超声评价继发孔型房间隔缺损对心房电机械延迟和左心房功能的影响

陈勇，马勇，邓敏，袁静，于海迪，杨菲

房间隔缺损（房缺）是成人最常见的先天性心脏病，其中65%～70%是继发孔型房缺，缺损位于房间隔卵圆孔位置，常引起进展性的肺动脉高压、机体缺氧和房性心律失常。房性快速性心律失常会增加房缺患者的并发症发病率[1]。

房缺患者由于容量负荷过重引起左心房内径和容积增加进而会引起窦房结冲动传导延长和心房电活动不均匀性扩布。心房电机械偶联的延长和窦房结冲动不均一传导的心房电生理特征会引发心房颤动（房颤）[2]。心房电机械延迟（Atrial electromechanical delay，AEMD）能够通过传统心电图和电生理方法测得。近年来，随着超声技术的发展，通过无创的组织多普勒（TDI）超声心动图技术也能获得AEMD。Ozer等[3]验证了通过超声心动图测量的二尖瓣狭窄患者心房间电机械延迟和P波离散度呈正相关（r=0.6，P=0.03）。

健康人群的左心室充盈是通过左心房3个协调的机械功能完成的，包括储蓄功能（在左心室收缩和等容舒张期，左心房存贮肺静脉回流血流）、管道功能（左心房被动传输血流到左心室）和泵血功能（左心房主动收缩在舒张末期，泵出量占左心室每搏输出量的15%～30%[4]）。左心房的功能参数能够提供关于左心室充盈障碍的额外信息。此外，心房排空模式受心室舒张功能影响很大。因为心房水平分流而减少了左心室充盈，导致低估依赖二尖瓣血流的心脏后负荷和组织多普勒的数值。这种情况下，很难准确评估心房功能。本研究目的是通过TDI评估继发孔型房缺患者的AEMD和左心房机械功能。

1 资料与方法

研究对象：本研究纳入本院2012-1至2013-5的40例继发孔型房缺患者为病例组，其中女性患者22例，男性患者18例。平均年龄（38.59±13.78）岁。通过超声心动图测量肺动脉和主动脉的流量比值≥1.5且为窦性心律。对照组包括35例性别和年龄相匹配的健康受试者，其中女性受试者20例，男性受试者15例。平均年龄（37.11±11.03）岁。除外高血压、冠心病、瓣膜病、左心室收缩功能减退、肥胖（体重指数≥30 kg/m2）、使用影响左心房传导的药物者以及安装永久性起搏器的患者。

测量方法：使用GE VividE9超声心动图机（挪威生产），配备1.7～3.3MHz的M5S心脏探头。所有被检查者均左侧卧位，同步心电图开启，记录二维、M型超声、脉冲和彩色多普勒图像。所有测量值最少测量三个心动周期取其平均值。

按照美国超声心动图协会的超声心动图检查指南要求进行检查和测量。在心尖四腔心把1～2 mm的取样容积放在二尖瓣口，于舒张期获得二尖瓣口血流速度（E、A峰）、减速时间及E/A比值。在左心室长轴或心尖四腔切面获得左、右心房内径，右心室舒张期末内径，左心室收缩期末和舒张期末内径。左心室射血分数通过Simpson法获得。左心室质量指数通过Devereux公式计算左心室质量/体表面积。肺循环和体循环的比值通过超声方法测得[5]。

左心房收缩末期最大容积（Vmax）在二尖瓣开放前测量，在二尖瓣恰好关闭之后测出心房舒张末期最小容积（Vmin），同步心电图上P波起始点相对应的心房容积即心房收缩前容积（Vp），上述测值在心尖四腔心用Simpson法取平均值获得。根据Vmax、Vmin、Vp计算得到以下一系列左心房的功能参数：左心房被动排空容积（Vpe）=Vmax-Vp；左心房被动排空分数（Vpef）=Vpe/Vmax；左心房主动排空容积（Vae）=Vp-Vmin；心房主动排空分数（Vaef）=Vae/Vp；左心房总排空容积（Vte）=Vmax-Vmin；心房总排空分数（Vtef）=Vte/Vmax。左心房管道容积（LACV）=左心室博出量（LVSV）-左心房总排空容积（LAVte）[1,3,5]。所测容积数值与体表面积的比值为容积指数。图1

