三维全容积技术评价健康成人左心房容积和功能的临床研究*

刘洁，彭雪莲，梁杉，赵香芝

（西南医科大学附属医院 心脏超声科，四川 泸州 646000）

近年来，随着对左心室舒张功能认识地加深，左心房作为实现左心室舒张的前期环节[1]，其容积和功能地改变逐渐受到重视。许多心血管疾病，如高血压、冠状动脉粥样硬化性心脏病（以下简称冠心病）的早期病变主要表现为左心房结构和功能的损害。因此，对左心房早期容积功能的准确评价对临床心血管疾病的分级、治疗和预后评估有重要意义。全容积成像（full-volume imaging,FVI）是新近发展的能对左心房容积（left atrial volume,LAV）功能进行定量评价的技术。本研究主要探讨不同年龄段健康成人的LAV 和功能的改变，及其与左心室整体舒张功能改变的关系。

1 资料与方法

1.1 一般资料

选取2018年1月—2018年6月在西南医科大学附属医院健康体检中心进行体检的132 例成人进行数据及病例采集。其中，男性66 例，女性66 例；根据不同年龄将研究对象分为青年组、中年组及老年组，分别为43、45 和44 例。其中青年组年龄18 ～45 岁， 平均（36.29±9.04）岁；中年组年龄46 ～64 岁，平 均（55.49±5.54） 岁， 老年组≥65 岁， 平 均（69.60±4.75）岁。所有纳入者无高血压、糖尿病及冠心病等代谢性疾病，心电图和常规超声心动图检查提示无心脏节律及结构的器质性病变等；同时排除透声窗差，经胸显示欠佳的病例。

1.2 方法

采用德国SIEMENS 公司SC2000 彩色多普勒超声诊断仪，配备4V1c 二维探头（频率1.75 ～4.25）MHz。采集受检者一般情况后嘱其取左侧卧位，常规超声心动图采集心尖四腔心和两腔心切面，对左心房前后、左右、上下径线、四腔心及两腔心切面舒张末期面积进行测量。利用公式计算LAV=（0.85×A1× A2）/2L，其中A1、A2 分别为心尖四腔心及两腔心切面时收缩末期的左心房面积、L 为收缩末期二尖瓣瓣环连线中点至左心房顶部的距离[2]。LAV 指数（left atrial volume index,LAVI）（ml/m2）=LAV/体 表 面 积。脉冲多普勒（pulsedwave doppler,PW）测量经二尖瓣口血流E 峰、A 峰，组织多普勒测量二尖瓣瓣环室间隔侧处e 峰、a 峰，计算E/A 和e/a。连接心电图后换用4Z1c 三维探头（频率1.7 ～2.8 MHz）。嘱受检者平静呼吸，采集连续3 个心动周期的标准心尖四腔心动态图像进行储存（帧频＞40%心率）进入全容积分析模式；分别对3 个心动周期内收缩末期和舒张末期时的左心房手动标记描绘，同时对包纳不完整的部分进行调整，选择LVA Analysis 键分析，系统将自动得出LAV-时间曲线图（见图1）。

图1 三维全容积图像采集和LAV 勾画建模及容积-时间曲线

通过对照心电图可知心动周期内不同心动时相，得到左心房最大容积（maximum left atrial volume,LAVmax）、左心房最小容积（minimum left atrial volume,LAVmin）及左心房主动收缩前容积（left atrial volume before contraction,LAVpre），以 上 参 数均取3 个心动周期的平均值，精确到小数点后两位。根据以上数据利用公式计算左心房功能参数：左心房整体排空容积（left atrial total emptying volume,LAVtotal）=（LAVmax-LAVmin），左心房扩大指数（left atrial dilatation index,iLAVe）=（LAVmax-LAVmin）/LAVmin， 左心房整体排空分数（left atrial total emptying ejection fraction,LAtEF）=（LAVmax-LAVmin）/LAVmax，左心房被动排空容积（left atrial passive emptying volume,LAVpass）=（LAVmax-LAVpre），左心房被动射血分数（left atrial passive ejection fraction,LApEF）=（LAVmax-LAVpre）/LAVmax，左心房主动排空容积（left atrial active emptying volume,LAVact）=（LAVpre-LAVmin），左心房主动射血分数（left atrial active ejection fraction,LAaEF）=（LAVpre-LAVmin）/LAVpre。为消除个体影响，以上所有参数均用体表面积进行标准化。

1.3 统计学方法

数据分析采用SPSS 19.0 统计软件。计量资料以均数±标准差（±s）表示，比较用方差分析，进一步两两比较用LSD-t检验；相关性分析用Pearson 法，P＜0.05 为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 不同年龄组基本情况比较

