二維應(yīng)變斑點追蹤顯像評價高血壓患者左房功能

牛海燕，高宇，侯新燕，黃曉玲，王建華

· 論著 ·

二維應(yīng)變斑點追蹤顯像評價高血壓患者左房功能

牛海燕，高宇，侯新燕，黃曉玲，王建華

目的應(yīng)用二維斑點追蹤技術(shù)（2D-STI）評價高血壓患者（HT）左房功能。方法選取北京軍區(qū)總醫(yī)院心內(nèi)科2007年5月至2012年8月門診及住院二維超聲心動圖圖像清晰的原發(fā)性高血壓患者85例，男性44例，女性41例，年齡36～68歲，平均年齡（53.7±9.6）歲。根據(jù)左室質(zhì)量指數(shù)（LVMI）將原發(fā)性高血壓患者分LVN組（46例）和LVH組（39例）。選擇同期30例健康體檢者為對照組。常規(guī)超聲心動圖檢測左室舒張末期內(nèi)徑（LVEDd）、室間隔厚度（IVST）、左室后壁厚度（PWT）、E/A比值和左房最大容積（LAVmax），左房最小容積（LAVmin），計算左室心肌質(zhì)量、左室心肌質(zhì)量指數(shù)（LVMI），左房容積指數(shù)（LAVI）和左房總排空分?jǐn)?shù)（LATEF）。應(yīng)用STI獲取左房縱向應(yīng)變曲線，記錄房壁各節(jié)段收縮期峰值應(yīng)變及應(yīng)變率（SSL、SRs）、舒張早期峰值應(yīng)變率（SRe）、舒張晚期峰值應(yīng)變率（SRa），計算其平均值（m）。結(jié)果與對照組和LVN組比較，LVH組LAVI升高，分別為[（22.8± 7.3）ml/m2vs. （32.6±6.1）ml/m2]和[（26.7±6.2）ml/m2vs. （32.6±6.1）ml/m2]，差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P均＜0.05）。LVH組較LVN組 LVMI [（135.3±18.7）g/m2vs. （98.9±13.8）g/m2]升高，差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P＜0.05）。與對照組比較，LVN組 mSRs[（1.6±0.5）/s vs. （1.8±0.6）/s]升高，LVH組 mSRs[（1.6 ±0.5）/s vs. （1.0±0.4）/s]降低，LVN組和LVH組mSRe均降低，分別為[（-1.9±0.5）/s vs. （-1.4± 0.4）/s]和[（-1.9±0.5）/s vs. （-0.9±0.4）/s]，mSRa均升高，分別為[（-1.3±0.4）/s vs. （-1.7±0.5）/s]和[（-1.3±0.4）/s vs. （-2.0±0.5）/s]，差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P均＜0.05）。與LVN組比較，LVH組mSRs[（1.8±0.6）/s vs. （1.0±0.4）/s]、mSRe [（-1.4±0.4）/s vs.（-0.9±0.4）/s]降低，mSRa[（-1.7± 0.5）/s vs. （-2.0±0.5）/s]升高，差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P均＜0.05）。結(jié)論高血壓患者左房的管道功能下降，輔泵功能增加，左室肥厚患者左房的儲備功能下降。STI能無創(chuàng)及定量評價高血壓患者左房整體的功能異常。

超聲心動圖描記術(shù)；高血壓；心房功能；應(yīng)變

高血壓是發(fā)病率和病死率較高的心血管疾病，嚴(yán)重危害人類健康。近10年，高血壓患病率逐年遞增，其早期診斷及治療越來越受到重視。心臟重構(gòu)是高血壓導(dǎo)致的一種重要病理改變，左心房增大和左室肥厚可引發(fā)心房顫動[1]。及早發(fā)現(xiàn)和有效治療高血壓患者的心房功能異?？山档头款澓湍X卒中的發(fā)病風(fēng)險。目前高血壓導(dǎo)致心臟功能損害的研究主要側(cè)重于測定左室心肌收縮舒張功能，而關(guān)于心房功能的研究較少。本研究應(yīng)用二維組織應(yīng)變成像評價高血壓患者的左房收縮舒張功能，為早期治療提供依據(jù)。

