雙脈沖多普勒超聲評價健康人群左右心室機械做功的順序

劉冬月，朱天剛，陳海燕，王之龍

臨床研究

雙脈沖多普勒超聲評價健康人群左右心室機械做功的順序

劉冬月，朱天剛，陳海燕，王之龍

目的：應用雙脈沖多普勒超聲心動圖技術觀察健康人群中左、右心室收縮期及舒張期機械做功的順序。

心室功能； 超聲心動描記術，多普勒，脈沖

Methods: Dual Doppler echocardiography was performed in 100 normal subjects with dual-outflow-tract-view and apical four chamber view to simultaneously record the spectrum of left/right ventricular outflow tract (LVOT)/(RVOT) and left/right ventricular inflow tract (LVIT)/(RVIT) at the same cardiac cycle. The time cycles of blood flow spectrum from the peak of QRS complex to aorta, pulmonary artery, mitral valve (MV) and tricuspid valve (TV) were measured, the starting time differences for blood flow spectrum of aorta and pulmonary artery, MV and TV were calculated to assess the mechanical sequence of left and right ventricle in systole and diastole respectively.

Results: There were 48/100 (48%) subjects having LV ejection preceded than RV (95% CI 0.38-0.58), 46 (46%) having RV ejection preceded than LV (95% CI 0.36-0.56) and 6 (6%) having LV, RV simultaneous ejection (95% CI 0.01-0.11). There were 96/100 (96%) subjects having RV filling prior to LV (95% CI 0.90-0.99), 3 (3%) having LV filling prior to RV (95% CI 0.01-0.08) and 1 (1%) having LV, RV simultaneous filling (95% CI 0.00-0.05).

Conclusion: There is a regular pattern for mechanical sequence of LV and RV in systole and diastole in healthy subject; in systole, the sequence of LV varies from person to person, while in diastole, RV is always preceded. Based on normal ventricular mechanical sequence, optimizing programming parameter of pace maker and choosing cardiac sequence in diastole might be the final criteria for cardiac resynchronization therapy in the future.

Key wordsVentricular function; Echocardiography; Doppler, pulse

(Chinese Circulation Journal, 2017,32:270.)

對于符合適應征的心力衰竭（心衰）患者，心臟再同步治療（CRT）能改善其臨床癥狀和生活質量[1]，并能降低心衰的發病率和死亡率[2]。然而，并不是所有接受CRT的患者均能從中獲益[3]。多個單中心的研究數據表明，心臟尤其心室的再同步化是心衰患者從CRT中獲益的主要機制[4,5]。然而，關于正常人群左、右心室機械做功順序的研究較少。盡管有學者應用M型超聲[6]、單脈沖多普勒（PW）[7]、單組織多普勒（TDI）[7，8]等傳統超聲心動圖技術進行了相關研究，并得出收縮期左、右心室同步或左心室輕度領先右心室的結論，但由于左、右心室機械做功的評估是在不同的心動周期，受前負荷、呼吸、心率變異等的影響，其準確性遭到質疑。也有學者根據心臟電興奮收縮耦聯原理，認為左心室的電活動先于右心室[9]，左心室的機械活動也領先于右心室，故在依據超聲結果程控CRT患者起搏器參數的時候往往以收縮期左、右心室同步或左心室領先右心室為靶點。

雙多普勒同步取樣技術是近年來出現的新技術，可以在同一心動周期和同一切面獲取左、右心室流出道或左、右心室流入道血流頻譜，使得評估左、右心室收縮和舒張機械做功順序成為可能。本研究應用雙脈沖多普勒超聲心動圖技術觀察正常人群中左、右心室收縮期和舒張期機械做功的順序，以期為個體化起搏治療和起搏治療效果的評價提供客觀的依據和簡便的方法。

1 對象方法

研究對象：2016-03 至2016-08入選的100 例健康志愿者[27.0（25.0，31.8）歲；男，女各50例]，其入選標準為血壓、血脂、血糖、血常規正常，心電圖為竇性心律，且無傳導阻滯、無頻發早搏，無冠心病、先天性心臟病等心血管疾病史，無甲狀腺疾病病史。

儀器與方法：采用Hitachi-Aloka Prosound F75彩色超聲診斷儀，UST-52105探頭，頻率1～5 MHz。受檢者左側臥位，連接心電圖，常規記錄胸骨旁長軸、左心室短軸切面及心尖4-，2-，3腔切面連續4個心動周期動態圖像。

