尹光宇YIN Guangyu

任衛(wèi)東1REN Weidong

二維斑點(diǎn)追蹤超聲心動(dòng)圖評(píng)價(jià)不同左心室舒張功能狀態(tài)下的左心房收縮功能

尹光宇1,2YIN Guangyu

任衛(wèi)東1REN Weidong

目的探討由斑點(diǎn)追蹤超聲心動(dòng)圖成像技術(shù)衍生的應(yīng)變及應(yīng)變率評(píng)價(jià)不同左心室舒張功能狀態(tài)下左心房收縮功能的變化。資料與方法根據(jù)左心室舒張功能狀態(tài)，將111例研究對(duì)象分為正常組（47例）、舒張功能輕度減低組（35例）、假性正常化組（18例）及限制性充盈狀態(tài)組（11例）。應(yīng)用斑點(diǎn)追蹤超聲心動(dòng)圖成像得到左心房12個(gè)節(jié)段（2個(gè)切面）的縱向應(yīng)變及應(yīng)變率曲線。通過取左心房12個(gè)節(jié)段的房縮期峰值縱向應(yīng)變及應(yīng)變率絕對(duì)值的平均值，得到左心房整體房縮期峰值縱向應(yīng)變（GPALSA）和左心房整體房縮期峰值縱向應(yīng)變率（GPALSRA）。比較各組GPALSA和GPALSRA的差異。結(jié)果舒張功能輕度減低組GPALSA值高于正常組（P<0.05），而從假性正?；M到限制性充盈組GPALSA值較正常組逐漸減?。≒<0.05）；舒張功能輕度減低組GPALSRA值與正常組比較差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P>0.05），從假性正?；M到限制性充盈組GPALSRA值逐漸減小（P<0.05）。結(jié)論隨左心室舒張功能減低程度逐漸加重，左心房收縮功能呈輕度增強(qiáng)而后減弱的趨勢(shì)。

超聲心動(dòng)描記術(shù)，多普勒，彩色；斑點(diǎn)追蹤成像；心舒期；心房功能，左

心臟是血液循環(huán)的原動(dòng)力，舒張抽吸血液功能和收縮射血功能一樣重要，兩者聯(lián)系密切。多數(shù)因心力衰竭導(dǎo)致的水腫等癥狀均與舒張功能障礙密切相關(guān)[1]。左心室舒張功能通常分為正常、左心室舒張功能輕度減低、假性正?；溆?、限制性充盈4種狀態(tài)[2]。左心房和左心室在結(jié)構(gòu)和功能上相互聯(lián)系、相互影響。在血流動(dòng)力學(xué)方面，左心室的舒張功能與左心房的功能聯(lián)系最為緊密。在血液從肺靜脈進(jìn)入左心房，再進(jìn)入左心室的過程中，左心房先后起到存儲(chǔ)、通道和助力泵的作用[3]。左心房功能是左心室充盈的決定因素之一[4]，故左心房的大小和功能會(huì)受到左心室充盈壓和左心室舒張功能狀態(tài)的影響。左心房功能和容積變化既可以很好地評(píng)價(jià)左心室舒張功能，同時(shí)也能早期預(yù)示某些疾病的病理生理發(fā)展和變化[5]，其在預(yù)測(cè)心血管事件的危險(xiǎn)性、病死率和預(yù)后方面有重要價(jià)值[6]。二維斑點(diǎn)追蹤超聲心動(dòng)圖成像技術(shù)（speckle tracking echocardiography, STE）是一項(xiàng)新的、可靠的、無角度依賴性的技術(shù)，是基于標(biāo)準(zhǔn)的二維灰階超聲圖像，實(shí)時(shí)跟蹤心肌內(nèi)回聲斑點(diǎn)的空間運(yùn)動(dòng)[7]。既往研究應(yīng)用二維STE通過左心房整體縱向應(yīng)變或應(yīng)變率來估測(cè)左心房功能[8,9]。本研究擬通過由STE衍生的應(yīng)變及應(yīng)變率來評(píng)估不同左心室舒張功能狀態(tài)下左心房的收縮功能。