3组身高、体重、体表面积、心率和体重指数比较，经方差分析，差异无统计学意义（P＞0.05）。见表1。

表1 不同年龄组基本情况比较 （±s）

表1 不同年龄组基本情况比较 （±s）

组别 n 身高/cm 体重/kg 体表面积/m2 心率/（次/min） 体重指数/（kg/m2）青年组 43 161.73±6.11 57.00±6.16 1.62±0.14 73.54±12.48 21.74±1.96中年组 45 160.86±7.72 57.88±7.40 1.60±0.15 72.65±8.57 22.26±2.13老年组 44 158.76±5.60 54.49±6.18 1.53±0.11 72.68±12.35 21.61±2.07 F 值 1.291 1.933 2.852 0.056 0.894 P 值 0.280 0.151 0.063 0.945 0.413

2.2 不同年龄组常规超声测量值比较

不同年龄组左心房前后径、上下径、左右径及四腔心、两腔心面积、LLAV 比较，经方差分析，差异无统计学意义（P＞0.05）；而E 峰、e 峰及LAVI比较，差异有统计学意义（P＜0.05），E 峰、e 峰随着年龄的增加逐渐降低。3组A 峰、a 峰比较，差异无统计学意义（P＞0.05）。3组左心室整体舒张功能E/A 及e/a 值比较，差异有统计学意义（P＜0.05），随着年龄增加逐渐降低（P＜0.05）。与青年组比较，中年组、老年组E/e 值升高（P＜0.05）；与青年组比较，中年组和老年组LAVI 升高（P＜0.05）。见 表2。

表2 不同年龄组常规超声各参数比较 （±s）

表2 不同年龄组常规超声各参数比较 （±s）

组别 n 左心房前后 径/mm左心房上下 径/mm左心房左右 径/mm四腔心左心房面积/cm2两腔心左心房面积/cm2 L/mm E 峰/（m/s） A 峰/（m/s）青年组 43 29.93±2.96 51.25±3.91 31.33±3.58 12.91±2.32 11.68±3.22 46.30±3.67 0.89±0.14 0.63±0.10中年组 45 31.61±3.14 51.92±5.70 33.27±5.42 14.86±3.12 13.18±3.15 47.77±5.14 0.74±0.18 0.73±0.22老年组 44 30.30±3.89 49.48±5.49 31.31±5.22 13.14±3.76 13.04±3.08 44.89±5.47 0.64±0.17 0.64±0.17 F 值 2.212 1.679 1.657 3.621 1.821 2.627 14.002 4.789 P 值 0.116 0.193 0.197 0.081 0.168 0.078 0.000 0.089组别 n E/A e 峰/（m/s） a 峰/（m/s） e/a E/e LAV/ml LAVI/（ml/m2）青年组 43 1.45±0.29 0.12±0.02 0.09±0.02 1.28±0.38 7.81±1.71 14.01±5.07 8.29±3.38中年组 45 1.05±0.40 0.08±0.02 0.10±0.02 0.79±0.26 9.60±2.45 17.61±6.06 11.02±3.78老年组 44 0.84±0.25 0.07±0.02 0.11±0.02 0.64±0.12 9.87±2.67 16.41±6.72 10.69±4.04 F 值 20.911 43.687 1.810 39.509 5.828 2.621 4.209 P 值 0.000 0.000 0.170 0.000 0.004 0.079 0.018

2.3 E/A与e/a 的相关性分析

E/A与e/a 值呈正相关（r=0.746，P=0.000）；说明常规超声PW 测舒张功能与组织多普勒超声测量值有相关性。

2.4 不同年龄组LAV 参数比较

3组LAVtotal、LAVItotal、LAtEF、LAVpass、LAVIpass、LAVact、LAaEF 及LAIaEF 比 较， 经 方差分析，差异无统计学意义（P＞0.05）。与青年组比较，老年组、中年组LAVmin、LAVImin、LAVpre 及LAVIpre 升高（P＜0.05），而iLAVe、iLAVIe、LApEF、LAIpEF 及LAItEF 降低（P＜0.05）。见表3。

2.5 LAVImax与左心室舒张功能的相关性分析

LAVImax与左心室整体舒张功能E/e 值呈正相关（r=0.463，P=0.007）；LAVImax与左心室整体舒张功能的组织多普勒测量值e/a 呈负相关（r=-0.392，P=0.031）。