图1 于心尖四腔切面用Simpson法测量左心房容积

TDI检查应用 3.5～4.0 MHz的扫描频率，调整脉冲多普勒滤过信号，使尼奎斯特极限达到15～20 cm/s，使用最小最优增益。显示器扫描速度设置为50～100 mm/s，优化心肌速度频谱显示。在心尖四腔切面，脉冲多普勒取样容积放在二尖瓣环左心室侧壁、二尖瓣环间隔侧和三尖瓣环右室侧。尽量使取样线和室壁保持0°夹角。测量心电图P波起始点至心尖四腔观二尖瓣环左心室侧壁、室间隔侧及三尖瓣环右室侧壁TDI曲线上A波起始点的时限（P-LA、P-IAS、P-RA）见图2。计算左心房内电机械延迟（T1，P-LA与P-IAS差值）、右心房内电机械延迟（T2，P-IAS与P-RA差值）以及两心房间电机械延迟（T3，P-LA与P-RA差值）[5,6]。测量二尖瓣环侧壁和间隔侧的舒张期的E’和A’值及E’/A’比值，取平均值为左心室整体舒张速度及比值。

图2 从心电图P波开始到组织多普勒A峰开始测量PA间期

统计学分析：采用SPSS 17.0统计软包处理数据。计量资料采用均数±标准差（±s）表示。组间比较采用t检验；不同组间的参数比较采用方差分析；并应用多因素回归分析找出T3的主要影响因素；采用Pearson相关系数评价变量间相关性。P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

病例组和对照组的人群属性和超声特征（见表1） ： 两组间在年龄、性别、收缩压、舒张压、心率、体表面积和体重指数无明显差别。左心室质量指数、室间隔、左心室后壁厚度、左室射血分数在两组间亦相似。虽然病例组房缺患者的左心室舒张内径和收缩内径正常，但其显著低于对照组（P值分别为0.004和0.026）。病例组的左心房前后径、左右径和上下径以及右心房左右径和上下径均显著大于对照组（P值均＜0.001）。病例组较对照组的肺动脉收缩压显著升高（P＜0.001）。病例组患者的房缺直径为（2.21±0.83）cm。

常规超声和TDI测量结果（见表2） ：病例组的二尖瓣口E峰速度及E/A比值显著减低（P值分别为0.012和0.022）。两组的二尖瓣A峰速度和减速时间无明显差异（P＞0.05）。病例组左心室舒张早期E’显著低于对照组（P=0.003），A’和E/E’升高，但两组间差异无统计学意义（P＞0.05）。

表1 病例组和对照组的人群资料和超声心动图参数比较（ ±s）

表1 病例组和对照组的人群资料和超声心动图参数比较（ ±s）

注：1 mmHg=0.133 kPa

病例组 （40例） 对照组 （35例） P值年龄（岁） 38.59±13.78 37.11±11.03 0.532女性[例数（%）] 22（55.0） 20（57.1） 0.480收缩压（mmHg） 126.43±17.15 125.97±13.23 0.853舒张压（mmHg） 77.42±10.71 74.67±10.10 0.412心率（次 /min） 80.25±11.71 76.74±11.07 0.878体重指数（kg/m2） 24.72±4.53 25.12±4.22 0.556体表面积（m2） 1.67±0.18 1.59±0.16 0.612左心室舒张内径（cm） 4.38±0.41 4.73±0.34 0.004左心室收缩内径（cm） 2.56±0.39 2.78±0.36 0.026左心室射血分数（%） 66.34±4.46 66.78±5.79 0.634室间隔厚度（cm） 0.95±0.18 0.98±0.16 0.723左心室后壁厚度（cm） 0.85±0.17 0.84±0.16 0.148左心室质量指数（g/m2） 72.82±21.43 77.23±18.73 0.323左心房前后径（mm） 36.26±5.29 29.90±3.98 ＜0.001左心房左右径（mm） 39.55±6.14 36.04±3.86 0.001左心房上下径（mm） 50.77±7.23 41.497±4.12 ＜0.001右心房左右径（mm） 39.43±7.55 31.63±3.34 ＜0.001右心房上下径（mm） 50.43±6.45 37.02±4.33 ＜0.001肺动脉收缩压（mmHg） 41.49±13.61 25.89±4.81 ＜0.001

