实时全容积三维超声心动图评价肥厚型心肌病左房容积和功能

2012-01-12吴昆

中国医学影像学杂志 2012年11期

关键词：左房内径容积

吴昆

杜维桓2DU Weihuan

郑春华1ZHENG Chunhua

孙艺红3SUN Yihong

胡大一3HU Dayi

安友仲4AN Youzhong

实时全容积三维超声心动图评价肥厚型心肌病左房容积和功能

吴昆1WU Kun

杜维桓2DU Weihuan

郑春华1ZHENG Chunhua

孙艺红3SUN Yihong

胡大一3HU Dayi

安友仲4AN Youzhong

目的运用实时全容积三维超声心动图评价肥厚型心肌病（HCM）患者左心房容积及其功能特点，探讨与呼吸困难症状有关的指标。资料与方法

选择31例HCM患者和25例健康志愿者进行常规及三维超声检测，利用左心房M型、二维及实时全容积三维图像测定左心舒张末容积（LAV-max）、收缩末容积（LAV-min）、主动收缩前容积（LAV-prep），计算左心房射血分数（LAEF）及左心房主动射血分数（LAEF-a）。比较健康对照组和病例组以及有、无症状组患者的左心房各参数。结果病例组与健康对照组年龄、性别比、体表面积比较，差异均无统计学意义（P＞0.05）。两组 LA V-max[（68.11±29.79）ml、（33.07±10.66）ml,P＜0.05]、LAV-prep[（53.13±27.49 ）ml、（21.67±7.10）ml,P＜0.05]、左心房射血量（LA-SVa）[（16.12±11.14）ml、（8.07±3.75）ml,P＜0.05]和 LAEF[（47.58±14.00）%、（58.34±10.93）%,P＜0.05）差异均有统计学意义。16例存在活动后呼吸困难，有症状组和无症状组间LAV-prep[（64.09±31.61）、（42.72±16.63）ml,P＜0.05）、LA-SVa[（20.74±12.75）、（11.20±6.43）ml,P＜0.05]差异有统计学意义。结论实时全容积三维超声心动图通过测定HCM患者左心房容积和射血功能，表明 HCM左心房容积的增加程度远大于内径改变，而其整体收缩功能及主动排空功能均下降，有呼吸困难症状的HCM患者LAV-prep、 LA-SVa升高提示左心舒张功能下降严重。

心肌病，肥厚性；超声心动描记术，三维；心室功能，左

肥厚型心肌病（hypertrophic cardiomyopathy, HCM）是以心肌异常肥厚为特征的遗传性心脏病，其左心房扩大是卒中、心血管并发症性死亡及全因死亡的独立预测因子[1]。临床常用的二维超声心动图测量左心房内径无法全面反映左心房空间形态上的异质性改变，而左心房容积的预后价值高于左心房内径[2]。左心房储备、管道及辅泵三部分功能在心动周期发挥各自生理作用，并受左心室功能的影响，因缺乏有效测量方法，目前对其还缺少充分的认识。实时全容积三维超声心动图（RT3DE）心内膜半自动追踪技术能够相对准确地测量心腔容积，与心脏MRI比较，测量准确性、可重复性均较理想[3]。在应用评价HCM左心房方面，国内外研究较少，本研究采用RT3DE通过测量左房收缩末期、舒张末期及主动收缩前左心房容积和左心房收缩功能，初步探讨与HCM呼吸困难症状有关的左心房容积和功能参数，提高对HCM左心房病变的认识。

1 资料与方法

1.1 研究对象选择1990～2010于北京大学人民医院确诊的31例HCM患者，其中男19例，女12例。诊断标准[4]：超声心动图检查符合舒张期心肌厚度≥15mm，或左心室室间隔/左心室后壁厚度比≥1.3，排除高血压、冠心病、糖尿病、慢性肾脏病等，各种瓣膜病、先天性心脏病、酗酒及运动员。选择25例健康志愿者作为对照，均经病史、体格检查、超声心动图检查排除心脏疾病。所有受检者行二维、三维超声心动图检查，由同一名熟练超声检查技术者测量相关数据；由另一名研究者独立记录受检者的性别、年龄、身高、体重、是否存在活动性/静息状态下呼吸困难症状。

