实时三维超声心动图联合二维斑点追踪技术评价高血压患者左心房时相功能

刘瑞中 王飞 赖玉琼

518107 深圳，中山大学附属第七医院心血管中心(刘瑞中)； 528000 中山大学附属佛山医院心脏超声科(王飞、 赖玉琼)

心脏是高血压患者最常见的受损靶器官。超声心动图主要基于左室质量指数(left ventricular mass index，LVMI)、左室射血分数(left ventricular ejection fraction，LVEF)以及多谱勒技术对高血压患者心脏结构和功能进行评估。上述超声心动图参数在高血压病程早期往往未见异常，因此传统超声心动图参数早期、准确评估高血压患者心功能具有一定的挑战性。研究表明，左房在心动周期中具有存储、通道和辅助泵功能，称之为左房时相功能。左房时相对维持左室正常的收缩与舒张功能具有重要意义。由于左房心肌壁薄，更容易受左室收缩、舒张功能的影响，左房功能在疾病早期便可以出现适应性改变[1]。研究发现，左房功能降低是心血管事件的独立预测因子[2]。

因此，本研究采用实时三维超声心动图(real-time three-dimensional echocardiography，RT-3DE)及二维斑点追踪技术(two-dimensional speckle tracking imaging，2D-STE)测量左房各时相功能进行评估，旨在提早发现高血压患者心脏功能损害。

1 对象和方法

1.1 研究对象

选择2019年4月至2019年10月入住中山大学附属佛山医院心血管内科的高血压患者60例，男性26例，平均年龄为(53.1±10.5)岁。同期选择30名健康体检者作为健康对照组，男性13名，平均年龄为(50.8±9.5)岁。

纳入标准：根据2018年《中国高血压防治指南》[3]： 非药物状态下，非同日≥3次，收缩压≥140 mmHg和(或)舒张压≥90 mmHg为诊断标准；所有入组患者行超声心动图检查时均为窦性心律且左室收缩功能正常，LVEF>50%。排除标准：冠心病、心力衰竭、心肌病、先天性心脏病、中重度瓣膜病、糖尿病、严重肝、肾功能不全、妊娠或哺乳期妇女、超声心动图图像质量较差未能进一步测量及分析者等。本研究符合医学伦理学要求。

1.2 方法

1.2.1 常规二维超声心动图检查及RT-3DE、2D-STE图像采集(图1) 采用美国GE Vivid E95型彩色多普勒超声诊断仪，配备M5S二维心脏探头及4V-D三维心脏探头。脱机分析软件采用GE Echo PAC。在胸骨旁左室长轴切面测量左室舒张末期内径(left ventricular end-diastolic diameter，LVEDD)、室间隔舒张末期厚度(end-diastolic thickness of ventricular septum，IVSD)、左室后壁舒张末期厚度(end-diastolic thickness of left ventricular posterior wall，LVPWT)、左室收缩末期内径(left ventricular end-systolic diameter，LVESD)和左房前后径(left atrial diameter，LAD)。于心尖四腔心切面利用脉冲多普勒及组织多普勒技术测量二尖瓣口舒张早期及晚期峰值血流速E峰、A峰、E/A之比、三尖瓣最大反流速度、二尖瓣环室间隔及侧壁舒张早期峰值速度e’并计算平均E/e’。二维图像采集完毕后切换至三维探头，于心尖四腔心切面行RT-3DE检查，调整宽度、深度、增益等参数，使得包含全部左房且左房心内膜显示清楚，待左房图像清晰完整，嘱被检者呼气末摒住呼吸，点击采集键，系统自动拼接三维全容积图像，连续采集三个心动周期动态图像，获取包括完整左房的全容积三维图像。

1.2.2 图像分析 将所采集的动态图像导入GE Echo PAC工作站，以Q-Analysis分析左房心肌应变及应变率，测量收缩期、舒张早期和舒张晚期平均纵向峰值应变(mSs、mSe、mSa)及其应变率(mSRs、mSRe、mSRa)，取心尖两腔心、心尖四腔心各时相应变及应变率的平均值作为左房整体的平均应变及应

A： 2D-STE测左房平均纵向峰值应变；B：应变率；C：RT-3DE测左房整体容积-时间曲线图1 2D-STE和RT-3DE检查左心房结果

变率；以4D-AUTO LVQ分析左房三维图像，测量左房容积(left atrial volume，LAV)，包括LAVmax、LAVmin、LAVpre，计算左房总射血分数(left atrial total ejection fraction，LATEF)=(LAVmax-LAVmin/LAVmax)、左房被动射血分数(left atrial passive ejection fraction，LAPEF)=(LAVmax-LAVpre/LAVmax)和左房主动射血分数(left atrial active ejection fraction，LAAEF)=(LAVpre-LAVmin/LAVpre)[4]。图像采集及处理过程中如遇图像质量差、不能清晰显示心内膜的病例均不纳入研究，所有参数的测量均由一位操作熟练的医师进行并且所有数值测量三次取平均值。

1.3 分组

将60例高血压患者根据2016年美国超声心动图学会左室舒张功能评价指南[5]分为健康对照组(30例)、高血压舒张功能正常组(43例)和高血压舒张功能不全组(17例)。根据左房容积指数(left atrial volume index，LAVI)是否大于34 ml/m2，分为左房大小正常组(29例)，左房扩大组(31例)。 依据中国人心室重构参考值范围上限进行分组： 正常构型：RWT≤0.51且LVMI≤108 g/m2(男) 或RWT≤0.49 且LVMI ≤99 g/m2(女) ，分为左室正常构型组(24例)和异常构型组(36例)。

