实时三维超声心动图和二维斑点追踪成像评价重度子痫前期左心房形态及功能

孙菲，孙博，丛娟

1.青岛大学附属医院心脏超声科，山东青岛 266000；2.淄博市第一医院超声科，山东淄博 255200；3.青岛大学附属医院保健科，山东青岛 266000；

子痫前期是一种妊娠相关性疾病，在孕产妇中发病率约为 3%～5%[1]，其中重度子痫前期（severe pre-eclampsia，SPE）是较重的一种类型，以血压和蛋白尿持续升高及多器官功能障碍为特征，与心力衰竭、肺水肿等多种心血管疾病相关，是孕产妇病死率升高的主要原因。左心房形态和功能的早期改变与多种心血管事件相关[2]。早期评估SPE 左心房形态和功能，对指导临床早期诊治至关重要。本研究拟采用实时三维超声心动图（real-time three-dimensional echocardiography，RT-3DE）和二维斑点追踪成像（two-dimensional speckle tracking imaging，2D-STI）评估SPE 左心房形态及功能，为临床早期干预提供有价值的信息。

1 资料与方法

1.1 研究对象 选取2018年9月—2019年6月在青岛大学附属医院确诊的单胎SPE 患者50例，并选择年龄、孕周相匹配的健康单胎孕妇47例，排除因图像质量差而影响RT-3DE 和2D-STI 数据分析的5例SPE 患者、4例健康孕妇。最终纳入45例SPE 患者，年龄22～42岁，平均（30±5）岁。纳入标准：符合第8版《妇产科学》SPE 诊断标准[3]；排除确诊心脏、肾脏及代谢性疾病等，资料不完整、图像质量差者。对照组纳入健康孕妇43例，年龄22～41岁，平均（30±5）岁，排除患有高血压、心脏病、代谢性疾病等。记录受试者的年龄、孕周、身高、体重、血压等，计算体表面积（BSA）及体重指数（BMI）。本研究通过医院伦理委员会批准，所有研究对象均签署知情同意书。

1.2 仪器与方法 采用Philips EPIQ 7C型超声诊断仪，X5-1 探头，频率1.3～4.2 MHz，配备TomTec分析软件。受检者取左侧卧位，连接同步心电图。

1.2.1 常规超声心动图测量 于胸骨旁左心室长轴观切面应用M型、二维超声心动图测得左心房前后径（left atrial anteroposterior diameter，LAd）、左心室舒张末期内径（left ventricular end-diastolic diameter，LVDd）、室间隔厚度（interventricular septal thickness，IVST）、左心室后壁厚度（left ventricular posterior wall thickness，LVPWT），计算左心室质量指数（left ventricular mass index，LVMI）；于心尖四腔观切面运用Simpson 法测量左心室射血分数（left ventricular ejection fraction，LVEF），运用脉冲多普勒、组织多普勒分别测得二尖瓣口舒张早期峰值流速（E）及二尖瓣环室间隔位点舒张早期心肌运动峰值（e'），计算E/e'。

1.2.2 RT-3DE 图像分析 于心尖四腔观切面调整探头，待左心房完整且清晰显示后切换至三维模式，启动全容积显像，采集连续3个心动周期的三维动态图像。将图像导入Tom Tec 软件脱机分析，调整心尖四腔、三腔及两腔观3个平面取样线位置，软件在不同心动周期自动描记左心房心内膜（图1），必要时手动调整。软件自动生成左心房容积曲线，根据曲线记录左心房最大容积（LAVmax）、最小容积（LAVmin）和收缩前容积（LAVpre），以上参数均用BSA 进行标化，得到标化的左心房最大、最小和收缩前容积（LAVImax、LAVImin 和LAVIpre）。

1.2.3 2D-STI 图像分析 采集心尖两腔观切面连续3个心动周期的二维动态图像，将图像导入TomTec软件分析。软件于心尖两腔心图像中自动追踪描记左心房心内膜，必要时手动调整校正。软件自动生成左心房应变曲线，以左心室舒张末期为零参考点，记录左心房各期应变：曲线的两个峰值应变分别为储器期（LASr）和泵期应变（LASct），两者的差值为管道期应变（LAScd）[4]（图2）。应变值以绝对值表示。

图1 TomTec软件于不同心动周期自动追踪描记左心房心内膜

图2 2D-STI 获取左心房应变曲线（A）及应变值测量（B）

1.3 重复性验证 随机抽取20名受检者，由2名医师分别测量其LAVmax、LASr 和LASct，1个月后由其中1名医师再次测量上述指标。

1.4 统计学方法 使用SPSS 23.0软件，计量资料以表示，组间比较采用成组资料t检验。相关性分析采用Pearson 相关分析，有统计学意义者再行Logistic 逐步回归分析。观察者内及观察者间的一致性采用Bland-Altman 分析。以P<0.05 表示差异有统计学意义。

