劉夢夢，李莉錦，李鵬歌，李真，孫夢嬌，滑少華

鄭州大學第一附屬醫(yī)院超聲科，河南 鄭州 450000；*通信作者 滑少華 hsh1852@126.com

力量訓練可導致全身血壓反復激增，心臟長期處于高壓情況下可引起室壁增厚、心腔擴大、左心室質(zhì)量增加，心率減慢，符合運動員大心臟、慢心率的特點[1]。雖然人們普遍認為體育鍛煉可以帶來代謝、功能和身體方面的益處，但有證據(jù)表明職業(yè)運動員可能患有潛在的致命性心律失常，一直是心血管醫(yī)學關(guān)注的問題；目前對于運動員心臟的研究多集中于左心室，對左心房功能的研究較少，而左心房大小及功能與室上性心律失常的發(fā)生密切相關(guān)[2]。超聲心動圖目前尚未普遍應用于運動員賽前常規(guī)檢查，因此，尋找一個簡易指標初步評價運動員左心房功能尤為重要。本研究利用四維自動左心房定量（four-dimensional automatic left atrial quantitation，4D LAQ）技術(shù)探討力量型運動員左心房功能變化，分析左心房前后徑（left atrial diameter，LAD）與左心房功能參數(shù)的相關(guān)性，探討運動員左心房形態(tài)功能變化及LAD測量對其左心房功能變化的早期預警。

1 資料與方法

1.1 研究對象 選取2013年9月—2021年7月于河南省重競技體育管理中心參加專業(yè)訓練的男性力量型運動員50例，包括舉重、柔道、摔跤、跆拳道。納入標準：年齡18～25歲，平均20.0（18.0，21.0）歲，運動年限≥5年，平均（7.16±1.90）年，運動時間≥30 h/周，平均（37.62±4.97）h/周，從未長期停止運動訓練。選取鄭州大學第一附屬醫(yī)院同期體檢健康的30例男性青年作為對照組，年齡18～26歲，平均20.0（19.0，23.0）歲。兩組均排除患有心臟疾病、全身性疾病以及圖像質(zhì)量較差者。本研究經(jīng)鄭州大學第一附屬醫(yī)院倫理委員會審核批準（20170204），受檢者均簽署知情同意書。

1.2 儀器與方法 使用GE Vivid金標E95型彩色多普勒超聲診斷儀，配備M5S探頭（頻率2.0～4.0 MHz）以及4V探頭（頻率1.5～4.0 MHz），配有EchoPAC 204工作站進行圖像后處理。同步連接三導聯(lián)心電圖，囑受檢者取左側(cè)臥位，平靜呼吸后屏氣以保證圖像清晰，采集連續(xù)3個心動周期的左心室長軸切面、心尖四腔和兩腔心切面，測量LAD、左心室舒張末期內(nèi)徑（left ventricular end-diastolic internal diameter，LVEDd）、室間隔厚度（interventricular septal thickness，IVSTd）和左心室后壁厚度（posterior wall thickness of the left ventricle，PWTd），并計算相對室壁厚度（relative chamber wall thickness，RWT）及左心室質(zhì)量指數(shù)（left ventricular mass index，LVMI），切換至4V探頭采集心尖四腔心左心房全容積圖像，調(diào)整深度和容積圖像扇角使容積幀頻大于受檢者心率的40%。選擇4D LAQ，拖動標記點使其處于二尖瓣環(huán)中心，系統(tǒng)自動分析獲得左心房儲蓄期縱向應變（left atrial reservoir longitudinal strain，LASr）、左心房導管期縱向應變（left atrial conduit longitudinal strain，LAScd）、左心房輔泵期縱向應變（left atrial contraction longitudinal strain，LASct）、左心房儲蓄期圓周應變（left atrial reservoir circumferential strain，LASr-c）、左心房導管期圓周應變（left atrial conduit circumferential strain，LAScd-c）、左心房輔泵期圓周應變（left atrial contraction circumferential strain，LASct-c）、左心房最小容積（left atrial minimal atrial volume，LAVmin）、左心房最大容積（left atrial maximum atrial volume，LAVmax）、左心房收縮前容積（left atrial volume before atrial contraction，LAVpre-A）、左心房射血分數(shù)（left atrial ejection fraction，LAEF）、左心房容積指數(shù)（left atrial volume index，LAVI）等參數(shù)（圖1），并根據(jù)公式計算左心房擴張指數(shù)（left atrial expansion index，LAEI）、左心房主動射血分數(shù)（left atrial active ejection fraction，LAAEF）、左心房被動射血分數(shù)（left atrial passive ejection fraction，LAPEF）。計算公式：LAEI=（LAVmax-LAVmin）/LAVmin×100%，LAAEF=（LAVpre-ALAVmin）/LAVpre-A×100%，LAPEF=（LAVmax-LAVpre-A）/LAVmax×100%。