1 資料與方法

1.1 研究對(duì)象 納入2010-12~2011-08共111例研究對(duì)象，包括47例志愿者和64例患者，其中男54例，女57例；年齡24~79歲，平均（53.9±12.6）歲；高血壓病23例，冠心病21例，擴(kuò)張型心肌病9例，肥厚型心肌病3例（臨床第一診斷），其余8例在進(jìn)行超聲心動(dòng)圖檢查時(shí)暫未確診或發(fā)現(xiàn)與心臟結(jié)構(gòu)及功能直接相關(guān)的疾?。ū?）。所有研究對(duì)象在中國(guó)醫(yī)科大學(xué)附屬盛京醫(yī)院行超聲心動(dòng)圖檢查。排除標(biāo)準(zhǔn)：①各種心律不齊及傳導(dǎo)異常者，包括心房纖顫、植入人工起搏器者；②二尖瓣狹窄者；③中度及以上二尖瓣或主動(dòng)脈瓣反流者；④室間隔運(yùn)動(dòng)異常：包括各種原因?qū)е碌挠倚氖胰萘炕驂毫ω?fù)荷過重者；⑤各種原因引起的心房壁僵硬，包括縮窄性心包炎等；⑥圖像質(zhì)量不佳，不適合做后期處理者；⑦根據(jù)二尖瓣瓣口血流頻譜、二尖瓣環(huán)組織多普勒及二維超聲心動(dòng)圖的綜合評(píng)估，不能確切認(rèn)定左心室舒張功能狀態(tài)者。

表1 研究對(duì)象的基本資料及患病組成情況

1.2 儀器與方法

1.2.1 二維超聲心動(dòng)圖 采用Philips iE33超聲儀，受檢者取左側(cè)臥位，連接胸前三導(dǎo)聯(lián)心電圖，用S5-1探頭掃查，包括二維超聲心動(dòng)圖、脈沖多普勒、組織多普勒、彩色多普勒血流顯像，探頭頻率1~5 MHz。于標(biāo)準(zhǔn)心尖四腔心切面、心尖二腔心切面，清晰顯示完整的左心房。通過調(diào)整掃描寬度、深度或者采取局部放大模式，使動(dòng)態(tài)圖像的幀頻>65幀/s。囑患者平靜呼氣末屏氣數(shù)秒后，存儲(chǔ)動(dòng)態(tài)圖像。在心尖四腔心切面開放的二尖瓣瓣尖中間取樣，獲得脈沖多普勒的頻譜，記錄舒張?jiān)缙诜逯邓俣龋╬eak velocities of mitral infows in early diastole, E）、房縮期峰值速度（peak velocities of mitral infows in atrial systole, A）及舒張?jiān)缙贓峰減速時(shí)間（deceleration time of the E-wave velocity, DT）。在心尖四腔心切面采用組織多普勒的模式，記錄舒張?jiān)缙诙獍戥h(huán)室間隔側(cè)峰值速度（early diastolic mitral annular peak velocities of septal side, e's）及舒張?jiān)缙诙獍戥h(huán)外側(cè)壁側(cè)峰值速度（early diastolic mitral annular peak velocities of lateral side, e'l）。計(jì)算舒張?jiān)缙诙獍戥h(huán)室間隔側(cè)和外側(cè)壁側(cè)峰值速度的平均值（mitral annular average peak velocities in early diastole, em）、E/A以及E/e's和E/e'l的平均值（average E/e' of two side of mitral annulus, Av.E/e'）。

1.2.2 分組標(biāo)準(zhǔn) 參照二尖瓣瓣口血流頻譜、二尖瓣環(huán)組織多普勒及二維超聲心動(dòng)圖綜合評(píng)估結(jié)果確定左心室舒張功能狀態(tài)[2]，根據(jù)美國(guó)超聲心動(dòng)圖協(xié)會(huì)和歐洲超聲心動(dòng)圖協(xié)會(huì)于2009年發(fā)布的左心室舒張功能評(píng)估指南[10]進(jìn)行分組：①正常組（47例）：E/A>1，em>8 cm/s，160 ms200 ms以及Av.E/e'<12；③假性正?；M（18例）：0.812；④限制性充盈組（11例）：E/A>2，DT<140 ms，em<8 cm/s以及Av.E/e'>15。