表2 两组脉冲多普勒和组织多普勒测量参数、左心房内径和容积测量值以及TDI测得的心房电机械延迟参数比较（±s）

表2 两组脉冲多普勒和组织多普勒测量参数、左心房内径和容积测量值以及TDI测得的心房电机械延迟参数比较（±s）

注：P-LA、P-IAS、P-RA：心电图P波起始点至心尖四腔观二尖瓣环左室侧壁、室间隔侧及三尖瓣环右室侧壁TDI曲线上 A 波起始点时间

病例组（40例）对照组（35例） P值脉冲多普勒和组织多普勒测量参数二尖瓣口E峰速度（m/s） 0.81±0.17 0.92±0.22 0.012二尖瓣口A峰速度（m/s） 0.71±0.22 0.67±0.13 0.238二尖瓣口 E/A 比值 1.2±0.6 1.6±0.4 0.022二尖瓣减速时间（ms） 215.81±52.72 225.05±44.26 0.387左心室舒张早期E’（m/s） 0.12±0.02 0.14±0.03 0.003左心室舒张晚期A’（m/s） 0.11±0.01 0.10±0.02 0.051 E/E’比值 7.41±2.43 6.81±1.62 0.204左心房内径和容积测量值左心房收缩末期最大容积（ml/m2） 35.21±11.2 28.28±6.8 ＜0.001左心房舒张末期最小容积（ml/m2） 16.74±8.7 10.52±3.1 ＜0.001左心房收缩前容积（ml/m2） 23.63±9.5 17.57±5.3 ＜0.001左心房被动排空容积（ml/m2） 11.57±5.2 10.71±3.6 0.705左心房被动排空分数（%） 0.33±0.2 0.38±0.2 0.281左心房主动排空容积（ml/m2） 6.89±4.3 7.06±3.5 0.311左心房主动排空分数（%） 0.30±0.1 0.39±0.12 0.006左心房管道容积（ml/m2） 36.52±11.6 39.73±16.2 0.034左心房总排空容积（ml/m2） 18.47±6.4 17.76±4.3 0.022左心房总排空分数（%） 0.54±0.1 0.62±0.1 0.001 TDI测得的心房电机械延迟参数P-LA（ms） 65.27±17.83 46.91±8.367 ＜0.001 P-IAS（ms） 53.82±18.72 41.04±8.07 ＜0.001 P-RA（ms） 38.12±14.74 31.06±8.16 0.019左心房内电机械延迟（ms） 11.49±11.21 5.84±6.72 0.031右心房内电机械延迟（ms） 15.92±12.54 10.00±5.76 0.014心房间电机械延迟（ms） 27.36±15.38 15.85±7.93 0.002

左心房容积测量值（见表2） ：房缺患者的左心房容积（Vmax、Vmin、Vp）和LAVte明显高于对照组（P均＜0.05）。LAVaef、Vtef和LACV明显低于对照组（P分别为0.006、0.001和0.034）。而Vpe、Vpef和 Vae两组间无明显差异（P＞0.05）。

两组间AEMD的测值（见表2） ：病例组的P-LA、P-IAS、P-RA、T1、T2、T3较 对 照 组 明显 延 长（P＜0.001、P＜0.001、P=0.019、P=0.032、P=0.013、P=0.003）。T3与左心房上下径正相关系数r=0.214，P=0.041，与肺动脉收缩压正相关系数r=0.244，P=0.021，与二尖瓣口E峰流速正相关系数r=0.267，P=0.012。T3与E/E’负相关系数r=-0.247，P=0.017，与 LAVaef负相关系数r=-0.265，P=0.014，与舒张压负相关系数r=-0.241，P=0.022，与LAVtef负相关系数r=-0.219，P=0.036。

线性回归分析显示，E/E’、 LAVaef、左心房上下径以及舒张压是T3的独立相关因素（R2=0.381；β=-0.336，P=0.001；β=0.457，P＜0.001；β=-0.218，P=0.015；β= -0.336，P=0.001）。