2 结果

2.1 临床资料比较 两组受检者年龄、孕周及心率差异无统计学意义（P>0.05）。与对照组比较，SPE组BSA、BMI、收缩压及舒张压较高，差异有统计学意义（P<0.05，表1）。

2.2 常规超声参数比较 与对照组比较，SPE组IVSd、LVPWd、LVDd、LVMI、E/e'及Lad 较高，LVEF较低，差异均有统计学意义（P<0.05，表2）。

2.3 RT-3DE 及STI参数比较 与对照组比较，SPE组LAVmax、LAVmin、LAVpre 及LAVImax、LAVImin、LAVIpre 较高，SPE组LASr 及LAScd 较低，差异均有统计学意义（P<0.05）；两组LASct 比较，差异无统计学意义（P>0.05，图3）。与对照组比较，SPE组LVGLS减低，差异有统计学意义（P<0.05，表3）。

图3 对照组（A）和SPE组（B）左心房应变曲线。A：储器期（LASr）44.07%，管道期（LAScd）28.36%，泵期（LASct）15.71%；B：LASr 36.30%，LAScd 20.60%，LASct 15.70%

2.4 相关性分析 Pearson 相关分析显示，SBP、E/e'、LAVmax、LVGLS 与LASr 相关性较好（r＝-0.593、-0.652、-0.404、0.575，P<0.01）；SBP、E/e'、LVGLS与LAScd 相关性较好（r＝-0.480、-0.389、0.416，P<0.01）。多因素回归分析显示，SBP、LVGLS 为LASr（β＝-0.313、0.359，P<0.01）和LAScd（β＝-0.416、0.349，P<0.01）的独立预测因素（表4）。

2.5 重复性的验证 Bland-Altman 分析显示，LAVmax、LASr 和LASct 测量值在观察者内和观察者间的可重复性较好（图4）。

图4 测量值的一致性。A～F 分别表示观察者内LAVmax1 与LAVmax2、观察者间LAVmax1 与LAVmax3、观察者内LASr1 与LASr2、观察者间LASr1 与LASr3、观察者内LASct1 与LASct2、观察者间LASct1 与LASct3 测量值的一致性

表1 SPE组与对照组受检者临床资料比较（±s）

表1 SPE组与对照组受检者临床资料比较（±s）

注：BSA 为体表面积，BMI 为体重指数

分组年龄 （岁） 孕周 （周） BSA （m2） BMI （kg/m2） 心率 （次/min） 收缩压 （mmHg） 舒张压 （mmHg）对照组（n=50） 29.88±5.02 31.04±4.30 1.76±0.06 25.77±1.76 78.58±8.81 117.98±11.45 76.93±6.30 113.42±16.65 t值 0.350 -0.274 5.568 7.877 1.213 18.851 13.480 SPE组（n=47） 30.24±4.66 30.79±4.35 1.85±0.09 28.55±1.54 80.87±8.86 166.80±12.78 P值 0.727 0.784 ＜0.001 ＜0.001 0.229 ＜0.001 ＜0.001

3 讨论

SPE 的基本病理生理改变为全身小血管痉挛、内皮细胞损伤及局部缺血，累及心血管系统。既往研究多关注SPE 患者左心室形态和功能，对左心房研究较少且多采用常规超声技术，但其存在角度依赖、变异性大等局限性。RT-3DE 可实时显示心腔三维立体图像，不需要对左心房进行几何假设，无角度依赖性，且测量值与MRI 结果高度相关[4]，能更准确地评估左心房容积。2D-STI 通过逐帧追踪斑点回声获取心肌运动信息，几乎不受几何形态及角度限制，能较准确地评估心肌形变和功能，其评价左心房功能的准确性已得到证实[5-7]，且通过此技术获取的应变参数是优于常规超声参数的心血管事件预测因素[8]。

表2 SPE组与对照组受检者常规超声心动图参数比较（±s）

表2 SPE组与对照组受检者常规超声心动图参数比较（±s）

注：Lad 为左心房前后径，IVST 为室间隔厚度，LVPWT 为左心室后壁厚度，LVDd 为左心室舒张末期内径，LVMI 为左心室质量指数，LVEF 为左心室射血分数，E 为二尖瓣口舒张早期峰值流速，e'为二尖瓣环室间隔位点舒张早期心肌运动峰值

分组 Lad （mm） IVST （mm） LVPWT （mm） LVDd （mm） LVMI （g/m2） LVEF （%） E/e'对照组（n=50） 31.21±3.11 8.63±0.76 7.60±0.66 42.88±20.82 60.80±10.68 64.19±5.16 8.27±1.70 11.04±2.17 t值 4.848 8.763 11.708 5.653 9.031 -3.903 6.640 SPE组（n=47） 34.91±4.00 10.49±1.18 9.69±0.97 46.58±30.28 89.15±17.74 60.56±4.52 P值 ＜0.001 ＜0.001 ＜0.001 ＜0.001 ＜0.001 ＜0.001 ＜0.001

