彩色M型超声及组织多普勒成像对房颤患者心功能的评价

索 娅，周长钰，郑成环，蔡金荣，王 君

（天津医科大学第二医院心脏科，天津 300211）

心房颤动（房颤）是临床上最常见的心律失常，近年国内外流行病学资料显示,普通人群中房颤的患病率约为0.4%～1.0%。近20年来，由于人口老龄化、慢性心脏疾病发病率增加和房颤诊断率提高等综合因素的影响，因房颤而住院的患者增加了约66%。目前，对房颤患者心功能评价多数沿用传统的超声心动图。但由于房颤时心室律绝对不规则，心室充盈期长短不一，以常规超声心动图的左室射血分数（LVEF）评价房颤患者心功能的准确性受到质疑。本研究拟联合应用二尖瓣口血流频谱、彩色M型、组织速度成像（TVI）及应变成像等方法综合评价房颤患者的左室收缩、舒张功能及左房功能，探讨适用于房颤患者的心功能指标及房颤对心功能的影响。

1 资料和方法

1.1 研究对象 选取本院心脏科房颤患者35例，设为房颤组（阵发性房颤27例，持续性房颤6例，永久性房颤2例）。所有患者房颤时心室率40～100次/min，均经常规超声检查除外心脏明显扩大、左室收缩功能明显减退、严重瓣膜病或节段性室壁运动异常者。另选与之性别、年龄、疾病谱及心室率相近的30例窦性心律患者为对照组，见表1。上述患者于入院后24 h内进行心脏超声检查，检查前6个月内仅常规服用扩冠、降压等药物，未服抗心律失常药物。

1.2 仪器与方法 采用美国通用公司生产的Vivid 7 Dimension型彩色多普勒超声诊断仪，M3S探头，探头频率1.7～3.4MHz，配有定量组织速度成像（QTVI）分析软件，应变图像分析及后处理软件。

受检者取左侧卧位，平静呼吸，连接同步心电图，在常规心脏超声检查后，在心尖四腔切面，启动彩色多普勒血流显像（CDFI），显示左室内舒张期血流束，取样线置于心尖，并通过二尖瓣口到左房，使之与左室舒张期血流平行；启动彩色M型，调整彩色频率失真速度，舒张早期发生首次频率混叠的等速线斜率即为舒张早期左室内血流传播速度（VP），见图1。启动TVI模式，获取心尖四腔切面，心尖两腔切面及心尖左室长轴切面。启动QTVI分析程序，将取样容积分别置于二尖瓣环的前间隔、后壁、后间隔、侧壁、前壁及下壁处，获取不同部位的二尖瓣环速度时间曲线，记录各个部位二尖瓣环舒张早期运动速度峰值，取Em作为整体二尖瓣环的运动速度，测量侧壁收缩期运动速度峰值（Vs）。启动应变图像分析及后处理软件，取样容积分别置于房间隔和左心房侧壁上段及中段，测定房间隔应变峰值（ε1）、左房侧壁应变峰值（ε2），并计算两者的平均值（εm），见图2。上述数据房颤组均在房颤律时记录4个心动周期，并计算其平均值。窦律组取3个心动周期平均值。

1.3 统计学处理 应用SPSS11.5统计软件分析资料。计量资料采用表示，两组间均数比较采用独立样本t检验，计数资料采用χ2检验进行比较，理论频数＜5时采用确切概率法。P<0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 房颤组与窦律组常规超声指标比较 房颤组左房总排空分数（TA-EF）低于窦律组（P<0.05），余指标左房内径（LAD）、最大左房容积（LAVmax）及左室舒张末内径（LVEDD）、LVEF两组无显著差异，见表2。

表2 两组常规超声指标比较

2.2 房颤组与窦律组血流频谱及TVI测值比较 见表3。与窦律组比较，房颤组Em、Vs及VP降低，而舒张早期二尖瓣口血流峰值速度（E）/Em升高，均P<0.05。

