房颤患者右心功能实时三维超声心动图及斑点追踪成像的评价研究

吴治胜 薛 健 穆玉明 阿斯姆古丽·买买提

新疆医科大学第一附属医院心脏超声诊断科，新疆乌鲁木齐 830011

房颤是常见的心律失常之一，不仅对患者的左心功能造成损害，亦影响右心室功能[1]。对于房颤患者的治疗及预后评价[2]，右心功能的重要性日益受到关注。准确方便地评价房颤患者右心功能具有重要的临床价值[3]。右心室形态不规则，不适应一般的几何模型，而实时三维超声心动图测量容积具有不依赖形态假设，且与磁共振成像这一金标准方法具有相似的准确性[4-5]。斑点追踪成像无角度依赖性，可以更好地评价心肌的运动情况[2,6]。本研究旨在应用实时三维声心动图评价房颤患者的右心室形态及其功能的改变，应用斑点追踪成像评价右心室各节段局部心肌收缩变化，探讨房颤患者右心室形态及力学方面的变化情况。

1 对象与方法

1.1 研究对象

选择新疆医科大学第一附属医院（以下简称“我院”）2017 年9 月至2020 年4 月就诊的房颤患者为房颤组，同期我院24 小时动态心电图、超声心动图检查心脏正常的健康受检者为对照组。纳入标准：根据2014 年房颤患者管理指南中的诊断标准确诊为阵发性房颤[7]。排除标准：超声图像质量差，右室心内膜显示不佳，伴心脏瓣膜病、先天性心脏病、心肌病、甲状腺功能亢进，糖尿病等代谢性疾病。两组均纳入45 例，两组年龄、性别、体重指数（body mass index，BMI）比较，差异无统计学意义（P >0.05），具有可比性，见表1。本研究获得我院伦理委员会批准（20181129-14），所有纳入对象签署知情同意书。

表1 两组一般资料比较

1.2 仪器与方法

所有超声图像的采集均采用GE Vivid E9 彩色多普勒超声诊断仪，配备M5Sc 二维超声探头（1.7～3.3 MHz）及4V-D 三维超声探头（1.5～4.0 MHz）。应用Echo PAC 软件工作站分析所获取图像。检查时所有研究对象左侧卧位，保持平静呼吸，并同步记录心电图信息。为得到准确的功能参数，采集图像为静息状态下窦性心律，调整探头位置及角度以清晰显示心内膜。首先应用M5Sc 探头行常规经胸超声心动图检查，记录5 个连续心动周期的胸骨旁左室长轴切面、心尖四腔心切面等动态图像。应用M 型超声于三尖瓣环右室游离壁处测量三尖瓣环收缩期位移（tricuspid annular plane systolic excursion，TAPSE）。根据《中国成年人超声心动图检查测量指南》[8]测量相关参数，包括左房前后径（left atrium anterior-posterior diameter，LAD）、右房左右径（right atrial left-right diameter，RAD）、右室橫径（right ventricular dimension，RVD）、右室面积变化分数（right ventricular fractional area change，RVFAC）。

使用4V-D 超声探头置于受检者心尖部，显示以左心室或右心室为主的心尖四腔切面图像，调节设备增益、深度、扇窗宽度等条件，以清晰显示左、右心室的心内膜面。采集并储存5 个连续心动周期的三维全容积超声图像。应用Echo PAC 软件分析处理获得的动态三维图像。选择显示清晰的以右心室为主的心尖四腔心全容积图像，使用RV-4D-Volume 功能，按照程序要求逐步完成标准切面及右心室内膜追踪曲线调整，使其与右心室贴合完全。程序自动计算出右心室的三维模型及时间-容积曲线结果。可获得右室舒张末期容积（right ventricular end diastolic volume，RVEDV）、右室收缩末期容积（right ventricular end systolic volume，RVESV）、右室每搏输出量（right ventricular stroke volume，RVSV）、右室射血分数（right ventricular ejection fraction，RVEF）等参数，以及右室游离壁长轴应变（right ventricular longitudinal strain of free-wall，RVLSF）、右室间隔长轴应变（right ventricular longitudinal strain of septum，RVLSS）等三维应变参数（图1）。选择软件的LV-4D-Volume 功能分析心内膜清晰的心尖四腔心左室三维全容积图像。在程序显示的心尖四腔心、三腔心以及两腔心切面上，确定二尖瓣环中点及左室心尖的位置后，软件自动追踪左心室的心内膜面。必要时手动调整感兴趣区使结果更准确。最终可获得左室舒张末期容积（left ventricular end diastolic volume，LVEDV）、左室收缩末期容积（left ventricular end systolic volume，LVESV），左室每搏输出量（left ventricular stroke volume，LVSV）及左室射血分数（left ventricular ejection fraction，LVEF）等指标。

使用Echo PAC 软件的二维斑点追踪成像分析右心室时选择心尖四腔心切面观图像，手动描记室壁边界并调整所选取室壁厚度，软件将自动追踪心肌运动并计算出右室收缩峰值游离壁基底段应变（basal segment of right ventricular free -wall systolic peak strain，RVFB）、右室收缩峰值游离壁中段应变（middle segment of right ventricular free -wall systolic peak strain，RVFM），右室收缩峰值游离壁心尖段应变（apical segment of right ventricular free-wall systolic peak strain，RVFA），右室室间隔基底段应变（basal segment of right ventricular septum systolic peak strain，RVSB）、右室室间隔中段应变（middle segment of right ventricular septum systolic peak strain，RVSM）、右室室间隔心尖段应变（apical segment of right ventricular septum systolic peak strain，RVSA），右室整体应变（right ventricular global longitudinal strain，RVGLS）。每一个数值都测量三次再取平均值。

