陳迎春 李莉錦 尹靜 李真 滑少華

1鄭州大學(xué)第一附屬醫(yī)院超聲科（鄭州450000）；2中山大學(xué)附屬東華醫(yī)院超聲科（廣東東莞523000）

青年運動員曾被認(rèn)為是世界上最健康的人， 但隨著運動員猝死事件不斷發(fā)生，且大都?xì)w因于心源性猝死，因此青年運動員心臟健康問題目前已成為全球關(guān)注焦點［1］。既往，對運動員心功能改變的研究較少，且大都集中在對其左心功能的研究，因此很難確認(rèn)長期運動訓(xùn)練與運動員右心功能的相關(guān)性。近幾年發(fā)展起來的實時三維超聲心動圖（real-time three-dimensional echocardiography，RT-3DE）能夠準(zhǔn)確測得右室射血分?jǐn)?shù)，其測量結(jié)果與金標(biāo)準(zhǔn)磁共振的相關(guān)性高度相關(guān)，這一點已得到臨床認(rèn)證［2］；二維斑點追蹤技術(shù)（two-dimensional speckle tracking echocardiography，2D-STE）能夠定量測量心肌運動情況，在臨床研究中逐漸受到重視［3-4］。本研究按照2014 版指南推薦［5］，并較早地聯(lián)合上述兩種新技術(shù)，對運動員右室收縮功能做出可靠、準(zhǔn)確的評估，為運動醫(yī)學(xué)及科研提供了重要的參考信息。

1 對象與方法

1.1 研究對象收集專業(yè)青年男性力量型運動員30例（運動員組），其中摔跤運動員18例，舉重運動員12例，年齡18 ～25 歲，入選標(biāo)準(zhǔn)：運動年限≥5年，運動時間≥30 h/周，且未長期停止高強度力量型訓(xùn)練。隨機選擇30例健康男性作為對照組，入選標(biāo)準(zhǔn)：年齡18 ～25 歲，從未參加過長期力量型高強度訓(xùn)練。所有參與者均排除高血壓、心臟病及其他全身性疾病，且心律整齊、圖像清晰，左室射血分?jǐn)?shù)（LVEF）＞60%。

1.2 儀器與方法

1.2.1 儀器使用GE Vivid E95 超聲診斷儀，分別使用二維M5S 探頭（頻率2.0 ～4.0 MHz）及實時三維4V 探頭（頻率1.5 ～4.0 MHz），應(yīng)用Echo PAC 工作站行圖像后處理。

1.2.2 二維參數(shù)的測量囑受檢者左側(cè)臥位，平靜呼吸，同步記錄三導(dǎo)聯(lián)心電圖，記錄受檢者心率，參考2014年美國超聲心動圖協(xié)會（ASE）成人右心超聲心動圖診斷指南，使用M5S 探頭在標(biāo)準(zhǔn)心尖四腔心切面，于心室收縮末期測量右房左右徑（right atrial left and right diameter，RA-D1）、右房上下徑（right atrial upper and lower diameter，RAD2），于心室舒張末期測量右心室基底段左右徑（right ventricular basal segment right and left diameter，RV-D1），右心室中間段左右徑（right ventricular middle segment right and left diameter，RV-D2）右心室上下徑（right ventricular upper and lower diameter，RV-D3），應(yīng)用連續(xù)多普勒根據(jù)三尖瓣最大反流速度估測肺動脈收縮壓（pulmonary artery systolic blood pressure，PASP）。

1.2.3 2D-STE 的應(yīng)用囑受檢者左側(cè)臥位，屏住呼吸，使用M5S 探頭在心尖四腔心切面，連續(xù)采集3 個心動周期二維動態(tài)模型并儲存，脫機將數(shù)據(jù)導(dǎo)入Echo PAC 工作站，啟動Q-Analysis，選擇2D-Gain鍵，調(diào)至4-ch 模式，手動調(diào)整右心室心內(nèi)膜邊緣感興趣區(qū)，注意排除右室肌小梁的影響，系統(tǒng)自動算出右心室整體縱向應(yīng)變（right ventricular global longitudinal strain，RV-GLS）并對其結(jié)果取絕對值。見圖1。

