定量组织速度成像及实时三平面超声心动图技术评价阵发性房颤患者的左心房结构及功能

顾 韵，薛 鸿

1.成都市第一人民医院北区 功能科(成都 610041)；2.成都市第一人民医院 心功能科(成都 610041)

心房颤动(atrial fibrillation,AF)是常见的心律失常，有很高的致残率和致死率[1]。近年来，房颤研究已成为热点。国际上一般人群房颤的总患病率约为0.4%,中国的房颤总患病率为0.77%[2]，且有随年龄上升的趋势。AF是患者死亡风险增加的独立危险因子[1]，主要以心房电活动紊乱伴机械功能失常为特征，除可引起心悸、体力下降等不适外, 还可因心房丧失泵血功能而导致心功能减低；此外，血液易淤滞于心房内形成血栓,血栓脱落可导致体循环栓塞[3-4]。因此，对于AF患者心房功能的评估至关重要，在临床中主要运用常规超声心动图评估AF患者左房功能。

本研究应用定量组织速度成像(QTVI)和实时三平面超声心动图(RT-3PE)技术评价阵发性房颤(PAF)患者左心房整体和局部心肌功能，旨在探讨QTVI及RT-3PE技术评价左心房功能的应用价值，为PAF患者提供有价值的左房功能评估，预测心血管危险性、指导治疗及预后提供更多依据。

1 资料与方法

1.1 临床资料

选取2016年9月至2017年12月在成都市第一人民医院治疗的85例明确诊断PAF的患者，及同期本院体检中心43例健康人群。

入选标准：PAF[5](至少1次，心电图诊断)，发作频率≥2次/月，左心收缩功能正常(左室射血分数 ≥ 55%)、无心脏结构性变化。排除标准：持续性房颤(>7 d)窦性心律时存在二度Ⅱ型及以上房室传导阻滞，病态窦房结综合征，双束支阻滞及严重心功能不全(NYHAⅢ,Ⅳ)患者，器质性心脏病、严重高血压、高脂血症、甲状腺功能异常、原发性肺动脉高压、呼吸系统疾病、重要脏器功能不全，因频发早搏或透声条件差等原因影响图像质量的患者。本研究经医院伦理委员会批准，患者接受检查前均签署知情同意书。

试验组患者年龄 20～78岁，其中男 54 例，女 31 例。对照组年龄19～76岁，其中男26例，女17例。128例患者分别行常规超声心动图、实时三平面超声心动图(RT-3PE)及定量组织速度成像(QTVI)模式。

1.2 仪器设备和方法

采用GE Vivid 9彩色多普勒超声诊断仪。二维心脏探头M5S，频率1.5～4.3 MHz；三维心脏探头4 V，频率2.0～4.0 MHz。

窦性心律时，受检者取左侧卧位，平静呼吸，并同步记录心电图。记录并保存左室心尖四腔，两腔心切面及胸骨左缘左室长轴切面共3个切面各5个心动周期。在胸骨左缘左室长轴切面测量左房收缩末前后径(LADap)、于心尖四腔心切面测量左房左右径(LADml)及上下径(LADsi)；二尖瓣开口处测量舒张早期二尖瓣前向血流频谱(E峰及A峰)，右上肺静脉左房开口处留肺静脉血流频谱(S峰、D峰，S/D比值及Ar波)。采用双平面 Simpson法测量造影后左室收缩功能(LVEF)。启动实时三平面模式(tri-plane)，同时获得心尖四腔、三腔及两腔5个心动周期二维图像，测量左室舒张末(LVEDVI)、收缩末期容积指数(LVESVI)，左房最大容积(LAVmax)及最小容积(LAVmin)及左房收缩期前容积(LAVp)。进入QTVI模式，通过心尖四腔、三腔及两腔观左房侧壁、后间隔、前壁、下壁、前间隔、后壁中段的tri-plane组织多普勒图像，获取组织速度曲线，分别测量收缩期峰值速度(Vs)、舒张早峰值速度(Ve)、舒张晚期峰值速度(Va)(图1)。

