实时三维超声心动图联合斑点追踪成像评价妊娠期左心房功能

强剑颖，李慧忠，郑叶坚，林祖金，李惠彬，林肖彬

(1.福建省宁德师范学院附属宁德市医院超声医学科，福建 宁德 352100；2.联勤保障部队第900医院超声诊断科，福建 福州 350001)

正常妊娠期子宫、胎盘逐渐增大，代谢增高、激素水平改变使孕妇心脏前负荷明显增加，发育中的胎儿、胎盘和子宫对氧气和营养物质的需求导致孕妇心输出量显著增加。孕妇血流动力学改变是其与胎儿某些疾病发病率和死亡率增高的重要原因。出现症状之前，各种心血管疾病所致左心室(left ventricle, LV)舒张功能异常早于收缩功能异常，而左心房(left atrium, LA)是调节LV舒张功能的重要角色[1]。本研究应用实时三维超声心动图(real-time three-dimensional echocardiography, RT-3DE)联合斑点追踪成像(speckle tracking imaging, STI)评价妊娠对孕妇LA体积和功能的影响。

1 资料与方法

1.1 一般资料 选取2018年9月—2019年9月102名接受常规产前检查孕妇，年龄18～42岁，平均(29.0±4.5)岁；分别于早孕期(8～12周)及晚孕期(32～36周)行超声心动图检查，并将所获资料分为早孕组和晚孕组。以同期接受体检的29名生育年龄正常女性为对照组，年龄18～39岁，平均(30.5±4.7)岁。排除高血压、糖尿病、冠状动脉心脏病、先天性心脏病、瓣膜病、肺气肿及肺心病等可能影响LA体积及功能的因素。

1.2 仪器与方法 采用GE Vivid E9超声诊断仪，频率1.7～3.4 MHz。嘱受检者左侧卧位，连接心电图，先行常规超声心动图检查，测量各参数；再以4V-D探头采集5个连续心动周期的清晰稳定的LA全容积实时三维图像(帧频>心率的1/3)，以DICOM格式保存。应用GE EchoPAC工作站进行脱机分析。

1.3 测量参数

1.3.1 RT-3DE获得LA时间-容积曲线(图1A) 分别测量LA最大容积(maximum volume, Vmax)、最小容积(minimum volume, Vmin)及收缩前容积(before atrial contraction volume, VpreA)，计算LA总射血分数(total emptying fraction, TEF)、膨胀指数(expansion index, EI)、主动射血分数(active emptying fraction, AEF)及被动射血分数(passive emptying fraction, PEF)。储器功能EI=[(Vmax-Vmin)/Vmin]×100%；导管功能PEF(%)=[(Vmax-VpreA)/Vmax]×100%；泵功能AEF(%)[(VpreA-Vmin)/VpreA]×100%。

1.3.2 LV功能参数 包括二尖瓣口舒张期血流速度峰值E、A和二尖瓣瓣环舒张期运动速度e′、a′。以心尖双平面Simpson法测量LV射血分数(ejection fraction, EF)。

1.3.3 LA功能参数 ①二维LA前后径于胸骨旁LV长轴切面、二尖瓣关闭时测量LA前壁内膜至后壁内膜的垂直距离。②以STI获得LA应变曲线，以舒张末期为零点，通过3次测量(以2次测量的差异表示每个时相的应变)获得整体纵向应变(global longitudinal strain, GLS)、储器阶段(reservoir phase, GLSr)、管道阶段(conduit phase, GLScd)和泵阶段(contraction phase, GLSct)的测值(图1B、1C)。

图1 对照组，29岁 A.LA时间-容积曲线图； B.LA各节段应变曲线； C.各阶段GLS (a为储器阶段，b为管道阶段，c为泵阶段)

1.4 统计学分析 采用SPSS 19.0统计分析软件。计量资料以±s表示，采用独立样本t检验进行比较；以χ2检验计数比较资料。P<0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 早孕期与晚孕期LV功能参数比较 随孕周增大，EF呈下降趋势，但差异无统计学意义(P>0.05)，早孕组E、A、E/A、e′、E/e′、R-R间期与对照组差异均无统计学意义(P均>0.05)。随着孕周增大，R-R间期缩短，E、E/A、e′降低，A、E/e′增高(P均<0.05)。见表1。

表1 3组LV功能参数比较(±s)

表1 3组LV功能参数比较(±s)

组别EF(%)E(cm/s)A(cm/s)E/Ae'(cm/s)E/e'R-R间期(ms)早孕组(n=102)67.68±4.5897.91±17.1066.27±12.521.54±0.4414.61±1.946.77±1.27760.13±97.19晚孕组(n=102)65.72±5.3983.61±16.62*#73.39±18.11*#1.19±0.34*#11.70±2.27*#7.36±1.67*#697.61±93.28*#对照组(n=29)68.38±7.1296.21±14.6967.82±17.781.41±0.3914.11±1.696.87±1.21749.00±113.21F值2.9814.743.5666.9844.273.2510.88P值0.06<0.0010.03<0.001<0.0010.04<0.001

注：*：与对照组比较P<0.05；#：与早孕组比较P<0.05

2.2 LA功能参数比较 LA容积随孕周增加而加大。早孕组LA前后径、Vmax、Vmin及VpreA均高于对照组(P均<0.05)，其余指标与对照组差异无统计学意义(P均>0.05)；晚孕组LA前后径、Vmax、Vmin、VpreA、AEF、及GLSct较早孕组和对照组均明显升高(P均<0.05)，EI、PEF、GLSr及GLScd均降低(P均<0.05)，而TEF差异无统计学意义(P>0.05)。见表2，图2。

