基于彩色多普勒超聲四維容積應變技術的原發性高血壓病左心室重構患者左心房功能評價

王玲玲，張平洋，董靜，馬小五，冉紅，李林

南京醫科大學附屬南京醫院南京市第一醫院心血管超聲科，南京210006

高血壓病是最常見的心血管疾病危險因素之一，隨著血壓的升高，發生心血管病危險性也隨之升高，近些年來高血壓病患病人群逐年增加，且隨著時間推移而呈上升趨勢［1］。高血壓病對左心房結構及功能的影響在患病早期即可出現［2］，利用超聲心動圖早期評價左心房結構和功能的變化，能夠更好的協助臨床醫生對高血壓病進行早期治療方案的選擇、療效的評價及預后的評估。四維容積應變是專門針對左心房研發的一項技術，它使用了三維容積數據，不僅可以分析左心房的容積、排空率，而且還可以分析左心房的縱向應變及環向應變，可直接顯示左心房的內膜收縮，提供靈敏、可重復的心肌功能障礙指標，具有重復性高、使用方便等優點。四維容積應變技術通過自動追蹤感興趣區的心肌運動斑點回聲，對感興趣區的心肌結構變化進行量化研究，能實時動態追蹤局部心肌的運動，能立體的對局部心肌的功能做出定量的評價，它可以逐幀追蹤三維圖像內自然聲學標記，所以不存在聲學斑點移出追蹤范圍的問題，能夠比較敏感、全面、真實的監測心肌的變化，可以彌補目前臨床上其他研究方法的不足之處，從而更能及時發現亞臨床局部心肌的功能受損狀況。研究［3］顯示，四維容積應變技術能檢測出心臟疾病早期、亞臨床心肌受累情況，還可定量評價局部心肌功能變化。本研究基于彩色多普勒超聲四維容積應變技術，對原發性高血壓病左心室重構患者的左心房功能進行評價，現報告如下。

1 資料與方法

1.1 臨床資料 選取2018年12月—2020年8月在南京醫科大學附屬南京醫院心超室就診的原發性高血壓病患者60例，患者均符合WHO/SH高血壓診斷標準，經各項檢查排除冠心病、風濕性心臟病、中重度瓣膜病、肺源性心臟病、繼發性高血壓病、心肌病、糖尿病及心率失常等，心功能在正常范圍內（左心室射血分數LVEF>55%）。患者均接受常規心臟二維超聲檢查，依據檢查結果并按Ganau分型方法［4］，根據左心室質量指數（LVMI）及相對室壁厚度（RWT），分為左心室正常構型組、左心室向心性重構組。左心室正常構型組，即LVMI和RWT均在正常范圍內［LVMI≤116 g/m2（男）或LVMI≤109 g/m2（女），RWT≤0.42］，32例患者，其中男17例、女15例，年齡46～67（55.7±6.2）歲。左心室向心性重構組，即LVMI在正常范圍內［LVMI≤116 g／m2（男）或LVMI≤109 g／m2（女），RWT>0.42］，28例患者，其中男16例、女12例，年齡49～70（57.1±5.0）歲。另隨機選取同時間段的體檢健康志愿者40例作為健康對照組，其中男23例、女17例，年齡38～65（54.9±5.6）歲，經超聲心動圖及各項體檢項目檢查排除心血管疾病。本研究所有受檢者均對本研究知情同意。

1.2 三組受檢者基于彩色多普勒超聲四維容積應變技術的左心房應變參數、左心房容積參數測量受檢者取左側臥位，囑受檢者平穩呼吸，必要時應屏氣進行圖像采集，同步心電圖監測。采用GE Vivid E95彩色多普勒超聲成像儀，使用四維探頭4V，探頭頻率1.5～4.0 MHz，取最佳心尖四腔位，啟動4D模式，幀頻調節至25幀/s（>心率的40%），采集連續4個心動周期的實時三維全容積圖像并存儲。將患者實時圖像導入EchoPAC軟件系統進行分析，進入全容積4D自動LAQ測量模式，在心臟收縮末期的每個平面上設置界標并調整二尖瓣中心，使二尖瓣環及左心房各壁能夠清楚顯示，參考點設置為QRS波開始時采集圖像，按步驟操作自動生成心內膜網，必要時手動調整，逐步完成應變及容積的測量，從而獲得左心房應變參數及左心房容積參數。左心房應變參數包括左心房存儲期長軸應變（LAsr）、左心房導管期縱向應變（LAscd）、左心房收縮期縱向應變（LAsct）、左心房存儲期環向應變（LAsr-c）、左心房導管期環向應變（LAscd-c）、左心房收縮期環向應變（LAsct-c），左心房容積參數包括左心房最大容積（LAVmax）、左心房最小容積（LAVmin）、左心房收縮前容積（LAVpreA）、左心房射血分數（LAEF）。根據LAVmax、LAVmin、LAVpreA計算出左心房主動射血分數（LAAEF）及左心房被動射血分數（LAPEF）。LAAEF=（LAVpre-LAVmin）/LAVpre×100%，LAPEF=（LAVmax-LAVpre）/LAVmax×100%。為便于計算，左心房應變參數中Lascd、Lasct、LAscd-c、LAsct-c取絕對值。