圖1 左心房應變及容積參數(shù)。A：運動員組，B：對照組

1.3 統(tǒng)計學方法 應用SPSS 21.0軟件，正態(tài)分布的計量資料以±s表示，若數(shù)據(jù)方差齊，采用獨立樣本t檢驗；方差不齊則采用t'檢驗；非正態(tài)分布的計量資料以M（Q1，Q3）表示，兩組比較采用Mann-WhitneyU檢驗。LAD與左心房縱向應變及容積指數(shù)之間的相關(guān)性采用Pearson相關(guān)分析。采用線性回歸方程分析兩變量間的定量關(guān)系。以P＜0.05為差異有統(tǒng)計學意義。

2 結(jié)果

2.1 一般資料與常規(guī)超聲心動圖參數(shù)比較 與對照組比較，運動員組身高、體重、體表面積、體重指數(shù)、LAD、LVEDd、PWTd、RWT、IVSTd及LVMI均較高，心率較低，差異有統(tǒng)計學意義（P＜0.05）。兩組年齡和LVEF差異無統(tǒng)計學意義（P＞0.05）（表1、2）。

表1 運動員組與對照組一般資料比較（±s）

表1 運動員組與對照組一般資料比較（±s）

注：BSA為體表面積，BMI為體重指數(shù)

組別例數(shù)年齡[歲，M 體重（kg，身高（cm，BSA（m2，BMI（kg/cm2，心率（次/min，（Q1，Q3）]images/BZ_27_239_663_268_715.png±s）images/BZ_27_239_663_268_715.png±s）images/BZ_27_239_663_268_715.png±s）images/BZ_27_239_663_268_715.png±s）images/BZ_27_239_663_268_715.png±s）運動員組 50 20.0（18.0，21.0） 84.12±17.90 180.54±6.48 2.02±0.23 25.68±4.56 59.34±8.68 72.43±9.18 Z/t值 -1.077 6.015 6.377 6.005 4.449 -6.392對照組30 20.0（19.0，23.0）67.17±6.78 173.50±3.37 1.81±0.09 22.31±2.17 P值0.223＜0.001＜0.001＜0.001＜0.001＜0.001

表2 運動員組與對照組常規(guī)超聲心動圖參數(shù)比較（±s）

表2 運動員組與對照組常規(guī)超聲心動圖參數(shù)比較（±s）

注：LAD為左心房前后徑，IVSTd為室間隔厚度，PWTd為左心室后壁厚度，LVEDd為左心室舒張末期內(nèi)徑，RWT為相對室壁厚度，LVMI為左心室質(zhì)量指數(shù)，LVEF為左心室射血分數(shù)

組別例數(shù)LAD IVSTd LVEDd PWTd LVMI LVEF（mm）（mm）（mm）（mm）RWT （g/m2）（%）運動員組 50 36.9±2.8 11.09±1.31 51.2±4.5 10.44±1.10 0.42±0.04 104.9±22.3 64.5±3.3 65.7±1.8 t值 12.454 15.152 2.422 11.166 10.340 7.395 -3.984對照組30 28.4±3.1 8.02±0.45 48.6±5.0 8.27±0.65 0.34±0.03 74.2±14.9 P值＜0.001＜0.001 0.018＜0.001＜0.001＜0.001 0.056

2.2 4D LAQ應變及容積參數(shù)比較 與對照組比較，運動員組LASr、LAScd、LASct、LASr-c、LAScd-c、LASct-c、LAEI、LAEF、LAAEF均較低，LAVmax、LAVmin、LAVpre-A、LAVI較高，差異有統(tǒng)計學意義（均P＜0.05），兩組LAPEF差異無統(tǒng)計學意義（P＞0.05）（表3、4）。