1 資料與方法

1.1 研究對象和分組選取北京軍區(qū)總醫(yī)院心血管疾病研究所2007年5月至2012年8月門診及住院二維超聲心動圖圖像清晰的原發(fā)性高血壓患者85例，男性44例，女性41例，年齡36～68歲，平均年齡（53.7±9.6）歲。入選的患者均符合2003年世界衛(wèi)生組織/國際高血壓學(xué)會（WHO/ISH）原發(fā)性高血壓診斷標(biāo)準(zhǔn)，即未服用抗高血壓藥的情況下，收縮壓≥140 mmHg（1 mmHg=0.133kPa）和/或舒張壓≥90 mmHg。所有患者檢查時均為竇性心律，超聲心動圖檢查左室收縮功能正常（左室射血分?jǐn)?shù)≥55%）。排除繼發(fā)性高血壓、糖尿病、冠狀動脈粥樣硬化性心臟病、心臟瓣膜病、心肌病等。根據(jù)左室質(zhì)量指數(shù)（LVMI）將原發(fā)性高血壓患者分為左室正常構(gòu)型（LVN）組，即LVN組（46例），男性LVMI＜134 g/m2或女性LVMI＜110 g/m2；左室肥厚（LVH）組，即LVH組（39例），男性LVMI≥134 g/m2或女性LVMI≥110 g/m2。選擇同期30例健康體檢者為對照組，年齡35～60歲。均無高血壓、糖尿病、冠狀動脈粥樣硬化性心臟病、心臟瓣膜病、心肌病、腎臟疾病等。心電圖及超聲心動圖均無異常。

1.2 方法

1.2.1 超聲心動圖檢查采用Philips iE33型彩色超聲診斷儀，s5-1探頭，頻率1.5～3.5MHz。受檢者左側(cè)臥位，同步記錄胸導(dǎo)聯(lián)心電圖。常規(guī)超聲心動圖測定左室舒張末期內(nèi)徑（LVEDd）、室間隔厚度（IVST）、左室后壁厚度（PWT）、E/A比值（舒張早期二尖瓣口血流速度/舒張晚期二尖瓣口血流速度）、左室射血分?jǐn)?shù)（LVEF）。計算左室質(zhì)量（LVM），LVM（g）=0.80×1.05[（IVST+LVEDd+PWT）3-（LVEDd）3]+0.6，左室質(zhì)量指數(shù)LVMI=LVM/BSA（g/m2）。于心尖四腔及心尖兩腔切面描記左房內(nèi)膜，得到左房最大容積（LAVmax），即二尖瓣即將開放時左房的容積；左房最小容積（LAVmin），即心電圖R波頂點的左房容積；左房總排空分?jǐn)?shù)（LATEF）=（LAVmax-LAVmin）/LAVmax。左房容積指數(shù)（LAVI）=LAVmax/體表面積。

1.2.2 二維應(yīng)變圖像采集及分析于幀頻50～80幀/s條件下采集心尖四腔切面和心尖兩腔切面的二維灰階動態(tài)圖像，至少3個心動周期。使用QLAB 6.0超聲圖像處理軟件分析存儲的二維動態(tài)圖像資料。系統(tǒng)自動勾畫描記心尖四腔和兩腔切面左房壁的心內(nèi)膜和心外膜。心尖四腔切面左房的房間隔和側(cè)壁及心尖兩腔切面左房的前壁和下壁等分為基底段、中間段和心尖段共計12節(jié)段。對每一節(jié)段的室壁進(jìn)行斑點追蹤分析，追蹤過程中可手動調(diào)整感興趣范圍。連續(xù)測量3個心動周期的左房應(yīng)變?nèi)∑骄?，自動顯示各節(jié)段心肌的應(yīng)變曲線，得出心肌收縮期縱向應(yīng)變（SSL）。分別取各節(jié)段峰值的平均值作為左房平均峰值應(yīng)變（mSSL）。于左室收縮期、舒張早期和舒張晚期分別記錄各個節(jié)段長軸方向心肌運(yùn)動的峰值應(yīng)變率（SRs、SRe、SRa）。分別取收縮期、舒張早期和舒張晚期各節(jié)段峰值的平均值作為左房平均峰值應(yīng)變率（mSRs、mSRe、mSRa）。