1.3 圖像分析 采用QLab 8.1進(jìn)行圖像分析：選用CMQ中的Free strain功能，在心尖二腔心切面或四腔心切面，沿左心房壁選取7個(gè)追蹤點(diǎn)（包括二尖瓣環(huán)的2個(gè)點(diǎn)，不包括肺靜脈入口、卵圓窩處），盡量使相鄰兩點(diǎn)間的距離相等。軟件追蹤計(jì)算形成相鄰兩點(diǎn)間的6條應(yīng)變曲線和應(yīng)變率曲線（圖1~4），導(dǎo)出數(shù)據(jù)計(jì)算每個(gè)節(jié)段應(yīng)變及應(yīng)變率的平均值，形成左心房的平均應(yīng)變及應(yīng)變率曲線。測(cè)量心尖二腔心及四腔心兩個(gè)切面的左心房房縮期平均峰值應(yīng)變及應(yīng)變率，計(jì)算兩個(gè)切面連續(xù)3個(gè)周期的平均值，得到左心房整體房縮期峰值縱向應(yīng)變（global peak left atrial longitudinal strain of atrial contraction, GPALSA）及左心房整體房縮期峰值縱向應(yīng)變率（global peak left atrial longitudinal strain rate of atrial contraction, GPALSRA）。隨機(jī)抽取20例研究對(duì)象的圖像信息，2個(gè)月后分別由同一名觀察者和另外一名觀察者對(duì)其進(jìn)行圖像分析及GPALSA、GPALSRA測(cè)值，以評(píng)估GPALSA及GPALSRA測(cè)值的可重復(fù)性。

圖1 應(yīng)變和應(yīng)變率曲線。A為正常人連續(xù)4個(gè)周期左心房心尖四腔心切面6個(gè)節(jié)段的縱向應(yīng)變曲線，箭示房縮期6個(gè)節(jié)段縱向峰值應(yīng)變所形成的波谷群；B為正常人左心房心尖四腔心切面6個(gè)節(jié)段連續(xù)3個(gè)周期平均應(yīng)變率曲線，箭示房縮期6個(gè)節(jié)段縱向峰值應(yīng)變率所形成的波谷群

圖2 應(yīng)變和應(yīng)變率曲線。A為左心室舒張功能輕度減低患者連續(xù)4個(gè)周期左心房心尖二腔心切面6個(gè)節(jié)段的縱向應(yīng)變曲線，箭示房縮期6個(gè)節(jié)段縱向峰值應(yīng)變所形成的波谷群；B為左心室舒張功能輕度減低患者左心房心尖二腔心切面6個(gè)節(jié)段連續(xù)3個(gè)周期平均應(yīng)變率曲線，箭示房縮期6個(gè)節(jié)段縱向峰值應(yīng)變率所形成的波谷群

圖3 應(yīng)變和應(yīng)變率曲線。A為左心室舒張功能中度減低（假性正?；┗颊哌B續(xù)3個(gè)周期左心房心尖二腔心切面6個(gè)節(jié)段的縱向應(yīng)變曲線，箭示房縮期6個(gè)節(jié)段縱向峰值應(yīng)變所形成的波谷群；B為左心室舒張功能中度減低（假性正?；┗颊咦笮姆啃募舛恍那忻?個(gè)節(jié)段連續(xù)3個(gè)周期平均應(yīng)變率曲線，箭示房縮期6個(gè)節(jié)段縱向峰值應(yīng)變率所形成的波谷群

圖4 應(yīng)變和應(yīng)變率曲線。A為左心室舒張功能重度減低（限制性充盈）患者連續(xù)4個(gè)周期左心房心尖二腔心切面6個(gè)節(jié)段的縱向應(yīng)變曲線，箭示房縮期6個(gè)節(jié)段縱向峰值應(yīng)變所形成的波谷群；B為左心室舒張功能重度減低（限制性充盈）患者左心房心尖二腔心切面6個(gè)節(jié)段連續(xù)3個(gè)周期平均應(yīng)變率曲線，箭示房縮期6個(gè)節(jié)段縱向峰值應(yīng)變率所形成的波谷群

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法 采用SPSS 17.0軟件，計(jì)量資料多組間比較采用單因素方差分析，兩兩比較采用Scheffe's檢驗(yàn)，P<0.05表示差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。觀察者內(nèi)部及觀察者間GPALSA、GPALSRA測(cè)值的可重復(fù)性采用Bland-Altman法進(jìn)行檢驗(yàn)。

2 結(jié)果

2.1 4組超聲心動(dòng)圖測(cè)量參數(shù)比較 4組受檢者超聲心動(dòng)圖測(cè)量變量見表2。各組間GPALSA值差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P<0.05），輕度減低組GPALSA值高于正常組，而從假性正?；M到限制性充盈組GPALSA值較正常組逐漸減小；正常組和輕度減低組GPALSRA值差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P>0.05），其余各組間GPALSRA值差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P<0.05），從假性正?；M到限制性充盈組GPALSRA值較正常組及舒張功能輕度減低組逐漸減小；假性正常化組與輕度減低組及限制性充盈組間心率差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P<0.05），限制性充盈組與其他3組間差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P<0.05），正常組與輕度減低組及假性正?；M間差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P>0.05）。

