三維全容積技術(shù)評(píng)價(jià)健康成人左心房容積和功能的臨床研究*

劉潔，彭雪蓮，梁杉，趙香芝

（西南醫(yī)科大學(xué)附屬醫(yī)院 心臟超聲科，四川 瀘州 646000）

近年來，隨著對(duì)左心室舒張功能認(rèn)識(shí)地加深，左心房作為實(shí)現(xiàn)左心室舒張的前期環(huán)節(jié)[1]，其容積和功能地改變逐漸受到重視。許多心血管疾病，如高血壓、冠狀動(dòng)脈粥樣硬化性心臟病（以下簡(jiǎn)稱冠心病）的早期病變主要表現(xiàn)為左心房結(jié)構(gòu)和功能的損害。因此，對(duì)左心房早期容積功能的準(zhǔn)確評(píng)價(jià)對(duì)臨床心血管疾病的分級(jí)、治療和預(yù)后評(píng)估有重要意義。全容積成像（full-volume imaging,FVI）是新近發(fā)展的能對(duì)左心房容積（left atrial volume,LAV）功能進(jìn)行定量評(píng)價(jià)的技術(shù)。本研究主要探討不同年齡段健康成人的LAV 和功能的改變，及其與左心室整體舒張功能改變的關(guān)系。

1 資料與方法

1.1 一般資料

選取2018年1月—2018年6月在西南醫(yī)科大學(xué)附屬醫(yī)院健康體檢中心進(jìn)行體檢的132 例成人進(jìn)行數(shù)據(jù)及病例采集。其中，男性66 例，女性66 例；根據(jù)不同年齡將研究對(duì)象分為青年組、中年組及老年組，分別為43、45 和44 例。其中青年組年齡18 ～45 歲， 平均（36.29±9.04）歲；中年組年齡46 ～64 歲，平 均（55.49±5.54） 歲， 老年組≥65 歲， 平 均（69.60±4.75）歲。所有納入者無高血壓、糖尿病及冠心病等代謝性疾病，心電圖和常規(guī)超聲心動(dòng)圖檢查提示無心臟節(jié)律及結(jié)構(gòu)的器質(zhì)性病變等；同時(shí)排除透聲窗差，經(jīng)胸顯示欠佳的病例。

1.2 方法

采用德國SIEMENS 公司SC2000 彩色多普勒超聲診斷儀，配備4V1c 二維探頭（頻率1.75 ～4.25）MHz。采集受檢者一般情況后囑其取左側(cè)臥位，常規(guī)超聲心動(dòng)圖采集心尖四腔心和兩腔心切面，對(duì)左心房前后、左右、上下徑線、四腔心及兩腔心切面舒張末期面積進(jìn)行測(cè)量。利用公式計(jì)算LAV=（0.85×A1× A2）/2L，其中A1、A2 分別為心尖四腔心及兩腔心切面時(shí)收縮末期的左心房面積、L 為收縮末期二尖瓣瓣環(huán)連線中點(diǎn)至左心房頂部的距離[2]。LAV 指數(shù)（left atrial volume index,LAVI）（ml/m2）=LAV/體 表 面 積。脈沖多普勒（pulsedwave doppler,PW）測(cè)量經(jīng)二尖瓣口血流E 峰、A 峰，組織多普勒測(cè)量二尖瓣瓣環(huán)室間隔側(cè)處e 峰、a 峰，計(jì)算E/A 和e/a。連接心電圖后換用4Z1c 三維探頭（頻率1.7 ～2.8 MHz）。囑受檢者平靜呼吸，采集連續(xù)3 個(gè)心動(dòng)周期的標(biāo)準(zhǔn)心尖四腔心動(dòng)態(tài)圖像進(jìn)行儲(chǔ)存（幀頻＞40%心率）進(jìn)入全容積分析模式；分別對(duì)3 個(gè)心動(dòng)周期內(nèi)收縮末期和舒張末期時(shí)的左心房手動(dòng)標(biāo)記描繪，同時(shí)對(duì)包納不完整的部分進(jìn)行調(diào)整，選擇LVA Analysis 鍵分析，系統(tǒng)將自動(dòng)得出LAV-時(shí)間曲線圖（見圖1）。

