房顫患者右心功能實時三維超聲心動圖及斑點追蹤成像的評價研究

吳治勝 薛 健 穆玉明 阿斯姆古麗·買買提

新疆醫科大學第一附屬醫院心臟超聲診斷科，新疆烏魯木齊 830011

房顫是常見的心律失常之一，不僅對患者的左心功能造成損害，亦影響右心室功能[1]。對于房顫患者的治療及預后評價[2]，右心功能的重要性日益受到關注。準確方便地評價房顫患者右心功能具有重要的臨床價值[3]。右心室形態不規則，不適應一般的幾何模型，而實時三維超聲心動圖測量容積具有不依賴形態假設，且與磁共振成像這一金標準方法具有相似的準確性[4-5]。斑點追蹤成像無角度依賴性，可以更好地評價心肌的運動情況[2,6]。本研究旨在應用實時三維聲心動圖評價房顫患者的右心室形態及其功能的改變，應用斑點追蹤成像評價右心室各節段局部心肌收縮變化，探討房顫患者右心室形態及力學方面的變化情況。

1 對象與方法

1.1 研究對象

選擇新疆醫科大學第一附屬醫院（以下簡稱“我院”）2017 年9 月至2020 年4 月就診的房顫患者為房顫組，同期我院24 小時動態心電圖、超聲心動圖檢查心臟正常的健康受檢者為對照組。納入標準：根據2014 年房顫患者管理指南中的診斷標準確診為陣發性房顫[7]。排除標準：超聲圖像質量差，右室心內膜顯示不佳，伴心臟瓣膜病、先天性心臟病、心肌病、甲狀腺功能亢進，糖尿病等代謝性疾病。兩組均納入45 例，兩組年齡、性別、體重指數（body mass index，BMI）比較，差異無統計學意義（P >0.05），具有可比性，見表1。本研究獲得我院倫理委員會批準（20181129-14），所有納入對象簽署知情同意書。

表1 兩組一般資料比較

1.2 儀器與方法

所有超聲圖像的采集均采用GE Vivid E9 彩色多普勒超聲診斷儀，配備M5Sc 二維超聲探頭（1.7～3.3 MHz）及4V-D 三維超聲探頭（1.5～4.0 MHz）。應用Echo PAC 軟件工作站分析所獲取圖像。檢查時所有研究對象左側臥位，保持平靜呼吸，并同步記錄心電圖信息。為得到準確的功能參數，采集圖像為靜息狀態下竇性心律，調整探頭位置及角度以清晰顯示心內膜。首先應用M5Sc 探頭行常規經胸超聲心動圖檢查，記錄5 個連續心動周期的胸骨旁左室長軸切面、心尖四腔心切面等動態圖像。應用M 型超聲于三尖瓣環右室游離壁處測量三尖瓣環收縮期位移（tricuspid annular plane systolic excursion，TAPSE）。根據《中國成年人超聲心動圖檢查測量指南》[8]測量相關參數，包括左房前后徑（left atrium anterior-posterior diameter，LAD）、右房左右徑（right atrial left-right diameter，RAD）、右室橫徑（right ventricular dimension，RVD）、右室面積變化分數（right ventricular fractional area change，RVFAC）。