表2 4組受檢者超聲心動(dòng)圖測(cè)量參數(shù)比較

2.2 一致性檢驗(yàn) Bland-Altman分析顯示，觀察者內(nèi)及觀察者間的GPALSA值及GPALSRA值可重復(fù)性較好。觀察者內(nèi)及觀察者間GPALSA值的平均差異±2倍標(biāo)準(zhǔn)差分別為（0.31±4.55）%、（0.80±6.69）%（圖5）；觀察者內(nèi)及觀察者間GPALSRA值的平均差異±2倍標(biāo)準(zhǔn)差分別為（0.04±0.48）s－1和（－0.11±0.66）s－1（圖6）。

圖5 觀察者內(nèi)（A）及觀察者間（B）的GPALSA測(cè)量一致性

圖6 觀察者內(nèi)（A）及觀察者間（B）的GPALSRA測(cè)量一致性

3 討論

本研究發(fā)現(xiàn)GPALSA值隨著舒張功能逐漸減低呈先略升高，然后逐漸減低的變化趨勢(shì)；而GPALSRA在前兩組的值比較穩(wěn)定，從假性正?；M開始隨著舒張功能的減低而逐漸減小；正常組及輕度減低組心率比較無明顯差異，假性正?；M心率較舒張功能輕度減低組減慢，而限制性充盈組相對(duì)于其他3組則明顯加快。

在心室收縮期，心肌纖維的收縮從心臟縱軸角度，心底部向下移動(dòng)，這種移動(dòng)促使血液經(jīng)肺靜脈進(jìn)入左心房，形成左心房的充盈。在心室舒張期，左心房通過被動(dòng)及主動(dòng)的方式促使左心室充盈的完成。由于在心室舒張期，通過由心室舒張壓力下降形成的左心室與左心房壓差而開放的二尖瓣，左心房和左心室連通，血流順壓差方向由左心房流入左心室，因此左心室的舒張功能狀態(tài)會(huì)對(duì)左心房的排空產(chǎn)生決定性的影響[4]。左心房的收縮功能，即左心房的助力泵功能是在左心室舒張末期，左心房心肌收縮時(shí)主動(dòng)泵血到左心室，增加左心室舒張晚期左心室的充盈。左心室的舒張功能下降超過一定的程度，即會(huì)伴有左心室充盈壓力升高，而左心室充盈壓力是在左心房腔內(nèi)形成的，直接作用于左心房，故左心室充盈壓力升高伴有左心房?jī)?nèi)壓力升高。持續(xù)升高或者長(zhǎng)期維持較高的左心房?jī)?nèi)壓力，在致使左心房容積增大的同時(shí)，心肌由于受到過度牽拉，也會(huì)出現(xiàn)結(jié)構(gòu)、電生理和功能的變化[11]，這種變化導(dǎo)致左心房心肌的收縮能力逐漸下降。左心房的應(yīng)變和應(yīng)變率體現(xiàn)了左心房容積的變化方式，GPALSA和GPALSRA產(chǎn)生于左心室舒張期的心房收縮期，體現(xiàn)了左心房的助力泵功能及左心房心肌的收縮能力。

本研究結(jié)果符合關(guān)于左心房的Frank-Starling定律[12]。在左心室舒張功能輕度減低時(shí)，GPALSA略有升高，而GPALSRA與正常組比較無明顯差異，表明左心室在舒張功能減低的初期，左心室充盈壓力輕度升高，左心房容積略增大的條件下，左心房心肌前負(fù)荷略增加使得左心房心肌纖維受牽拉至接近或者達(dá)到、甚至略超過最適合初長(zhǎng)度，左心房的助力泵功能相對(duì)正常組略增強(qiáng)，這也體現(xiàn)了左心房泵功能在左心室舒張功能輕度減低時(shí)有所增強(qiáng)的循環(huán)代償機(jī)制。左心室舒張功能中度減低（假性正?；r(shí)，左心室充盈壓力增高，左心房容積增大，左心房心肌在長(zhǎng)期左心房?jī)?nèi)壓力升高的作用下，受牽拉過度，開始出現(xiàn)變性、纖維化等形態(tài)學(xué)及病理生理的變化[13]，GPALSA及GPALSRA均減低，體現(xiàn)在左心室舒張功能中度減低時(shí)左心房心肌收縮能力減低，左心房的收縮功能逐漸失去了對(duì)左心室舒張功能減低的代償能力。左心室舒張功能重度減低（限制性充盈），通常意味著左心室收縮、舒張功能都下降到了最嚴(yán)重的程度，肺靜脈淤血，左心室充盈壓力進(jìn)一步升高，左心房、左心室容積均增大，左心室心肌主動(dòng)舒張能力嚴(yán)重下降，二尖瓣開放后左心室舒張?jiān)缙谧笮姆?、左心室壓力差維持時(shí)間及左心室充盈時(shí)間減短，DT變短，在這個(gè)階段的患者很多出現(xiàn)房性心律失常[13]；在未出現(xiàn)房性心律失常的舒張功能重度減低者中，GPALSA和GPALSRA進(jìn)一步減低，左心房心肌收縮能力及左心房的助力泵功能很微弱。

