實時全容積三維超聲心動圖評價肥厚型心肌病左房容積和功能

吳 昆

杜維桓2DU Weihuan

鄭春華1ZHENG Chunhua

孫藝紅3SUN Yihong

胡大一3HU Dayi

安友仲4AN Youzhong

實時全容積三維超聲心動圖評價肥厚型心肌病左房容積和功能

吳 昆1WU Kun

杜維桓2DU Weihuan

鄭春華1ZHENG Chunhua

孫藝紅3SUN Yihong

胡大一3HU Dayi

安友仲4AN Youzhong

目的運用實時全容積三維超聲心動圖評價肥厚型心肌?。℉CM）患者左心房容積及其功能特點，探討與呼吸困難癥狀有關(guān)的指標(biāo)。資料與方法

選擇31例HCM患者和25例健康志愿者進行常規(guī)及三維超聲檢測，利用左心房M型、二維及實時全容積三維圖像測定左心舒張末容積（LAV-max）、收縮末容積（LAV-min）、主動收縮前容積（LAV-prep），計算左心房射血分?jǐn)?shù)（LAEF）及左心房主動射血分?jǐn)?shù)（LAEF-a）。比較健康對照組和病例組以及有、無癥狀組患者的左心房各參數(shù)。結(jié)果病例組與健康對照組年齡、性別比、體表面積比較，差異均無統(tǒng)計學(xué)意義（P＞0.05）。兩組 LA V-max[（68.11±29.79）ml、（33.07±10.66）ml,P＜0.05]、LAV-prep[（53.13±27.49 ）ml、（21.67±7.10）ml,P＜0.05]、左心房射血量（LA-SVa）[（16.12±11.14）ml、（8.07±3.75）ml,P＜0.05]和 LAEF[（47.58±14.00）%、（58.34±10.93）%,P＜0.05）差異均有統(tǒng)計學(xué)意義。16例存在活動后呼吸困難，有癥狀組和無癥狀組間LAV-prep[（64.09±31.61）、（42.72±16.63）ml,P＜0.05）、LA-SVa[（20.74±12.75）、（11.20±6.43）ml,P＜0.05]差異有統(tǒng)計學(xué)意義。結(jié)論實時全容積三維超聲心動圖通過測定HCM患者左心房容積和射血功能，表明 HCM左心房容積的增加程度遠(yuǎn)大于內(nèi)徑改變，而其整體收縮功能及主動排空功能均下降，有呼吸困難癥狀的HCM患者LAV-prep、 LA-SVa升高提示左心舒張功能下降嚴(yán)重。

心肌病，肥厚性；超聲心動描記術(shù)，三維；心室功能，左

肥厚型心肌?。╤ypertrophic cardiomyopathy, HCM）是以心肌異常肥厚為特征的遺傳性心臟病，其左心房擴大是卒中、心血管并發(fā)癥性死亡及全因死亡的獨立預(yù)測因子[1]。臨床常用的二維超聲心動圖測量左心房內(nèi)徑無法全面反映左心房空間形態(tài)上的異質(zhì)性改變，而左心房容積的預(yù)后價值高于左心房內(nèi)徑[2]。左心房儲備、管道及輔泵三部分功能在心動周期發(fā)揮各自生理作用，并受左心室功能的影響，因缺乏有效測量方法，目前對其還缺少充分的認(rèn)識。實時全容積三維超聲心動圖（RT3DE）心內(nèi)膜半自動追蹤技術(shù)能夠相對準(zhǔn)確地測量心腔容積，與心臟MRI比較，測量準(zhǔn)確性、可重復(fù)性均較理想[3]。在應(yīng)用評價HCM左心房方面，國內(nèi)外研究較少，本研究采用RT3DE通過測量左房收縮末期、舒張末期及主動收縮前左心房容積和左心房收縮功能，初步探討與HCM呼吸困難癥狀有關(guān)的左心房容積和功能參數(shù)，提高對HCM左心房病變的認(rèn)識。