2.3 房颤组与窦律组应变成像比较 见表4。由于左房下段应变曲线稳定性及重复性差，且应变峰值接近基线，故剔除下段的应变分析。两组的左房上段应变峰值均高于中段，两组间比较，房颤组左房中段及上段的应变峰值平均值（εm）均低于窦律组，均P<0.05。

表3 两组血流频谱及TVI测值比较

表4 两组左房中段及上段应变峰值的比较

3 讨论

3.1 房颤对左房功能的影响 左心房的功能包括储存器功能、管道功能和助力泵功能，即：（1）收缩期左房充当“贮存器”，存储肺静脉回流血液。（2）舒张早、中期左房充当导管作用，输送由肺静脉进入左室的血液。（3）舒张晚期左房心肌主动收缩充当“泵”的作用增加左室的充盈量，从而增加心输出量。正常人舒张早期心室肌被动舒张产生的抽吸力是左室充盈的主要动力，舒张晚期左房主动收缩对左室的进一步充盈只占据20%～30%。但在器质性心脏病存在左室舒张功能减低的患者，左房可以代偿性的增加收缩力以维持左室的充盈量。房颤时由于左房丧失助力泵功能，代偿不能实现，进一步使心功能降低或恶化，加重心功能不全患者的负担。

有研究证实左房大小与房颤的发生密切相关[1]，但两者孰因孰果尚有争议。房颤可以导致左房扩大，一旦变为持续性房颤，左房将进行性扩大；同时左房扩大又是房颤的易患因素，左房扩大导致肺静脉扩张,心房内心肌组织延伸至肺静脉内形成肌袖，从而形成异位兴奋的解剖学基础[2]。左房内径、左房容积和TA-EF等常规超声心动图参数被广泛用于评价房颤患者心房的总体结构和功能。但是这些参数受心率、前后负荷等多种因素影响，不能直接评价心房肌的运动。应变成像技术是近年发展起来的新方法，可以反映局部心房节段的变形情况，不受后负荷和周围心肌节段的牵拉影响，可重现性好，参数容易测定，因此可以提供独特的数据来评价心房整体及长轴方向的节段性收缩功能，量化心房功能障碍[3]。

Wang等[4]研究发现，心房上段的应变峰值较中段具有更好的稳定性及重复性，且自上段至下段应变峰值逐渐降低，下段接近基线，本研究结果与其一致。这可能与心房肌的构成结构有关，房室连接的主要成分是纤维环，而上段肌性成分较多，延展好，可获得稳定的应变曲线。本研究所测定的εm反映了心室收缩时心房肌被动拉伸的能力，即心房存贮功能。与非房颤组比较，房颤组εm降低，推断房颤会使心房肌的变形能力进一步受损。房颤时心房重构，表现为心房肌细胞肥厚、逆分化，显著纤维化，肌纤维紊乱等，导致心房僵硬度增加，弹性减弱，心房存贮功能较非房颤患者下降。本研究中房颤组患者多为阵发性房颤，推测心房的的结构改变尚不明显，故常规测量的左房内径和左房容积与窦律者无显著差异。但是与窦律组比较，房颤组εm已有减低，提示常规超声对结构的检测可能无法早期评价房颤对左房功能的影响，而应用应变成像技术测定左房的应变峰值，可以作为一种新方法更敏感的反应房颤患者左房功能的下降。