表3 SPE组与对照组受检者容积与应变参数比较（±s）

表3 SPE组与对照组受检者容积与应变参数比较（±s）

注：LAVmax 为左心房最大容积，LAVImax 为标化的左心房最大容积，LAVpre 为左心房收缩前容积，LAVIpre 为标化的左心房收缩前容积，LAVmin 为左心房最小容积，LAVImin 为标化的左心房最小容积，LASr 为左心房储器期应变，LAScd 为左心房管道期应变，LASct 为左心房泵期应变，LVGLS 为左心室整体长轴应变

分组 LAVmax（ml） LAVImax（ml/m2） LAVpre（ml） LAVIpre（ml/m2） LAVmin（ml）对照组（n=50） 37.64±6.07 21.39±3.30 23.01±4.02 13.09±2.28 15.58±3.10 27.44±4.55 t值 15.502 14.130 14.386 12.810 14.213 SPE组（n=47） 58.61±6.59 31.71±3.54 39.56±6.44 21.43±3.64 P值 ＜0.001 ＜0.001 ＜0.001 ＜0.001 ＜0.001 分组 LAVImin（ml/m2） LASr（%） LAScd（%） LASct（%） LVGLS（%）对照组 8.85±1.68 40.55±5.99 26.68±3.43 13.87±3.75 20.36±2.87 18.00±3.02 t值 13.156 -4.287 -4.439 -1.832 -3.761 SPE组 14.85±2.50 34.69±6.81 22.35±5.45 12.33±4.12 P值 ＜0.001 ＜0.001 ＜0.001 0.070 ＜0.001

表4 左心房时相应变的多因素回归分析

既往研究提示SPE 左心室形态及功能受损[9-10]。本研究SPE组LVDd、IVST、LVPWT、LVMI及E/e' 增加，提示SPE 左心室重塑、充盈压升高及舒张功能受损；SPE组LVGLS 减低，提示左心室收缩功能亦发生早期改变；上述结果与既往研究一致[8-9]。SPE 患者子宫螺旋动脉重铸障碍致胎盘灌注减少，胎盘释放多种胎盘因子诱发广泛内皮细胞损伤，扩血管和缩血管物质合成失衡及心肌间质水肿，致使外周血管阻力升高及心肌细胞缺血坏死，继而左心室发生重塑、功能受损。

本研究中，SPE组LAd 及容积参数均明显升高，表明SPE 左心房重塑明显，与Cong 等[11]的研究结论一致。SPE 左心室充盈压升高，左心房后负荷明显增加，根据Frank-Starling 机制，左心房容积增加以代偿性地增强左心房收缩力，从而维持正常的左心室充盈及射血。尽管两组LAd 存在差异，但相对于LAd 等二维参数，三维容积参数对心血管疾病的发生有更高的预测价值[12]。

本研究显示，SPE组LASr、LAScd 减低，LASct无显著变化，提示SPE 左心房储器、管道功能受损，泵功能无明显改变；武静[13]的研究以应变率为参数，结论与本研究一致；而丁琳茹等[14]则认为SPE 左心房储器、管道及泵功能均受损。SPE 左心室重塑及舒张功能障碍，致使其充盈压明显升高，左心房因壁薄对负荷变化敏感，负荷增加后左心房重塑、顺应性下降等可能导致储器功能受损；左心室充盈压升高后，舒张期肺静脉血由左心房回流入左心室的驱动压降低，可能致使管道功能受损。目前关于泵功能的改变，各研究结论不尽相同，分析原因为：各研究采用的评价方法不同；左心房泵功能改变可能与多种因素有关，有学者认为泵功能可能与潜在的心房疾病有关[2]。

左心房储器、管道及泵功能相互作用，共同调节左心室充盈，左心房功能的改变对心血管疾病的发生具有预测价值[8]。本研究发现，SBP、E/e'、LAVmax、LVGLS 与LASr 相关性较好，SBP、E/e'、LVGLS 与LAScd 相关性较好。其中，SBP、LVGLS 为左心房储器和管道功能的独立危险因素。血压升高和左心室功能受损均可影响左心室充盈，可能因此导致左心房功能受损。是否存在更多的影响机制仍需进一步研究。

本研究的局限性：①RT-3DE 和2D-STI对图像质量要求较高，部分受检者因肥胖、水肿等原因影响图像质量，可能对结果产生影响。②左心房功能的评估仍缺乏“金标准”，尽管2D-STI 的准确性得到多项研究证实[6-7]，但相关研究的样本量偏小且为单中心研究，仍待大样本多中心研究进一步验证。③本研究样本量较少，且未能进行更为细化的分组研究。④未能随访患者产后的左心房形态和功能，相关改变有待进一步研究。

总之，SPE 患者发生左心房重塑，其左心房的储器和管道功能均受损。RT-3DE 和2D-STI 能准确评估SPE 时左心房的形态和功能改变。通过早期评估SPE 左心房的形态和功能改变，有助于临床早期干预，从而降低孕产妇心血管事件的发生率。