圖1 三維全容積圖像采集和LAV 勾畫建模及容積-時(shí)間曲線

通過對(duì)照心電圖可知心動(dòng)周期內(nèi)不同心動(dòng)時(shí)相，得到左心房最大容積（maximum left atrial volume,LAVmax）、左心房最小容積（minimum left atrial volume,LAVmin）及左心房主動(dòng)收縮前容積（left atrial volume before contraction,LAVpre），以 上 參 數(shù)均取3 個(gè)心動(dòng)周期的平均值，精確到小數(shù)點(diǎn)后兩位。根據(jù)以上數(shù)據(jù)利用公式計(jì)算左心房功能參數(shù)：左心房整體排空容積（left atrial total emptying volume,LAVtotal）=（LAVmax-LAVmin），左心房擴(kuò)大指數(shù)（left atrial dilatation index,iLAVe）=（LAVmax-LAVmin）/LAVmin， 左心房整體排空分?jǐn)?shù)（left atrial total emptying ejection fraction,LAtEF）=（LAVmax-LAVmin）/LAVmax，左心房被動(dòng)排空容積（left atrial passive emptying volume,LAVpass）=（LAVmax-LAVpre），左心房被動(dòng)射血分?jǐn)?shù)（left atrial passive ejection fraction,LApEF）=（LAVmax-LAVpre）/LAVmax，左心房主動(dòng)排空容積（left atrial active emptying volume,LAVact）=（LAVpre-LAVmin），左心房主動(dòng)射血分?jǐn)?shù)（left atrial active ejection fraction,LAaEF）=（LAVpre-LAVmin）/LAVpre。為消除個(gè)體影響，以上所有參數(shù)均用體表面積進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化。

1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

數(shù)據(jù)分析采用SPSS 19.0 統(tǒng)計(jì)軟件。計(jì)量資料以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差（±s）表示，比較用方差分析，進(jìn)一步兩兩比較用LSD-t檢驗(yàn)；相關(guān)性分析用Pearson 法，P＜0.05 為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 不同年齡組基本情況比較

3組身高、體重、體表面積、心率和體重指數(shù)比較，經(jīng)方差分析，差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05）。見表1。

表1 不同年齡組基本情況比較 （±s）

表1 不同年齡組基本情況比較 （±s）

組別 n 身高/cm 體重/kg 體表面積/m2 心率/（次/min） 體重指數(shù)/（kg/m2）青年組 43 161.73±6.11 57.00±6.16 1.62±0.14 73.54±12.48 21.74±1.96中年組 45 160.86±7.72 57.88±7.40 1.60±0.15 72.65±8.57 22.26±2.13老年組 44 158.76±5.60 54.49±6.18 1.53±0.11 72.68±12.35 21.61±2.07 F 值 1.291 1.933 2.852 0.056 0.894 P 值 0.280 0.151 0.063 0.945 0.413

2.2 不同年齡組常規(guī)超聲測(cè)量值比較

不同年齡組左心房前后徑、上下徑、左右徑及四腔心、兩腔心面積、LLAV 比較，經(jīng)方差分析，差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05）；而E 峰、e 峰及LAVI比較，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05），E 峰、e 峰隨著年齡的增加逐漸降低。3組A 峰、a 峰比較，差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05）。3組左心室整體舒張功能E/A 及e/a 值比較，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05），隨著年齡增加逐漸降低（P＜0.05）。與青年組比較，中年組、老年組E/e 值升高（P＜0.05）；與青年組比較，中年組和老年組LAVI 升高（P＜0.05）。見 表2。