表3 不同年龄组LAV 参数比较 （±s）

组别 n LAVmax/ml LAVImax/（ml/m2） LAVmin/ml LAVImin/（ml/m2） LAVpre/ml LAVIpre/（ml/m2） LAVtotal/ml青年组 43 31.44±11.03 19.44±6.30 14.36±5.08 8.89±3.11 20.61±7.03 12.83±4.16 17.09±7.73 中年组 45 38.18±11.53 23.85±6.99 20.52±9.96 12.82±6.16 27.68±10.74 17.31±6.60 17.64±5.71老年组 44 39.40±17.5 24.51±11.62 21.57±13.54 14.03±8.54 29.53±14.44 19.24±9.15 17.83±6.32 F 值 2.586 2.696 3.719 4.465 4.465 5.563 0.088 P 值 0.081 0.073 0.028 0.014 0.014 0.005 0.916组别 n LAVItotal/（ml/m2） iLAVe iLAVIe LAtEF LAItEF LAVpass/ml LAVIpass/（ml/m2）青年组 43 10.55±4.38 1.48±0.94 0.91±0.54 0.54±0.11 0.34±0.07 10.81±5.81 6.67±3.31中年组 45 1.01±3.47 0.99±0.44 0.62±0.29 0.48±0.11 0.30±0.08 10.42±3.70 6.34±2.40老年组 44 11.62±3.94 0.94±0.35 0.61±0.22 0.47±0.10 0.31±0.07 10.14±4.44 6.59±2.76 F 值 0.466 6.266 5.493 3.472 2.047 0.130 0.130 P 值 0.629 0.003 0.006 0.136 0.036 0.878 0.878组别 n LApEF LAIpEF LAVact/ml LAVIact/（ml/m2） LAaEF LAIaEF青年组 43 0.34±0.10 0.22±0.07 6.28±3.21 3.86±1.89 0.30±0.12 0.26±0.08中年组 45 0.28±0.09 0.18±0.06 7.16±3.17 4.46±1.98 0.28±0.12 0.24±0.08老年组 44 0.26±0.08 0.17±0.06 7.96±3.47 5.21±2.27 0.29±0.10 0.25±0.07 F 值 5.374 3.726 1.611 2.669 0.497 5.653 P 值 0.028 0.016 0.206 0.075 0.610 0.623

3 讨论

左心房在心动周期中承担着储存、管道和泵功能，对左心室舒张功能和正常心搏量的维持都有着重要作用。秦婷婷等[3]通过研究表明，左心房功能受左心室舒张功能的影响。当LAVI ≥34 ml/m2时，将成为心力衰竭、缺血性脑卒中甚至死亡的独立影响因 子[4]。其是心血管危险事件和疾病转归结局的重要预测指标，因此定量且准确评价LAV 功能显得尤为重要。

FVI 技术是在二维基础上通过描记左心房内膜面而对其容积进行定量分析，得到整个心动周期中LAV随时间变化的曲线。该曲线正常情况下由一个正向波和两个负向波组成[5-6]，通过该曲线可准确、快速地获得LAV 功能的相关参数。本研究表明，LAV 功能随年龄增长，主要表现为管道功能降低和泵功能增强，而存储器功能改变不明显，其中又以管道功能减低为主，泵功能改变在中年组与老年组间相对较稳定。左心房收缩前容积在泵功能中承担着前负荷作用，舒张晚期的主动收缩对左心房的整体排空有重要作用。LAIpEF 随着年龄的增加逐渐降低，可能是随着年龄的增长，左心房的泵功能增强，心房的前负荷增加，左心房依靠增强主动收缩功能从而增加博出量。E 峰、e 峰、E/A 和e/a 随着年龄的增加而逐渐降低，E/e 则大致表现为增加，说明左心室舒张功能随着年龄的增加有所降低。梁俊媚等[7]研究表明，将左心室舒张功能按年龄进行聚类分析，可见其随着年龄的增长而呈降低趋势，与本研究结果基本一致。由于年龄的增长导致左心室舒张功能下降。早期充盈压增高，充盈能力不足，左心房管道功能随之下降。为保证舒张晚期有充足的血液进入左心室，左心房通过增强泵功能而维持正常的心输出量。而随着年龄的增加，左心房的这种自主调节能力可趋于相对平衡。本研究中LAVImax与E/e 呈正相关，与e/a 呈负相关，左心房通过存储、通道和泵功能对左心室充盈进行调节，可作为左心室舒张功能评价的指标之一[8]。有研究表明，左心房的大小可以反应舒张功能的下降程度，可作为长期观察左心室舒张功能是否降低的指标[9-10]。LAV扩大甚至发生在二尖瓣和肺静脉血流频谱改变之前，这对临床预测心血管疾病的风险有重要意义[11]。

综上所述，三维全容积技术作为一项新发展起来的超声定量分析技术，有着无创、简便及可靠等优点，能对LAV 和功能进行评价分析。