使用4V-D 超聲探頭置于受檢者心尖部，顯示以左心室或右心室為主的心尖四腔切面圖像，調節設備增益、深度、扇窗寬度等條件，以清晰顯示左、右心室的心內膜面。采集并儲存5 個連續心動周期的三維全容積超聲圖像。應用Echo PAC 軟件分析處理獲得的動態三維圖像。選擇顯示清晰的以右心室為主的心尖四腔心全容積圖像，使用RV-4D-Volume 功能，按照程序要求逐步完成標準切面及右心室內膜追蹤曲線調整，使其與右心室貼合完全。程序自動計算出右心室的三維模型及時間-容積曲線結果。可獲得右室舒張末期容積（right ventricular end diastolic volume，RVEDV）、右室收縮末期容積（right ventricular end systolic volume，RVESV）、右室每搏輸出量（right ventricular stroke volume，RVSV）、右室射血分數（right ventricular ejection fraction，RVEF）等參數，以及右室游離壁長軸應變（right ventricular longitudinal strain of free-wall，RVLSF）、右室間隔長軸應變（right ventricular longitudinal strain of septum，RVLSS）等三維應變參數（圖1）。選擇軟件的LV-4D-Volume 功能分析心內膜清晰的心尖四腔心左室三維全容積圖像。在程序顯示的心尖四腔心、三腔心以及兩腔心切面上，確定二尖瓣環中點及左室心尖的位置后，軟件自動追蹤左心室的心內膜面。必要時手動調整感興趣區使結果更準確。最終可獲得左室舒張末期容積（left ventricular end diastolic volume，LVEDV）、左室收縮末期容積（left ventricular end systolic volume，LVESV），左室每搏輸出量（left ventricular stroke volume，LVSV）及左室射血分數（left ventricular ejection fraction，LVEF）等指標。

使用Echo PAC 軟件的二維斑點追蹤成像分析右心室時選擇心尖四腔心切面觀圖像，手動描記室壁邊界并調整所選取室壁厚度，軟件將自動追蹤心肌運動并計算出右室收縮峰值游離壁基底段應變（basal segment of right ventricular free -wall systolic peak strain，RVFB）、右室收縮峰值游離壁中段應變（middle segment of right ventricular free -wall systolic peak strain，RVFM），右室收縮峰值游離壁心尖段應變（apical segment of right ventricular free-wall systolic peak strain，RVFA），右室室間隔基底段應變（basal segment of right ventricular septum systolic peak strain，RVSB）、右室室間隔中段應變（middle segment of right ventricular septum systolic peak strain，RVSM）、右室室間隔心尖段應變（apical segment of right ventricular septum systolic peak strain，RVSA），右室整體應變（right ventricular global longitudinal strain，RVGLS）。每一個數值都測量三次再取平均值。

1.3 統計學方法

采用SPSS 19.0 統計學軟件進行數據分析，符合正態分布的計量資料用均數±標準差（）表示，兩組間比較采用t 檢驗；計數資料用例數表示，組間比較采用χ2檢驗。以P <0.05 為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 兩組二維超聲心動圖、實時三維超聲心動圖結果比較

房顫組LAD、LVEDV、LVESV、RVEDV、RVESV 高于對照組，LVEF、RVEF、RVFAC、TAPSE 低于對照組，差異有統計學意義（P＜0.05）。兩組LVSV、RAD、RVD、RVSV 比較，差異無統計學意義（P＞0.05）。見表2。

表2 兩組二維超聲心動圖、實時三維超聲心動圖結果比較（）

表2 兩組二維超聲心動圖、實時三維超聲心動圖結果比較（）

注 LAD：左房前后徑；LVEDV：左室舒張末期容積；LVESV：左室收縮末期容積；LVEF：左室射血分數；LVSV：左室每搏輸出量；RAD：右房左右徑；RVD：右室橫徑；RVFAC：右室面積變化分數；TAPSE：三尖瓣環收縮期位移；RVEDV：右室舒張末期容積；RVESV：右室收縮末期容積；RVEF：右室射血分數；RVSV：右室每搏輸出量

2.2 兩組二維、三維超聲斑點追蹤成像右心應變結果比較

房顫組RVLSF、RVLSS、RVFB、RVFM、RVSB、RVSM、RVGLS 低于對照組，差異有統計學意義（P＜0.05）。兩組RVFA、RVSA 比較，差異無統計學意義（P >0.05）。見表3。