在大動脈短軸切面的基礎上下移一個肋間，向上翹探頭并順時針旋轉約15°，即可得到雙流出道切面。開啟“Dual Doppler”功能，選擇PW/PW模式，將取樣容積分別置于主、肺動脈瓣上1cm處，同步記錄主動脈、肺動脈血流頻譜（圖1A），測量心電圖QRS波群頂點至主動脈與肺動脈血流頻譜的起始時間差值，即得收縮期心室間機械延遲（IVMDs），如果左心室領先右心室記為正值，右心室領先左心室記為負值，左、右心室同步記為0。在心尖四腔心切面，將取樣容積分別置于二尖瓣瓣尖水平，同步記錄二尖瓣、三尖瓣血流頻譜（圖1B）。與IVMDs的測量、計算方法類似，測得舒張期心室間機械延遲（IVMDd）。同期利用單PW技術分別獲取左、右心室流出道及左、右心室流入道血流頻譜，進而測得IVMDs和IVMDd。雙平面Simpson法測量左心室射血分數（LVEF）。開啟“Dual Doppler”功能，選擇PW/TDI模式，將PW取樣容積置于二尖瓣瓣尖處，將TDI取樣容積分別置于二尖瓣瓣環室間隔和左心室側壁處，于同一心動周期測得E/e’室間隔和E/e’左心室側壁。其是評價左心室舒張功能的重要指標之一[10,11]。

圖1 雙脈沖多普勒超聲同步測量IVMDs和IVMDd示意圖

統計學分析：采用SPSS20.0與Medcalc統計軟件進行分析，數值變量以均值±標準差或中位數（四分位數間距）表示，分類變量以例數（%）表示。單PW法和雙PW法評估的相關性，采用Pearson或者Spearman檢驗，并計算兩種方法測量結果的組內相關系數（ICC）。P＜0.05為差異有統計學意義。

可重復性分析：隨機選取20例受試者，兩個觀察者分別按照上述方法測量IVMDs和IVMDd；同一個觀察者間隔30天以上測量上述參數。觀察者間及觀察者自身的測量變異性評估采用Bland-Altman分析，并以ICC表示。

2 結果

受試者的一般情況（表1）。

表1 100例健康志愿者的一般情況

收縮期左、右心室同步性（表2）：48例左心室收縮做功先于右心室，占48%[95%可信區間（CI）: 0.38～0.58]；46例右心室收縮做功先于左心室，占46%（95%CI: 0.36～0.56）；6例左、右心室同時收縮做功，占6%（95%CI: 0.01～0.11）。

表2 健康志愿者收縮期心室機械做功順序

舒張期左、右心室同步性（表3）：96例右心室舒張做功先于左心室，占96%（95%CI: 0.90～0.99）；3例左心室舒張做功先于右心室，占3%（95%CI:0.01～0.08）；1例左、右心室同時舒張做功，占1%（95%CI:0.00～0.05）。

表3 健康志愿者舒張期心室機械做功順序

重復性分析：雙PW法測量IVMDs和IVMDd的組內測量的ICC分別為0.88（95%CI:0.72～0.95）和0.87（95%CI:0.71～0.95），相應的組間測量的ICC分別為0.73（95%CI:0.43～0.88）和0.72（95%CI:0.41～0.88）；Bland-Altman分析顯示，雙PW測量收縮期和舒張期機械做功同步性具有較好的可重復性，且組內測量的可重復性優于組間測量。

單PW法和雙PW法的比較：兩種方法評價收縮期和舒張期左、右心室機械做功順序的相關系數r分別為0.62，P＜0.001和 0.403，P＜0.001，ICC分別為0.63（95%CI:0.49～0.73）和0.29（95%CI:0.10～0.46）。

3 討論

很多學者對心室間機械做功順序進行了研究，結果顯示收縮期機械做功左心室先于右心室[7，8]或左、右心室高度同步[7]，然而，對舒張期心室間機械做功順序的研究較少。2003年，Yu等[8]選取106位健康志愿者[（64.3±9.5）歲，60%男性]，應用單TDI技術分別記錄左心室側壁和右心室游離壁的基底段、中段的心肌運動幅度，測量等容收縮期、收縮期、舒張早期及舒張晚期的達峰時間（以QRS波群起點作為參照）。結果顯示，基底段和中段心肌等容收縮期和收縮期左心室均領先于右心室（P值均小于0.001）；舒張早期和舒張晚期左、右心室高度同步（P值均大于0.05）。2012年，Quan等[7]選取88位健康志愿者[（40±15）歲，48%男性]，應用PW分別記錄主動脈、肺動脈的血流頻譜，測量心電圖QRS波群起點至上述頻譜起點和頂點的時間間期。結果顯示，收縮期起始左、右心室高度同步[（84.49±17.82） ms vs（85.10±18.84） ms，P=0.794]；而收縮期峰值左心室領先于右心室[ （165.61±26.23）ms vs （204.3±34.55）ms，P＜0.01]。

本研究結果與既往報道的結果有所不同，即在正常人群收縮期的心室機械做功中，并非總是左心室在前，也不是左、右心室高度同步，而是因人而異，左心室射血先于右心室的比例占48.0%；右心室射血先于左心室占46.0%；6%的正常人左、右心室同時射血。但是，心室舒張期機械做功的順序不受心室收縮期機械做功的影響，即無論是左心室射血先于右心室，還是右心室射血先于左心室，96%的正常人心室充盈都是右心室早于左心室。本研究與既往報道的結果不同，其主要原因可能是既往研究是在不同心動周期采集圖像進行比較的，而本研究應用雙PW技術在同一心動周期同步記錄左、右心室收縮期血流頻譜，故測量結果更加準確地反映了生理狀態下的心室間做功順序；本研究結果進一步顯示，單PW和雙PW法評估收縮期左、右心室機械做功順序的一致性為中等度相關（r=0.62，P＜0.001；ICC=0.63，95%CI:0.49～0.73）。