3.2 房颤对左室舒张及收缩功能的影响 房颤时由于心房机械活动的非同步性、心室反应的不规则性及不适当的快速心率等原因，影响血流动力学功能，造成心输出量降低。多项大规模心力衰竭试验显示，房颤是心衰死亡和发病的强独立预测因素，故准确评价房颤患者的左室功能具有重要意义。LVEF测定是最常用的定量评价左室整体收缩功能的超声检测指标。近年来，逐渐认识到评价左室舒张功能对于房颤患者与评价其左室收缩功能同样重要。有研究表明，房颤是心室舒张功能障碍的结果。冠心病、高血压性心脏病等原发心脏疾病导致左室舒张功能减低,以致左室内压力升高，进而引起左房压力升高，左房扩大,心房肌重构，引发一系列电生理的改变，导致房颤的发生[5]。房颤发生时，心房有效收缩功能消失，心室血液充盈完全依赖左室舒张所产生房室间压力阶差，此时如果左室舒张功能减低，将加重心功能障碍，甚至导致心衰。另外房颤患者心室舒张功能状态与房颤时左心房及左心耳血栓的形成亦关系密切[6]。

常规超声心动图在直接评价心肌运动及其功能时受到很多限制，特别是对于合并房颤的患者心室率的绝对不规则使其心室充盈期存在明显差别且难得到完整的二尖瓣血流图和肺静脉血流图频谱，使我们难以用传统的LVEF及二尖瓣、肺静脉血流图方法来评价其左室收缩及舒张功能。这也成为慢性房颤患者被很多心衰研究剔除的原因之一。

彩色M型多普勒具有较高的时间和空间分辨力，运用M型彩色多普勒技术测量的VP是评价左室舒张功能的新指标。其原理为左心室舒张时由心尖向心底部传播的舒张波，使得由心底至心尖产生一压力梯度使血液“吸入”左心室。研究表明，VP不依赖于前负荷的变化，心室舒张时负压吸引致室内产生压力梯度，VP和此压力梯度直接相关，彩色M型的“火焰波”是由于左室内血流的柱状运动产生，而非E波波峰从二尖瓣口到左室的播散。当心室舒张功能下降时，心室舒张不能产生明显的压力梯度，压力梯度减小甚至消失[7]。VP可定性和定量评估左室舒张功能，诊断假性正常化具有更高的敏感性和特异性[8]。

TVI是在组织多普勒成像（DTI）基础上发展起来的一种新的成像技术,它不受心房节律的影响，应用了超高帧频同步处理技术，可以获得准确的局域心肌速度曲线，不仅可以对同一时相不同节段的心肌进行多点取样，还能对同一患者不同时期的心肌组织彩色成像中心位置取样，从而对得出的运动曲线进行对比分析，找出其运动异常的特点，定量测定室壁运动异常节段心肌运动速度。

二尖瓣瓣环的运动代表了心肌纤维在这个平面上由基底部向心尖的运动，在这个切面上心肌纤维数目多于任何一个短轴切面，因此正常与异常之间的差别得以放大且较少依赖于局部变化。舒张早期二尖瓣环各部位的运动速度的平均值，可以敏感地反映左室舒张功能状态，它很少受心脏负荷状态及心率的影响[9]。本研究结果显示房颤患者的Em，尤其E/Em值与窦律患者比较差异有统计学意义，提示房颤患者左室舒张功能较窦律患者降低。

舒先红等[10]提出在四腔心切面二尖瓣环的外侧获得左室侧壁运动曲线，测量其收缩期运动速度峰值可以反应左室心肌在长轴方向上的收缩运动。本研究中房颤组患者多为阵发性房颤，左室内径及射血分数（EF）虽较窦律组并无明显差别，但其左室侧壁的收缩速度已有减低，表明TVI技术可能在反应房颤患者收缩功能方面更为精细。

综上，运用彩色M型及TVI技术检测VP、Em、E/Em及Vs,较少受心律及心房收缩的影响，应用于房颤患者可以弥补常规超声检查方法的不足，更敏感地反映其左室收缩及舒张功能的状态。应变峰值速度作为新的心房肌形变指数，与常规超声心动图测得的反应结构变化的参数相比，可以更早的提示左房功能不全。

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[10]舒先红，潘翠珍，朱慧君，等.组织多普勒成像技术评估慢性房颤患者左室壁运动[J].中华超声影像学杂志，2001,10(2):87