Bicuspid valve E/A Tricuspid valve E/A Plateau group 44 33.9±5.1 43.7±7.5 71.9±12.3 35.9±5.1 23.8±4.1 40.2±4.1 38±16* 1.1±0.2 1.2±0.4 Plain group 247 33.2±7.6 42.9±4.3 65.8±10.1 36.7±4.8 22.8±3.9 38.5±2.1 24±5 1.2±0.3 1.1±0.3

2.2 TDI测量值分析

与对照组相比，急进高原组二尖瓣环收缩期速度Sm减低、左室心肌做功指数明显增加，差异有统计学意义(P＜0.01)，三尖瓣环收缩期速度Sm、右室心肌做功指数两组间差异无统计学意义，详见表2。

3 讨论

高原低氧环境对心血管的影响是近年研究的热点。心脏对缺氧十分敏感，当人体快速进入高原地区时，心脏结构及功能会发生适应性变化。但在未充分建立功能代偿时，加之急性缺氧、心脏做功增加、肾上腺素释放的增加及肺动脉压的增加均可导致心血管系统的损害［6］。早期发现急进高原的心脏受累有助于对其进行积极治疗并改善预后。

既往的研究［7］中采用传统超声心动图对心腔大小、心室收缩及舒张功能、肺动脉压力进行评估，但常规超声对判定心脏早期病变的敏感性不足。1995年，国外学者等提出了一个评价心室整体功能的超声心动图指标，即心肌功能指数(myocardialperformance index，MPI)，又称 Tei指数。已有的研究［8］表明，Tei指数与心导管技术同步测量的收缩功能及心肌松弛时间常数均密切相关，因此Tei指数被广泛应用于心脏的整体功能的评价。

表2 两组TDI及Tei指数比较Tab.2 TDI and Tei index of two groups(ˉ±s，mm)

表2 两组TDI及Tei指数比较Tab.2 TDI and Tei index of two groups(ˉ±s，mm)

* P＜0.01 vs the plain group;TDI:tissue doppler imaging.

Group Number of case Ring of bicuspid valve Sm Ring of tricuspid valveSm Left ventricle Tei Right ventricle Tei Plateau group 44 7.9±4.1* 13.7±4.5 0.53±0.11* 0.38±0.07 Plain group 247 11.2±2.6 12.9±4.8 0.38±0.09 0.35±0.13

本研究对左心室功能的研究结果显示，急进高原人员传统超声技术测量的左心房室大小、室壁厚度和左心室射血分数、二尖瓣E/A比值差异无统计学意义，但二尖瓣环收缩期速度Sm减低、左心室Tei指数明显增高，提示左心室收缩功能早期已经出现受损，通过组织多普勒可以对二尖瓣环的运动早期、敏感检测出左心室收缩功能的异常。病理生理学研究结果证实，低氧通过化学感受器反射刺激呼吸中枢，引起呼吸加强、心率加快，外周血管阻力增加，左心室舒张期血液向外周流动速度减慢，心脏舒张末存留在动脉中的血量增多，舒张压升高，使迅速暴露于高海拔的平原居民左心室收缩功能减低，虽然常规超声检出两组指标差异无统计学意义，但应用Tei指数敏感、准确、早期检出这种差异。

本研究应用常规超声及组织多普勒对急进高原人员心脏功能进行定量研究。对右心室功能的研究结果显示，急进高原人员和平原对照组相比，肺动脉收缩压增加，但右侧心室常规测量指标、三尖瓣环收缩期速度Sm及右室Tei指数与对照组差异无统计学意义。动物实验［7］证实，由于缺氧引起肺动脉压的显著增高，右室压力负荷增加，右室dp/dtmax显著升高，右心室质量也显著增加，表明右室舒缩功能仍维持在加强状态。此外研究［8-10］发现，右侧心室对于缺氧的反应与左心室不尽相同，低氧通过化学感受器反射刺激呼吸中枢，使迅速暴露于高海拔的平原居民肺动脉压力增加，而右心室维持在正常甚至较高水平。

本研究显示在急进高原人员中，TDI测定的Tei指数可以早期显示心室整体功能的异常。因此对急进高原人员进行超声心动图检查，可以早期发现心脏功能异常，有利于积极治疗和改善预后。

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