出現舒張期右心室先于左心室的原因可能是由于左心室壁厚度大于右心室壁，左心室復極所需要的時間明顯長于右心室。1998年，Yan等[13]通過動物試驗已經證實心臟復極的時間與室壁厚度成正比；2001年，Yan等[14]通過動物實驗的左心室肥厚模型進一步證實，左心室肥厚可延長左心室復極時間。右心室復極時間早于左心室，可能是右心室舒張早于左心室的主要原因。

本研究結果提示在正常人群收縮期的心室機械做功順序存在著顯著差異，這可能是目前心臟再同步治療效果不十分理想的原因之一，同時說明，對于接受CRT的患者，需要對其正常狀態下心室的機械做功順序有非常明確的認識和了解，需要根據正常狀態下心室機械做功的順序對心臟再同步治療的患者進行個體化治療。故有必要將超聲測量的左、右心室收縮期和舒張期機械做功順序的測量值納入日常報告中。此外，本研究顯示舒張期心室的機械做功順序有著很強的規律，即絕大多數為右心室領先左心室。在關注收縮期心室間機械做功同步性的同時，需要重視舒張期心室間同步性，有可能為CRT患者的篩選及CRT反應性的預測提供新的線索。

同時，本研究顯示單PW和雙PW法評估舒張期左、右心室機械做功順序的結果一致性較差（r=0.403，P＜0.001；ICC=0.29，95%CI:0.10～0.46）。這可能是因為血流頻譜尤其是舒張期血流頻譜受前負荷、呼吸、心率等因素影響較大[11]，同時說明，雙PW技術在評估心室間同步性尤其是舒張期同步性方面有著獨特的優勢。

局限性：健康人群的整體年齡偏小，在未來的研究中應該繼續擴大樣本量，并完善不同年齡段的測量參數，從而對不同年齡段健康人群中左、右心室機械做功順序做出準確而全面的評估。

結論：健康人群的左、右心室收縮期做功順序，具有一定的規律，收縮期做功順序因人而異，但舒張期做功順序，右心室始終在前，根據正常狀態下心室間機械做功的順序優化起搏器程控參數，選擇優化舒張期心臟做功順序，可能是未來CRT起搏器參數優化的終點指標。

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Assessment of Left and Right Ventricular Mechanical Sequence by Dual Doppler Echocardiography in Normal Subjects

LIU Dong-yue, ZHU Tian-gang, CHEN Hai-yan, WANG Zhi-long.
Cardiac Center, Peking University People’s Hospital, Beijing (100044), China Corresponding Author: ZHU Tian-gang, Email: tg_zh@aliyun.com

Objective: To observe left and right ventricular mechanical sequence in systole and diastole by dual Doppler Echocardiography in healthy subjects.

2016-11-16)

（編輯：汪碧蓉）

100044 北京市，北京大學人民醫院 心臟中心（劉冬月、朱天剛、王之龍 ）； 復旦大學附屬中山醫院 心臟超聲診斷科（陳海燕 ）

劉冬月 碩士研究生 主要從事心血管超聲醫學研究 Email:liudongyue001@163.com 通訊作者：朱天剛 Email: tg_zh@aliyun.com

R541

A

1000-3614（2017）03-0270-04

10.3969/j.issn.1000-3614.2017.03.015

方法：選取100例健康志愿者，分別取雙流出道切面和心尖四腔切面，應用雙脈沖多普勒技術在同一心動周期同步記錄左心室流出道、右心室流出道血流頻譜和左心室流入道、右心室流入道血流頻譜，分別測量心電圖QRS波群頂點至主動脈、肺動脈、二尖瓣和三尖瓣血流頻譜起始的時間間期，計算主動脈和肺動脈血流頻譜、二尖瓣和三尖瓣血流頻譜起始時間的差值，進而評估左、右心室收縮和舒張機械做功的順序。

結果：48例左心室先于右心室射血，占48%（95%CI: 0.38～0.58）；46例右心室先于左心室射血，占46%（95%CI: 0.36～0.56）；6例左、右心室同時射血，占6%（95%CI: 0.01～0.11）。96例右心室先于左心室充盈，占96%（95%CI: 0.90～0.99）；3例左心室先于右心室充盈，占3%（95%CI:0.01～0.08）；1例左、右心室同時充盈，占1%（95%CI:0.00～0.05）。

結論：健康人群的左、右心室收縮期及舒張期做功順序，具有一定的規律：收縮期做功順序因人而異，但舒張期做功順序，右心室始終在前。根據正常狀態下心室間機械做功的順序優化起搏器程控參數，選擇優化舒張期心臟做功順序，可能是未來心臟再同步治療（CRT）起搏器參數優化的終點指標。