实时三维超声心动图评价急性心肌梗死患者左房功能及同步性

汪健飞， 徐莉， 郑枫， 盛佳， 张国辉

(江苏大学附属人民医院 1. 心脏彩超室， 2. 心内科， 江苏 镇江 212002)

越来越多的临床研究证明左房结构和功能改变与心血管事件的预后相关[1]。在临床上，我们常常关注急性心肌梗死患者左室功能及结构的改变，忽略了左房等其他腔室功能的变化。当前，常规超声心动图对左房大小及功能的研究局限于二维测量，且不像左室射血分数(left ventricular ejection fraction, LVEF)能评价左室收缩功能那样有针对左房功能评价的金标准。实时三维超声心动图(real-time three-dimensional echocardiography, RT-3DE)是一项新技术，近年来快速发展并逐步完善，其对左房结构及功能的评价越来越受重视[2-3]。本研究以急性心肌梗死患者为研究对象，探讨RT-3DE评价左房功能变化及同步性的应用价值。

1 对象与方法

1.1 研究对象

心肌梗死组：回顾性选择2017年9月至2018年8月在本院心内科住院的急性心肌梗死患者，排除心肌病、肺心病、先心病、心脏瓣膜病、恶性心律失常以及无法获得清晰超声影像的患者。入选的30例患者中，后壁、下壁心肌梗死16例，广泛前壁心肌梗死14例。其中男20例，女10例，年龄37～82岁，平均(59.5±12.3)岁，双平面simpson法测得LVEF在40%～60%之间。所有急性心肌梗死患者均在发病72 h内完成超声心动图检查。

健康对照组：随机收集30例健康体检者，其中男18例，女12例，年龄36～78岁，平均年龄(53.7±12.9)岁，心电图和常规超声心动图检查均无异常，既往无心脏病史，两组间性别、年龄差异均无统计学意义。

1.2 方法

采用Philips IE33超声诊断仪，所有受检者取左侧卧位，连接心电图，保证模拟导联上能清晰地显示P波、QRS波及T波。使用S5-1探头，行常规超声心动图检查，手动描记左房心尖四腔心面积(left atrium area of apical 4 chambers, LAA4)及左房心尖两腔心面积(left atrium area of apical 2 chambers, LAA2)。在描记左房面积时，须在二尖瓣开放前、左房容积最大时，同时除去肺静脉入口及二尖瓣瓣环与左房交界处面积。

使用X5-1探头，于心尖四腔心切面采集到理想的图像后，启动全容积成像(full volume)功能键，采集动态三维数据。打开Qlab 9.0分析软件，用3DQ(A) 软件进行定量分析。首先对左室进行三维容量分析，测量出LVEF及左室舒张末容积(left ventricular end diastolic volume, LVEDV)。软件在进行左室整体时间容积分析的同时，将自动计算左室16节段达到收缩期最小容积点时间(the time to minimal systolic volume, Tmsv )的标准差(16-SD)及最大时间差(Tmsv16-Dif)。同时考虑到各个受检者不同心率可能对时间的影响，系统将上述指标分别除以受检者一个心动周期的持续时间，所得百分数值分别以Tmsv16-SD/R-R(%)、Tmsv16-Dif/R-R(%)表示。

同样，应用3DQ(A) 软件，对心尖四腔心全容积三维数据重新进行左房容积分析，并显示出左房整体时间容积曲线，获得左房最大容积(left atrial maximal volume, LAVmax)及左房最小容积(left atrial minimal volume, LAVmin)，左房射血分数(left atrial eject fraction, LAEF)。同时根据心电图，在时间容积曲线上找到P波起点，得到左房收缩前容积(left atrial presystolic volume, LAVpre)。参照文献[2]计算左房主动排空分数(left atrial active emptying fraction, LAAEF)=(LAVpre-LAVmin)/ LAVmax，左房被动排空分数(left atrial passive emptying fraction, LAPEF)=(LAVmax-LAVpre)/ LAVmax。同时软件将左房分为16个节段，自动分析出左房Tmsv16-SD/R-R(%)及Tmsv16-Dif/R-R(%)。

1.3 统计学分析

2 结果

2.1 两组常规超声心动图左房舒张末面积比较

心肌梗死组LAA4、LAA2均明显大于健康对照组(P<0.05)。见表1。

组别LAA4(cm2)LAA2(cm2)健康对照组14.7±2.312.8±2.1心肌梗死组17.9±4.015.8±3.7t值-3.8-3.8P值0.000.00

2.2 两组RT-3DE左室相关参数比较

心肌梗死组LVEF明显小于健康对照组，LVEDV明显大于健康对照组，差异均具有统计学意义(P<0.05)；左室同步性指标Tmsv16-SD/R-R(%)及Tmsv16-Dif/R-R(%)，心肌梗死组明显大于健康对照组(P<0.05)。见表2。

组别LVEF(%)LVEDV(mL)Tmsv16-SD/R-R(%)Tmsv16-Dif/R-R(%)健康对照组68.7±3.978.2±17.01.2±0.44.5±1.4心肌梗死组49.7±5.890.3±24.45.7±4.623.2±19.7t值14.9-2.2-5.3-5.2P值0.000.030.000.00

2.3 两组RT-3DE左房相关参数比较

心肌梗死组左房LAVmax、LAVpre、LAEF及LAAEF明显大于健康对照组(P<0.05)，LAVmin、LAPEF、Tmsv16-SD/R-R(%)及Tmsv16-Dif/R-R(%)与健康对照组相比差异无统计学意义(P>0.05)。见表3、4。

