二维斑点追踪技术在评价心血管疾病中左房功能的研究进展*

胡 静，杨少玲

(1.安徽理工大学医学院，安徽 淮南 232000;2.上海市第八人民医院超声医学科)

左房功能被认为是多种心血管疾病中一项非常重要的预后指标。二维斑点追踪技术(two dimensional speckle tracking imaging，2D-STI)是近年来兴起的实时定量评估心肌运动功能的新技术[1]，最初主要用于评估左室心肌功能，随着超声技术的快速发展，该技术逐渐用于评估左房功能。2D-STI通过评价左房各个节段的运动情况，并从中获得左房各种参考指标，可以直接评估左房心内膜收缩性和被动变形，对整体左房功能和区域变形进行无创评估，进而探究其临床应用价值。本文就2D-STI在评价临床心血管疾病中左房功能的研究进行综述。

1 2D-STI评价左房功能的应用

研究表明早期发现左房功能障碍，可为疾病的早期诊断、疗效评估和预后有很大的帮助，因此左房功能越来越引起临床及科研人员的普遍关注。目前已有多项研究证实通过2D-STI评价左房心肌功能的可行性[2-4]。Lupu 等[5]提出左房功能在应变率曲线上表现为:左室收缩期的正向波SRs代表左房储存功能，左室舒张早期的负向波SRe代表左房管道功能，左室舒张晚期的负向波SRa代表左房泵功能。Cuspidi 等[6]通过2D-STI研究精英运动员和未经训练的健康对照组的左房功能，结果显示运动员平均左房容积指数高于健康对照组，且精英运动员舒张末期左房应变率低于对照组。

2 2D-STI在心血管疾病中左房功能评价的应用

2.12D-STI在房颤患者左房功能评价的应用 房颤是一种较为常见的持续性心律失常。左房功能与房颤相互关联,可通过测量左房容积、经肺静脉和肺静脉血流的多普勒分析和组织多普勒超声心动图进行评估。左房增大可引起患者发生阵发性房颤[7]。但是,左房功能出现异常是否早于房颤的发生,目前还没有明确的结果。Tsai 等[8]应用2D-STI研究窦性心律的阵发性房颤患者的左房应变并进行随访,发现阵发性房颤的患者左房纵向应变及应变率均降低,且左房纵向应变率与阵发性房颤的发生具有独立相关性。另外，Henein等[9]研究阵发性房颤患者和健康对照者的左房节段纵向应变及应变率,亦发现阵发性房颤患者出现左房增大现象,左房整体及节段应变及应变率均显著降低,证实2D-STI可以较早预测房颤患者左房功能的改变。由于左房功能被证实与阵发性心房颤动的发生有关,因此通过容积和应变分析评估左房功能具有重要的临床意义。

二维斑点追踪技术也可以预测术后房颤(Postoperative atrial fibrillation，POAF)的左房功能。Baaran 等[10]在二维斑点追踪应变分析中,获得四腔心图像进行左房斑点追踪分析, 生成每个心房段的应变曲线图,左房纵向应变峰值用于测定左房的机械功能。结果显示, POAF 患者的左房最大容积指数增加，峰值左房纵向应变受损。术后房颤是一种严重的心律失常,容易使心脏手术复杂化,是一个短期发病率升高和长期生存率下降的危险因素，特别是孤立冠状动脉旁路移植手术后POAF的发生率可能高达30%。此外,当患者有1个或多个心血管危险因素时,POAF的发生率提高。POAF有两大病理生理机制:心房心肌退行性改变和术前电生理改变。术前存在机械功能障碍的心房可能在手术过程中发生房颤。衰老也有可能导致心脏结构改变,如纤维化和心肌细胞增大。随着年龄的增长和左房功能的损害,高龄似乎是POAF发生最重要的临床危险因素。

2.22D-STI在心肌梗死患者左房功能评价的应用 目前全球每年大约有1700万人死于心血管疾病，其中一半以上患者死于急性心肌梗死。左房的大小和功能可作为多种心血管疾病的重要预测指标,尤其是在心肌梗死后。除了其预后价值外,左房体积增大也可用于预测心肌梗死后患者的心肌运动能力下降。在Fontes-Carvalho 等[11]研究发现,运动能力下降与左房管道功能下降有关。左房大小和功能参数与左室舒张功能相互依赖,强调了房室耦合的重要性。心肌梗死后经常出现运动能力下降,是心血管发生不良结局和生活质量下降的重要预测因素。二维斑点追踪技术分析应变和应变率是一种相对较新的超声心动图工具,可以逐帧跟踪标准图像中的心肌斑点模式。通过二维斑点追踪评估左房变形,计算心脏周期不同阶段的应变和应变率，也可通过心肺运动测试中的摄氧量评估心肌运动能力。多项研究表明,通过斑点追踪评估左房功能的不同阶段具有良好的可行性和再现性。虽然通过斑点追踪的应变已经应用于评估左房功能[12-15],并且可以预测心血管结局[16],但是目前没有专门的软件被验证用于评估左房应变。

2.32D-STI在高血压患者左房功能评价的应用 左房增大是高血压患者中较为常见的症状，但是在没有左房增大的情况下,是否可以检测到高血压患者左房功能出现异常。这个问题可能会引起学者们的兴趣,因为在临床实践中左房大小经常被用来评估左房功能。Hennawy 等[17]通过2D-STI对左房大小正常的高血压患者进行早期左房功能的检测，结果表明在没有左房增大的高血压患者中,2D-STI对左房应变动力学的评估变得有意义,它能为早期发现左房功能出现异常提供诊断信息。昌禹豪等[18]通过2D-STI评价原发性高血压病患者房间隔厚度与左房功能的关系，能够及时发现原发性高血压病患者早期左房结构和功能的改变。