1 資料與方法

1.1 研究對象 選擇1990～2010于北京大學(xué)人民醫(yī)院確診的31例HCM患者，其中男19例，女12例。診斷標(biāo)準(zhǔn)[4]：超聲心動圖檢查符合舒張期心肌厚度≥15mm，或左心室室間隔/左心室后壁厚度比≥1.3，排除高血壓、冠心病、糖尿病、慢性腎臟病等，各種瓣膜病、先天性心臟病、酗酒及運動員。選擇25例健康志愿者作為對照，均經(jīng)病史、體格檢查、超聲心動圖檢查排除心臟疾病。所有受檢者行二維、三維超聲心動圖檢查，由同一名熟練超聲檢查技術(shù)者測量相關(guān)數(shù)據(jù)；由另一名研究者獨立記錄受檢者的性別、年齡、身高、體重、是否存在活動性/靜息狀態(tài)下呼吸困難癥狀。

1.2 儀器與方法 應(yīng)用Philips iE33彩色超聲診斷儀，配備X3-1、S5-1（頻率2.0～3.5MHz）超聲探頭以分別獲取所需三維及二維超聲圖像。調(diào)整適宜的幀頻（15～20幀/s）、探測深度及扇面角度，并利用二次諧波技術(shù)取標(biāo)準(zhǔn)切面進行測量。

受檢者取左側(cè)臥位，同步記錄胸前導(dǎo)聯(lián)心電圖。進行常規(guī)二維、M型超聲心動圖檢查，確定并測量左心室室壁最厚處厚度。左心房內(nèi)徑大小的測量采用胸骨旁左室長軸切面，利用M型超聲測量，以舒張期左心房最大前后徑表示。

常規(guī)掃查后，利用X3-1矩陣型探頭在二維模式下于心尖區(qū)獲取標(biāo)準(zhǔn)心尖四腔心切面，清晰顯示左心房后，啟動全容積“Full Volume”模式，按“acquire”鍵實時采集清晰左心房室三維圖像，采集過程中囑患者暫時屏氣，經(jīng)過連續(xù)4個心動周期后自動獲取左心房全容積三維圖像。

應(yīng)用QLab軟件3DQa模塊進行在線分析，以心電圖為參照標(biāo)準(zhǔn)，選取R波位置的左心房確定為左心房收縮末容積（LAV-min）；以T波完成位置作為左心房舒張末容積（LAV-max），P波開始前作為左心房主動收縮前容積（LAV-prep）。利用公式計算左心房收縮功能：左心房射血分?jǐn)?shù)（LAEF）＝（LAV-max－LAV-min）/LAV-max；左心房主動收縮血量（LA-SVa）＝LAV-prep－LAV-min；左心房主動射血分?jǐn)?shù)（LAEF-a）＝（LAV-prep－LAV-min）/LAV-prep。見圖1、2。1.3 統(tǒng)計學(xué)方法 采用SPSS 17.0軟件，計量資料數(shù)據(jù)以±s表示，組間比較采用獨立樣本t檢驗；計數(shù)、等級資料采用檢驗，P＜0.05表示差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

圖1、2 全容積三維超聲心動圖顯示左室收縮末期左房最大容積（圖1）及左室舒張末期左房最小容積（圖2）

2 結(jié)果

2.1 一般資料 病例組與健康對照組性別比、年齡、左房前后徑及體表面積差異無統(tǒng)計學(xué)意義（P＞0.05）。見表1。31例HCM患者中，6例為梗阻性，16例存在活動后呼吸困難。

2.2 病例組與健康對照組左房容積功能 兩組LAV-mix、LAV-max、LAV-prep、LA-SVa和LAEF比較，差異均有統(tǒng)計學(xué)意義（P＜0.05），而LAEF-a差異無統(tǒng)計學(xué)意義（P＞0.05），兩組間LAV-max擴大51.45%，左房內(nèi)徑擴大23.15%。見表2。

