速度向量成像技術評價左房功能的可行性研究

姜琳琳 王學梅

正常的左房功能對于維持心臟功能必不可少，它不僅僅具有儲器功能，還具有壓力泵功能及作為左室的導管功能。然而用侵入性的方法定量評價左房的功能需要同步測量左房的壓力和容量，這在臨床工作中并非易事[1，2]。因此尋找一種更有效的直接評價心壁運動功能的方法有著更重要的意義。近年來速度向量成像(velocity vector imaging，VVI)技術因其不受超聲幀頻入射角度信號噪聲心臟整體運動和鄰近心肌節段被動牽拉的影響能更準確的評價心壁運動功能，已經廣泛應用于對心室功能的評價[3]，本研究采用此技術定量評價左心房的功能，并與常規左房的容量參數進行對比，旨在探討其定量評價左房功能的可行性及臨床價值。

1 資料與方法

1.1 一般資料 58例研究對象，經臨床病史，體格檢查，心電圖運動試驗和常規超聲心動圖等檢查，排除心律失常，瓣膜性心臟病缺血性心臟病等心血管疾病。收集一般臨床資料。

1.2 研究方法 采用Siemens Sequoia C512型彩色超聲診斷儀，4V1 c探頭，頻率2.0～4.0 MHz.圖像采集:患者取左側臥位先行常規二維超聲心電圖檢查，選擇心尖四腔切面測量并計算如下參數:左心室射血分數(LVEF)，左心房最大容積(LAVmax)，心室收縮末期左心房容積，左心房主動收縮前容積(LAVp)，左心房最小容積(LAVmin)，左心房主動收縮后的容積，左心房被動射血分數(LAPEF)=(LAVmax-LAVp)/LAVmax，左心房主動射血分數(LAAEF)=(LAVp-LAVmin)/LAVp，左房總排空分數(LATEF)=(LAVmax-LAVmin)/LAVmax。然后，連接同步體表心電圖，進入速度向量采集模式選取心尖四腔及兩腔觀切面掃查并存儲連續三個心動周期的動態圖像，移至Syngo US Workplace工作站脫機分析。圖像定幀于心室收縮末期主動脈瓣關閉前。手動沿左心房內膜緣，分別于心尖四腔觀兩腔觀各心房壁基底段，中間段，心底段中每段選取不少于3個點進行標測，系統自動在每兩個點間追加3點。之后進入應變應變率分析，選取三個連續周期的平均值并記錄如下參數:四腔觀及兩腔觀長軸整體收縮期峰值應變(Ss)及峰值應變率(SRs)，左心房長軸整體舒張早期峰值應變(Se)及峰值應變率(SRe)和左心房長軸整體舒張晚期峰值應變(Sa)及峰值應變率(SRa)。

1.3 統計學方法 采用SPSS 13.0統計軟件，計量資料以表示，相關性分析采用Spearman's相關分析法，P＜0.05為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 左房容積參數測量值見表1。左房的被動，主動射血分數及總排空分數分別為:(38±8)%，(37±7)%，(61±8)%。左房整體長軸四腔觀及兩腔觀應變應變率參數見表2。

2.2 左房容積和應變應變率參數的相關性 雙平面左心房長軸整體收縮期峰值應變及峰值應變率與左房總排空分數顯著相關(r=0.398，P=0.005;r=0.365，P=0.007)，雙平面左心房長軸整體舒張早期峰值應變及峰值應變率與左房被動射血分數顯著相關(r=0.475，P＜0.001;r=0.505，P＜0.001)。然而雙平面左心房長軸整體舒張晚期峰值應變及峰值應變率與左心房主動射血分數無顯著的相關性(r=0.199，P=0.165;r=0.267，P=0.062)，見圖1。