表3 運動員組與對照組左心房四維應變參數(shù)比較（±s）

表3 運動員組與對照組左心房四維應變參數(shù)比較（±s）

注：LASr為左心房儲蓄期縱向應變，LAScd為左心房導管期縱向應變，LASct為左心房輔泵期縱向應變，LASr-c為左心房儲蓄期圓周應變，LAScd-c為左心房導管期圓周應變，LASct-c為左心房輔泵期圓周應變

組別例數(shù)LASr（%）LAScd（%）LASct（%）LASr-c（%）LAScd-c（%）LASct-c（%）運動員組 50 21.14±5.01 -14.88±3.60 -5.67±2.88 23.61±5.17 -14.32±4.00 -8.30±4.29-12.78±5.71 t值 -3.162 2.153 3.745 -2.908 2.947 3.980對照組30 25.16±6.25-16.82±4.36-8.41±3.60 28.81±8.94-17.26±4.80 P值0.002 0.034＜0.001 0.006 0.004＜0.001

表4 運動員組與對照組左心房四維容積參數(shù)比較（±s）

表4 運動員組與對照組左心房四維容積參數(shù)比較（±s）

注：LAVmin為左心房最小容積，LAVmax為左心房最大容積，LAVpre-A為左心房收縮前容積，LAVI為左心房容積指數(shù)，LAEI為左心房擴張指數(shù)，LAEF為左心房射血分數(shù)，LAAEF為左心房主動射血分數(shù)，LAPEF為左心房被動射血分數(shù)

組別例數(shù)LAVmin LAVmax LAVpre-A LAVI LAEI LAEF LAAEF LAPEF（ml）（ml）（ml）（ml）（%）（%）（%）（%）運動員組 50 27.97±5.55 57.41±12.30 37.49±7.71 28.54±6.00 1.06±0.29 50.02±6.44 24.56±6.01 33.85±6.36 33.93±6.46 t值 10.278 8.305 8.219 6.533 -2.926 -3.354 -5.046 -0.054對照組30 15.99±4.04 35.82±9.21 23.67±6.51 19.83±5.36 1.27±0.33 55.08±6.68 31.93±6.84 P值＜0.001＜0.001＜0.001＜0.001 0.004 0.001＜0.001 0.957

2.3 LAD與左心房應變、LAAEF、LAVI的相關(guān)性及線性回歸方程結(jié)果 LAD與LAScd、LASct、LASct-c、LAVI呈正相關(guān)（r=0.168、0.328、0.299、0.663，P＜0.05），與LASr、LAAEF呈負相關(guān)（r=-0.280、-0.259，P＜0.05）。LAD與LASr、LAScd、LASct、LASct-c、LAAEF、LAVI的簡單回歸方程分別為：Y1=33.465-0.321X，Y2=-20.084+0.133X，Y3=-14.153+0.221X，Y4=-20.554+0.314X，Y5=39.826-0.371X，Y6=-6.211+0.663X，均有統(tǒng)計學意義（P＜0.05）。

3 討論

3.1 運動員心臟定義 Cuspidi等[3]提出運動員心臟有2種不同的形態(tài)：一種是經(jīng)過耐力訓練的心臟，另一種是經(jīng)過力量訓練的心臟。耐力訓練是指有氧運動與動態(tài)等張肌肉的參與，這些活動導致全身動脈阻力逐漸下降，靜脈回流增加，這主要是由于耐力訓練較高的心輸出量引起的容量過載所致[4]。高動態(tài)訓練（如跑步）使左心室體積增大，壁厚成比例增加，主要表現(xiàn)為左心室離心性肥厚，其特征是左心室壁厚度與左心室半徑（即壁厚與半徑的比值）之間的關(guān)系不變[5]。以靜態(tài)或等距運動（如舉重）為主的運動員，在左心室大小不變的情況下，左心室壁厚度增加，與此類運動員循環(huán)系統(tǒng)壓力負荷過重有關(guān)[6-7]。因此，力量訓練的運動員可能表現(xiàn)出左心室向心性肥厚，其特征是壁厚與半徑的比值增加。本研究中運動員LVEDd、PWTd、IVSTd及LVMI均顯著增加，心率減低，RWT≥0.42，驗證了上述結(jié)論。運動員心臟不僅包括左心室的變化，同時也會影響左心房，相關(guān)研究表明在左心室結(jié)構(gòu)改變之前可表現(xiàn)為左心房增大及應變減低，提示左心房重塑早于左心室[8]。因此，早期發(fā)現(xiàn)左心房形態(tài)及功能變化有助于阻止或減緩心臟進一步發(fā)生重塑。