2.3 HCM癥狀組別間左房容積功能比較 有勞力性或靜息性呼吸困難癥狀的HCM患者LAV-prep及LASVa顯著高于無癥狀者，差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P＜0.05）；有癥狀組LAV-max、LAEF-a略大于無癥狀組，但差異均無統(tǒng)計學(xué)意義（P＞0.05），兩組LAEF差異亦無統(tǒng)計學(xué)意義（P＞0.05）。見表 3。

表1 病例組與健康對照組基線資料比較（±s ）

表1 病例組與健康對照組基線資料比較（±s ）

分組 例數(shù) 年齡（歲） 性別（男/女） 體表面積（m2） 左房前后徑（cm）病例組 31 47.8±16.4 19/12 1.73±0.32 4.19±0.70健康對照組 24 44.4±15.0 14/10 1.67±0.14 3.22±0.36

表2 病例組與健康對照組左心房各參數(shù)比較（±s ）

表2 病例組與健康對照組左心房各參數(shù)比較（±s ）

注：（1）與健康對照組比較，P＜0.05

分組 例數(shù) LAV-mix（ml） LAV-max（ml） LAV-prep（ml） LA-SVa（ml） LAEF（%） LAEF-a（%）病例組 31 38.25±17.45(1) 68.11±29.79(1) 53.13±27.49(1) 16.12±11.14(1)47.58±14.00(1)30.97±16.08健康對照組 24 13.60±5.71 33.07±10.66 21.67±7.10 8.07±3.75 58.34±10.93 37.32±13.15

表3 無癥狀和勞力性或靜息性呼吸困難的肥厚型心肌病患者左心房各參數(shù)比較（±s ）

表3 無癥狀和勞力性或靜息性呼吸困難的肥厚型心肌病患者左心房各參數(shù)比較（±s ）

注：（1）與無癥狀組比較，P＜0.05

分組 例數(shù) LAV-mix（ml） LAV-max（ml） LAV-prep（ml） LA-SVa（ml） LAEF（%） LAEF-a（%）有癥狀組 16 43.35±25.91 77.36±35.23 64.09±31.61(1) 20.74±12.75(1)46.64±14.33 35.24±14.73無癥狀組 15 31.52±16.13 58.24±19.24 42.72±16.63 11.20±6.43 48.59±14.08 26.40±16.69

3 討論

3.1 RT3DE評價左心房容積的優(yōu)勢 近年來，左心房對評估以左心室肥厚為表現(xiàn)疾病的意義正逐漸被人們所認(rèn)識。一項來自意大利的大規(guī)模（n＝1491）前瞻性研究顯示：左心房顯著增大的HCM患者為發(fā)生心功能衰竭并死亡的高危人群，提示臨床上應(yīng)密切監(jiān)測這些患者的心功能狀況[5]。2010年一項大規(guī)模非選擇性隨訪研究（平均隨訪6.8年）表明：HCM患者的左心房容積指數(shù)（左房容積/體表面積）＞24ml/m2時，心血管死亡、卒中、心功能衰竭、心肌梗死和心房顫動等終點事件的發(fā)生率顯著增加，是唯一的獨立預(yù)測因子，在排除左心房容積指數(shù)之后，左心房內(nèi)徑的意義并不具有獨立預(yù)測作用[6]。此外，左心房快速擴張（左心房容積增速＞3ml/年）者預(yù)后較左心房容積穩(wěn)定者差，提示如對HCM左心房容積進行準(zhǔn)確迅速測定，并進行隨訪比較，會提供更多有關(guān)不良預(yù)后的信息。既往對左心房容積的評價多是利用二維超聲計算公式估測，對于左心房形態(tài)不規(guī)則改變可能不具有廣泛的適應(yīng)能力，而左心房擴張程度在不同方向上具有異質(zhì)性[7]。RT3DE的心內(nèi)膜半自動追蹤技術(shù)采用矩陣式超聲探頭可以快速獲得左心房真實的三維空間信息數(shù)據(jù)，并像心臟MRI一樣實現(xiàn)對左心房進行斷層切割，結(jié)合有經(jīng)驗的超聲操作者對心內(nèi)膜的描記和校正，在測量容積方面能夠較好地適應(yīng)左心房的病理改變，以心臟MRI作為“金標(biāo)準(zhǔn)”時，其測量準(zhǔn)確度及可重復(fù)性均高于二維超聲心動圖。應(yīng)用RT3DE的半自動心內(nèi)膜追蹤技術(shù)評價左心房容積方便迅速，可以滿足日常臨床檢查需求。

