速度向量成像技术评价左房功能的可行性研究

姜琳琳 王学梅

正常的左房功能对于维持心脏功能必不可少，它不仅仅具有储器功能，还具有压力泵功能及作为左室的导管功能。然而用侵入性的方法定量评价左房的功能需要同步测量左房的压力和容量，这在临床工作中并非易事[1，2]。因此寻找一种更有效的直接评价心壁运动功能的方法有着更重要的意义。近年来速度向量成像(velocity vector imaging，VVI)技术因其不受超声帧频入射角度信号噪声心脏整体运动和邻近心肌节段被动牵拉的影响能更准确的评价心壁运动功能，已经广泛应用于对心室功能的评价[3]，本研究采用此技术定量评价左心房的功能，并与常规左房的容量参数进行对比，旨在探讨其定量评价左房功能的可行性及临床价值。

1 资料与方法

1.1 一般资料 58例研究对象，经临床病史，体格检查，心电图运动试验和常规超声心动图等检查，排除心律失常，瓣膜性心脏病缺血性心脏病等心血管疾病。收集一般临床资料。

1.2 研究方法 采用Siemens Sequoia C512型彩色超声诊断仪，4V1 c探头，频率2.0～4.0 MHz.图像采集:患者取左侧卧位先行常规二维超声心电图检查，选择心尖四腔切面测量并计算如下参数:左心室射血分数(LVEF)，左心房最大容积(LAVmax)，心室收缩末期左心房容积，左心房主动收缩前容积(LAVp)，左心房最小容积(LAVmin)，左心房主动收缩后的容积，左心房被动射血分数(LAPEF)=(LAVmax-LAVp)/LAVmax，左心房主动射血分数(LAAEF)=(LAVp-LAVmin)/LAVp，左房总排空分数(LATEF)=(LAVmax-LAVmin)/LAVmax。然后，连接同步体表心电图，进入速度向量采集模式选取心尖四腔及两腔观切面扫查并存储连续三个心动周期的动态图像，移至Syngo US Workplace工作站脱机分析。图像定帧于心室收缩末期主动脉瓣关闭前。手动沿左心房内膜缘，分别于心尖四腔观两腔观各心房壁基底段，中间段，心底段中每段选取不少于3个点进行标测，系统自动在每两个点间追加3点。之后进入应变应变率分析，选取三个连续周期的平均值并记录如下参数:四腔观及两腔观长轴整体收缩期峰值应变(Ss)及峰值应变率(SRs)，左心房长轴整体舒张早期峰值应变(Se)及峰值应变率(SRe)和左心房长轴整体舒张晚期峰值应变(Sa)及峰值应变率(SRa)。

1.3 统计学方法 采用SPSS 13.0统计软件，计量资料以表示，相关性分析采用Spearman's相关分析法，P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 左房容积参数测量值见表1。左房的被动，主动射血分数及总排空分数分别为:(38±8)%，(37±7)%，(61±8)%。左房整体长轴四腔观及两腔观应变应变率参数见表2。

2.2 左房容积和应变应变率参数的相关性 双平面左心房长轴整体收缩期峰值应变及峰值应变率与左房总排空分数显著相关(r=0.398，P=0.005;r=0.365，P=0.007)，双平面左心房长轴整体舒张早期峰值应变及峰值应变率与左房被动射血分数显著相关(r=0.475，P＜0.001;r=0.505，P＜0.001)。然而双平面左心房长轴整体舒张晚期峰值应变及峰值应变率与左心房主动射血分数无显著的相关性(r=0.199，P=0.165;r=0.267，P=0.062)，见图1。

表1 左房功能的容量参数

表2 左房整体长轴四腔观两腔观及双平面应变应变率参数

3 讨论

速度向量成像技术(velocity vector imaging，VVI)是新近推出的研究心肌结构力学，分析局部心功能的新技术，它不依赖多普勒原理，基于二维灰阶成像的原理，利用超声像素的空间相干、斑点追踪及边界追踪等技术，采集原始的二维像素的振幅及相位信息。运用一种实时心肌运动跟踪运算法，计算并以矢量方式显示局部心肌组织真实的活动方向、速度、距离、时相等[4]。VVI采用组织灰阶优化技术成像，既保持了应变率成像技术的优点，所形成的灰阶图像又不受超声帧频、超声入射角度、信号噪声，心脏整体运动和邻近心肌节段被动牵拉的影响，能更准确地估测局部心肌形变，更有效地判断心壁运动功能，有广阔的应用前景[5]。应变率是指同一纵轴方向上心肌形变的速率，即每单位长度的速度差，正常情况下，心肌沿同一纵轴方向上运动速度由基底部向心尖部递减，而SR不变。VVI应变和应变率成像技术在评价心肌收缩功能方面具有明显优势[6]。

左心房主要有储器功能、管道功能及辅泵功能三种主要功能[7，8]。①储备功能，是左心室收缩期左心房壁的被动拉伸运动，反映心房舒张期的充盈。②管道功能，在心室舒张早期血液从肺静脉经过左心房流入左心室，左心房类似一个通道。③辅泵功能，是左心室舒张晚期左心房壁的缩短运动，反映左心房壁的主动收缩能力。在本研究中左房长轴整体应变有应变率参数与代表左房储备及管道功能的容量参数显著相关，但是与代表左房辅泵功能的容量参数不相关。在左室收缩期及舒张早期左房容量的改变是被动地由左室左房的压力梯度所决定的，因此没有左房的主动形变，左房应变应变率参数是依照这期间左房壁的运动特点而产生的。这可以解释为什么左房整体长轴应变及应变率参数与代表左房的储备和管道功能的容量参数显著相关。然而，在心室的舒张晚期，血液是由于左房和左室间存在的压力梯度而进入左室，左房的主动收缩起着决定性的作用，这就可以解释为什么左房长轴整体应变及应变率与代表左房辅泵功能的主动射血分数之间存在不一致性。

本研究尚存在一定得局限性:样本量较小，个别研究对象的图像质量欠满意。

综上所述，基于二维成像的VVI技术的广泛应用为应变应变率成像的发展提供了新的技术平台，克服了既往以多普勒技术为基础的应变应变率成像的缺陷，对于研究左房功能具有可行性，为临床定量评价左房功能提供了一种新方法，具有重要的意义。

图1

[1]Thomas L，Mckay T，Byth K，et al.Abnormalities of left atrial funtion after cardioversion:an atrial strain rate study.Heart，2007，93:89-95.

[2]Abhayaratna WP，Seward JB，App leton CP，et al.Left atrial size:physiologic determinants and clinical applications.Am Coll Cardiol，2006，47(12):2357-2363.

[3]Vannan MA，Pedrizzetti G，Li P，et al.Effect of cardiac resynchronization therapy on longitudinal and circumferential left ventricular mechanics by velocity vector imaging:description and initial clinical application of a novel method using high frame rate B mode echocardiographic images.Echocardiography，2005，22(10):826-830.

[4]胡国兵.速度向量成像技术及其临床应用进展.心血管病学进展，2009，30:717-720.

[5]Perk G，Tunick PA，Kronzon I.Non-doppler two-dimensional strain imaging by echocardiography:from technical consideration to clinical applications.J Am Soc Echocardiogr，2007，20:234-243.

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[8]Nakai T，Lee RJ，Scheiller NB，et al.The relative importance of left atrial function versus dimension in prediction atrial fibrillation after coronary artery bypass graft surgery.Am Heart J，2002，143:181-186.