1.3 統(tǒng)計學(xué)方法統(tǒng)計學(xué)處理采用SPSS 16.0軟件。所有計量資料以（±s）表示，組間比較采用單因素方差分析。P＜0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 臨床資料和常規(guī)超聲心動圖參數(shù)比較3組受檢者年齡、性別比例和LATEF等比較，差異均無統(tǒng)計學(xué)意義（P均＞0.05）。與對照組比較，LVN組和LVH組E/A降低，分別為[（1.3± 0.4） vs. （0.9±0.3）]和[（1.3±0.4） vs. （0.7± 0.3）]，LAVI升高，分別為[（22.8±7.3）ml/m2vs.（26.7±6.2）ml/m2]和[（22.8±7.3）ml/m2vs.（32.6±6.1）ml/m2）]，差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P均＜0.05）。與LVN組比較，LVH組LVMI [（98.9± 13.8）g/m2vs. （135.3±18.7）g/m2）]升高，LAVI [（26.7±6.2）ml/m2vs. （32.6±6.1）ml/m2]升高，差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P均＜0.05）。見表1。

2.2 左房應(yīng)變及應(yīng)變率平均值的比較左房縱向應(yīng)變曲線分析得出：與對照組比較，LVN組mSSL[（38.2±6.4）% vs. （43.6±7.0）%]升高，LVH組 mSSL [（38.2±6.4）% vs. （30.2±7.1）%]降低，差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P均＜0.05）。與LVN組比較，LVH組 mSSL[（43.6±7.0）% vs.（30.2±7.1）%]降低，差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P＜0.05）。見表2。圖1和圖2分別為對照組和LVH組四腔心切面左房縱向應(yīng)變曲線。

左房應(yīng)變率（SR）峰值曲線分析得出：與對照組比較，LVN組 mSRs[（1.6±0.5）/s vs. （1.8 ±0.6）/s]升高，LVH組 mSRs[（1.6±0.5）/s vs.（1.0±0.4）/s]降低，LVN組和LVH組mSRe均降低，分別為[（-1.9±0.5）/s vs. （-1.4±0.4）/s]和[（-1.9±0.5）/s vs. （-0.9±0.4）/s]，mSRa均升高，分別為[（-1.3±0.4）/s vs. （-1.7±0.5）/s]和[（-1.3±0.4）/s vs. （-2.0±0.5）/s]，差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P均＜0.05）。與LVN組比較，LVH組 mSRs[（1.8±0.6）/s vs. （1.0±0.4）/s]、mSRe [（-1.4±0.4）/s vs. （-0.9±0.4）/s]降低，mSRa[（-1.7±0.5）/s vs. （-2.0±0.5）/s]升高，差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P均＜0.05）。見表2。圖3和圖4分別為對照組和LVH組左房縱向二維應(yīng)變率曲線。

表1 各組臨床和超聲心動圖資料比較

表2 各組左房平均應(yīng)變和平均應(yīng)變率比較

圖1 四腔心切面對照組左房縱向應(yīng)變曲線

圖2 四腔心切面LVH組左房縱向應(yīng)變曲線

圖3 對照組左房縱向二維應(yīng)變率曲線

圖4 LVH組左房縱向二維應(yīng)變率曲線

3 討論

研究證實高血壓是心血管疾病的重要危險因素之一。高血壓患者長期后負(fù)荷加重，導(dǎo)致心室結(jié)構(gòu)和形態(tài)改變，表現(xiàn)為心肌細(xì)胞肥大、心肌間質(zhì)膠原纖維化。高血壓導(dǎo)致的左室重構(gòu)是心臟事件重要的獨立危險因素，與心律失常、心力衰竭、猝死等相關(guān)。隨著室壁厚度增加，心肌僵硬度增加使左室被動充盈受限、舒張充盈期左室壓力上升加快，導(dǎo)致左室舒張末壓及左室充盈壓增高；左房前后負(fù)荷增加，左房壓增高，導(dǎo)致左房內(nèi)徑及容積增加[2,3]。左房功能評價在判斷高血壓患者心臟功能貯備及預(yù)后等方面有重要意義[4]。本研究旨在應(yīng)用二維斑點追蹤技術(shù)來評價高血壓患者左房功能的改變，指導(dǎo)臨床及改善預(yù)后。

評價左房功能指標(biāo)包括左房內(nèi)徑、二尖瓣及肺靜脈血流頻譜以及基于組織多普勒基礎(chǔ)上的應(yīng)變率（SR）等。但這些方法都存在一定局限性，如角度依賴性以及易受外部因素影響等。二維超聲應(yīng)變利用斑點追蹤技術(shù)自動逐幀追蹤心肌組織像素的位置和運(yùn)動信息，運(yùn)用空間與時間圖像處理方法重建心肌組織的運(yùn)動與形變[5]，并據(jù)此計算出組織運(yùn)動的速度、應(yīng)變及應(yīng)變率等參數(shù)。不受聲束方向與室壁運(yùn)動方向間夾角的影響，沒有角度依賴性且不受心臟整體運(yùn)動及周圍組織牽拉影響，較傳統(tǒng)超聲檢測手段能更準(zhǔn)確地反映心肌功能。在評價心房運(yùn)動時，二維應(yīng)變成像可以把心房收縮與二尖瓣環(huán)和心室的運(yùn)動區(qū)分開，因而能更準(zhǔn)確地反映心房功能[6]。

