应变/应变率成像评价慢性心力衰竭患者左心房功能

盖爱菊 陈爱华

近年来，随着对慢性心力衰竭（congestive heart failure，CHF）发病机制的深入了解，以及对左心房机械功能、电重构及其离子通道研究的不断深入，发现左心房功能在心功能的维持中具有重要意义。左心房功能变化是影响左室舒张功能的重要环节。应变/应变率成像是在组织多普勒成像技术基础上发展而来的显示心肌形变特征的新技术[1]，主要分析纵向心肌的运动，周围节段心肌的牵拉以及心脏旋转运动的影响均可排除，能够更准确地判定心肌的形变[2-3]。应变/应变率成像在评价冠心病心肌缺血及各种心肌病已有报道，但对慢性心力衰竭患者的左心房功能少有研究。本研究应用应变/应变率成像技术研究慢性心力衰竭患者的左心房功能。

1 对象和方法

1.1 研究对象

纳入患者为2008年8月至2009年1月在昆明市第一人民医院心内科的住院慢性心力衰竭患者48例，其中男28例，女20例，年龄36～87岁，平均（66±11）岁，符合Framingham心力衰竭诊断标准，NYHA分级Ⅱ～Ⅳ级，其中Ⅱ级18例，Ⅲ级26例，Ⅳ级4例。病因包括冠状动脉性心脏病19例，高血压性心脏病14例，扩张型心肌病5例，慢性肺源性心脏病8例，肥厚性心肌病1例，酒精性心肌病1例，其中冠状动脉性心脏病患者全部经冠状动脉造影证实。对照组：41例，其中男16例，女25例，年龄51～79岁，平均年龄（62±8）岁；均为健康查体者和健康志愿者，经详细询问病史、体格检查、常规超声心动图检查、血液生化检查、肝肾功能检查等均无异常发现，排除高血压、糖尿病、冠心病、肾病及心律失常、心力衰竭病史和高血压家族史，系统检查排除器质性心脏病。

1.2 仪器与研究方法

采用GE Vivid 7型彩色多普勒超声诊断仪，经胸探头频率为2.0～4.0 MHz，该系统配有应变/应变率成像的图像分析与后处理软件。

1.2.1 常规超声心动图检查 患者取左侧卧位和仰卧位，行常规二维及彩色多普勒超声心动图检查，测量左房内径（LA diameter，LAD），计算左房内径指数（LA diameter index，LADI）、左房最大容积（LA maximal volume，LAVmax） 、左房最小容积（LA minimal volume，LAVmin） 、左房容积指数（LA volume index，LAVI） 、左房每搏量（LA stroke volume，LASV）、左房射血分数（LA ejection fraction，LAEF）。

1.2.2 应变/应变率成像 采用组织多普勒应变率成像（strain rate imaging，SRI）分析模式，取样区大小为2 mm×2 mm，取心尖左室长轴切面、标准心尖四腔切面与心尖两腔切面，分别清晰显示左心房的后壁、房间隔、侧壁、前壁与下壁，将取样容积分别置于左心房各壁距二尖瓣环1.5 cm处，启动TDI系统，进入Q-analyze的Strain/SR模式，记录左心房各壁心肌组织的应变/应变率曲线，测量左房各壁应变，左房应变达峰时间，左室收缩期左房应变率峰值（SSR）、左室舒张早期左房应变率峰值（ESR）、左室舒张晚期左房应变率峰值（ASR），计算各自平均值。

1.3 统计学处理

所有数据都采用SPSS 19.0统计学软件包进行分析，对计量资料行正态性检验，正态分布的计量资料用表示，非正态分布的计量资料结果用M±Q（中位数±四分位数间距）表示；组间比较采用两组独立样本资料的t检验，对于非正态分布资料采用秩和检验；多组间参数比较采用ANOVA，计数资料比较采用x2检验。以P＜0.05差异具有统计学意义。

2 结果

2.1 左心房二维超声心动图测量指标的比较

与对照组比较，CHF 组 LAD、LADI、LAVmin、LAVmax、LAVI、LASV 均明显升高（均为P ＜0.01），LAEF 减低（P=0.02）（表1）。

2.2 左心房功能应变/应变率测量指标的比较

与对照组比较，CHF组左心房后壁、下壁、房间隔及侧壁应变明显减低（P＜0.01）；而左心房前壁应变与对照组比较差异无统计学意义（P=0.13）。见表2。与对照组比较，CHF组左房各壁应变达峰时间及左房应变达峰时间平均值差异均无统计学意义。见表3。与对照组比较，CHF组 SSR减低（P=0.037）；ESR及 ASR明显减低（P＜0.01）。见表4。