表1 左房功能的容量參數

表2 左房整體長軸四腔觀兩腔觀及雙平面應變應變率參數

3 討論

速度向量成像技術(velocity vector imaging，VVI)是新近推出的研究心肌結構力學，分析局部心功能的新技術，它不依賴多普勒原理，基于二維灰階成像的原理，利用超聲像素的空間相干、斑點追蹤及邊界追蹤等技術，采集原始的二維像素的振幅及相位信息。運用一種實時心肌運動跟蹤運算法，計算并以矢量方式顯示局部心肌組織真實的活動方向、速度、距離、時相等[4]。VVI采用組織灰階優化技術成像，既保持了應變率成像技術的優點，所形成的灰階圖像又不受超聲幀頻、超聲入射角度、信號噪聲，心臟整體運動和鄰近心肌節段被動牽拉的影響，能更準確地估測局部心肌形變，更有效地判斷心壁運動功能，有廣闊的應用前景[5]。應變率是指同一縱軸方向上心肌形變的速率，即每單位長度的速度差，正常情況下，心肌沿同一縱軸方向上運動速度由基底部向心尖部遞減，而SR不變。VVI應變和應變率成像技術在評價心肌收縮功能方面具有明顯優勢[6]。

左心房主要有儲器功能、管道功能及輔泵功能三種主要功能[7，8]。①儲備功能，是左心室收縮期左心房壁的被動拉伸運動，反映心房舒張期的充盈。②管道功能，在心室舒張早期血液從肺靜脈經過左心房流入左心室，左心房類似一個通道。③輔泵功能，是左心室舒張晚期左心房壁的縮短運動，反映左心房壁的主動收縮能力。在本研究中左房長軸整體應變有應變率參數與代表左房儲備及管道功能的容量參數顯著相關，但是與代表左房輔泵功能的容量參數不相關。在左室收縮期及舒張早期左房容量的改變是被動地由左室左房的壓力梯度所決定的，因此沒有左房的主動形變，左房應變應變率參數是依照這期間左房壁的運動特點而產生的。這可以解釋為什么左房整體長軸應變及應變率參數與代表左房的儲備和管道功能的容量參數顯著相關。然而，在心室的舒張晚期，血液是由于左房和左室間存在的壓力梯度而進入左室，左房的主動收縮起著決定性的作用，這就可以解釋為什么左房長軸整體應變及應變率與代表左房輔泵功能的主動射血分數之間存在不一致性。

本研究尚存在一定得局限性:樣本量較小，個別研究對象的圖像質量欠滿意。

綜上所述，基于二維成像的VVI技術的廣泛應用為應變應變率成像的發展提供了新的技術平臺，克服了既往以多普勒技術為基礎的應變應變率成像的缺陷，對于研究左房功能具有可行性，為臨床定量評價左房功能提供了一種新方法，具有重要的意義。

圖1

[1]Thomas L，Mckay T，Byth K，et al.Abnormalities of left atrial funtion after cardioversion:an atrial strain rate study.Heart，2007，93:89-95.

[2]Abhayaratna WP，Seward JB，App leton CP，et al.Left atrial size:physiologic determinants and clinical applications.Am Coll Cardiol，2006，47(12):2357-2363.

[3]Vannan MA，Pedrizzetti G，Li P，et al.Effect of cardiac resynchronization therapy on longitudinal and circumferential left ventricular mechanics by velocity vector imaging:description and initial clinical application of a novel method using high frame rate B mode echocardiographic images.Echocardiography，2005，22(10):826-830.

[4]胡國兵.速度向量成像技術及其臨床應用進展.心血管病學進展，2009，30:717-720.

[5]Perk G，Tunick PA，Kronzon I.Non-doppler two-dimensional strain imaging by echocardiography:from technical consideration to clinical applications.J Am Soc Echocardiogr，2007，20:234-243.

[6]Inaba Y，Yuda S，Kobayashi N，et al.Strain rate imaging fornoninvasive functional quantification of the left atrium:comparative studies in controls and patients with trial fibrillation.T Am Soc Echocardiogr，2005，18(5):729-736.

[7]Feinberg MS，Waggoner AD，Kater KM，et al.Echocardiographic automatic boundary detection to measure left atrial function after the maze procedure.J Am Soc Echocardiogr，1995，8:139-148.

[8]Nakai T，Lee RJ，Scheiller NB，et al.The relative importance of left atrial function versus dimension in prediction atrial fibrillation after coronary artery bypass graft surgery.Am Heart J，2002，143:181-186.