图2 LA应变曲线与时间容积曲线 对照组29岁，早孕组和晚孕组32岁孕妇，孕10周及孕32周

表2 3组LA功能参数比较(±s)

表2 3组LA功能参数比较(±s)

组别前后径(mm)Vmax(ml)Vmin(ml)VpreA(ml)TEF(%)AEF(%)早孕组(n=102)31.51±2.49*32.81±7.44*12.42±3.54*19.11±5.25*62.23±7.5534.31±13.41晚孕组(n=102)35.11±3.45*#35.62±8.87*#14.31±3.71*#23.09±7.02*#62.69±5.6140.21±12.29*#对照组(n=29)26.41±3.2524.89±7.349.16±2.8515.1±4.9163.89±6.1435.69±11.21F值59.7914.2210.6621.472.1414.16P值<0.001<0.001<0.001<0.0010.13<0.001组别PEF(%)EI(%)GLSrGLScdGLSct早孕组(n=102)41.42±11.12172.39±51.8140.41±7.31-26.91±5.91-13.49±4.32晚孕组(n=102)34.79±12.21*#157.11±54.49*#33.01±7.61*#-18.88±6.14*#-15.11±4.39*#对照组(n=29)40.51±14.39174.71±46.6938.11±11.09-25.61±7.34-13.01±5.77F值8.106.0032.7943.6442.69P值<0.001<0.001<0.001<0.001<0.001

注：*：与对照组比较P<0.05；#：与早孕组比较P<0.05

3 讨论

心输出量增加导致心脏负荷增加，影响心脏结构和功能。研究[2-3]表明心输出量自妊娠早期开始增加，至32周前后达峰值，之后基本稳定。妊娠期心脏容量负荷增加可导致心脏离心性肥大，心肌细胞肥大主要表现为长度增加，这种等张运动及心动过速均可引起心脏重构，往往表现为心腔内径增大及容量增加[4]。

评价LA体积及功能的超声技术大致可分为体积法、多普勒和组织多普勒、应变和应变率成像[5-6]。RT-3DE能较二维超声心动图更加准确地测量LA容积；STI可测量LA心肌应变值，客观定量评价心肌整体和局部功能，反映LA心肌应变能力。最新研究[7]表明，舒张性心力衰竭患者LA应变减低。

本研究结果显示，随着孕期增长，孕妇LA体积增大；早孕组功能参数与对照组无明显差别，提示妊娠早期心脏构型虽已发生改变，但其功能尚无明显变化；随着妊娠继续，晚孕组R-R间期缩短，E、E/A、e′降低，A、E/e′增高，表明妊娠晚期孕妇心率增快、心房收缩增强以维持心输出量，LA构型及功能出现适应性变化，晚期变化达最大[8]。

妊娠期LA容积增大但TEF不变，EI、PEF减低，反映其储存器功能及管道功能降低；AEF增加反映其助力泵功能代偿性增强。在LV收缩期(LA舒张早期)，LA松弛扩张，以接纳肺静脉回流血，发挥其储器功能。D'ASCENZI等[9]提出LA储器功能与e′呈显著正相关。本研究显示随孕周增加，孕妇LA体积增大，e′降低；LA心肌应变曲线显示晚孕组LA的GLSr减低，反映LA舒张早期应变减低；LA容积曲线显示LA容积扩大，膨胀指数变小，表明其储器功能下降。在LV舒张早期，即LA舒张晚期，LA发挥其管道功能，此时肺静脉血及LA内的血液因LA与LV的压力差而被动充盈LV，亦即LV被动充盈由LA的顺应性及LV的弛缓性共同决定。YOSEFY等[10]研究显示，随着孕周增加，孕妇E、E/A、e′降低，A、E/e′增高，但均未超出正常值范围；本研究结果与之相符。本研究LA容积曲线显示PEF减低，LA心肌应变曲线显示GLScd减小，表明LA舒张晚期心肌应变减低，提示LA管道功能降低，导致LV被动充盈减少。LA容积出现变化而心脏充盈压力指数正常，表明LA扩大是生理性容量增大，而非压力超负荷所致[10]。在LV舒张晚期，即LA收缩期，LA发挥其泵功能，使LV完成主动充盈。既往研究[9]结果显示LA的泵功能与e′呈反比，孕妇e′随孕周增加而下降。本研究LA中容积曲线显示AEF增加，LA心肌应变曲线显示GLSct绝对值增高。分析原因，LA管道功能下降后，需依靠收缩期应变增强来其维持其收缩功能，以代偿性增加泵功能，弥补LV被动充盈减少；妊娠期LA储备功能及管道功能减低，而助力泵功能代偿性增强，LA收缩期心肌应变增强，LA舒张期心肌应变减低，可能是为适应增加的前负荷，通过降低储器、管道功能并增加泵功能以维持有效排空和正常收缩功能。妊娠期LA扩大是自适应、动态的可逆过程[11]，LA重构程度是相对的。

综上，LA通过储存器功能、管道功能及助力泵功能来调节生理和病理状态下LV充盈。LA重构及LA心肌应变能力对于血液循环系统运行具有重要作用。RT-3DE联合STI可准确评估LA功能通，有利于预测孕妇发生心血管事件。本研究的主要局限性在于仅对正常妊娠女性进行观测，未纳入出现临床症状和体征者，有待进一步完善。