心房SSL與SRs為左室收縮期二尖瓣環(huán)向心尖部移動、肺靜脈血充盈左房作用下的心房肌最大伸展形變及速率，反映心房舒張性及左房儲存功能。本研究結(jié)果顯示與對照組比較，LVN組SSL與SRs增加。高血壓心臟后負(fù)荷增加，同時前負(fù)荷也增加，肺靜脈血量增多，高血壓患者左房儲存的血液增多，因而左房壁心肌發(fā)生的形變量相應(yīng)增加，左房的儲存器功能增加[7]。這與某些研究顯示在高血壓早期無左室重構(gòu)時即出現(xiàn)左房的儲存器功能降低有差異[8]。當(dāng)室壁厚度增加至一定程度，LVH患者的左房明顯擴(kuò)大，房壁僵硬度增加，心房被動牽拉能力及形變能力下降導(dǎo)致左房的儲存器功能受損[9]。本研究中LVH組SSL和SRs均小于對照組和LVN組。SSL較左房內(nèi)徑和容積更能直接反映左房心肌的舒張功能。

SRe為左室舒張早期心房肌縮短速率，反映左房的管道功能。與對照組比較高血壓患者SRe均顯著降低[10]，原因可能為高血壓患者舒張早期心室對心房的抽吸作用降低，左房流入左室血液減少，左房管道功能隨之下降。本研究中LVH組較LVN組SRe顯著降低，是由于隨著左室充盈壓增高及心肌重塑的過程，高血壓患者左室心肌質(zhì)量增加，左房增大，左房管道功能進(jìn)一步降低。

SRa為左室舒張晚期心房主動收縮作用下的心房肌縮短速率，反映輔泵功能。本研究高血壓患者左房mSRa較對照組增高，可能由于高血壓后負(fù)荷增高使左室舒張期末充盈壓升高，左房后負(fù)荷明顯增加，舒張早期流入左室的血量減少，使舒張晚期左房殘余血量增加，左房前負(fù)荷亦增加。左房在維持左室充盈方面起重要作用，為了維持正常的心輸出量，高血壓患者左房收縮代償性增強(qiáng)[11]，左房輔泵功能增強(qiáng)。LVH患者左房mSRa較LVN組升高是為了進(jìn)一步代償舒張早期流入左室血流量的減少。

本研究存在一定的局限性：2D-STI技術(shù)對圖像質(zhì)量要求較高，而且局限在二維平面的觀察，未能反映心臟三維整體運(yùn)動情況，故不能完全跟蹤斑點運(yùn)動的空間位置，因而其精確性欠佳。

綜上所述，高血壓患者左房的管道功能下降，輔泵功能增加，左室肥厚患者左房的儲備功能下降。二維斑點追蹤技術(shù)可以準(zhǔn)確評價左房功能改變，為臨床提供有價值的參考指標(biāo)。

[1] Vakili BA,Okin PM,Devereux RB. Prognostic implications of left ventricular hypertrophy[J]. Am Heart J,2001,141(3):334-41.

[2] Paraskevaidis IA,Farmakis D,Papadopoulos C,et al. Two-dimensional strain analysis in patients with hypertrophic cardiomyopathy and normal systolic function：a 12-month follow-up study[J]. Am Heart J,2009,158(3):444-50.

[3] Leung DY,Boyd A,Ng AA,et al. Echocardiographic evaluation of left atrial size and function: current understanding, pathophysiologic correlates, and prognostic implications[J]. Am Heart J,2008,156(6):1056-64.

[4] Adebayo AK,Oladapo OO,Adebiyi AA,et al. Changes in left atrial dimension and function and left ventricular geometry in newly diagnosed untreated hypertensive subjects[J]. J Cardiovasc Med,2008,9(6):561-9.

[5] Korinek J,Kjaergaard J,Sengupta PP,et al. High spatial resolution speckle tracking improves accuracy of 2-dimensional strain measurements[J]. J Am Soc Echocardiogr,2007,20(2):165-70.