圖1 二維斑點追蹤技術(shù)測得右室整體縱向收縮期應(yīng)變（RV-GLS）Fig.1 Right ventricular global longitudinal strain（RV-GLS）was measured by 2D-STE

1.2.4 三維圖像的采集及數(shù)據(jù)分析切換至4 V探頭，從心尖四腔觀獲得清晰的二維圖像后，啟動“4D”成像鍵（幀頻約受檢者心率的40%），囑受檢者屏住呼吸，連續(xù)采集3 個心動周期動態(tài)三維右室模型并儲存。將儲存的圖像導(dǎo)入Echo PAC工作站，啟動4D Auto RVQ 程序，勾畫右室收縮末期及舒張末期心內(nèi)膜邊緣，系統(tǒng)自動計算出右室舒張末期容積（right ventricular end diastolic volume，RV-EDV）、右室收縮末期容積（right ventricular end systolic volume，RV-ESV）、右心室每博輸出量（（right ventricular stroke volume，RV-SV）及右室射血 分?jǐn)?shù)（right ventricular ejection fraction，RVEF）。見圖2。以上所有參數(shù)的測量均由同一位操作熟練的醫(yī)生進行，所有數(shù)值測量3 次取平均值，為排除個體體表面積（BSA）影響，上述心腔大小測值均以BSA 矯正。

1.3 統(tǒng)計學(xué)方法采用IBM SPSS 24.0 統(tǒng)計軟件進行分析。計量資料以均數(shù)± 標(biāo)準(zhǔn)差或M（QR）表示，兩組間比較，符合正態(tài)分布且方差齊，使用t檢驗；正態(tài)分布、方差不齊，使用t′檢驗；非正態(tài)性分布的數(shù)據(jù)，采用秩和檢驗（u檢驗）。均以P＜0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 兩組參與者一般情況的比較運動員組較對照組體質(zhì)量及體表面積增加，心率降低，差異均有統(tǒng)計學(xué)意義（P＜0.05）。兩組間年齡、身高、收縮壓、舒張壓差異均無統(tǒng)計學(xué)意義（P＞0.05）。見表1。

圖2 重建后的右室三維形態(tài)模型（EDV：舒張末期容積；ESV：收縮末期容積；EF：射血分?jǐn)?shù)；SV：每搏輸出量）Fig.2 3D-morphological model of the reconstructed right ventricle

2.2 兩組參與者常規(guī)二維超聲參數(shù)的比較運動員組較對照組RA-D1、RA-D2、RV-D2、PASP 升高，差異均有統(tǒng)計學(xué)意義（P＜0.05）。兩組間RVD1、RV-D3 差異均無統(tǒng)計學(xué)意義（P ＞0.05）。見表2。

2.3 兩組參與者三維超聲參數(shù)及斑點追蹤參數(shù)的比較運動員組較對照組RV-EDV、RV-ESV、RVSV 均增加，RV-GLS 降低，差異均有統(tǒng)計學(xué)意義（P＜0.05）。兩組間RV-EF 差異無統(tǒng)計學(xué)意義（P ＞0.05）。見表3。

3 討論

高強度的訓(xùn)練導(dǎo)致左、右心室血流動力學(xué)及形態(tài)學(xué)發(fā)生改變的心臟，稱之為“運動員心臟”［6］。既往研究發(fā)現(xiàn)，在運動員心臟重塑過程中，右心室與左心室并不同步，右心室結(jié)構(gòu)性改變早于左心室。因此，研究右心功能改變可能對運動員的健康指導(dǎo)提供更有價值的信息［7-8］。超聲心動圖具有快捷、方便、準(zhǔn)確的優(yōu)點，一直作為運動員右心功能評估的首選方法。本研究將實時三維超聲心動圖與二維斑點追蹤技術(shù)結(jié)合，對青年男性力量型運動員右室收縮功能進行全面評估，旨在探討青年男性力量型運動員右室收縮功能變化。

表1 兩組參與者一般情況的比較Tab.1 comparison of general conditions of participants in the two groups （±s），M（QR）

表1 兩組參與者一般情況的比較Tab.1 comparison of general conditions of participants in the two groups （±s），M（QR）