2.3 对照组左心房应变率指标之间的相关分析

SSR与 ASR呈负相关（r=-0.311，P=0.028），与 ESR 呈负相关（r=-0.584，P ＜0.010）。见表5。

表1 二维超声心动图指标的比较

表2 左心房功能各壁应变测量指标的比较

表3 左房各壁应变达峰时间测量指标的比较

表4 左房各壁应变达峰时间测量指标的比较

表5 对照组应变率指标之间的相关分析（r）

2.4 CHF组左心房应变率指标之间的相关分析

SSR与ASR呈显著负相关（r=-0.644，P＜0.01）。 见表6。

表6 CHF组应变率指标之间的相关分析（r）

3 讨论

本研究发现，心力衰竭患者左房每搏量较正常人增大，左房射血分数较正常人减低，究其原因认为，发生心力衰竭后，其左房功能下降，容积增大，左房内残余血量增加以及心房内压力升高，致使LASV增加，表明了左房在出现心力衰竭时对于每搏量的维持作用。然而，因左房功能已经发生异常，导致左房的主动排空容积即左房射血分数下降。Hung等[4]的研究结果表明，左房容积改变是监测心力衰竭患者左室舒张功能的一个有价值的参数。

3.1 应变/应变率成像评价左心房的存储功能

SSR是心室收缩时心房扩张出现的正向波。随着年龄的增长，正常人左心房的纤维化成分增多，组织学发生改变，纤维化程度增加，心肌僵硬度增加，心房发生重构，心房肌顺应性下降，而左房顺应性是决定左房储存器功能的重要因素[5]。已有研究表明，心房重构与房颤、心力衰竭等不良心血管事件相关，而其反过来又加重心房重构，形成恶性循环[6-7]。CHF患者心房重构后，反映左心房储存器功能指标SSR也下降。

本研究中，与对照组比较，CHF组左心房后壁、侧壁、房间隔及下壁应变均明显减低，而前壁应变差异无统计学意义。考虑出现此结果的原因可能与左心房的结构特性有关。左房应变代表着左房心肌在左房充盈时储存的势能，而本研究显示左房应变平均值是下降的，与SSR变化趋势一致。

本研究发现，对照组左房SSR与ESR、ASR呈负相关。表明SSR、ESR、ASR三者之间的变化相互依存，左房通过储存、管道与助力泵功能对左心室充盈进行最佳再分配，尤其是在左心房发生血流动力学改变时。方宁宁等[8]探讨应变率成像评价超重及肥胖患者左心房功能的研究中发现，不同病理生理状态下，左房通过三个功能不同的方式相互代偿，以维持左室最大限度的充盈和心搏量。这与本研究结果是一致。

3.2 应变/应变率成像技术评价左房的管道功能

ESR出现在心室舒张早期，左房作为血液流向左室的通道。此时，左室主动舒张，房室平面移向左房，血液由左房流向左室，并且抽吸肺静脉血液，左房容积减少，左房壁在运动上处于被动。当左室弛缓异常时，储器和收缩所占比例上升，通道功能下降。但当舒张功能进一步降低，左室充盈压上升时，左房主要作为通道。此阶段，心房的管道功能优先发挥作用。从而表明，ESR与左室舒张功能关系密切。尽管如此，左房的管道功能仍会随着年龄的增长，左室舒张功能异常的进展而降低[9-10]。

心力衰竭早期，左室缓慢舒张导致舒张早期左房-左室最大压力梯度减少，心室早期充盈峰值减少。随着心力衰竭进展，左房压力增加使得舒张早期左房-左室压力梯度增加，心室早期充盈峰值增加[11]，提示左室充盈压的变化影响着左房功能。本研究发现，作为反映左房管道功能的指标ESR在CHF组比正常人组显著降低，说明慢性心力衰竭患者左房管道功能是减低的，间接反映CHF患者左室舒张功能降低。

3.3 应变/应变率成像技术评价左房的泵功能

心室舒张晚期，左房心肌主动收缩充当“助力泵”，增加舒张晚期左室充盈。左房收缩功能的增强与左房对左室的主动充盈作用（即助力泵功能）在一定条件下与左室舒张功能障碍有关[12]。

理论上，心脏发挥其助力泵作用主要表现在血流动力学改变，而血液动力学变化的产生根源则是压力的变化。心房内压力控制着心房肌的舒展。左室僵硬度增加或者顺应性下降时，左房内压力增加以保证左室的足够充盈，心房壁紧张度增加导致心房扩大与心房肌拉长[12]。有实验证明，肌钙蛋白C亲和力的变化调节Ca2+转运，稳定舒张期Ca2+，并且可能产生心肌舒展后收缩力的增强[13]。

本研究将心房肌应变率成像中舒张晚期出现的负向波ASR作为反映左房泵功能的指标。研究结果发现，与对照组相比较，心力衰竭组ASR显著减低（P＜0.01）。尹家保等[14]对扩张型心肌病以及缺血性心肌病患者左心房功能进行评价，其研究结果表明，两组心肌病患者左心房的应变和应变率均较健康对照组降低，提示两组心肌病患者左心房动态储血功能和主动泵血功能明显降低。本研究结果也支持了这一观点。