實(shí)時(shí)三維超聲心動(dòng)圖評(píng)價(jià)高血壓左心室舒張功能的研究

艾陽平，馬 堅(jiān)，趙可輝

（1.深圳平樂骨傷科醫(yī)院影像科，廣東 深圳 508010；2.山東中醫(yī)藥大學(xué)第二附屬醫(yī)院特檢科，山東 濟(jì)南 250001）

左心室舒張功能對(duì)于心血管疾病尤其是冠心病、高血壓心臟病及心力衰竭患者有著極其重要的作用。傳統(tǒng)的超聲心動(dòng)圖在評(píng)價(jià)左室壁節(jié)段功能方面缺乏定量分析手段，新近出現(xiàn)的實(shí)時(shí)三維超聲心動(dòng)圖 （Real-time three-dimensional echocardiography，RT-3DE）在評(píng)價(jià)左心室功能時(shí)不依賴于幾何形式的假設(shè)，能獲取室壁各個(gè)節(jié)段的容積-時(shí)間變化曲線，從而定量各節(jié)段的功能。本研究評(píng)價(jià)RT-3DE定量健康人與高血壓心臟病患者左室舒張功能及左室壁節(jié)段舒張功能的差異的可行性及準(zhǔn)確性。

1 資料與方法

1.1 研究對(duì)象

20例健康者，男12例，女8例，年齡39～70歲，平均（53.25±8.93）歲，既往無心血管病史。安靜休息下連續(xù)兩次血壓測(cè)量均<140/90mmHg（1mmHg=0.133kPa），常規(guī)心電圖檢查為竇性心律，常規(guī)二維超聲心動(dòng)圖檢查無心臟結(jié)構(gòu)及血流異常。20例高血壓左室充盈異?；颊撸?4例，女6例，年齡39～77 歲，平均（57.05±10.97）歲，均符合超聲心動(dòng)圖及其他臨床檢查和世界衛(wèi)生組織1999年的高血壓診斷標(biāo)準(zhǔn)。

1.2 儀器

RT-3DE檢查采用Philips IE33彩色多普勒超聲成像儀，X3-1矩陣三維探頭，頻率 1～3MHz，內(nèi)置 QLab 4.2定量分析軟件。

1.3 左室壁分段法

參照美國心臟協(xié)會(huì)（AHA）心臟影像學(xué)委員會(huì)推薦的左室壁分段法，根據(jù)冠狀動(dòng)脈血供的解剖特點(diǎn)，采用心臟斷層成像的標(biāo)準(zhǔn)化心肌分段法[1]將心肌劃分為17節(jié)段。分別為基底段（二尖瓣環(huán)到舒張末期乳頭肌的頂部）：前壁基底段、前間隔基底段、后間隔基底段、下壁基底段、后側(cè)壁基底段、前側(cè)壁基底段；中間段（包括整個(gè)乳頭肌長度的區(qū)域）：前壁中間段、前間隔中間段、后間隔中間段、下壁中間段、后側(cè)壁中間段、前側(cè)壁中間段；心尖段（乳頭肌下緣到心室腔末端）：前壁心尖段、間隔心尖段、下壁心尖段、側(cè)壁心尖段；心尖帽（心室腔末端以遠(yuǎn)的心肌部分）。

1.4 研究方法

圖像采集：受檢者取左側(cè)臥位，平靜呼吸，常規(guī)進(jìn)行胸前各切面掃查，同步記錄Ⅱ?qū)?lián)心電圖，記錄傳統(tǒng)超聲參數(shù)：左室舒張末期容積（EDV），收縮末期容積（ESV），每搏輸出量（SV），射血分?jǐn)?shù)（LVEF），舒張期二尖瓣口血流 E 峰、A 峰、E/A比值及E峰的減速時(shí)間 （DT）。然后進(jìn)行DTI檢查，PW-DTI取樣容積為9.4mm，多普勒速度范圍為±20cm/s。于心尖四腔切面觀中將PW-DTI取樣容積置于室間隔部位和左室側(cè)壁部位，測(cè)量二尖瓣環(huán)的舒張?jiān)缙诜逯邓俣龋‥a）和舒張晚期峰值速度（Aa）（圖1），計(jì)算舒張?jiān)缙谂c舒張晚期峰值速度的比值（Ea/Aa）。將X3-1探頭置于心尖部，在心尖四腔觀方位上，啟動(dòng)“全容積（Full Volume）”模式，得到雙平面圖像并調(diào)整至滿意顯示心外膜和心內(nèi)膜輪廓，隨后在心電信號(hào)觸發(fā)下，采集連續(xù)4個(gè)心動(dòng)周期的15°×60°的窄角“蛋糕塊”立體圖像，形成60°×60°的寬角“金字塔”形三維數(shù)據(jù)庫，圖像存儲(chǔ)于內(nèi)置硬盤。