注：1 mmHg=0.133 kPa；BSA，體表面積

組別對照組運動員組t 值/t′值/z 值P 值例數(shù)30 30年齡（歲）22.00（2）21.60±2.25-0.614 0.539身高（cm）173.50（10）177.40±8.62-1.401 0.529質(zhì)量（kg）69.23±9.13 85.83±16.54-4.814＜0.001收縮壓（mmHg）120.90±7.96 124.83±8.79-1.817 0.074舒張壓（mmHg）78.00（7）77.60±7.38-0.683 0.494 BSA（m2）1.84±0.13 2.03±0.22-4.080＜0.001心率（次/min）72.00（12）59.50±11.41-4.557＜0.001

表2 兩組參與者常規(guī)二維超聲參數(shù)比較Tab.2 comparison of conventional two-dimensional ultrasound parameters between the two groups of participants（±s），M（QR）

表2 兩組參與者常規(guī)二維超聲參數(shù)比較Tab.2 comparison of conventional two-dimensional ultrasound parameters between the two groups of participants（±s），M（QR）

注：RA-D1：右室收縮末期右房左右徑；RA-D2：右室收縮末期右房上下徑；RV-D1：右室舒張期基底段左右徑；RV-D2：右室舒張期中間段左右徑；RV-D3：右室舒張期上下徑；PASP：肺動脈收縮壓

組別對照組運動員組t 值/t′值/z 值P 值RA-D1（mm/m2）19.08±2.34 21.77±3.00-3.873＜0.001 RA-D2（mm/m2）24.63±21.46 26.45±2.87-2.783 0.007 RV-D1（mm/m2）20.35±2.48 21.50±3.94-1.348 0.183 RV-D2（mm/m2）16.53（2.62）18.10±2.25-2.706 0.007 RV-D3（mm/m2）41.02（4.04）42.90±4.27-1.168 0.243 PASP（mmHg）21.92±4.18 28.57（7.40）-4.568＜0.001

表3 兩組參與者三維超聲參數(shù)及斑點追蹤參數(shù)的比較Tab.3 comparison of 3D-ultrasound parameters and speckle tracking parameters between the two groups of participants（±s），M（QR）

表3 兩組參與者三維超聲參數(shù)及斑點追蹤參數(shù)的比較Tab.3 comparison of 3D-ultrasound parameters and speckle tracking parameters between the two groups of participants（±s），M（QR）

注：RV-EDV：右室舒張末期容積；RV-ESV：右室收縮末期容積；RV-SV：每搏輸出量；RVEF：右室射血分?jǐn)?shù)；RV-GLS：右心室整體縱向應(yīng)變

組別對照組運動員組t 值/t′值/z 值P 值RV-EDV（mL/m2）36.25±5.46 4.85（17.66）-4.613＜0.001 RV-ESV（mL/m2）17.08±2.69 20.87（8.52）-4.421＜0.001 RV-SV（mL/m2）19.18±2.86 23.89（10.05）-4.406＜0.001 RV-EF（%）53.10（1.29）51.71（2.56）-1.863 0.062 RV-GLS（%）22.36±2.56 19.60±3.59 3.429 0.001

在本項研究中，與身高、年齡相匹配的對照組比較，運動員較對照組體質(zhì)量及體表面積增加，差異均有統(tǒng)計學(xué)意義，考慮為力量型運動對運動員身高、體質(zhì)量有特殊要求，加之長期訓(xùn)練下，運動員骨骼肌重量增加，這和國外運動員研究結(jié)果一致［9］。運動員在非運動狀態(tài)下心臟處于良好的節(jié)能狀態(tài)，能夠保持良好心力儲備，有利于在運動狀態(tài)下的充分動員，故較對照組心率減低。該研究中運動員組PASP 雖在正常范圍，但較對照組升高，差異有統(tǒng)計學(xué)意義?？紤]研究對象為力量型運動員，屬無氧運動類型，特點為依賴運動員瞬間爆發(fā)力。訓(xùn)練時，一方面，外周血管受肌肉收縮短暫性壓迫，血壓升高，左房壓升高，而肺血管床對血流阻力增高的調(diào)節(jié)有限，肺動脈壓明顯升高，另一方面，肺動脈壓隨心輸出量增加而增加，隨著運動強度的增加，心輸出量增加的越多，右室收縮壓上升的越高，右心室室壁應(yīng)力增加越顯著，這些更高的壓力，增加了右心室后負(fù)荷及做功，右心室的冠狀動脈灌注和需氧量顯著增高［4，10］。本研究中運動員組心臟大小雖然均在正常范圍，但較對照組增大，RA-D1、RA-D2 及RV-D2 差異均有統(tǒng)計學(xué)意義，提示運動員右心房因長期前負(fù)荷增加而發(fā)生代償性增大，而兩組參與者RV-D1、RV-D3 差異并不明顯，力量訓(xùn)練是典型的無氧運動，以肌肉細(xì)胞等長收縮為主。這類運動主要導(dǎo)致室壁增厚，室壁應(yīng)力增加，而腔徑增加不明顯［3］。