表2 不同年齡組常規(guī)超聲各參數(shù)比較 （±s）

表2 不同年齡組常規(guī)超聲各參數(shù)比較 （±s）

組別 n 左心房前后 徑/mm左心房上下 徑/mm左心房左右 徑/mm四腔心左心房面積/cm2兩腔心左心房面積/cm2 L/mm E 峰/（m/s） A 峰/（m/s）青年組 43 29.93±2.96 51.25±3.91 31.33±3.58 12.91±2.32 11.68±3.22 46.30±3.67 0.89±0.14 0.63±0.10中年組 45 31.61±3.14 51.92±5.70 33.27±5.42 14.86±3.12 13.18±3.15 47.77±5.14 0.74±0.18 0.73±0.22老年組 44 30.30±3.89 49.48±5.49 31.31±5.22 13.14±3.76 13.04±3.08 44.89±5.47 0.64±0.17 0.64±0.17 F 值 2.212 1.679 1.657 3.621 1.821 2.627 14.002 4.789 P 值 0.116 0.193 0.197 0.081 0.168 0.078 0.000 0.089組別 n E/A e 峰/（m/s） a 峰/（m/s） e/a E/e LAV/ml LAVI/（ml/m2）青年組 43 1.45±0.29 0.12±0.02 0.09±0.02 1.28±0.38 7.81±1.71 14.01±5.07 8.29±3.38中年組 45 1.05±0.40 0.08±0.02 0.10±0.02 0.79±0.26 9.60±2.45 17.61±6.06 11.02±3.78老年組 44 0.84±0.25 0.07±0.02 0.11±0.02 0.64±0.12 9.87±2.67 16.41±6.72 10.69±4.04 F 值 20.911 43.687 1.810 39.509 5.828 2.621 4.209 P 值 0.000 0.000 0.170 0.000 0.004 0.079 0.018

2.3 E/A與e/a 的相關(guān)性分析

E/A與e/a 值呈正相關(guān)（r=0.746，P=0.000）；說明常規(guī)超聲PW 測(cè)舒張功能與組織多普勒超聲測(cè)量值有相關(guān)性。

2.4 不同年齡組LAV 參數(shù)比較

3組LAVtotal、LAVItotal、LAtEF、LAVpass、LAVIpass、LAVact、LAaEF 及LAIaEF 比 較， 經(jīng) 方差分析，差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05）。與青年組比較，老年組、中年組LAVmin、LAVImin、LAVpre 及LAVIpre 升高（P＜0.05），而iLAVe、iLAVIe、LApEF、LAIpEF 及LAItEF 降低（P＜0.05）。見表3。

2.5 LAVImax與左心室舒張功能的相關(guān)性分析

LAVImax與左心室整體舒張功能E/e 值呈正相關(guān)（r=0.463，P=0.007）；LAVImax與左心室整體舒張功能的組織多普勒測(cè)量值e/a 呈負(fù)相關(guān)（r=-0.392，P=0.031）。

表3 不同年齡組LAV 參數(shù)比較 （±s）

組別 n LAVmax/ml LAVImax/（ml/m2） LAVmin/ml LAVImin/（ml/m2） LAVpre/ml LAVIpre/（ml/m2） LAVtotal/ml青年組 43 31.44±11.03 19.44±6.30 14.36±5.08 8.89±3.11 20.61±7.03 12.83±4.16 17.09±7.73 中年組 45 38.18±11.53 23.85±6.99 20.52±9.96 12.82±6.16 27.68±10.74 17.31±6.60 17.64±5.71老年組 44 39.40±17.5 24.51±11.62 21.57±13.54 14.03±8.54 29.53±14.44 19.24±9.15 17.83±6.32 F 值 2.586 2.696 3.719 4.465 4.465 5.563 0.088 P 值 0.081 0.073 0.028 0.014 0.014 0.005 0.916組別 n LAVItotal/（ml/m2） iLAVe iLAVIe LAtEF LAItEF LAVpass/ml LAVIpass/（ml/m2）青年組 43 10.55±4.38 1.48±0.94 0.91±0.54 0.54±0.11 0.34±0.07 10.81±5.81 6.67±3.31中年組 45 1.01±3.47 0.99±0.44 0.62±0.29 0.48±0.11 0.30±0.08 10.42±3.70 6.34±2.40老年組 44 11.62±3.94 0.94±0.35 0.61±0.22 0.47±0.10 0.31±0.07 10.14±4.44 6.59±2.76 F 值 0.466 6.266 5.493 3.472 2.047 0.130 0.130 P 值 0.629 0.003 0.006 0.136 0.036 0.878 0.878組別 n LApEF LAIpEF LAVact/ml LAVIact/（ml/m2） LAaEF LAIaEF青年組 43 0.34±0.10 0.22±0.07 6.28±3.21 3.86±1.89 0.30±0.12 0.26±0.08中年組 45 0.28±0.09 0.18±0.06 7.16±3.17 4.46±1.98 0.28±0.12 0.24±0.08老年組 44 0.26±0.08 0.17±0.06 7.96±3.47 5.21±2.27 0.29±0.10 0.25±0.07 F 值 5.374 3.726 1.611 2.669 0.497 5.653 P 值 0.028 0.016 0.206 0.075 0.610 0.623