组别LAVmax(mL)LAVmin(mL)LAVpre(mL)LAEF(%)LAAEF(%)LAPEF(%)健康对照组27.8±9.810.6±4.415.6±6.060.2±10.417.4±7.542.8±8.3心肌梗死组36.5±9.812.3±4.922.0±8.265.9±8.526.0±7.139.9±13.0t值-3.4-1.4-3.4-2.3-4.61.0P值0.000.180.000.020.000.30

组别Tmsv16-SD/R-R(%)Tmsv16-Dif/R-R(%)健康对照组6.2±7.021.3±23.6心肌梗死组3.5±5.613.2±20.7t值1.71.4P值0.100.16

3 讨论

左房主要有储存功能、管道功能和辅泵功能。储存功能指左室收缩和等容舒张期间存储肺静脉回流血液；管道功能指左房在左室舒张期被动地将血液转入左室；辅泵功能指在左室舒张末期，左房收缩，进一步将左房的血液泵入左室。对于心肌梗死患者，当左室结构及功能发生明显改变时，左房功能将作出调整。RT-3DE及其定量分析软件较传统二维超声心动图能更形象直观地显示心脏复杂空间结构及整体活动状况，准确测量容积变化[4-5]。我们应用RT-3DE测定结果表明，心肌梗死组LVEF随着左室心肌的梗死而减少， LVEDV较健康对照组明显增加。此时，左房四腔心及两腔心测得的面积参数及RT-3DE测得LAVmax均较健康对照组增加，同时LAEF增强。值得关注的是，LAEF增加主要与 LAAEF增强有关，而 LAPEF与健康对照组并没有明显统计学差异。LAAEF反映的是左房主动收缩将血液泵入左室的功能，即左房辅泵功能。而LAPEF反映的是左房管道功能。我们推测在心肌梗死导致的急性左室功能障碍的患者中，左房的主动收缩功能的增加对患者维持有效泵血功能具有重要作用。相关研究发现[1]，当LVEF下降时，左房辅泵功能的增强对维持左室舒张末期容积和压力有重要作用，通常通过增加左房的升压功能来维持心搏量。随着左房的进一步扩大和左房压力的大幅增加，这些代偿机制失效，随后左房体积增加导致被动排空功能增强，即左房管道功能增强，而同时整体收缩功能降低[5]。

本研究中，我们推测急性心肌梗死患者左房辅泵功能增强可能与左房容积增加有关，左房前负荷增加主要是体积依赖性，左房心肌纤维的初长度增加，根据Frank-Starling定律左房主动收缩力增强。但也不排除在特定的条件下左房自主收缩活动代偿性增强可能。左房后负荷主要与自身弹性特性和左室压力有关，因为它随着左室收缩和舒张功能障碍加重及左室充盈压力升高而增加[1]。当左房体积和压力增加时，在初始阶段，左房尺寸增大，收缩活动增强以代偿。然而左房进一步扩大只会导致LAEF及LAAEF等辅泵功能指标下降，这也是左室功能进一步恶化的表现[6]。本研究中，我们发现LAVmin在两组间对比并没有明显统计学意义，但Russo等[7]研究中发现LAVmin作为左室舒张功能障碍和房性心律失常的预测指标较LAVmax更好。LAVmin主要体现了左房的储存功能，我们推测在急性心肌梗死早期，左房的储存功能尚未有明显的改变。

RT-3DE还能同时显示心腔各节段的时间—容积曲线，结合定量分析软件可分析腔室收缩同步性。本研究中RT-3DE结果表明，急性心肌梗死患者左室Tmsv16-SD/R-R及Tmsv16-Dif/R-R显著增大，而左房Tmsv16-SD/R-R及Tmsv16-Dif/R-R较健康对照组稍低，但差异并没有统计学意义。可见对于急性心肌梗死患者，在左室因节段性收缩活动下降导致整体收缩及同步性下降时，左房同步性并没有下降。左房是否通过提高自身的同步性为改善自身辅泵功能提供一定的帮助，而随着左房容积进一步增加，左房同步性会发生怎样的变化，这是我们进一步需要关注的问题。Kobayashi等[8]对阵发性心房颤动患者应用三维应变超声心动图评价在肺静脉隔离术后左房同步性和左房整体应变的影响，发现尽管肺静脉隔离术后3个月，左房容积等部分功能指标得到改善，但仍然能观察到左房峰值应变时间标准差等指标较健康对照组高，提示即使阵发性房颤治疗术后3个月，仍然存在左房不同步性。可见心肌梗死后左房同步性指标也可能随病情变化而变化，需要长期跟踪、随访。

RT-3DE技术越来越受到临床重视，同时随着自动容积评估等新技术的发展[9-10]，其操作更加方便、快捷。但患者深呼吸、体位移动、心腔明显增大等因素仍然影响三维图像质量。同时，我们仅仅选择了急性心肌梗死患者与健康人做对比，且没有对心肌梗死后不同时间段进行随访。我们在临床工作中观察到即使LVEF相同的患者，左房大小、患者预后却有很大的差别，这些差别到底跟哪些因素有关？部分心肌梗死患者虽然左室功能指标改善并不明显，但患者临床症状明显好转，是否与左房功能改善有相关性？这些问题均有待进一步研究。心肌梗死后左室与左房重塑相辅相成，我们希望以后将心脏作为一个整体，全面、具体地观察各个腔室的结构及功能变化，从而为临床诊断及治疗提供帮助。