此外，本研究中運動員組三維RV-EDV、RVESV、RV-SV 較對照組增加，差異均有統(tǒng)計學(xué)意義，而兩組間RV-EF 差異無統(tǒng)計學(xué)意義。提示運動員右室容積較對照組代償增大，但RV-SV 也隨之增大，RV-EF 仍保持正常。運動員組RV-GLS 降低，且兩組間差異有統(tǒng)計學(xué)意義，提示右室射血分?jǐn)?shù)雖在正常范圍，但其室壁運動已出現(xiàn)亞臨床改變。右心室心肌結(jié)構(gòu)與左心室不同，右心室心肌收縮主要靠右室游離壁心內(nèi)膜下的縱向的斜形肌，右室收縮時，心肌在心底與心尖部之間的縱向牽拉并向室間隔偏移，導(dǎo)致心室射血［11-12］。力量型運動員由于長期無氧運動時右心室心肌缺氧及前負(fù)荷突然升高，心肌細(xì)胞雖然可通過Frank-starling 機制增加心輸出量，但心肌氧化應(yīng)激增加，心肌細(xì)胞膜損傷，釋放的心肌損傷生物標(biāo)志物刺激免疫細(xì)胞，心內(nèi)膜間質(zhì)纖維化及血管周圍纖維組織增生，心肌運動能力下降。另外，運動過程中肺動脈壓的顯著增高亦會導(dǎo)致右室功能損傷［13-15］。

目前，對于運動員右心室功能及RV-GLS 的研究醫(yī)學(xué)界結(jié)論不一。MARTA 等［9］研究了100例耐力型運動員及50例對照組發(fā)現(xiàn)，與對照組相比，運動員組RV-GLS 減低（P＜0.01）。也有研究［16］發(fā)現(xiàn)，與對照組比較，耐力型運動員右室整體縱向應(yīng)變絕對值增高（P＜0.001）、RV-EF 無明顯變化（P＞0.05）。對于以上差異，考慮主要有兩個原因：（1）既往研究應(yīng)用常規(guī)超聲心動圖評估右室收縮功能時，易受右室形態(tài)、測量角度及呼吸等因素的影響，難免出現(xiàn)誤差。（2）可能與研究對象、運動員年齡，訓(xùn)練年限、訓(xùn)練強度、運動類型不同有關(guān)。本研究應(yīng)用RT-3DE 能夠快速準(zhǔn)確構(gòu)建右室心腔大小及形態(tài)，無角度依賴性，能準(zhǔn)確測得右室射血分?jǐn)?shù)。2D-STE 作為一項新的技術(shù)能夠在連續(xù)幀中追蹤均勻分布于心肌內(nèi)的聲學(xué)斑點并計算出運動軌跡，準(zhǔn)確重建心肌組織的實時運動和形變，為復(fù)雜的心室運動提供精確的定量信息，可全面、準(zhǔn)確、客觀評估右室運動情況。本研究創(chuàng)新性：較早地將兩種技術(shù)結(jié)合，對青年男性力量型運動員右心室收縮功能準(zhǔn)確評估。本研究由于樣本量較少，且未將耐力型運動員及女性運動員納入研究對象，故具有一定局限性，后續(xù)本研究團隊將逐步擴大研究范圍，如從一系列基礎(chǔ)實驗研究做起，從根源上解釋運動員心臟發(fā)生機制，力求為運動員健康指導(dǎo)提供科學(xué)的理論依據(jù)。

綜上，長期參加高強度訓(xùn)練的青年男性力量型運動員右室收縮功能出現(xiàn)亞臨床改變；RT-3DE及2D-STE 可敏感檢測這一變化，為評價運動員健康提供可靠依據(jù)。