定量組織速度成像及實時三平面超聲心動圖技術(shù)評價陣發(fā)性房顫患者的左心房結(jié)構(gòu)及功能

顧 韻，薛 鴻

1.成都市第一人民醫(yī)院北區(qū) 功能科(成都 610041)；2.成都市第一人民醫(yī)院 心功能科(成都 610041)

心房顫動(atrial fibrillation,AF)是常見的心律失常，有很高的致殘率和致死率[1]。近年來，房顫研究已成為熱點。國際上一般人群房顫的總患病率約為0.4%,中國的房顫總患病率為0.77%[2]，且有隨年齡上升的趨勢。AF是患者死亡風(fēng)險增加的獨立危險因子[1]，主要以心房電活動紊亂伴機(jī)械功能失常為特征，除可引起心悸、體力下降等不適外, 還可因心房喪失泵血功能而導(dǎo)致心功能減低；此外，血液易淤滯于心房內(nèi)形成血栓,血栓脫落可導(dǎo)致體循環(huán)栓塞[3-4]。因此，對于AF患者心房功能的評估至關(guān)重要，在臨床中主要運(yùn)用常規(guī)超聲心動圖評估AF患者左房功能。

本研究應(yīng)用定量組織速度成像(QTVI)和實時三平面超聲心動圖(RT-3PE)技術(shù)評價陣發(fā)性房顫(PAF)患者左心房整體和局部心肌功能，旨在探討QTVI及RT-3PE技術(shù)評價左心房功能的應(yīng)用價值，為PAF患者提供有價值的左房功能評估，預(yù)測心血管危險性、指導(dǎo)治療及預(yù)后提供更多依據(jù)。

1 資料與方法

1.1 臨床資料

選取2016年9月至2017年12月在成都市第一人民醫(yī)院治療的85例明確診斷PAF的患者，及同期本院體檢中心43例健康人群。

入選標(biāo)準(zhǔn)：PAF[5](至少1次，心電圖診斷)，發(fā)作頻率≥2次/月，左心收縮功能正常(左室射血分?jǐn)?shù) ≥ 55%)、無心臟結(jié)構(gòu)性變化。排除標(biāo)準(zhǔn)：持續(xù)性房顫(>7 d)竇性心律時存在二度Ⅱ型及以上房室傳導(dǎo)阻滯，病態(tài)竇房結(jié)綜合征，雙束支阻滯及嚴(yán)重心功能不全(NYHAⅢ,Ⅳ)患者，器質(zhì)性心臟病、嚴(yán)重高血壓、高脂血癥、甲狀腺功能異常、原發(fā)性肺動脈高壓、呼吸系統(tǒng)疾病、重要臟器功能不全，因頻發(fā)早搏或透聲條件差等原因影響圖像質(zhì)量的患者。本研究經(jīng)醫(yī)院倫理委員會批準(zhǔn)，患者接受檢查前均簽署知情同意書。

試驗組患者年齡 20～78歲，其中男 54 例，女 31 例。對照組年齡19～76歲，其中男26例，女17例。128例患者分別行常規(guī)超聲心動圖、實時三平面超聲心動圖(RT-3PE)及定量組織速度成像(QTVI)模式。

1.2 儀器設(shè)備和方法

采用GE Vivid 9彩色多普勒超聲診斷儀。二維心臟探頭M5S，頻率1.5～4.3 MHz；三維心臟探頭4 V，頻率2.0～4.0 MHz。

竇性心律時，受檢者取左側(cè)臥位，平靜呼吸，并同步記錄心電圖。記錄并保存左室心尖四腔，兩腔心切面及胸骨左緣左室長軸切面共3個切面各5個心動周期。在胸骨左緣左室長軸切面測量左房收縮末前后徑(LADap)、于心尖四腔心切面測量左房左右徑(LADml)及上下徑(LADsi)；二尖瓣開口處測量舒張早期二尖瓣前向血流頻譜(E峰及A峰)，右上肺靜脈左房開口處留肺靜脈血流頻譜(S峰、D峰，S/D比值及Ar波)。采用雙平面 Simpson法測量造影后左室收縮功能(LVEF)。啟動實時三平面模式(tri-plane)，同時獲得心尖四腔、三腔及兩腔5個心動周期二維圖像，測量左室舒張末(LVEDVI)、收縮末期容積指數(shù)(LVESVI)，左房最大容積(LAVmax)及最小容積(LAVmin)及左房收縮期前容積(LAVp)。進(jìn)入QTVI模式，通過心尖四腔、三腔及兩腔觀左房側(cè)壁、后間隔、前壁、下壁、前間隔、后壁中段的tri-plane組織多普勒圖像，獲取組織速度曲線，分別測量收縮期峰值速度(Vs)、舒張早峰值速度(Ve)、舒張晚期峰值速度(Va)(圖1)。

