超声心动图评价左房大小及功能的研究进展



超声心动图评价左房大小及功能的研究进展

郑小艳，顾鹏

(川北医学院附属医院超声科，四川南充637000)

【摘要】研究发现左房大小和功能是心血管风险的重要标志，左房功能的评估提高了重要的临床病理生理信息。近年来，随着超声心动图技术的不断发展，左房大小及功能可以更加准确测量。

【关键词】超声心动图;左房大小;左房功能

近来左房功能研究引起了人们注意，早期科学研究工作已关注左房大小和容积，然而更新的研究也包括左房功能。最近几年为什么左房功能被提及的主要原因是应用现代超声心动图技术，例如组织多普勒和斑点追踪成像等［1］。左房大小及功能不仅可通过超声心动图评估，还可通过心脏CT及心脏磁共振评估，由于超声心动图可用性、安全性、通用性强，能实时且具有高时间及空间分辨率成像的特点，所以是最适合的测量方法［2］。本文旨在对目前超声心动图评价左房大小、容积即左房功能的方法及临床价值作一综述。

1　左房功能

心动周期中，左房包括三个机械功能［3-4］:储存功能、传导功能、助力泵功能。首先，在左室收缩和等容舒张期，左房作为储存器，接受来自肺静脉血液并以压力形式储存能量。左房功能可被左室收缩调节，不仅通过收缩期左室基础压力下降，而且右室收缩压通过肺循环传递进行调节，还可被左房特性所调节(比如舒张和腔室僵硬度);其次，在左心室舒张早中期，左房功能起传导作用，血液通过压力梯度从左心房流入左心室并且在舒张期来自肺静脉血液被动流入左室;再者，在左室舒张晚期，左房功能充当助力泵，在正常人群中左房收缩增加大约20％～30％左室每搏输出量。事实上在左室舒张功能受损的情况下左房收缩会增加更多的左室每搏输出量。左室顺应性、左室舒张晚期压力和左房内在收缩性调节左房助力泵功能。

2　左心房大小

左心房扩大与增加中风危险息息相关，然而，人们对关于如何测量左心房大小尚有争议［5］。实际上在大多数先前临床和研究领域中，通过胸骨旁长轴在主动脉根部获得M型或二维超声左房前后径大小被用作线性左房测量的标准。M型超声中，传统测量是从主动脉瓣后壁后缘到左房后壁边缘。尽管这些线性测量已经显示与血管造影测量相关并且已经广泛用于临床实践和研究，但是这些测量不能准确代表真正的左房大小［6］。左房略呈锥形，枕头样三维结构，没有自然的长轴或者短轴［7］。体积测量优于线性的测量，因为它们可以准确评估左房不对称的重构［8］。研究显示在窦性心律人群中左心房容积比左心房面积和直径更具有心血管事件标志性［9］。尽管一些研究认为与磁共振和CT相比，超声定量倾向于低估左房容积［10］，但是超声心动图仍然是最简单，非介入性，最具成本效益的方法［2，10］。

3　左房容积

心动周期中左房大小是不断变化的。通常临床实践中只有左房最大径被常规测量。然而，左房容积变化可用来描述左房三期功能［4，8］:左房最大容积(LAVmax)在二尖瓣刚好开放前，左房最小容积(LAVmin)是在二尖瓣关闭时，左房收缩时容积(LAVP)是心电图上p波开始时。根据以上容积可测量下面的动力学容积:左房总的排空容积(左房储存容积)= LAVmax-LAVmin，左房被动排空容积= LAVmax-LAVP，左房主动排空容积(收缩容积)= LAVP-LAVmin，左房传导容积=左室每搏输出量-左房储存容积。再者，以上容积还可估测以下指数:左房被动排空指数(LAEFpassive)= (LAmax/BSA-LApreA/BSA)/LAmax/BSA×100，左房主动排空或者左房射血分数(LAEFactive)= (LApreA/BSA -LAmin/BSA)/LApreA/BSA×100，左房膨胀指数即左房存储功能(LAEFtotal)= (LAmax/BSA-LAmin/BSA)/LAmax/BSA×100。从左房容积和左房射血分数三个阶段分析中，LAVmin增加和LAEFtotal的降低是左室舒张末期压力升高的最佳识别标志［11］。