[6] Saraiva RM,Demirkol S,Buakhamsri A,et al. Left atrial strain measured by two -dimensional speckle tracking represents: a new tool to evaluate left atrial function[J]. J Am Soc Echocardiogr, 2010,23(2):172-80.

[7] Eshoo S,Semsarian C,Ross DL,et al. Comparison of left atrial phasic function in hypertrophic cardiomyopathy versus systemic hypertension using strain rate imaging[J]. Am J Cardiol, 2011,107(2):290-6.

[8] A?ar G,Bulut M,Arslan K,et al. Comparison of left atrial mechanical function in nondipper versus dipper hypertensive patients: a speckle tracking study[J]. Echocardiography,2013, 30(2):164-70.

[9] Pavlopoulos H,Nihoyannopoulos P. Left atrial size: a structural expression of abnormal left ventricular segmental relaxation evaluated by strain echocardiography[J]. Eur J Echocardiogr, 2009,10(7):865-71.

[10] Mondillo S,Cameli M,Caputo ML,et al. Early detection of left atrial strain abnormalities by speckle-tracking in hypertensive and diabetic patients with normal left atrial size[J]. J Am Soc Echocardiogr,2011, 24(8):898-908.

[11] Baltabaeva A,Marciniak M,Bijnens B,et al. How to detect early left atrial remodeling and dysfunction in mild-to-moderate hypertension[J]. J Hypertens,2009,27(10):2086-93.

Reviewing left atrial function with two-dimension strain-speckle tracking imaging in patients with hypertension

NIU Hai-yan*, GAO Yu, HOU Xin-yan, HUANG Xiao-ling, WANG Jian-hua.*Department of Ultrasound, General Hospital of Chinese PLA Beijing Military Area Command, Beijing 100700, China.

ObjectiveTo review the left atrial function by using two-dimension strain-speckle tracking imaging (2D-STI) in patients with hypertension.MethodsThe patients [n=85, male 44, female 41, aged from 36 to 68 and average age=(53.7±9.6)] were chosen from May 2007 to Aug. 2012, and divided into LVN group (n=45) and LVH group (n=39) according to left ventricular mass index (LVMI). Other 30 cases with physical examinations were chosen as control group. The routine echocardiogram was used for detecting LVEDd, IVST, PWT, E/A, LAVmax and LAVmin, and calculating left myocardial mass, LVMI, LAVI and LATEF. 2D-STI was used for obtaining longitudinal strain curve of left atrium, recording peak strain and strain rate of different segment systolic phases of atrial wall (SSL and SRs), SRe and Sra, and calculating the mean (m).ResultsCompared with control group and LVN group, LAVI increased in LVH group [(22.8±7.3) ml/m2vs. (32.6±6.1) ml/m2] and [(26.7±6.2) ml/m2vs. (32.6±6.1) ml/m2, all P＜0.05]. Compared with LVN group, LVMI [(135.3±18.7) g/m2vs. (98.9±13.8) g/m2] increased in LVH group (P＜0.05). Compared with control group, mSRs [(1.6±0.5) /s vs. (1.8±0.6) /s] increased in LVN group [(1.6±0.5) /s vs. (1.8±0.6) /s], and decreased in LVH group [(1.6±0.5) /s vs. (1.0±0.4) /s], mSRe decreased in LVN group [(-1.9± 0.5)/s vs. (-1.4±0.4) /s] and LVH group [(-1.9±0.5) /s vs. (-0.9±0.4) /s], and mSRa increased in LVN group [(-1.3 ±0.4) /s vs. (-1.7±0.5) /s] and LVH group [(-1.3±0.4) /s vs. (-2.0±0.5) /s, all P＜0.05]. Compared with LVN group, mSRs [(1.8±0.6) /s vs. (1.0±0.4) /s] and mSRe [(-1.4±0.4) /s vs. (-0.9±0.4) /s] decreased, and mSRa [(-1.7±0.5) / s vs. (-2.0±0.5) /s] increased in LVH group (all P＜0.05).ConclusionThe patients with hypertension have decreased left atrial piping function and increased sub-pumping function, and those with left atrial hypertrophy have decreased left atrial conserving function. STI can quantitatively review the integrate function of left atrium without invasion in patients with hypertension.

Echocardiography; Hypertension; Atrial function; Strain

R544.1

A

1674-4055(2015)01-0080-04

2014-10-22）

（責(zé)任編輯：姚雪莉）

100700 北京,北京軍區(qū)總醫(yī)院超聲科

牛海燕,E-mail:13901152856@163.com

10.3969/j.1674-4055.2015.01.25