3 討論

左心房在心動(dòng)周期中承擔(dān)著儲(chǔ)存、管道和泵功能，對(duì)左心室舒張功能和正常心搏量的維持都有著重要作用。秦婷婷等[3]通過研究表明，左心房功能受左心室舒張功能的影響。當(dāng)LAVI ≥34 ml/m2時(shí)，將成為心力衰竭、缺血性腦卒中甚至死亡的獨(dú)立影響因 子[4]。其是心血管危險(xiǎn)事件和疾病轉(zhuǎn)歸結(jié)局的重要預(yù)測(cè)指標(biāo)，因此定量且準(zhǔn)確評(píng)價(jià)LAV 功能顯得尤為重要。

FVI 技術(shù)是在二維基礎(chǔ)上通過描記左心房?jī)?nèi)膜面而對(duì)其容積進(jìn)行定量分析，得到整個(gè)心動(dòng)周期中LAV隨時(shí)間變化的曲線。該曲線正常情況下由一個(gè)正向波和兩個(gè)負(fù)向波組成[5-6]，通過該曲線可準(zhǔn)確、快速地獲得LAV 功能的相關(guān)參數(shù)。本研究表明，LAV 功能隨年齡增長(zhǎng)，主要表現(xiàn)為管道功能降低和泵功能增強(qiáng)，而存儲(chǔ)器功能改變不明顯，其中又以管道功能減低為主，泵功能改變?cè)谥心杲M與老年組間相對(duì)較穩(wěn)定。左心房收縮前容積在泵功能中承擔(dān)著前負(fù)荷作用，舒張晚期的主動(dòng)收縮對(duì)左心房的整體排空有重要作用。LAIpEF 隨著年齡的增加逐漸降低，可能是隨著年齡的增長(zhǎng)，左心房的泵功能增強(qiáng)，心房的前負(fù)荷增加，左心房依靠增強(qiáng)主動(dòng)收縮功能從而增加博出量。E 峰、e 峰、E/A 和e/a 隨著年齡的增加而逐漸降低，E/e 則大致表現(xiàn)為增加，說明左心室舒張功能隨著年齡的增加有所降低。梁俊媚等[7]研究表明，將左心室舒張功能按年齡進(jìn)行聚類分析，可見其隨著年齡的增長(zhǎng)而呈降低趨勢(shì)，與本研究結(jié)果基本一致。由于年齡的增長(zhǎng)導(dǎo)致左心室舒張功能下降。早期充盈壓增高，充盈能力不足，左心房管道功能隨之下降。為保證舒張晚期有充足的血液進(jìn)入左心室，左心房通過增強(qiáng)泵功能而維持正常的心輸出量。而隨著年齡的增加，左心房的這種自主調(diào)節(jié)能力可趨于相對(duì)平衡。本研究中LAVImax與E/e 呈正相關(guān)，與e/a 呈負(fù)相關(guān)，左心房通過存儲(chǔ)、通道和泵功能對(duì)左心室充盈進(jìn)行調(diào)節(jié)，可作為左心室舒張功能評(píng)價(jià)的指標(biāo)之一[8]。有研究表明，左心房的大小可以反應(yīng)舒張功能的下降程度，可作為長(zhǎng)期觀察左心室舒張功能是否降低的指標(biāo)[9-10]。LAV擴(kuò)大甚至發(fā)生在二尖瓣和肺靜脈血流頻譜改變之前，這對(duì)臨床預(yù)測(cè)心血管疾病的風(fēng)險(xiǎn)有重要意義[11]。

綜上所述，三維全容積技術(shù)作為一項(xiàng)新發(fā)展起來的超聲定量分析技術(shù)，有著無創(chuàng)、簡(jiǎn)便及可靠等優(yōu)點(diǎn)，能對(duì)LAV 和功能進(jìn)行評(píng)價(jià)分析。