1.3 統計學方法 采用SPSS23.0統計軟件。計量資料以±s表示，多組間比較用單因素方差分析，兩兩比較用LSD-t檢驗；計數資料比較用χ2檢驗。P<0.05為差異有統計學意義。

2 結果

三組患者左心房應變參數、左心房容積參數比較分別見表1、2。由表1、2可知，與健康對照組相比，左心室正常構型組左心房應變參數LAscd絕對值、LAscd-c絕對值減小（P均<0.05），LAsct-c絕對值增大（P<0.05）；左心房容積參數LAVpreA、LAAEF增大（P均<0.05），LAPEF減小（P<0.05）。與健康對照組相比，左心室向心性重構組左心房應變參數LAsr、LAscd絕對值、LAscd-c絕對值減小（P均<0.05），LAsct絕對值、LAsct-c絕對值增大（P均<0.05）；左 心 房 容 積 參 數LAVmax、LAVmin、LAVpreA、LAAEF增大（P均<0.05），LAPEF減小（P<0.05）。與左心室正常構型組相比，左心室向心性重構組左心房應變參數LAscd絕對值、LAscd-c絕對值減小（P均<0.05），LAsct-c絕對值增大（P<0.05）；左心房容積參數LAVmax、LAVmin、LAVpreA、LAAEF增大（P均<0.05），LAPEF減小（P<0.05）。其中1例左心室向心性重構患者的左心房四維容積應變圖見圖1。

圖1 左心室向心性重構組1例患者的左心房四維容積應變圖

表1 三組患者左心房應變參數比較（±s）

表1 三組患者左心房應變參數比較（±s）

注：與健康對照組相比，*P<0.05，與左心室正常構型組相比，#P<0.05。

組別健康對照組左心室正常構型組左心室向心性重構組LAsr（%）34.65±6.5 31.32±4.6 28.34±4.5*LAscd絕對值（%）21.54±7.6 16.48±4.4*12.79±3.3*#LAsct絕對值（%）14.39±3.2 16.29±5.4 18.43±6.4*LAsr-c（%）39.28±5.5 37.78±6.4 36.49±6.6 LAscd-c絕對值（%）19.21±5.7 14.49±4.5*10.38±6.9*#LAsct-c絕對值（%）17.36±3.2 25.78±6.7*29.47±3.3*#

3 討論

原發性高血壓病是常見的慢性疾病，長期未得到很好控制的話其對心臟危害極大。長期的血壓增高心臟后負荷加重可引起左心室的充盈壓升高，使左心室心肌細胞代償性肥大，間質出現纖維化、僵硬度增加，使其順應性降低，損害左心室的舒張功能。而左心室的充盈壓升高又使左心房后負荷加重，造成左心房殘余血量增多使左心房的順應性降低、左心房增大等功能結構的病理性改變。相關研究［5］顯示，在高血壓病早期，左心室構型發生改變之前，左心房的功能就已發生變化。所以早期發現高血壓病患者的左心房功能變化對于臨床防治有著重要作用。

在心動周期中，血液從肺靜脈通過左心房進入左心室及全身血液循環，左心房在這之中主要有三個功能：存儲器功能、管道功能、助力泵功能［6］。當左心室處于收縮期時，左心房主要充當存儲器的功能，左心房壁被動拉伸將肺靜脈流入的血液存儲起來，反映了左心房的舒張功能；當左心室處于舒張早期時，主動脈瓣關閉，二尖瓣開放，左心房內存儲的血液進入左心室，同時肺靜脈回流的血液也一并進入左心室，此時反應的是左心房的管道功能；當左心室進入舒張晚期時，左心房內血液已大部分進入左心室，左心室內壓升高，左心房內壓下降，此時左心房進一步收縮，起著助力泵的作用，將左心房內殘余的15%～25%的血液進一步泵入左心室內。在心臟的不同時期，左心房的這三個功能對維持左心室血液的充盈及心排量起著重要作用。近年來出現了一些針對左心房的不同時相功能的研究，不同于傳統的幾何假設式測量方法，這些新技術主要是通過應變來定量分析心肌在心動周期中的變化情況，從而評價心肌力學特性及功能［7］。隨著機械及換能器技術的進步，目前已經出現了運用更高幀頻、更小矩陣占用空間和不易出現偽影的4D全容積圖像采集系統，用自動化軟件進行分析，可以快速的提供客觀有效的容積及應變的定量參數。四維容積應變的參數中，左心室收縮期LAsr、LAsr-c反映左心房的存儲器功能，左心室舒張早期LAscd、LAscd-c反映左心房的管道功能；左心室舒張晚期LAsct、LAsct-c反映著左心房的助力泵功能［8］。INABA等［9］研究認為，左心房LAEF、LAPEF、LAAEF分別反映存儲、管道和助力泵功能。目前臨床上超聲心動圖通過測量左心房容積、直徑等參數指標來評估患者的左心房功能，然而這些參數不能反映左心房大小未發生改變時左心房功能的變化，并不能及早、直觀的評價左心房心肌功能改變［10-11］。