本研究發(fā)現(xiàn)，心率在不同左心室舒張功能減低狀態(tài)下有一定的差異。假性正?；M心率較輕度減低組及限制性充盈組慢，盡管心率多在正常范圍內(nèi)，可能在左心室舒張功能減低、左心室充盈壓力升高的病理生理過程中，心率或其代償機(jī)制起到一定的作用。

總之，左心房的收縮功能受左心室舒張功能的影響，隨著左心室舒張功能減低程度逐漸加重呈輕度增強(qiáng)而后減弱的趨勢(shì)。本研究進(jìn)一步驗(yàn)證了左心房與左心室在功能上的密切關(guān)系以及左心房大小和功能的變化在心力衰竭發(fā)生及發(fā)展過程中的意義，目前尚需要更多的研究探討心房的結(jié)構(gòu)、功能以及病理生理變化。

本研究應(yīng)用二維切面的應(yīng)變及應(yīng)變率來評(píng)估三維空間的心房心肌縱向形變，但由于時(shí)間所限，而且左心房舒張功能障礙中晚期且不伴有心律失?；颍ê停┲卸纫陨习昴し戳鞯幕颊呦鄬?duì)較少，所以假性正?；M及限制性充盈組的樣本含量較小，有待進(jìn)行一步增加樣本完善研究。

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（本文編輯 張春輝）

Left Atrial Systolic Function in Different Left Ventricular Diastolic Function Patterns with Two-dimensional Speckle Tracking Echocardiography

PurposeTo explore changes of left atrial (LA) systolic function in different left ventricular (LV) diastolic functional conditions by using strain and strain rate derived from two-dimensional speckle tracking echocardiography (STE).Material and MethodsAccording to the LV diastolic function pattern, 111 subjects were divided into normal filling group, impaired relaxation group, pseudo-normal filling group and restrictive filling group. The curves of longitudinal strain and strain rate in 12 segments of LA were obtained by STE. Global peak left atrial longitudinal strain of atrial contraction (GPALSA) and global peak left atrial longitudinal strain rate of atrial contraction (GPALSRA) were obtained by averaging all LA segmental corresponding longitudinal strain values derived from STE in 2-chamber and 4-chamber views. Then comparisons of GPALSA and GPALSRA among four groups were made.ResultsCompared with that in the normal group, GPALSA in impaired relaxation group was higher (P<0.05), and it gradually decreased from pseudo-normal flling group to restrictive flling group (P<0.05). GPALSRA showed no difference between impaired relaxation group and normal group (P>0.05) and it gradually decreased from pseudo-normal flling group to restrictive flling group (P<0.05).ConclusionLA systolic function mildly rises at beginning then declines as diastolic function gets worse.

Echocardiography, Doppler, color; Speckle tracking imaging; Diastole; Atrial function, left

1.中國(guó)醫(yī)科大學(xué)附屬盛京醫(yī)院超聲科 遼寧沈陽 110004

2.遼寧中醫(yī)藥大學(xué)附屬醫(yī)院超聲心電中心遼寧沈陽 110032

任衛(wèi)東

Department of Ultrasonography, Shengjing Hospital of China Medical University,

Shenyang 110004, China

Address Correspondence to: REN Weidong

E-mail: renweidong01@126.com

R541；R445.1

2014-02-02

修回日期：2014-07-16

中國(guó)醫(yī)學(xué)影像學(xué)雜志

2014年 第22卷 第8期：585-590

Chinese Journal of Medical Imaging

2014 Volume 22(8): 585-590

10.3969/j.issn.1005-5185.2014.08.008