1.4 统计学方法

2 结果

2.1 两组患者的基线资料比较

与健康对照组相比，高血压组体质指数、收缩压增高(均为P<0.05)。常规超声心动图发现，与健康对照组相比，高血压组LAD、IVSd、LVPWT、E/e’、LVMI、LAVI明显增高，E/A降低(均为P<0.05)。此外，高血压组左房存储功能参数(mSs、mSRs)降低，通道功能参数(mSe、 mSRe、LAPEF)降低(均为P<0.05)(表1)。

表1 高血压组与健康对照组的基线资料比较

2.2 左房时相功能参数比较

与健康对照组相比，左房大小正常组左房通道功能参数(mSe、mSRe)降低(均为P<0.05)。左房扩大组存储功能参数出现降低(mSs、mSRs)，通道功能参数(mSe、mSRe、LAPEF)降低(均为P<0.05)(表2)。

表2 高血压患者左房形态各亚组与健康对照组左房时相功能参数比较

与健康对照组相比，左室舒张功能正常组存储功能参数(mSs)降低，通道功能参数(mSe、mSRe)降低(均为P<0.05)；与健康对照组、左室舒张功能正常组相比，舒张功能不全组左房存储功能参数(mSs、mSRs)，通道功能参数(mSe、mSRe、LAPEF)进一步降低，辅助泵参数 (mSa、 mSRa、LAAEF) 降低(均为P<0.05)。

与健康对照组相比，左室正常构型组左房存储功能参数(mSs、mSRs)降低，通道功能参数(mSe、 mSRe、LAPEF)降低(均为P<0.05)；但LATEF、mSa、mSRa、LAAEF差异无统计学意义。

3 讨论

研究表明，左房由于心肌壁薄在高血压病程中更容易受压力负荷的影响，早期便可以出现适应性改变，因此对高血压患者的左房功能进行系统化评估，在高血压病程早期检出无症状亚临床心脏功能损害具有重要的临床意义[6]。

左房功能在心动周期各时相中处于动态变化，对于左室充盈所起的作用及其影响因素包括：存储功能(收缩期)，主要受左室收缩力(房室环下移)、左房本身的松弛性与顺应性影响[7]；通道功能(舒张早期)，主要受左室的松弛性与舒张早期压力影响；辅助泵功能(舒张晚期)，主要受左室顺应性、左室舒张末期压力及左房本身的收缩性影响[8]。

本研究应用2D-STE及其RT-3DE，从心肌应变及容积变化两方面，探讨高血压患者左房大小、左室构型及左室舒张功能变化时，其左房时相功能变化规律。本研究结果显示，高血压患者在左房形态、左室构型以及左室舒张功能正常时，其mSs、mSRs、mSe、mSRe、LAPEF降低(P<0.05)，表明其存储功能、通道功能已受损，与杨颖等[9]研究结果一致，但本研究同时发现高血压患者左房大小正常时，其通道功能已出现降低，而此时高血压患者左房存储功能及辅助泵功能尚未出现异常，提示高血压患者左房通道功能更容易受压力负荷的影响出现改变。Tadic等[10]研究白大衣高血压对左房时相功能影响，结果提示左房通道功能最先出现降低。利用RT-3DE评估高血压患者左房容积时相功能，发现高血压患者容积时相功能未出现改变时，其左房应变时相功能已出现降低，提示左房心肌应变较左房各时相射血分数更能敏感地反映左心时相功能变化。Li等[11]发现高血压患者无论其有无心室肥厚，其存储功能、通道功能已受损，与本研究高血压患者左室构型正常时，其存储功能、通道功能降低的结果一致，说明超声心动图可用于评价左房心肌应变，具有一定的可行性。但本研究采用高血压左室构型中国标准对高血压患者进行分组，相比于Li等[11]研究单独用左室肥厚分组，具有一定的优势，另外采用中国标准进行左室构型分组更适合中国人群，但是本研究未发现在左室构型变化时，其左房存储、通道功能进一步降低，反而代偿性增加，可能与非左室正常构型组包括向心型重构、离心型肥厚、向心型肥厚相关，但仍需进一步探讨。随着高血压病程的进展，当出现舒张功能不全时，mSs、mSRs、mSe、mSRe进一步降低，表明存储功能、通道功能进一步受损。在高血压病程早期(左室构型、左房大小及舒张功能正常时)左房辅助泵功能尚能代偿，随着高血压病程进展，左房辅助泵功能失代偿，出现降低，与Brecht等[12]、杨颖等[9]的研究结果一致，但本研究联合RT-3DE及从不同角度全面分析高血压患者病程进展中左房时相功能变化规律，具有一定创新。

本研究采用2016年左室舒张功能评价的国际指南对高血压患者进行分组，发现高血压患者在左室舒张功能正常时，左房心肌应变参数已降低，并且随着舒张功能不全加重进一步减低，提示左房心肌应变与舒张功能密切相关，左房应变参数有可能成为评价舒张功能的新一代参数。左房应变对辅助诊断左室舒张功能不全具有一定的价值，鉴别出指南未能区分的舒张功能障碍患者，为临床早期干预治疗提供参考信息。但缺少左室舒张功能评价金标准(心导管测量左室舒张末期压力)进行比较，仍需多中心、大数据的研究。

本研究也有一定的局限性：没有对高血压患者是否进行药物干预及血压控制情况进行研究分析，纳入病例偏少未能对非左室正常构型组及舒张功能不全组进一步分组。总之，本研究采用2D-STI及其RT-3DE对高血压患者的左房功能进行评价，发现高血压患者在病程早期左房时相功能已受损，为临床早期采取干预措施、保护高血压患者心肌功能提供重要诊断信息[13-15]。

利益冲突：无