3.2 RT3DE下對HCM左房改變的認(rèn)識及其機制 本研究結(jié)果顯示，HCM患者左心房各個時相容積均顯著擴大，其擴大程度顯著高于兩組間左房內(nèi)徑。與健康人相比，隨著左房容積的擴大，左房的整體收縮功能（LAEF）顯著降低，心房主動收縮功能無顯著變化，這是以往二維超聲心動圖檢查所未曾發(fā)現(xiàn)的HCM心臟病理生理特點。HCM由于基因突變導(dǎo)致微觀結(jié)構(gòu)改變，包括心肌細(xì)胞病理性肥厚，功能減退，間質(zhì)纖維化，顯著增加其室壁僵硬度，舒張功能多數(shù)情況下表現(xiàn)為中至重度減退，左心室舒張期充盈壓增高，而左心房的相應(yīng)改變表現(xiàn)為容積顯著擴大，起代償性增加左心室快速充盈和慢速充盈期后的左心室舒張末期血容量的作用，以保證左心室射血量能夠滿足全身灌注所需，提示心房的代償作用是以容量增加為基礎(chǔ)，即儲備功能的增加是其病理狀態(tài)下的主要代償性改變，與左右心室的代償性功能改變均不同。在HCM中心房肌的主動收縮能力并不同于心室肌按照 Starling定律的改變[8]，未見其收縮輔泵功能的代償性上升支，甚至表現(xiàn)為不同程度的下降趨勢。因此，左心房整體收縮功能下降是HCM的重要生理損害，可能成為評價心臟功能受損的早期指標(biāo)。而RT3DE技術(shù)使得這一過程更加便捷、準(zhǔn)確，可能對大規(guī)模患者的長期隨訪獲取有益的信息。3.3 左房與HCM呼吸困難之間的關(guān)系 本研究發(fā)現(xiàn)，左心房主動排空前的容積（LAV-prep）和左房主動排空血量（LA-SVa）在有癥狀的HCM患者顯著高于無癥狀患者，同時兩組患者的左心房最大容積和最小容積差異無統(tǒng)計學(xué)意義，提示一方面呼吸困難患者的左心房在發(fā)揮管道功能的過程中容積減少量（即左心房被動排空容積，心左房被動排空容積＝左心房最大容積－左心房主動排空前容積）降低，左心房被動排空容積下降與左心室的主動舒張功能減退密切相關(guān)，左心室僵硬程度高即舒張功能下降更嚴(yán)重時，左心室回心血量顯著減少，患者肺淤血較重，從而導(dǎo)致癥狀表現(xiàn)得更加突出，LAV-prep進行性升高可能反映心臟舒張功能的進行性損害，成為臨床表現(xiàn)嚴(yán)重的危險信號。此外，在HCM這一由于基因突變所致的肌節(jié)蛋白變性及功能改變背景之下，左心房肌細(xì)胞組織可能同樣受累，細(xì)胞加速凋亡、正常組織被纖維結(jié)締組織所取代，進而使左心房的順應(yīng)性降低[9]。另一方面，呼吸困難組LA-SVa顯著高于無癥狀組，癥狀組LAEF-a有高于無癥狀組的趨勢，雖然未顯示有顯著差異，但可能為本研究樣本量偏少所致，可能提示該組患者左心房主動做功要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于無癥狀者，成為左心室舒張功能下降的另一指標(biāo)，組織多普勒超聲發(fā)現(xiàn)左心房主動收縮應(yīng)變率與HCM運動耐量具有相關(guān)性[10]，因此本研究方法仍有待進一步證實。總之，全容積三維超聲心動圖有助于更好地了解左心房的功能和病理改變，有助于對左心房病理組織學(xué)進行進一步探索和研究。