表2 三組患者左心房容積參數比較（±s）

表2 三組患者左心房容積參數比較（±s）

注：與健康對照組相比，*P<0.05，與左心室正常構型組相比，#P<0.05。

組別健康對照組左心室正常構型組左心室向心性重構組LAVmax（mL）38.75±9.54 40.27±8.34 49.08±9.78*#LAVmin（mL）15.39±5.36 17.58±6.32 23.25±2.78*#LAVpreA（mL）25.58±7.33 30.57±6.23*38.04±4.36*#LAEF（%）62.68±5.43 60.45±6.98 59.95±3.69 LAAEF（%）36.67± 8.43 42.34±10.02*46.45± 3.03*#LAPEF（%）43.46±7.45 31.57±8.32*25.93±6.48*#

本研究通過運用四維容積應變技術來記錄左心房的容積及應變的時相指標來定量分析在高血壓病早期不同進程下左心房功能的改變情況。從結果可以看出，與健康對照組比較，左心室正常構型組的LAscd、LAscd-c及LAPEF均顯著降低，且左心室向心性重構組比左心室正常構型組有進一步的降低，這反映高血壓患者的左心房管道功能均有所下降，且隨著疾病的發展，管道功能隨之進一步下降。這可能是因為高血壓患者左心室后負荷增加，心肌間質膠原纖維合成增加，心肌僵硬度增加，左心室舒張功能下降，導致對左心房的抽吸作用下降，左心房進入左心室的血液減少，所以左心房的管道功能下降，并且四維應變參數及容積參數均可以反映這一變化。高血壓患者中的左心室正常構型組的LAsct-c及LAAEF比健康對照組有所升高，左心室向心性重構組的LAsct、LAsct-c及LAAEF比健康對照組均明顯升高，反映了高血壓患者的助力泵功能增強，且左心室向心性重構組有進一步的增強，可能是因為由于左心房后負荷增加，左心房的管道功能下降，舒張早期流入左心室的血流量下降，舒張晚期左心房的殘余血量增多，左心房為了維持左心室的充盈量，根據Frank-starling定律，左心房通過增加自身的收縮力來補充對左心室的血流充盈量。從對比值的變化中還可以看出，四維應變的環形應變在顯示左心房助力泵功能的變化上較長軸應變更為有優勢。與健康對照組比較，高血壓患者中的左心室正常構型組LAsr、LAsr-c、LAEF均沒有明顯變化，顯示其左心房的存儲功能沒有明顯改變。我們知道當處于左心室收縮期時，心室肌縱向收縮，二尖瓣環向心尖方向運動，左心房壓下降，血流抽吸入左心房并產生存儲功能，本研究所入選的都是左心室收縮功能沒有明顯改變的患者，所以其左心房存儲功能未見明顯損傷；而左心室向心性重構組的LAsr與健康對照組比較有所下降，說明其存儲功能有所下降，這可能是因為隨著高血壓的發展、左心室充盈壓的升高，左心房殘余血流量增多，導致左心房壁心肌間質膠原纖維合成增加，左心房形變能力下降，其順應性隨之下降，進而左心房的存儲功能有所下降。同時，提示四維應變值指標可以反映出這一變化，而容積指標并不能反映出這一變化。

近幾年對高血壓左心房的研究有不少報道，本研究的結果與彭紅兵等［7］、辛麗紅等［11］、陳曉沛等［12］研究結果相似，而存儲功能下降這一結果與戴法輝等［13］無明顯變化有差異，這可能是因為對左心房存儲功能產生影響的主要有左心室的收縮力與左心房的松弛性兩方面，而本研究入選的高血壓患者左心室的收縮功能無明顯變化，而左心房的存儲功能下降可能主要反映的是左心房的松弛功能在高血壓早期左心室向心性重構期就已受損。各個研究會有不同的結果，可能是因為入選的病例在篩選時條件有所不同，且原發性高血壓發展的各個階段，其三個功能協同作用保證左心血流供應的機制太復雜，其生理病理方面的改變也不盡相同，本研究入選的病例數有限，這些都有待進一步研究。

綜上所述，四維容積應變技術的應變參數LAscd、LAscd-c、LAsct-c能夠比較敏感的反應高血壓病左心房管道功能及助力泵功能的細微變化，可以比較準確的發現高血壓病早期左心房心肌應變在收縮期、舒張早期及舒張晚期的心肌功能的細微變化，具有很好的臨床實用價值。該技術從容積、應變兩個方面來對左心房進行研究很有前景，它不僅可以提供全心動周期不同時相的容積參數和一系列功能參數，還能從縱向和環向上測量左心房三個時相階段的應變，為左心房評估帶來了新的見解。作為一種專門為研究左心房結構功能而開發出來的新技術，它可以快速便捷的獲得所有應變指標，具有高度的敏感性和可重復性。目前臨床上運用四維容積應變技術進行左心房功能評估的研究還很少、有很多不足，相信隨著技術進一步發展及研究的深入，這一技術會為高血壓病的早期臨床診斷、治療及預后評估提供更準確的依據。使左心房功能的診斷和預后價值的研究更具吸引力。