圖1 PAF患者二尖瓣前后血流頻譜、肺靜脈血流頻譜及實時三平面法測量左心房容積

注：A:PAF患者二尖瓣前向血流頻譜;B:PAF患者肺靜脈血流頻譜;C:實時三平面法測量左心房容積

左房容積及射血分?jǐn)?shù)：計算左房主動排空容積(LAAEV=LAVp-LAVmin) 和主動射血分?jǐn)?shù)(LAAEF=LAAEV/LAVp)，以及被動排空容積(LAPEV=LAVmax-LAVp)和被動射血分?jǐn)?shù)LAPEF=(LAPEV/LAVmax)、左房總排空容積(LATEV=LAVmax-LAVmin)及總射血分?jǐn)?shù)(LATEF=LATEV/LAVmax)、左房擴(kuò)張指數(shù)(LAexpI)=(LAVmax-LAVmin)/LAVmin(圖2)。

圖2 同一心動周期顯示心尖四腔、三腔及兩腔觀的左心房側(cè)壁、后間隔、前壁、下壁、前間隔、后壁中段的組織速度曲線

注：A：心尖四腔左心房側(cè)壁，后間隔的組織速度曲線；B：兩腔觀左心房前壁，下壁的組織速度曲線；C：三腔觀左心房前間隔和后壁中段的組織速度曲線

S峰、LAexpI及Vs代表左房儲存功能，E峰、D峰、LAPEF及Ve代表左房管道功能；A峰、LAAEF及Va代表左房輔泵功能；Vs、Ve及度Va代表局部心肌功能。

血壓測量：使用歐姆龍HEM．707l電子血壓計進(jìn)行測量。測量1 h內(nèi)避免劇烈的運(yùn)動、鍛煉、進(jìn)食以及喝飲料(水除外)；測量30 min內(nèi)不能吸煙，保持精神放松，排空膀胱；安靜休息5 min后開始測量。每例行3次血壓測量，兩次測量間隔至少1 min。取后兩次測量的平均值為個體血壓值。

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

1.3 統(tǒng)計學(xué)方法

2 結(jié)果

2.1 兩組臨床及超聲基線資料比較

兩組在年齡、性別、收縮壓、舒張壓、體表面積、左室容積及射血分?jǐn)?shù)方面比較,差異無統(tǒng)計學(xué)意義 (P>0.05)(表1)。

表1 兩組臨床及超聲基線資料

2.2 兩組左心房各徑線大小比較

試驗組左房收縮末前后徑(LADap)、左房左右徑(LADml)及上下徑(LADsi)與對照組相比均明顯增大，差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)(表2)。

表2 兩組左房大小比較

注：*P<0.05

2.3 兩組左心房血流動力學(xué)指標(biāo)比較

試驗組A峰減低、E/A比值增大(P<0.05)，S峰減低、D峰增高、S/D比值減低(P<0.05)。E峰及Ar波兩組間比較，差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)(表3～4)。

表3 兩組二尖瓣前向血流頻譜指標(biāo)比較

注：*P<0.05

表4 兩組肺靜脈血流頻譜指標(biāo)比較

注：*P<0.05

2.4 兩組左心房容積及射血分?jǐn)?shù)比較

試驗組LAVmax、LAVmin和LAVp增大(P<0.05)，LAAEF、LATEF及LAexpI明顯降低(P<0.05)，兩組LAPEF比較，差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)(表5～6)。

表5 兩組左心房容積指標(biāo)比較

注：*P<0.05

表6 兩組左心房射血分?jǐn)?shù)指標(biāo)比較

注：*P<0.05

2.5 兩組左心房局部心肌功能比較

試驗組左心房壁平均峰值速度Vs、Va明顯減低(P<0.05)，Ve在兩組間比較，差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)(表7)。

表7 兩組左心房局部心肌運(yùn)動速度比較

注：*P<0.05

3 討論

正常情況下，左心房功能[6]包括：1)儲蓄功能：是心室收縮期左房的充盈能力，反映此功能的參數(shù)為S峰、LAexpI及Vs；2)管道功能：在左室快速充盈期和緩慢充盈期充當(dāng)“管道”的作用，輸送肺靜脈血液進(jìn)入左室，反映管道功能的參數(shù)為管道容積，反應(yīng)左房的管道功能的參數(shù)為E峰、D峰、LAPEF及Ve；3)輔助泵功能：即心房的收縮功能，由舒張晚期左房壁心肌的主動縮短能力決定，反映輔助泵功能的參數(shù)為A峰、LAAEF及Va。但只有在正常的竇性心律條件下，左房才有完整的收縮功能。在各種生理和病理狀態(tài)下，左房通過其儲蓄功能、管道功能、輔泵功能，調(diào)節(jié)左心室充盈和維持正常心搏量[7]。