4　多普勒超声心动图测量左房功能

4.1二尖瓣前向血流速度和肺静脉血流速度

脉冲多普勒测量二尖瓣前向血流A峰峰值速度和二尖瓣血流A峰时间速度积分可反映左房助力泵功能。心房分数是A峰是速度时间积分和舒张期过二尖瓣血流的速度时间积分，它代表左房收缩期间左室充盈百分比，心房分数也可用来测量左房收缩功能［3］。例如，房颤患者脉冲多普勒测量的A峰消失，表明左房失去助力泵功能。又如房颤消融术后及心脏电复律后患者二尖瓣A峰速度会逐渐增加［12］，但是这种评估方法受年龄、心率和负荷条件的影响［13-14］。脉冲多普勒在肺静脉血流水平测量收缩期、舒张期和左房逆转三个波峰，左房压力调节决定了这些波峰肺，理论上这三个波能认为是左房储存功能、传导功能、助力泵功能。这些参数高度依赖左室舒张能力。因此，在此期间左房逆转波的增加反映的是左室舒张末期压力增加而不是左房压力增加，所以限制了该参数作为测量左房助力泵功能的有效性［3］。

4.2左房射血力和动能

调查人员已通过测量左房射血力和动能评估左房收缩功能。左房射血力是评价左房收缩到舒张性能的一个潜在有用指标。心房射血力是心房收缩将血液推入左室所施加的作用力。根据牛顿第二定律推导计算，左房射血力= 0.5×1.06×二尖瓣口面积×A峰峰值速度［15］。但是这个参数比左房容积评估的稳定性、重复性及增加值还没有文献报道［3］。

5　评价左房功能的超声新技术

5.1组织多普勒成像技术(TDI)

TDI可局部评价左房心肌运动速度和功能，成像原理［16］:与传统的多普勒信号的高速度和低振幅不同，心肌运动的特点是相对较低的速度和高振幅的信号; TDI利用组织运动频移信号进行成像，通过减少增益和低通滤波器，滤除血流产生的高频低振幅频移信号，只检测心肌运动产生的低频高振幅频移信号，以彩色或脉冲多普勒方式显示出心脏室壁运动信息。TDI技术获得的心肌运动速度，不仅有诊断价值，而且还能提供诊断预后信息［17］。有学者认为，TDI可评价正常人心房助力泵功能，心房收缩峰值速度在不同部位存在差异，右房＞左房＞房间隔，且受心率和年龄影响［18］。

Liu等［19］运用前瞻性研究通过组织多普勒成像作为一个新的心脏事件预测评价161例非ST段抬高急性冠脉综合征患者左房功能，研究表明:随访6个月期间后有33例患者的左房收缩速度降低，左房收缩速度＜6.3 cm/s的患者发生更多心血管事件。通过回归分析，左房收缩速度＜6.3 cm/s可独立预测心血管事件，而且对临床数据，左室射血分数和左室舒张功能可增加心脏事件的预测价值。结果提示:非ST段抬高急性冠脉综合征患者中，通过组织多普勒左房功能早期评估有利于预测中期心血管事件，增加预后信息。

然而，TDI的主要局限性在于存在声束和心肌运动之间有角度依赖、心脏周期中心脏的整体位移及临近脏器的牵拉等，这些均可影响测量值［20］。

5.2应变和应变率

应变是指心肌局部组织受力后发生变形的能力，即心肌长度的变化值占心肌原长度的百分数，而应变率则反映了心肌发生变形的速度，是心肌运动在声束方向上的速度梯度，即局部两点之间的速度差除以两点之间的距离，此技术可分析局部心肌运动，可实时、准确地反应局部心肌运动［21］。其测量方法有两种即组织多普勒派生的应变和应变率成像和斑点追踪成像。

5.2.1组织多普勒成像(TDI)派生的应变和应变率成像该技术具有高时间分辨率和对图像质量要求不高的特点［22］。Boyd等［23］运用组织多普勒派生的应变和应变率成像技术测量188名健康老龄化的心房应变率，常规测量收缩期峰值应变，收缩应变率和舒张早期、晚期应变率，取其平均值。结果显示: 从60岁年龄段左房收缩期应变显示降低，50岁人群左房应变率明显改变;收缩期应变率和舒张早期应变率降低，而舒张晚期应变率显示增加。重要的是，与年龄相关的变化在全心房收缩期应变率和早期舒张压应变率发生十年之前心房容积参数也出现相应的变化，研究显示:心房应变和应变率可用来量化左房阶段性功能，似乎改变老龄化传统参数。因此应变可更加敏感地检测亚临床心房功能不全，先于传统参数观察到应变率参数的改变。