3.4 RT3DE的局限性 盡管RT3DE具有多方面的優(yōu)勢，但圖像分析卻更加依賴圖像質(zhì)量，聲窗差，心內(nèi)膜顯示欠清晰時，所得結(jié)果會出現(xiàn)誤差[11]，本研究中有（4例）無法取得清晰圖像。此外由于角度所限，對于心房嚴(yán)重擴大者，實時三維超聲心動圖會出現(xiàn)房壁殘缺，影響觀察。

綜上所述，RT3DE技術(shù)實現(xiàn)了對HCM患者左心房容積和各項功能進行快速而便捷的準(zhǔn)確評價，與健康人相比，HCM左心房容積的增加程度遠(yuǎn)大于內(nèi)徑改變，而其整體收縮功能及主動排空功能均隨之下降，有呼吸困難癥狀的HCM患者LAV-prep、 LA-SVa顯著高于無癥狀者，提示舒張功能下降嚴(yán)重，動態(tài)監(jiān)測LAV-prep改變提示病情進展。

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Left Atrial Volume and Function Measured by Full-volume Real-time Three-dimensional Echocardiogram in Hypertrophic Cardiomyopathy

PurposeTo investigate the left atrial volume and systolic function in hypertrophic myocardiopathy (HCM) patient by full-volume real-time threedimensional echocardiogram (RT3DE) indexes.Materials and Methods31 patients with HCM and 25 healthy volunteers underwent full-volume RT3DE. The left atrial end-diastolic volume (LAV-max), end-systolic volume (LAV-min) and pre-systolic volume (LAV-prep) were measured to calculate the ejection fraction (LAEF) and active ejection fraction (LAET-a) of left atrium. The parameters between case group and control group, with and without dyspnea were compared.ResultsNo statistical difference in age, gender and body surface area was observed between two groups(P＞0.05). The LAV-max was (68.11±29.79) mlvs(33.07±10.66) ml, LAV-prep was(53.13±27.49) mlvs(21.67±7.10) (P＜0.05), LA-SVa was (16.12±11.14) mlvs(8.07±3.75) ml, LAEF was (47.58±14.00)%vs(58.34±10.93)% for case group and control group, respectively, with statistical signi fi cance (P＜0.05). Exertional dyspnea was evident in 16 patients. The LAV-prep was (64.09±31.61) mlvs(42.72±16.63)ml, LA-SVa was (20.74±12.75) mlvs(11.20±6.43) ml for symptomatic and nonsymptomatic group, respectively, with statistical difference (P＜0.05).ConclusionFull volume-RT3DE is valuable in evaluating left atrail function in HCM patients.The atrial volume increases more signi fi cantly than diameter with decrease in global and active contraction fraction.

Cardiomyopathy, hypertrophic; Echocardiography, three-dimensional;Ventricular function, left

Chinese Journal of Medical Imaging 2012 Volume 20(11)： 838-841

10.3969/j.issn.1005-5185.2012.11.011

1. 北京大學(xué)人民醫(yī)院心臟中心超聲心動圖室北京 100044

2. 航天中心醫(yī)院高干二科 北京 100049

3. 北京大學(xué)人民醫(yī)院心臟中心 北京100044

4. 北京大學(xué)人民醫(yī)院重癥醫(yī)學(xué)科 北京100044

鄭春華

Department of Echocardiology, Peking University People’s Hospital, Beijing 100044, China

Address Correspondence to：ZHENG ChunhuaE-mail： zhengchunhua3@hotmail.com

中國圖書資料分類法分類號R542.2；R445.1

2012-06-25

2012-09-25

中國醫(yī)學(xué)影像學(xué)雜志2012年 第20卷 第11期：838-841

（責(zé)任編輯 張春輝）