本研究結(jié)果顯示，與對照組比較，PAF患者左房各徑線、E/A、D峰、LAVmax、LAVmin、LAVp增大，而A峰、S峰、LAAEF、LATEF、LAexpI減少，差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)；說明PAF患者的儲蓄功能及輔助泵功能明顯減弱，而左心室與肺靜脈間的管道功能是否影響尚不明確，與既往研究[8]結(jié)果相符。

左心房重構(gòu)包括結(jié)構(gòu)重構(gòu)和電重構(gòu)，這兩個重構(gòu)相輔相成，共同構(gòu)成AF的病理生理及電生理基礎(chǔ)[6]。左心房增大是左心房結(jié)構(gòu)重塑的標(biāo)志，纖維組織替代正常的心房肌組織[7]，導(dǎo)致心房內(nèi)傳導(dǎo)異常，促使AF的形成和維持[8]。房顫患者心肌間質(zhì)出現(xiàn)纖維化，導(dǎo)致電傳導(dǎo)差異，局部傳導(dǎo)阻滯或折返，影響心肌細(xì)胞間信號的傳導(dǎo)[9]。心房電重構(gòu)可引起有效不應(yīng)期的縮短、延長或不協(xié)調(diào)，而結(jié)構(gòu)重構(gòu)會引起電信號在心房內(nèi)傳導(dǎo)不及時，繼而引起心房收縮功能的障礙[10]。房顫發(fā)作時，心房有效收縮喪失，致使心房的輔助泵功能減低。因此，舒張末左房容量符合增加，致使左房擴(kuò)大。房顫時心房有效的收縮功能喪失,左房在舒張晚期不能主動收縮實現(xiàn)對左心室進(jìn)一步充盈,左心室收縮功能和順應(yīng)性也因快而不規(guī)則的心室率受損,導(dǎo)致左房充盈明顯升高,導(dǎo)致肺靜脈回心血流量減少,左房的儲蓄功能減低[11]。此外，房顫病程較長患者，心房肌纖維化，左房壁僵硬度增加，順應(yīng)性減弱，心室收縮功能也相應(yīng)降低，左房壓、左室舒張末壓均增高，左房的充盈能力降低，同樣導(dǎo)致儲蓄功能降低。舒張早期房室間壓力很快達(dá)到平衡，導(dǎo)致二尖瓣提前關(guān)閉，開放幅度亦受限，E/A明顯增大[12]。

QTVI是基于組織多普勒成像原理定量評價心肌組織運(yùn)動速度的技術(shù),其在多普勒速度模式下采集動態(tài)圖像進(jìn)行脫機(jī)分析，檢測心肌的運(yùn)動速度反映局部心功能, 受心臟前后負(fù)荷的影響較小[13]?；赗T-3PE平臺的 QTVI技術(shù)能同時對左心房心尖四腔、三腔及二腔切面的6個壁進(jìn)行定量分析，克服了不同心動周期變異對左心房壁運(yùn)動速度定量分析的影響，使測量結(jié)果更具有可比性。QTVI技術(shù)能準(zhǔn)確地評價左心室局部功能。左房壁薄，難以識別，自動追蹤較困難。本研究將該技術(shù)應(yīng)用于壁較薄的左房心肌局部功能的定量評價，結(jié)果顯示房顫患者Vs及Va較對照組明顯減小，提示房顫患者局部心肌功能受損。

本研究應(yīng)用的實時三平面法, 彌補(bǔ)了傳統(tǒng)超聲心動圖只可單平面顯像的不足。在 2DE成像檢查時,多采用單平面法據(jù)幾何學(xué)公式估測容積, 即使采用雙平面法,相繼取得的二平面也并非來自同一心動周期。且左房解剖形態(tài)不規(guī)則，測量心房容積易產(chǎn)生較大誤差[14]。而實時三平面法具有實時采集、實時分析的優(yōu)點，且能同時顯示心尖四腔、三腔及兩腔觀左房，采用六條取樣邊界來勾畫左房內(nèi)膜線顯示左房的容積模型,快速、無創(chuàng)地測量LAVmax、LAVmin、LAVp。而使用實時三平面與QTVI技術(shù)相結(jié)合，可快速準(zhǔn)確無創(chuàng)地評估左房局部心肌功能。

綜上所述，PAF患者左房內(nèi)徑及容積增大，儲蓄功能及輔助泵功能明顯減弱，而管道功能目前尚不清楚；且PAF患者可能出現(xiàn)局部心肌功能受損。QTVI及RT-3PE技術(shù)能夠?qū)AF患者的左心房結(jié)構(gòu)，左房局部及整體心肌功能進(jìn)行無創(chuàng)和定量的評價。