3 讨论

本研究显示继发孔型房缺患者以LAVaef和LAVtef为代表的左心房机械功能是降低的，T3是延长的。此外，通过线性回归分析显示了E/E’、左心房上下径、LAVaef、舒张压为T3的独立影响因素。

左心房机械功能是影响左心室充盈的决定性因素，尤其在心室收缩或舒张功能衰竭的患者以及左心室肥大和左心室舒张受限的患者中更为重要。左心房机械功能在心动周期不同阶段中由储蓄功能、管道功能、泵血功能组成。在左心室收缩期和等容舒张期，左心房起储蓄作用；在舒张早期，左心房起管道作用；在心室舒张期，左心房起泵血作用，在窦性心律中泵血量占LVSV的15%～30%。此前有文献报道在1型糖尿病、风湿性关节炎、硬皮病患者中左心房机械功能功能是受损的[7]，但国内对房缺患者的左心房机械功能鲜有报道。

本研究显示，在房缺患者左心室舒张功能没有变化时LAVaef和LAVtef已经下降。Teo等[8]研究中提及在1级左心室舒张功能减退患者中左心房提高收缩功能来补偿左心室充盈。而在2级和3级左心室舒张功能不全的患者中左心房收缩功能是减退的。但我们的研究中左心房收缩功能的减退与左心室舒张功能的分级无明显关系，可能提示房缺患者左心房收缩功能的减退是心房内在结构功能的受损导致的。动物研究和人体研究均证明左心房内径随左心房容积及压力升高而增加，和心房收缩前负荷有关，随着左心房的扩大，心房肌纤维长度达极限后，其收缩功能开始下降。超过极限后，心房进一步扩大将导致心房功能恶化[9]。临床上，房缺患者常因舒张功能受损表现为心衰症状，房缺治疗闭合后，症状好转。当心房收缩来补偿左心室舒张功能不全的功能下降，心衰症状表现可能更明显。除了TDI参数，通过左心房机械功能来评估心衰程度或为一种较实用的新方法。

Abhayaratna等[10]发现相对于房颤发生的基本危险因素如年龄、左心房容积、左心室射血分数、左心室舒张功能障碍等，LAVtef减低患者引起房颤发生率提高9.2倍（P＜0.01）。LAVtef是房缺患者发生房颤的主因。

房颤是成人房缺患者中最常见的心律失常，房缺患者的房颤发病率显著增加，其原因是房缺患者的容量负荷过重，左心房的内径和容积增大，进而导致窦房结传导时间延长和不均匀性扩布。AEMD延长和窦房结冲动不均一传导是发生房颤的电生理特征。最新研究显示，应用TDI测量的阵发性房颤、二尖瓣狭窄、1型糖尿病、地中海热、风湿性关节炎、房间隔瘤、硬皮病、强直性脊柱炎患者的AEMD较对照组明显升高[11]。

房缺患者的AEMD可以通过创伤性检查或非创伤性检查测得。目前，国内应用TDI技术研究房缺患者心房电机械延迟鲜有报道。Bolens等应用电生理检测方法在房缺患者手术前评估窦房结功能和传递系统，结果显示校正窦房结恢复时间和AH间期延长，术后延长时间明显缩短。另有研究用心电图P波离散度评估AEMD，显示房缺患者P波离散度延长，尤其在手术后发生房颤的患者中更明显[12-14]。我们研究中显示，房缺患者的 P-LA、P-IAS、P-RA、T1、T2、T3均延长，上述指标的延长可能是由左右心房明显扩大引起，并与以LAVaef和LAVtef为代表的左心房机械功能减低密切相关。

本研究尚有不足之处。样本量偏小，还不能明确AEMD延长和LAVaef减低能否作为房缺患者手术修复后房性心律失常和心衰预测因素；此外，研究未对房缺大小、肺动脉压水平、年龄、病程长短对AEMD和左心房机械功能产生的影响未进行分层研究。我们将在今后的研究中进一步探讨。

总之，本研究揭示了在房缺患者中，以LAVaef和LAVtef为代表的左心房机械功能减低。此外，通过TDI测量的AEMD升高。E/E’、左心房上下直径、LAVaef及舒张压是T3的独立影响因素。

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