3.2 4D LAQ在運動員心臟中的應用 左心房通過儲備、管道及房縮功能調(diào)節(jié)左心室充盈，維持正常心輸出量。儲備功能指在左心室等容收縮期及射血期，左心房儲存來自肺靜脈的血液；管道功能指肺靜脈的血液通過左心房進入左心室；房縮功能指左心室舒張晚期左心房主動收縮將血液泵入左心室以滿足左心室充盈[9]，通過LASr/LASr-c、LAScd/LAScd-c、LASct/LASct-c可反映左心房各功能變化[5]。4D LAQ基于全容積成像，能夠?qū)崟r追蹤心肌斑點運動，定量分析心肌功能變化，其測得的左心房應變參數(shù)可以更準確地評估運動員左心房功能及心肌運動和變形能力。左心房是一個不對稱的三維結(jié)構(gòu)，與左心房前后徑相比，左心房的應變及容積更能準確評價左心房大小，對心血管事件具有更高的預測價值[10]，左心房縱向應變是資深運動員心房顫動的最佳預測因子[11]。本研究發(fā)現(xiàn)，運動員LAEF、LAEI、LAAEF、縱向及圓周應變顯著減低，考慮到左心房自身解剖結(jié)構(gòu)，心房肌纖維細而短，分布呈網(wǎng)格狀，容易受容量及壓力負荷影響，心肌細胞因長期受壓而導致缺氧，不同程度的纖維組織增生最終導致左心房射血及變形能力減弱[12]。高強度和長時間訓練導致左心室壁代償性增厚，左心房壁較薄，代償能力較差，因此在左心室結(jié)構(gòu)發(fā)生變化之前，僅表現(xiàn)為左心房擴大，當心肌細胞表面超過氧氣從相鄰毛細血管沿濃度梯度擴散的距離時，心肌細胞會發(fā)生缺血，從而導致應變能力下降[13-14]。因此，可以通過左心房形態(tài)和功能的改變預知左心室的變化以減緩心臟進一步發(fā)生重構(gòu)。其中，運動員LAScd及LAScd-c顯著減低，而LAPEF無顯著差異，這可能是由于運動員左心室早期舒張功能異常，促進了左心房排空[15]。相關(guān)研究表明左心房應變值減低是心血管事件、心房顫動發(fā)生和復發(fā)以及心力衰竭患者預后的有力預測指標[15-16]。因此，早期發(fā)現(xiàn)左心房形態(tài)和功能變化對預防運動員心律失常的發(fā)生至關(guān)重要。

3.3 LAD與4D LAQ參數(shù)的相關(guān)性 左心房應變是目前評價左心房功能最準確的指標，由于左心房應變的測量相對耗時、復雜，而臨床上針對左心房的測量多使用LAD，因此將兩者進行相關(guān)性分析及確定定量關(guān)系，得到一個簡易指標初步快速評估左心房功能變化。本研究發(fā)現(xiàn)LAD與LASr、LAScd、LASct、LASct-c、LAAEF、LAVI存在相關(guān)性，LAD每增加1 mm，LASr、LAScd、LASct、LASct-c、LAAEF的絕對值分別降低0.280%、0.168%、0.328%、0.299%、0.259%，LAVI增加0.663%，表明LAD與LASr、LAScd、LASct、LASct-c、LAAEF、LAVI之間存在定量關(guān)系，提示可以通過LAD初步評估左心房應變及容積的變化，進而評價左心房功能改變，由于左心房容積及應變的測量操作復雜且尚未進行臨床應用[17]，因此LAD仍是目前臨床超聲心動圖評估左心房大小最常用的參數(shù)[18]。

本研究首次將4D LAQ技術(shù)用于力量型運動員左心房的研究，并對LAD與左心房應變、LAAEF及LAVI進行相關(guān)性研究和定量分析，為運動員左心房的研究提供參考價值。但本研究納入樣本量較少，需進一步擴大樣本量進行深入研究。

綜上所述，長期參加專業(yè)訓練的力量型運動員左心房形態(tài)及功能發(fā)生改變，4D LAQ技術(shù)可早期發(fā)現(xiàn)這一變化，而LAD與左心房應變、LAAEF及LAVI具有相關(guān)性及定量關(guān)系，是初步評價左心房功能變化較好的簡易指標，而且LAD簡單易測，重復性好，適合在臨床及運動醫(yī)學領(lǐng)域推廣使用。