表3 兩組二維、三維超聲斑點追蹤成像右心應變結果比較（%，）

表3 兩組二維、三維超聲斑點追蹤成像右心應變結果比較（%，）

注 RVLSF：右室游離壁長軸應變（三維）；RVLSS：右室間隔長軸應變（三維）；RVFB：右室收縮峰值游離壁基底段應變；RVFM：右室收縮峰值游離壁中段應變；RVFA：右室收縮峰值游離壁心尖段應變；RVSB：右室室間隔基底段應變；RVSM：右室室間隔中段應變；RVSA：右室室間隔心尖段應變，RVGLS：右室整體應變（二維）

3 討論

右心室由流入道、心尖部、流出道組成。其功能取決于結構和肌纖維結構[9]。由于右心室心肌較薄、彈性低、高度膨脹的肺血管阻力低，心臟右側的壓力顯著降低，右心室比左心室更依賴于后負荷。

本研究結果顯示，房顫組LVEDV、LVESV、RVEDV、RVESV 高于對照組，LVEF、RVEF、RVLSF、RVLSS 低于對照組。提示房顫患者右心室收縮功能低于對照組，右心室形態及心肌收縮能力均有改變。與常規評價參數比較[10]，RVLSF 與心臟磁共振評估的RVEF 具有更強的相關性，并且在早期亞臨床階段檢測心肌功能障礙時更為敏感[11]。右心室整體功能取決于心律、右心室收縮同步性、右心室充盈時間、房室同步性和心室相互依賴性[1,9]。心室間相互依賴性主要取決于室間隔的功能，右心室收縮容積和壓力的20%～40%由左心室收縮產生。房顫患者的心率增快，影響心肌收縮時間以及形變程度，致整體順應性降低，心室泵血功能下降。心臟的結構、功能與血流動力學之間互為影響，密不可分[12]。

本研究結果顯示，房顫組RVFB、RVFM、RVSB、RVSM、RVGLS 低于對照組，而兩組RVFA、RVSA 比較，差異無統計學意義（P >0.05）。提示房顫患者右心室三個節段心肌應變變化情況并不一致，右心室流入道所對應的基底段及中段有改變，可能與局部心肌應力和結構差異有關[13]。陣發性房顫患者更易引起右冠狀動脈痙攣[14]，冠狀動脈痙攣后亦容易誘發房顫，右冠狀動脈供血區域心肌功能減低，會導致左室乳頭肌水平以下的后壁、下壁及后室間隔應變減低[15]。房顫患者左心室功能異常可顯著影響右心室收縮功能[16]。而右心室流入道的功能情況在右心室收縮功能中占據重要作用[17]。

研究表明，右心室應變能夠量化右心室力學信息，已成為右心室功能評估的準確工具，是射血分數保留及降低的心力衰竭患者生存率的有力預測指標[18-22]，對于右心室功能障礙的診斷效能要明顯優于傳統超聲心動圖[23]。三維斑點追蹤成像技術是三維空間追蹤心肌斑點運動情況，具有不依賴于幾何假設，避免心肌斑點不在一個二維平面運動，較二維斑點追蹤有理論優勢[21,24-25]。斑點追蹤成像所獲得的應變參數能夠為房顫患者的右心室功能做出評價，但對于房顫患者病情轉歸情況以及治療后的情況需要更多的研究。

本研究局限性：雖然實時三維超聲技術克服了二維平面上的一些缺陷，在評估右心室功能具有一定的優越性，但三維圖像的空間分辨率和時間分辨率都比二維超聲低，同時心室本身豐富的肌小梁和較薄的心肌可能會影響到結果。

綜上所述，實時三維超聲及斑點追蹤成像所得的右心室形態、功能及應變的變化情況可能反映房顫患者右心功能早期的異常改變，使我們能更有效地理解和評估復雜的右心室情況，可為評估房顫患者右心室功能變化提供診斷依據。隨著時間及技術的進一步發展，在臨床實踐中實時三維超聲以及斑點追蹤成像對于右心室形態及功能的綜合評價發揮重要作用。