3D-STI技术在评价阵发性心房颤动合并高血压病人左心房功能中的价值

王 平,李 林

心房颤动(AF)是心律失常病谱中发生率较高的一种类型,随着老龄化社会到来,AF在临床中更为普遍,发病率日益增高,据统计,在年龄超过80岁的超高龄人群中,发病率8%～10%[1]。AF作为一种逐渐进展性病变,对病人心脏的危害极大,如果不干预,最终会进展为持续性AF,导致病人心肺功能下降,心房血栓发生的风险急剧上升。CHA2DS2-VASc评分标准中,AF的程度是栓塞发生危险的重要评估指标[2-3]。而高血压是目前AF发生的重要因素,且二者会相互促进,约50%的高龄AF病人同时合并高血压,大大增加了脑卒中的风险[4],HT会进一步增加左心房负荷,加重心肌异位活动,使病人心血管和脑血管重症疾病的发病率进一步增加,致死率和致残率上升,给社会和家庭造成严重的经济负担和精神压力。通过对高危人群左心房功能的评估,及早发现AF,稳定甚至改善AF的病程发展,降低严重并发症的发生率,有着重要的社会意义,AF早期左心房功能的评估尤为重要。三维斑点追踪成像技术(3D-STI)作为当前一种先进的心肌变形分析成像技术,解决了二维超声技术评估复杂心肌在三维空间运动的固有局限性,通过联合三维超声心动图和斑点追踪成像技术,可以模拟重建左心房的结构,较为准确快速地计算出左心房容积。此前3D-STI技术已被应用于评估左心室心肌局部功能和观察心肌非同步运动的情况[5],而在左心房的应用研究中还较少。本研究应用3D-STI测量阵发性AF伴高血压(PAF-HT)病人的左心房容积、应变及同步性等指标,探讨其左心房功能的变化。现作报道。

1 资料与方法

1.1 一般资料 选择我院2021年3月至2022年9月收治的阵发性AF伴有高血压病人45例作为观察组,其中男23例,女22例,年龄53～81岁。《心房颤动:目前的认识和治疗建议-2015》[6]和《2010年中国高血压防治指南》[7]作为PAF-HT的诊断依据。对照组为同时期的健康志愿者48名,男23名,女25名,年龄51～81岁。排除标准:包括各种类型的心脑血管慢性病,心血管手术史,恶性肿瘤,糖尿病和甲状腺功能异常。图像质量由2名主治医生进行交叉验证,同时符合者入组。所有病人及其家属共同完成知情同意书签署。2组年龄、性别等一般资料均具有可比性。

1.2 方法 记录所有研究对象体质量、性别和年龄等常规临床资料,记录高血压和AF的常规检查指标,通过公式计算体表面积(BSA) 和体质量指数(BMI),BSA(m2)=0.006 1×身高(cm)+0.012 8×体质量(kg)-0.152 9,BMI (kg/m2) =体质量(kg)/身高(m2)。3D-STI参数:应用 Philips EPIQ 7C彩色多普勒超声诊断仪,切换 X5-1三维探头,频率为1.3～4.2 MHz ,通过心尖四腔心切面获得具有清晰内膜的左心房图像,采集并存储心尖四腔心全容积图像,将图像导入后处理软件中。首先通过软件自带程序进行左心房内膜的自动描记(见图1) ,获得感兴趣区(ROI),对自动描记不满意的图像再由人工进行手动调整,使描记线与左心房内膜贴合满意为止,得到GLS、GCS、TLS、TCS,计算出TLS-SD、CS-SD(见图2～3) 。对获得的全容积三维图像进行后处理计算,得到左心房整体纵向应变(GLS)和圆周应变(GCS),左心房最大容积指数(MaxLAVi)、左心房最小容积指数(MinLAVi)及左心房主动收缩前容积指数(PaLAVi),左心房心肌纵向应变达峰时间标准差(TLS-SD)和圆周应变达峰时间标准差(TCS-SD)。