1.2 仪器与方法应用Philips iE33彩色超声诊断仪，配备X3-1、S5-1（频率2.0～3.5MHz）超声探头以分别获取所需三维及二维超声图像。调整适宜的帧频（15～20帧/s）、探测深度及扇面角度，并利用二次谐波技术取标准切面进行测量。

受检者取左侧卧位，同步记录胸前导联心电图。进行常规二维、M型超声心动图检查，确定并测量左心室室壁最厚处厚度。左心房内径大小的测量采用胸骨旁左室长轴切面，利用M型超声测量，以舒张期左心房最大前后径表示。

常规扫查后，利用X3-1矩阵型探头在二维模式下于心尖区获取标准心尖四腔心切面，清晰显示左心房后，启动全容积“Full Volume”模式，按“acquire”键实时采集清晰左心房室三维图像，采集过程中嘱患者暂时屏气，经过连续4个心动周期后自动获取左心房全容积三维图像。

应用QLab软件3DQa模块进行在线分析，以心电图为参照标准，选取R波位置的左心房确定为左心房收缩末容积（LAV-min）；以T波完成位置作为左心房舒张末容积（LAV-max），P波开始前作为左心房主动收缩前容积（LAV-prep）。利用公式计算左心房收缩功能：左心房射血分数（LAEF）＝（LAV-max－LAV-min）/LAV-max；左心房主动收缩血量（LA-SVa）＝LAV-prep－LAV-min；左心房主动射血分数（LAEF-a）＝（LAV-prep－LAV-min）/LAV-prep。见图1、2。1.3 统计学方法采用SPSS 17.0软件，计量资料数据以±s表示，组间比较采用独立样本t检验；计数、等级资料采用检验，P＜0.05表示差异有统计学意义。

图1、2 全容积三维超声心动图显示左室收缩末期左房最大容积（图1）及左室舒张末期左房最小容积（图2）

2 结果

2.1 一般资料病例组与健康对照组性别比、年龄、左房前后径及体表面积差异无统计学意义（P＞0.05）。见表1。31例HCM患者中，6例为梗阻性，16例存在活动后呼吸困难。

2.2 病例组与健康对照组左房容积功能两组LAV-mix、LAV-max、LAV-prep、LA-SVa和LAEF比较，差异均有统计学意义（P＜0.05），而LAEF-a差异无统计学意义（P＞0.05），两组间LAV-max扩大51.45%，左房内径扩大23.15%。见表2。

2.3 HCM症状组别间左房容积功能比较有劳力性或静息性呼吸困难症状的HCM患者LAV-prep及LASVa显著高于无症状者，差异有统计学意义（P＜0.05）；有症状组LAV-max、LAEF-a略大于无症状组，但差异均无统计学意义（P＞0.05），两组LAEF差异亦无统计学意义（P＞0.05）。见表 3。

表1 病例组与健康对照组基线资料比较（±s ）

分组例数年龄（岁）性别（男/女）体表面积（m2）左房前后径（cm）病例组 31 47.8±16.4 19/12 1.73±0.32 4.19±0.70健康对照组 24 44.4±15.0 14/10 1.67±0.14 3.22±0.36

表2 病例组与健康对照组左心房各参数比较（±s ）

注：（1）与健康对照组比较，P＜0.05

分组例数 LAV-mix（ml） LAV-max（ml） LAV-prep（ml） LA-SVa（ml） LAEF（%） LAEF-a（%）病例组 31 38.25±17.45(1) 68.11±29.79(1) 53.13±27.49(1) 16.12±11.14(1)47.58±14.00(1)30.97±16.08健康对照组 24 13.60±5.71 33.07±10.66 21.67±7.10 8.07±3.75 58.34±10.93 37.32±13.15