圖像分析：應(yīng)用QLab 4.2 3D QAdvance軟件實(shí)時(shí)測(cè)量，“金字塔”形三維數(shù)據(jù)庫以四分圖像格式顯示（圖2），圖中a、b、c為三個(gè)相互垂直的切面，a為心尖四腔觀（綠色框），其圖像可以通過b、c中的綠色線進(jìn)行手動(dòng)調(diào)節(jié)；b為心尖兩腔觀（紅色框），其圖像可以通過a、c中的紅色線進(jìn)行手動(dòng)調(diào)節(jié)；c為乳頭肌短軸觀（藍(lán)色框），其圖像可以通過a、b圖中的藍(lán)色線進(jìn)行手動(dòng)調(diào)節(jié)。通過調(diào)整后，保證獲得具有最大左心室長軸的，并代表真正心尖觀的左心室三維圖像。然后以a圖（即心尖四腔觀）及b圖（即心尖兩腔觀）為基礎(chǔ)平面，根據(jù)心電圖確定左心室舒張末期及收縮末期，分別標(biāo)定二尖瓣環(huán)及左心室心尖位置，軟件自動(dòng)勾勒左心室內(nèi)膜，手動(dòng)調(diào)節(jié)使其與實(shí)際內(nèi)膜邊界貼合，當(dāng)乳頭肌與心室壁相連接時(shí)將其調(diào)整，QLab 4.2 3D QAdvance軟件自動(dòng)生成左心室容積-時(shí)間變化曲線圖，得到EDV、ESV、SV，記錄各時(shí)間點(diǎn)容積數(shù)據(jù)，手動(dòng)計(jì)算 dv/dt=（Vt2-Vt1）/（t2-t1），充盈率（PFR）=舒張期最大 dv/dt。17節(jié)段容積-時(shí)間變化曲線圖得到節(jié)段舒張末期容積（rEDV）、節(jié)段收縮末期容積（rESV）、節(jié)段每搏量（rSV）、節(jié)段充盈率（rPFR）。所有圖像分析采用盲法獨(dú)立完成。

1.5 統(tǒng)計(jì)學(xué)處理

所有數(shù)據(jù)均為計(jì)量資料，用±s表示。應(yīng)用SPSS 13.0軟件，各組間差異比較采用配對(duì)資料的t檢驗(yàn)。P<0.05為差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 定性研究

40例檢測(cè)者均獲得了具有清晰內(nèi)膜邊界的左心室二維圖像、三維圖像及17節(jié)段容積-時(shí)間變化曲線。容積-時(shí)間變化曲線顯示健康組曲線排列有序，起伏一致，各節(jié)段達(dá)收縮末最小容積的時(shí)間點(diǎn)接近于一條直線，而高血壓心臟病組曲線排列紊亂，各節(jié)段達(dá)收縮、舒張末最小容積的時(shí)間點(diǎn)差別較大（圖 3，4）。

2.2 定量研究

正常人與高血壓患者的常規(guī)二維超聲心動(dòng)圖比較，EDV、ESV、SV、LVEF 二者無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，E 峰、A 峰、E/A 比值及DT二者間差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P<0.000）。正常人與高血壓患者的左心室室間隔、側(cè)壁基底段的Ea和Aa及Ea/Aa間差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P<0.000），三維左室重量（LVM）、左室質(zhì)量指數(shù)（LVMI）、PFR 測(cè)值間差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P<0.001），實(shí)時(shí)三維超聲測(cè)量SV兩組間有差別（P<0.05）（表1）。正常人與高血壓患者左心室17節(jié)段中前壁中間段、下壁心尖段的rSV有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異（P<0.05），高血壓患者組的rSV高于正常人組。正常人組與高血壓患者組左室17節(jié)段中前側(cè)壁基底段、前側(cè)壁中間段、下壁心尖段、側(cè)壁心尖段的rEDV有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異（P<0.05），高血壓患者組的rEDV高于正常人組。正常人組與高血壓患者組左心室17節(jié)段中后側(cè)壁基底段、前側(cè)壁基底段、前側(cè)中間段、前間隔中間段、后間隔中間段、下壁中間段的rPFR有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異（P<0.05），高血壓患者組的rPFR明顯低于正常人組（表2）。

表1 高血壓患者與正常人超聲心動(dòng)圖的指標(biāo)比較（±s）

表1 高血壓患者與正常人超聲心動(dòng)圖的指標(biāo)比較（±s）

注：項(xiàng)目 1～8為 2DE 指標(biāo)，9～14 為 DTI指標(biāo)，15～18 為 RT-3DE 指標(biāo)，1：RT-3DE SV。