1.3 统计学方法 采用t检验、方差分析和q检验。

2 结果

2.1 2组一般资料比较 2组BMI和BSA差异均无统计学意义(P>0.05);2组收缩压、舒张压差异均有统计学意义(P<0.01)(见表1) 。

表1 2组一般临床资料比较

2.2 2组3D-STI参数的比较 与对照组比较,观察组MaxLAVi、MinLAVi、PaLAVi、TLS-SD、TCS-SD增高,GLS、GCS减低,差异均有统计学意义(P<0.01) (见表2)。

表2 2组3D-STI 参数的比较

2.3 观察组左心房扩大情况与3D-STI参数的比较 观察组中进一步依据LAI分为左心房扩大组(LAI>2)31例和无扩大组(LAI≤2)14例。无扩大组和扩大组GLS、GCS均较对照组减低(P<0.05),而2组间差异无统计学意义(P>0.05)。TLS-SD、TCS-SD在对照组与无扩大组和扩大组之间差异均有统计学意义(P<0.05)(见表3)。

表3 对照组、左心房无扩大组及扩大组 3D-STI 参数的比较

3 讨论

传统的二维超声探查受制于技术本身限制,只能通过左心房面积去推断心房体积,本身存在较大误差,而且无法对心肌功能进进行定量评价[8]。而2D-STI的出现部分解决了二维传统超声的局限性,作为一种不依赖角度的新技术,可以较快速地分析左心房容积特征和心肌功能状态[9],在各种疾病和消融手术中进行了初步应用,取得了一定成果。但在实践的过程中,发现2D-STI在进行左心功能定量分析时,会因心肌声学斑点移出二维平面导致出现心肌所携带的功能信息的丢失[10],导致测量出现误差,影响准确度,在需要精准定量分析的临床应用中存在障碍。3D-STI因其在多维度、多平面和可以STI相融合等特点,避免了信息丢失造成的测量误差,并且能够更全面地收集基于容积的功能特点和各方向上的应变特征参数,从而对左心房进行更精准、更复杂地评估。而本次研究运用的3D-STI,可以同时在采集圆周和纵向2个方向上的心肌功能信息,能全面反映左心房的整体功能[11]。本研究发现,观察组GLS、GCS 指标与对照组相比降低,提示PAF-HT可引起左心房心肌形变能力的减低、功能受损、心房重构与病程的发展成正相关。可能的原因是AF会导致左心房心肌细胞超微结构发生变异,向纤维细胞增殖,同时自主神经系统的反馈效应导致心肌细胞的代偿性肥大和心肌间质细胞的纤维化,进而改变了左心房结构各细胞正常的构成比例,导致功能出现异常[12]。本次3D-STI实验同时还进一步发现了,PAF-HT病人在左心房构型未发生形态学改变时,其功能就已经受损,对应的实验反应就是PAF-HT病人中的左心房无扩大组的心肌应变指标较对照组降低,进一步说明了3D-STI在PAF-HT病人病程的早期可更为敏感准确地发现左心房功能的变化[13]。

除了左心房心肌功能的变化,心房的非同步化运动也会影响左心房的功能,主要是在充盈期和射血期。而3D-STI在分析评价心肌运动同步性上具有特别优势,临床上已经有关于左心室同步性运动的研究[14],因此本次研究将左心房心肌运动的非同步性纳入研究范围,验证左心房同步性问题能否作为一个左心房功能研究的新参数,结果发现PAF-HT病人出现左心房非同步化运动,会导致左心房构型发生改变,在生理学上出现细胞比例的变化和电重构,进而影响AF的病程,维持甚至加重AF发生的频率。有研究[15]表明,与LAD相比,LAVi是更强预测舒张功能的指标。本实验结果发现,PAF-HT病人的左心房容积指标相较正常组比较均减低,说明PAF-HT病人的左心房存储与泵血功能均左心房重构受到损害。

本次研究进一步证明了3D-STI能够较为准确地定量分析PAF-HT病人左心房存储和泵血、心肌顺应性和同步性相关指标,在左心房发生形态学改变前,就早期发现左心房功能是否受损,为临床早期诊断和治疗提供参考依据,但不足之处首先是研究样本量较少,在本次研究基础上后期将做大样本研究,以期在更大范围内进行验证,其次未对HT进行分级分组研究,这些问题在将来的实验中需要进一步细化研究。