图1 PAF患者二尖瓣前后血流频谱、肺静脉血流频谱及实时三平面法测量左心房容积

注：A:PAF患者二尖瓣前向血流频谱;B:PAF患者肺静脉血流频谱;C:实时三平面法测量左心房容积

左房容积及射血分数：计算左房主动排空容积(LAAEV=LAVp-LAVmin) 和主动射血分数(LAAEF=LAAEV/LAVp)，以及被动排空容积(LAPEV=LAVmax-LAVp)和被动射血分数LAPEF=(LAPEV/LAVmax)、左房总排空容积(LATEV=LAVmax-LAVmin)及总射血分数(LATEF=LATEV/LAVmax)、左房扩张指数(LAexpI)=(LAVmax-LAVmin)/LAVmin(图2)。

图2 同一心动周期显示心尖四腔、三腔及两腔观的左心房侧壁、后间隔、前壁、下壁、前间隔、后壁中段的组织速度曲线

注：A：心尖四腔左心房侧壁，后间隔的组织速度曲线；B：两腔观左心房前壁，下壁的组织速度曲线；C：三腔观左心房前间隔和后壁中段的组织速度曲线

S峰、LAexpI及Vs代表左房储存功能，E峰、D峰、LAPEF及Ve代表左房管道功能；A峰、LAAEF及Va代表左房辅泵功能；Vs、Ve及度Va代表局部心肌功能。

血压测量：使用欧姆龙HEM．707l电子血压计进行测量。测量1 h内避免剧烈的运动、锻炼、进食以及喝饮料(水除外)；测量30 min内不能吸烟，保持精神放松，排空膀胱；安静休息5 min后开始测量。每例行3次血压测量，两次测量间隔至少1 min。取后两次测量的平均值为个体血压值。

BSA(m2)=0.006 1×身高(cm)+0.012 8×体重(kg)-0.152 9。

1.3 统计学方法

2 结果

2.1 两组临床及超声基线资料比较

两组在年龄、性别、收缩压、舒张压、体表面积、左室容积及射血分数方面比较,差异无统计学意义 (P>0.05)(表1)。

表1 两组临床及超声基线资料

2.2 两组左心房各径线大小比较

试验组左房收缩末前后径(LADap)、左房左右径(LADml)及上下径(LADsi)与对照组相比均明显增大，差异有统计学意义(P<0.05)(表2)。

表2 两组左房大小比较

注：*P<0.05

2.3 两组左心房血流动力学指标比较

试验组A峰减低、E/A比值增大(P<0.05)，S峰减低、D峰增高、S/D比值减低(P<0.05)。E峰及Ar波两组间比较，差异无统计学意义(P>0.05)(表3～4)。

表3 两组二尖瓣前向血流频谱指标比较

注：*P<0.05

表4 两组肺静脉血流频谱指标比较

注：*P<0.05

2.4 两组左心房容积及射血分数比较

试验组LAVmax、LAVmin和LAVp增大(P<0.05)，LAAEF、LATEF及LAexpI明显降低(P<0.05)，两组LAPEF比较，差异无统计学意义(P>0.05)(表5～6)。

表5 两组左心房容积指标比较

注：*P<0.05

表6 两组左心房射血分数指标比较

注：*P<0.05

2.5 两组左心房局部心肌功能比较

试验组左心房壁平均峰值速度Vs、Va明显减低(P<0.05)，Ve在两组间比较，差异无统计学意义(P>0.05)(表7)。

表7 两组左心房局部心肌运动速度比较

注：*P<0.05

3 讨论

正常情况下，左心房功能[6]包括：1)储蓄功能：是心室收缩期左房的充盈能力，反映此功能的参数为S峰、LAexpI及Vs；2)管道功能：在左室快速充盈期和缓慢充盈期充当“管道”的作用，输送肺静脉血液进入左室，反映管道功能的参数为管道容积，反应左房的管道功能的参数为E峰、D峰、LAPEF及Ve；3)辅助泵功能：即心房的收缩功能，由舒张晚期左房壁心肌的主动缩短能力决定，反映辅助泵功能的参数为A峰、LAAEF及Va。但只有在正常的窦性心律条件下，左房才有完整的收缩功能。在各种生理和病理状态下，左房通过其储蓄功能、管道功能、辅泵功能，调节左心室充盈和维持正常心搏量[7]。