編號(hào) 項(xiàng)目 高血壓患者 正常人 t值 P值1 EDV（ml） 73.96±1.29 74.71±4.99 -0.493 0.628 2 ESV（ml） 29.28±3.78 28.06±2.57 1.083 0.293 3 SV（ml） 44.68±4.21 46.65±4.36 -1.782 0.091 4 LVEF（%） 60.45±3.79 62.39±3.15 1.691 0.107 5 E 峰（m/s） 0.62±0.08 0.77±0.08 -6.716 0.000 6 A 峰（m/s） 0.76±0.08 0.66±0.07 4.305 0.000 7 E/A 0.81±0.02 1.18±0.03 -49.160 0.000 8 DT（ms） 108.40±11.07 201.12±11.31 -27.169 0.000 9 室間隔 Ea（cm/s） 9.31±0.51 14.33±0.82 -24.173 0.000 10 室間隔 Aa（cm/s） 13.26±0.85 10.32±0.64 11.150 0.000 11 室間隔 Ea/Aa 0.70±0.05 1.39±0.08 -29.863 0.000 12 側(cè)壁 Ea（cm/s） 9.10±0.73 14.28±0.84 -21.260 0.000 13 側(cè)壁 Aa（cm/s） 13.19±0.90 10.27±0.69 11.235 0.000 14 側(cè)壁 Ea/Aa 0.69±0.04 1.39±0.11 -26.831 0.000 15 LVM（g） 187.39±25.66 151.88±14.7 5.987 0.000 16 LVMI（g/m2） 99.69±11.42 82.44±7.17 6.731 0.000 17 3D SV（ml）1 44.89±4.66 47.16±4.23 -2.197 0.041 18 PFR（ml/s） 147.22±7.90 227.01±10.59 -26.575 0.000

表2 正常人、高血壓患者組左心室17節(jié)段的rSV及rPFR比較（±s）

表2 正常人、高血壓患者組左心室17節(jié)段的rSV及rPFR比較（±s）

注：1：P<0.05。

節(jié)段 rSV（ml） rEDV（ml） rPFR（ml/s）正常人 高血壓患者 正常人 高血壓患者 正常人 高血壓患者前壁基底段 4.99±0.85 5.02±2.57 8.62±2.16 8.67±3.19 22.48±1.46 19.89±5.13前間隔基底段 2.80±0.37 3.17±2.21 5.71±0.76 5.96±2.94 7.52±4.85 6.30±0.74后間隔基底段 2.52±0.96 2.06±1.43 5.13±0.96 4.68±1.94 5.61±2.03 5.30±3.81下壁基底段 2.57±0.61 2.04±1.23 4.76±1.03 4.69±1.68 5.89±1.23 5.41±3.04后側(cè)壁基底段 2.58±1.46 3.26±1.42 4.84±2.90 6.68±2.67 9.44±5.09 6.10±3.561前側(cè)壁基底段 4.31±1.53 5.74±2.24 7.35±3.39 10.13±3.941 26.97±15.4 10.28±4.611前壁中間段 2.30±1.40 3.61±2.341 4.31±2.84 6.21±3.47 8.53±4.92 5.24±3.161前間隔中間段 2.89±1.13 3.08±2.66 4.49±1.42 4.72±3.21 6.73±4.42 5.49±2.331后間隔中間段 3.00±0.76 2.44±1.37 4.97±1.12 4.03±1.86 10.40±2.28 5.58±2.531下壁中間段 1.98±0.27 2.33±1.09 3.38±0.68 4.19±1.51 5.79±2.35 4.47±0.701后側(cè)壁中間段 2.51±1.12 2.49±1.62 4.08±2.06 5.44±2.15 6.59±6.52 5.83±2.94前側(cè)壁中間段 2.96±1.29 3.64±2.15 4.95±3.01 7.56±3.271 9.98±7.24 6.96±3.881前壁心尖段 1.27±0.63 1.61±1.37 1.92±0.79 2.76±1.87 3.88±2.66 2.89±1.491間隔心尖段 1.56±0.37 1.62±1.00 2.36±0.54 2.21±1.30 3.97±2.05 3.6±0.97下壁心尖段 1.25±0.26 1.89±0.901 2.01±0.33 2.80±1.141 4.82±2.25 2.87±0.861側(cè)壁心尖段 1.27±0.85 1.93±1.47 2.06±1.13 3.43±1.571 5.40±5.02 3.01±2.431心尖帽 1.91±0.51 1.99±0.69 3.16±0.55 3.61±1.02 5.57±2.27 4.54±1.73