表3 无症状和劳力性或静息性呼吸困难的肥厚型心肌病患者左心房各参数比较（±s ）

注：（1）与无症状组比较，P＜0.05

分组例数 LAV-mix（ml） LAV-max（ml） LAV-prep（ml） LA-SVa（ml） LAEF（%） LAEF-a（%）有症状组 16 43.35±25.91 77.36±35.23 64.09±31.61(1) 20.74±12.75(1)46.64±14.33 35.24±14.73无症状组 15 31.52±16.13 58.24±19.24 42.72±16.63 11.20±6.43 48.59±14.08 26.40±16.69

3 讨论

3.1 RT3DE评价左心房容积的优势近年来，左心房对评估以左心室肥厚为表现疾病的意义正逐渐被人们所认识。一项来自意大利的大规模（n＝1491）前瞻性研究显示：左心房显著增大的HCM患者为发生心功能衰竭并死亡的高危人群，提示临床上应密切监测这些患者的心功能状况[5]。2010年一项大规模非选择性随访研究（平均随访6.8年）表明：HCM患者的左心房容积指数（左房容积/体表面积）＞24ml/m2时，心血管死亡、卒中、心功能衰竭、心肌梗死和心房颤动等终点事件的发生率显著增加，是唯一的独立预测因子，在排除左心房容积指数之后，左心房内径的意义并不具有独立预测作用[6]。此外，左心房快速扩张（左心房容积增速＞3ml/年）者预后较左心房容积稳定者差，提示如对HCM左心房容积进行准确迅速测定，并进行随访比较，会提供更多有关不良预后的信息。既往对左心房容积的评价多是利用二维超声计算公式估测，对于左心房形态不规则改变可能不具有广泛的适应能力，而左心房扩张程度在不同方向上具有异质性[7]。RT3DE的心内膜半自动追踪技术采用矩阵式超声探头可以快速获得左心房真实的三维空间信息数据，并像心脏MRI一样实现对左心房进行断层切割，结合有经验的超声操作者对心内膜的描记和校正，在测量容积方面能够较好地适应左心房的病理改变，以心脏MRI作为“金标准”时，其测量准确度及可重复性均高于二维超声心动图。应用RT3DE的半自动心内膜追踪技术评价左心房容积方便迅速，可以满足日常临床检查需求。

3.2 RT3DE下对HCM左房改变的认识及其机制本研究结果显示，HCM患者左心房各个时相容积均显著扩大，其扩大程度显著高于两组间左房内径。与健康人相比，随着左房容积的扩大，左房的整体收缩功能（LAEF）显著降低，心房主动收缩功能无显著变化，这是以往二维超声心动图检查所未曾发现的HCM心脏病理生理特点。HCM由于基因突变导致微观结构改变，包括心肌细胞病理性肥厚，功能减退，间质纤维化，显著增加其室壁僵硬度，舒张功能多数情况下表现为中至重度减退，左心室舒张期充盈压增高，而左心房的相应改变表现为容积显著扩大，起代偿性增加左心室快速充盈和慢速充盈期后的左心室舒张末期血容量的作用，以保证左心室射血量能够满足全身灌注所需，提示心房的代偿作用是以容量增加为基础，即储备功能的增加是其病理状态下的主要代偿性改变，与左右心室的代偿性功能改变均不同。在HCM中心房肌的主动收缩能力并不同于心室肌按照 Starling定律的改变[8]，未见其收缩辅泵功能的代偿性上升支，甚至表现为不同程度的下降趋势。因此，左心房整体收缩功能下降是HCM的重要生理损害，可能成为评价心脏功能受损的早期指标。而RT3DE技术使得这一过程更加便捷、准确，可能对大规模患者的长期随访获取有益的信息。3.3 左房与HCM呼吸困难之间的关系本研究发现，左心房主动排空前的容积（LAV-prep）和左房主动排空血量（LA-SVa）在有症状的HCM患者显著高于无症状患者，同时两组患者的左心房最大容积和最小容积差异无统计学意义，提示一方面呼吸困难患者的左心房在发挥管道功能的过程中容积减少量（即左心房被动排空容积，心左房被动排空容积＝左心房最大容积－左心房主动排空前容积）降低，左心房被动排空容积下降与左心室的主动舒张功能减退密切相关，左心室僵硬程度高即舒张功能下降更严重时，左心室回心血量显著减少，患者肺淤血较重，从而导致症状表现得更加突出，LAV-prep进行性升高可能反映心脏舒张功能的进行性损害，成为临床表现严重的危险信号。此外，在HCM这一由于基因突变所致的肌节蛋白变性及功能改变背景之下，左心房肌细胞组织可能同样受累，细胞加速凋亡、正常组织被纤维结缔组织所取代，进而使左心房的顺应性降低[9]。另一方面，呼吸困难组LA-SVa显著高于无症状组，症状组LAEF-a有高于无症状组的趋势，虽然未显示有显著差异，但可能为本研究样本量偏少所致，可能提示该组患者左心房主动做功要远远大于无症状者，成为左心室舒张功能下降的另一指标，组织多普勒超声发现左心房主动收缩应变率与HCM运动耐量具有相关性[10]，因此本研究方法仍有待进一步证实。总之，全容积三维超声心动图有助于更好地了解左心房的功能和病理改变，有助于对左心房病理组织学进行进一步探索和研究。