本研究结果显示，与对照组比较，PAF患者左房各径线、E/A、D峰、LAVmax、LAVmin、LAVp增大，而A峰、S峰、LAAEF、LATEF、LAexpI减少，差异有统计学意义(P<0.05)；说明PAF患者的储蓄功能及辅助泵功能明显减弱，而左心室与肺静脉间的管道功能是否影响尚不明确，与既往研究[8]结果相符。

左心房重构包括结构重构和电重构，这两个重构相辅相成，共同构成AF的病理生理及电生理基础[6]。左心房增大是左心房结构重塑的标志，纤维组织替代正常的心房肌组织[7]，导致心房内传导异常，促使AF的形成和维持[8]。房颤患者心肌间质出现纤维化，导致电传导差异，局部传导阻滞或折返，影响心肌细胞间信号的传导[9]。心房电重构可引起有效不应期的缩短、延长或不协调，而结构重构会引起电信号在心房内传导不及时，继而引起心房收缩功能的障碍[10]。房颤发作时，心房有效收缩丧失，致使心房的辅助泵功能减低。因此，舒张末左房容量符合增加，致使左房扩大。房颤时心房有效的收缩功能丧失,左房在舒张晚期不能主动收缩实现对左心室进一步充盈,左心室收缩功能和顺应性也因快而不规则的心室率受损,导致左房充盈明显升高,导致肺静脉回心血流量减少,左房的储蓄功能减低[11]。此外，房颤病程较长患者，心房肌纤维化，左房壁僵硬度增加，顺应性减弱，心室收缩功能也相应降低，左房压、左室舒张末压均增高，左房的充盈能力降低，同样导致储蓄功能降低。舒张早期房室间压力很快达到平衡，导致二尖瓣提前关闭，开放幅度亦受限，E/A明显增大[12]。

QTVI是基于组织多普勒成像原理定量评价心肌组织运动速度的技术,其在多普勒速度模式下采集动态图像进行脱机分析，检测心肌的运动速度反映局部心功能, 受心脏前后负荷的影响较小[13]。基于RT-3PE平台的 QTVI技术能同时对左心房心尖四腔、三腔及二腔切面的6个壁进行定量分析，克服了不同心动周期变异对左心房壁运动速度定量分析的影响，使测量结果更具有可比性。QTVI技术能准确地评价左心室局部功能。左房壁薄，难以识别，自动追踪较困难。本研究将该技术应用于壁较薄的左房心肌局部功能的定量评价，结果显示房颤患者Vs及Va较对照组明显减小，提示房颤患者局部心肌功能受损。

本研究应用的实时三平面法, 弥补了传统超声心动图只可单平面显像的不足。在 2DE成像检查时,多采用单平面法据几何学公式估测容积, 即使采用双平面法,相继取得的二平面也并非来自同一心动周期。且左房解剖形态不规则，测量心房容积易产生较大误差[14]。而实时三平面法具有实时采集、实时分析的优点，且能同时显示心尖四腔、三腔及两腔观左房，采用六条取样边界来勾画左房内膜线显示左房的容积模型,快速、无创地测量LAVmax、LAVmin、LAVp。而使用实时三平面与QTVI技术相结合，可快速准确无创地评估左房局部心肌功能。

综上所述，PAF患者左房内径及容积增大，储蓄功能及辅助泵功能明显减弱，而管道功能目前尚不清楚；且PAF患者可能出现局部心肌功能受损。QTVI及RT-3PE技术能够对PAF患者的左心房结构，左房局部及整体心肌功能进行无创和定量的评价。