3 討論

高血壓常伴有舒張功能不全。高血壓患者舒張功能不全可發(fā)生在心肌結(jié)構(gòu)發(fā)生明顯異常之前，是由心肌細(xì)胞功能失調(diào)、等容舒張異常所致。最近發(fā)現(xiàn)，在無明顯左室肥厚的高血壓患者中，左室充盈受損和高能量磷酸鹽代謝障礙有關(guān)。左室舒張功能不全表現(xiàn)為左室松弛延遲和（或）左室順應(yīng)性減低。有些檢查手段可檢測(cè)到這種舒張功能異常導(dǎo)致的充盈速度變化[2]。有創(chuàng)性評(píng)估舒張功能的方法大多依賴于心室壓力的檢測(cè)，最大壓力下降速率、左室松弛時(shí)間常數(shù)及左室舒張末壓力等參數(shù)較常用。雖然這些參數(shù)可以敏感地檢測(cè)到左室舒張功能不全，但有創(chuàng)性限制了其在臨床的常規(guī)應(yīng)用[3]。RT-3DE操作簡便、成像快速、實(shí)時(shí)顯示心臟的立體三維結(jié)構(gòu)，評(píng)價(jià)心功能準(zhǔn)確且重復(fù)性好，從而更好地滿足臨床的應(yīng)用要求，左心室容積-時(shí)間曲線技術(shù)測(cè)量左心室心肌局部收縮和舒張功能，為臨床診斷和治療提供一定的依據(jù)[4]。實(shí)時(shí)三維超聲心動(dòng)圖容積-時(shí)間曲線參數(shù)PFR可以評(píng)估早期左室舒張功能減低，為臨床評(píng)價(jià)左室舒張功能提供了一個(gè)無創(chuàng)、快速、準(zhǔn)確的新手段[5]。

左室壁節(jié)段舒張功能對(duì)于左室整體的舒張功能具有重要意義。RT-3DE作為一種全新的超聲技術(shù)，通過節(jié)段容積-時(shí)間變化曲線，獲得各個(gè)節(jié)段的rEDV、rPFR值，從而量化節(jié)段舒張功能。原發(fā)性高血壓病早期由于壓力負(fù)荷的作用，使外周血管阻力增加，導(dǎo)致左室排血阻力增加。其對(duì)左室造成的主要病理變化是心肌細(xì)胞肥大、高爾基體增大、F核糖體增多等，從而使心臟構(gòu)型特別是左室構(gòu)型發(fā)生變化[6]。

本研究采用通過正常人與高血壓心臟病患者的傳統(tǒng)超聲心動(dòng)圖發(fā)現(xiàn)高血壓患者與正常人的舒張功能存在差異。RT-3DE檢測(cè)發(fā)現(xiàn)LVM及LVMI在高血壓患者與正常人之間存在差異（P<0.001）；通過三維容積計(jì)算左室PFR，高血壓患者與正常人之間也存在差異（P<0.001）。其結(jié)果與傳統(tǒng)超聲心動(dòng)圖檢測(cè)一致。二維超聲心動(dòng)圖測(cè)得的SV，正常人與高血壓患者之間無差異（P＞0.05）；RT-3DE測(cè)得的 SV，正常人與高血壓患者之間有差異 （P<0.05）。后者為三維容積成像，其SV出現(xiàn)差異可能性存在，尚需要更大樣本量支持。

通過正常人與高血壓心臟病患者的左室17節(jié)段的rSV、rEDV、rPFR的比較，發(fā)現(xiàn)左室大部分的rSV、rEDV，二者無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異（P＞0.05）。左室前壁中間段、下壁心尖段的rSV，高血壓患者與正常人有差異（P<0.05）；左室前側(cè)壁基底段、前側(cè)壁中間段、下壁心尖段、側(cè)壁心尖段的rEDV，高血壓患者與正常人有差異（P<0.05）；高血壓患者左室大部分節(jié)段的rPFR有減弱的趨勢(shì)，二者有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異（P<0.05），以中間段尤為明顯。高血壓患者動(dòng)脈壓及外周阻力等后負(fù)荷較正常增高，其心肌運(yùn)動(dòng)處在高動(dòng)力狀態(tài)之中，隨之心臟舒張功能減退。本研究結(jié)果顯示，高血壓患者左室壁及室間隔舒張運(yùn)動(dòng)幅度減低，左室壁及室間隔不同程度向心性肥厚，其rSV明顯低于正常組。高血壓患者的節(jié)段舒張功能在大部分節(jié)段出現(xiàn)減退現(xiàn)象。

本研究通過RT-3DE證實(shí)健康人與高血壓患者左心室舒張功能及左心室室壁節(jié)段舒張功能存在差異性，節(jié)段以左室中間段差異明顯，提示RT-3DE為臨床定量評(píng)價(jià)高血壓患者左心室節(jié)段容積及功能提供了一種可行的、準(zhǔn)確的新技術(shù)，由于本研究樣本量偏少，如能加大樣本量對(duì)左室節(jié)段的分析會(huì)更客觀，對(duì)臨床高血壓病的治療會(huì)有更大幫助。

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