3.4 RT3DE的局限性尽管RT3DE具有多方面的优势，但图像分析却更加依赖图像质量，声窗差，心内膜显示欠清晰时，所得结果会出现误差[11]，本研究中有（4例）无法取得清晰图像。此外由于角度所限，对于心房严重扩大者，实时三维超声心动图会出现房壁残缺，影响观察。

综上所述，RT3DE技术实现了对HCM患者左心房容积和各项功能进行快速而便捷的准确评价，与健康人相比，HCM左心房容积的增加程度远大于内径改变，而其整体收缩功能及主动排空功能均随之下降，有呼吸困难症状的HCM患者LAV-prep、 LA-SVa显著高于无症状者，提示舒张功能下降严重，动态监测LAV-prep改变提示病情进展。

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Left Atrial Volume and Function Measured by Full-volume Real-time Three-dimensional Echocardiogram in Hypertrophic Cardiomyopathy

PurposeTo investigate the left atrial volume and systolic function in hypertrophic myocardiopathy (HCM) patient by full-volume real-time threedimensional echocardiogram (RT3DE) indexes.Materials and Methods31 patients with HCM and 25 healthy volunteers underwent full-volume RT3DE. The left atrial end-diastolic volume (LAV-max), end-systolic volume (LAV-min) and pre-systolic volume (LAV-prep) were measured to calculate the ejection fraction (LAEF) and active ejection fraction (LAET-a) of left atrium. The parameters between case group and control group, with and without dyspnea were compared.ResultsNo statistical difference in age, gender and body surface area was observed between two groups(P＞0.05). The LAV-max was (68.11±29.79) mlvs(33.07±10.66) ml, LAV-prep was(53.13±27.49) mlvs(21.67±7.10) (P＜0.05), LA-SVa was (16.12±11.14) mlvs(8.07±3.75) ml, LAEF was (47.58±14.00)%vs(58.34±10.93)% for case group and control group, respectively, with statistical signi fi cance (P＜0.05). Exertional dyspnea was evident in 16 patients. The LAV-prep was (64.09±31.61) mlvs(42.72±16.63)ml, LA-SVa was (20.74±12.75) mlvs(11.20±6.43) ml for symptomatic and nonsymptomatic group, respectively, with statistical difference (P＜0.05).ConclusionFull volume-RT3DE is valuable in evaluating left atrail function in HCM patients.The atrial volume increases more signi fi cantly than diameter with decrease in global and active contraction fraction.

Cardiomyopathy, hypertrophic; Echocardiography, three-dimensional;Ventricular function, left

Chinese Journal of Medical Imaging 2012 Volume 20(11)： 838-841

10.3969/j.issn.1005-5185.2012.11.011

1. 北京大学人民医院心脏中心超声心动图室北京 100044

2. 航天中心医院高干二科北京 100049

3. 北京大学人民医院心脏中心北京100044

4. 北京大学人民医院重症医学科北京100044

郑春华

Department of Echocardiology, Peking University People’s Hospital, Beijing 100044, China

Address Correspondence to：ZHENG ChunhuaE-mail： zhengchunhua3@hotmail.com

中国图书资料分类法分类号R542.2；R445.1

2012-06-25