1.3 统计学方法

采用SPSS 19.0 统计学软件进行数据分析，符合正态分布的计量资料用均数±标准差（）表示，两组间比较采用t 检验；计数资料用例数表示，组间比较采用χ2检验。以P <0.05 为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 两组二维超声心动图、实时三维超声心动图结果比较

房颤组LAD、LVEDV、LVESV、RVEDV、RVESV 高于对照组，LVEF、RVEF、RVFAC、TAPSE 低于对照组，差异有统计学意义（P＜0.05）。两组LVSV、RAD、RVD、RVSV 比较，差异无统计学意义（P＞0.05）。见表2。

表2 两组二维超声心动图、实时三维超声心动图结果比较（）

表2 两组二维超声心动图、实时三维超声心动图结果比较（）

注 LAD：左房前后径；LVEDV：左室舒张末期容积；LVESV：左室收缩末期容积；LVEF：左室射血分数；LVSV：左室每搏输出量；RAD：右房左右径；RVD：右室橫径；RVFAC：右室面积变化分数；TAPSE：三尖瓣环收缩期位移；RVEDV：右室舒张末期容积；RVESV：右室收缩末期容积；RVEF：右室射血分数；RVSV：右室每搏输出量

2.2 两组二维、三维超声斑点追踪成像右心应变结果比较

房颤组RVLSF、RVLSS、RVFB、RVFM、RVSB、RVSM、RVGLS 低于对照组，差异有统计学意义（P＜0.05）。两组RVFA、RVSA 比较，差异无统计学意义（P >0.05）。见表3。

表3 两组二维、三维超声斑点追踪成像右心应变结果比较（%，）

表3 两组二维、三维超声斑点追踪成像右心应变结果比较（%，）

注 RVLSF：右室游离壁长轴应变（三维）；RVLSS：右室间隔长轴应变（三维）；RVFB：右室收缩峰值游离壁基底段应变；RVFM：右室收缩峰值游离壁中段应变；RVFA：右室收缩峰值游离壁心尖段应变；RVSB：右室室间隔基底段应变；RVSM：右室室间隔中段应变；RVSA：右室室间隔心尖段应变，RVGLS：右室整体应变（二维）

3 讨论

右心室由流入道、心尖部、流出道组成。其功能取决于结构和肌纤维结构[9]。由于右心室心肌较薄、弹性低、高度膨胀的肺血管阻力低，心脏右侧的压力显著降低，右心室比左心室更依赖于后负荷。

本研究结果显示，房颤组LVEDV、LVESV、RVEDV、RVESV 高于对照组，LVEF、RVEF、RVLSF、RVLSS 低于对照组。提示房颤患者右心室收缩功能低于对照组，右心室形态及心肌收缩能力均有改变。与常规评价参数比较[10]，RVLSF 与心脏磁共振评估的RVEF 具有更强的相关性，并且在早期亚临床阶段检测心肌功能障碍时更为敏感[11]。右心室整体功能取决于心律、右心室收缩同步性、右心室充盈时间、房室同步性和心室相互依赖性[1,9]。心室间相互依赖性主要取决于室间隔的功能，右心室收缩容积和压力的20%～40%由左心室收缩产生。房颤患者的心率增快，影响心肌收缩时间以及形变程度，致整体顺应性降低，心室泵血功能下降。心脏的结构、功能与血流动力学之间互为影响，密不可分[12]。

本研究结果显示，房颤组RVFB、RVFM、RVSB、RVSM、RVGLS 低于对照组，而两组RVFA、RVSA 比较，差异无统计学意义（P >0.05）。提示房颤患者右心室三个节段心肌应变变化情况并不一致，右心室流入道所对应的基底段及中段有改变，可能与局部心肌应力和结构差异有关[13]。阵发性房颤患者更易引起右冠状动脉痉挛[14]，冠状动脉痉挛后亦容易诱发房颤，右冠状动脉供血区域心肌功能减低，会导致左室乳头肌水平以下的后壁、下壁及后室间隔应变减低[15]。房颤患者左心室功能异常可显著影响右心室收缩功能[16]。而右心室流入道的功能情况在右心室收缩功能中占据重要作用[17]。

研究表明，右心室应变能够量化右心室力学信息，已成为右心室功能评估的准确工具，是射血分数保留及降低的心力衰竭患者生存率的有力预测指标[18-22]，对于右心室功能障碍的诊断效能要明显优于传统超声心动图[23]。三维斑点追踪成像技术是三维空间追踪心肌斑点运动情况，具有不依赖于几何假设，避免心肌斑点不在一个二维平面运动，较二维斑点追踪有理论优势[21,24-25]。斑点追踪成像所获得的应变参数能够为房颤患者的右心室功能做出评价，但对于房颤患者病情转归情况以及治疗后的情况需要更多的研究。

本研究局限性：虽然实时三维超声技术克服了二维平面上的一些缺陷，在评估右心室功能具有一定的优越性，但三维图像的空间分辨率和时间分辨率都比二维超声低，同时心室本身丰富的肌小梁和较薄的心肌可能会影响到结果。

综上所述，实时三维超声及斑点追踪成像所得的右心室形态、功能及应变的变化情况可能反映房颤患者右心功能早期的异常改变，使我们能更有效地理解和评估复杂的右心室情况，可为评估房颤患者右心室功能变化提供诊断依据。随着时间及技术的进一步发展，在临床实践中实时三维超声以及斑点追踪成像对于右心室形态及功能的综合评价发挥重要作用。