Eshoo等［24］运用运用组织多普勒派生的应变和应变率成像技术比较37例肥厚性心肌病(HC)和44例系统性高血压(SH)的左房阶段性功能，组织多普勒测量整体和节段收缩期应变率、舒张早期应变率、舒张晚期应变率和应变。结果显示: HC组与SH组和正常对照组相比左房容积增大，但是相应的舒张晚期应变率和应变降低，相反，SH组与对照组对比，SH组只有舒张早期应变率降低。HC组与SH组对比，即使调整左室质量后，舒张晚期应变率仍然降低。当左室质量、舒张功能参数(E和E')，病人组(SH组和HC组)的影响在逐步回归模型中，病人组是唯一的舒张晚期应变率的独立因素。研究显示: HC组随着左房阶段性功能降低即舒张晚期应变率和心房应变的降低导致左房扩大，HC组心房应变率和应变存在差异性降低。

这项技术的主要局限性是在声束与心肌运动之间有角度依赖，因此不能测量环形应变，如果角度大于20°应变和应变率会被显著低估，且该技术还需要高帧频图像(理想帧频＞130帧频/s)［21］。为克服这项技术的局限性，目前超声可利用二维图像斑点追踪来测量心肌二维应变。

5.2.2二维斑点追踪成像技术(STI)其原理［25］:二维斑点追踪技术，心动周期中，该技术根据组织灰阶自动追踪感兴趣区内不同像素的心肌组织在每一帧图像中的位置，并与上一帧图像中的位置相比较，计算整个感兴趣区内各节段心肌的变形。该技术是二维分析形变，对相邻节段的组织运动评估，角度独立，具有更好的空间分辨率，对信号噪声不敏感，与TDI为基础的技术相比有更好的测量重复性，消耗数据采集时间少和数据处理简单，对于无经验观测值自动跟踪系统便可准确测量。

Xia等［26］运用STI技术检查健康人群左房功能，将142名志愿者分成青少年组、中年组、老年组，用STI于心尖四腔心、两腔心、心尖左室长轴切面获得左房壁应变曲线(包括应变和达峰时间)。结果显示:3组应变值显示下段＞中段＞上段，与中年组和青少年组相比老年组下段应变降低，中段应变更低于其他两组，下段达峰时间更长，老年组和中年组比青年组中段达峰时间长，老年组与中年组直接无统计学意义。研究显示: STI提供客观、准确的左房功能检查结果，也为潜在的亚临床疾病左房功能早期监测提供了一种新颖的方法。STI与TDI为基础的技术相比时间分辨率有限，依赖高分辨率图像质量，斑点跟踪最优帧率低，心动过速患者该技术测量结果可靠性有所限制［20］。

5.3实时三维超声心动图(RT3DE)

RT3DE可提供有价值的临床信息，它描述了现实形态的心脏和心脏结构，使用容积数据中可用性和多功能性让我们获取无限多的心脏截面，因此，可更加准确和重复测量左房容积及对功能的定量评价［27-28］。有学者发现左房容积的增加与左室收缩和舒张功能恶化有很大关联［29］。

Aktürk等［30］应用RT3DE评估40例白塞病患者左房容积和功能。结果显示:与30名健康人对照，白塞病患者总排空分数和主动排空分数、膨胀指数显著高于对照组，左房被动排空分数显著低于对照组。研究表明:白塞病中左房机制功能及容积受损。这些结果可能是没有临床心血管疾病表现的白塞病患者亚临床心脏介入的早期形式。

Aggeli等［31］应用RT3DE定量分析28例B-地中海贫血无症状患者的左房功能。结果显示:与20例同年龄、性别相匹配的对照组对比，B-地中海贫血症状组LAVmax、LAVmin、LAVP无明显差异，然而左房主动排空分数降低。研究表明: RT3DE可作为评估B-地中海贫血无症状患者左房功能的一个新兴技术。三维容积和指数中，左房主动排空分数是具体患者左房功能不全的早期指标。

综上所述，左房功能的评估提高了重要的临床病理生理信息，近年来随着各种超声新技术不断发展，它们将广泛应用于临床心血管疾病的诊断和预后评估，而且必将为临床评估局部和整体左房功能提供更加准确、可重复性高的方法。

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(学术编辑:李丽萍)

网络出版时间: 2015-3-5 12∶47网络出版地址: http://www.cnki.net/kcms/detail/51.1254.R.20150305.1247.031.html

通讯作者:顾鹏，E-mail: linda2621@sina.com

作者简介:郑小艳(1986-)，女，四川乐山人，硕士研究生，主要从事影像医学与核医学的临床研究工作。E-mail:997991980@qq.com

基金项目:四川省科技厅基金项目(2012SZ0072)

收稿日期:2014-06-26

doi:10.3969/j.issn.1005-3697.2015.01.31

【文章编号】1005-3697(2015)01-0124-04

【中图分类号】R445.1

【文献标志码】A