2.42D-STI在糖尿病性心肌病患者左房功能评价的应用 目前，我国2型糖尿病患者(Type 2 diabetes，T2DM)约占世界范围内糖尿病患者的1/3，其中有50%以上的T2DM患者因心血管病并发症而死亡[19]。糖尿病患者早期未出现明显的心脏疾病症状时，心脏舒张功能就已经发生损害[20]。T2DM合并左室舒张功能异常的发生率为 73.8%[21]，且舒张功能异常与糖尿病患者死亡率呈正相关。基于大量的社区人群流行病学调查显示，舒张功能减退是心衰发生发展的独立预测因素[22-23]，且比左室射血分数在预测死亡率方面价值更大[24-25]。左室舒张功能减退是引起左房压升高、导致左房增大的主要原因。研究表明左房容积指数升高与舒张功能减退的程度及持续时间密切相关，能够反映长时期的舒张功能状况[26-27]。左房功能的改变可作为心血管疾病发生不良迹象的重要标志，并在调节左室充盈方面发挥着关键作用[28]。左房储存阶段纵向应变(Left atrial strain during reservoir phase, LASr)可反映糖尿病患者的心肌状态[29]。Kadappu等[30]研究表明糖尿病患者LASr明显降低，表明糖尿病可独立影响左房功能。Mochizuki等[31]研究发现糖尿病患者左房纵向应变显著下降。Morris等[32]提出将左房应变纳入左室舒张功能的评价，并证实了其与临床的相关性。Mondillo等[33]证实高血压或糖尿病患者的心房应变值受损。应变率成像被认为是直接评价左房功能最有前景的技术[13]。

2.52D-STI在川崎病患者左房功能评价的应用 川崎病(Kawasaki disease,KD)是一种以急性系统性血管性炎为主要特征的小儿发热自限性疾病。在KD儿童中，如果不及时治疗，约1/4的儿童可能会发生冠状动脉病变。近年来随着KD发病率的增加，KD相关的冠状动脉病变已成为青少年和年轻人过早或亚临床冠状动脉粥样硬化的重要原因，早期发现并及时治疗可降低冠状动脉病变的发病率[34]。Wang等[4]运用2D-STI技术确定川崎病 (KD)儿童的左房功能是否受损，结果显示急性期KD患者的左房纵向应变峰值 ( peak LA longitudinal strain，PLALS) 较低，左房收缩期左房应变峰值 (LA strain peak during LA contraction，LASct) 较低，左房收缩期左房应变率峰值 (LA strain rate peak during LA contraction，LASRct) 低于对照组。提示在KD患者中，左房功能易在急性期受损，并且这种受损是暂时的，且该技术在急性期确定KD儿童左房功能受损具有一定的临床价值。Kang等[35]通过2D-STI技术评估急性期KD儿童左房功能的临床价值，结果显示，急性期KD 患者的 PALS 显著降低，并且PALS的表现优于常规超声心动图指标中舒张早期二尖瓣血流峰值速度(E)与舒张早期二尖瓣瓣环峰值速度(e’)之比(E/e’)、早期二尖瓣血流速度(E)与心房收缩时二尖瓣充盈峰速(A)之比(E/A)和左房最大容积指数，提示2D-STI技术可有效检测出急性期KD患者左房储存功能是否受损。

2.62D-STI在心肌病患者左房功能评价的应用 Tayal等[36]研究左房应变与肥厚型心肌病 (hypertrophic cardiomyopathy,HCM) 患者的症状状态，通过对愿意锻炼的患者进行心肺压力测试，以确定峰值耗氧量 (myocardial oxygen consumption,MVO2)和通气量(ventilation,VE) /二氧化碳输出量(carbon dioxide output,VCO2)斜率。结果显示LARS 与左房收缩功能、LVGLS和左室充盈压指数显著相关(P<0.05)，MVO2≥80 %患者的LARS和管道应变显著更高。提示左房应变与HCM患者的运动耐量和临床事件相关。Cao等[37]研究2D-STI评估缺血性(ischemic ,ICM)和特发性扩张型(idiopathic dilated cardiomyopathy ,DCM)心肌病患者的左房功能的差异，应用2D-STI测量了收缩期和舒张晚期的应变和应变率，并分析变量之间的相关性。结果显示ICM组的左房扩张指数、收缩期和舒张晚期应变及应变率较低(P<0.05)。扩张指数分别与收缩期应变率和舒张晚期应变率的绝对值呈正相关。左房常规超声心动图变量并未反映 ICM和DCM患者之间的差异，但DCM患者的收缩期和舒张晚期应变及应变率较低,提示2D-STI是一种区分ICM和DCM患者的有效方法。

3 总结与展望

左房功能的评估是当前心肌功能研究的重要领域之一，目前对左房功能的研究越来越多样化，学者们关注的重点不仅仅局限于采用常规超声心动图评估左房功能，对于2D-STI 技术精确评估心动周期中左房各时相功能的研究越来越深入，为患者心肌功能的全面评估进行较为广泛的临床研究。2D-STI因其便于操作，无角度依赖性，处理结果组内相关差异系数小，同时也因其具有高可行性、再现性和准确性被广泛用于评估心功能。当然也存在一定的局限性：对图像质量要求较高，如肥胖、心内膜不清等也可能影响分析结果。尽管目前尚未出现测量左房应变方法的规范性指南，相信随着该技术的不断进步和发展以及研究者的不断尝试，将会使其应用于左房应变的分析越来越规范，日后定能成为临床医生评估左房功能首选的新技术。总之，因2D-STI影响因素相对较少，并且作为一种全面准确评估心肌功能的新技术，受到了临床医生及科研人员的青睐，将会逐渐在临床中得到广泛的研究与应用。