楊赟 張文華 劉莉紅 丁彥春 吳雙 宋昕殊
·臨床研究·
二維及實時三維超聲心動圖在評價老年持續(xù)性心房顫動患者心臟結(jié)構(gòu)和心室功能中的應(yīng)用
楊赟 張文華 劉莉紅 丁彥春 吳雙 宋昕殊
目的應(yīng)用二維及實時三維超聲心動圖技術(shù)評價老年持續(xù)性心房顫動患者的心臟結(jié)構(gòu)和心室功能。方法選取2015年1月至2016年12月于大連醫(yī)科大學(xué)附屬第二醫(yī)院就診的持續(xù)性心房顫動病史大于15年的老年患者50例作為病例組,同期健康體檢老年人50名作為對照組。采用常規(guī)超聲測量兩組左心房舒張末期面積(LAA)、右心房舒張末期面積(RAA)、左心室舒張末期內(nèi)徑(LVDd)、左心室收縮末期內(nèi)徑(LVDs)、室間隔厚度(IVSTd)、左心室后壁厚度(LVPWd)、二尖瓣反流(MR)、右心室舒張末期前后徑(RVDd)、三尖瓣反流(TR)、下腔靜脈塌陷率(ΔIVC)。應(yīng)用頻譜多普勒測定二、三尖瓣口舒張期血流頻譜,組織多普勒測定二、三尖瓣環(huán)運動頻譜,計算左、右心室舒張功能指標(biāo)E/E′;實時三維超聲心動圖分別測量左右心室收縮末期容積(ESV)、左右心室舒張末期容積(EDV)、左右心室射血分?jǐn)?shù)(EF)。結(jié)果常規(guī)二維超聲測量結(jié)果:與對照組比較,病例組LVDd、LVDs、IVSTd和LVPWd均無明顯變化(均為P>0.05);LAA、MR、RAA、RVDd、TR和E/E′升高,ΔIVC減低,差異均有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05或P<0.01)。三維超聲參數(shù)測量結(jié)果:與對照組比較,病例組RVEDV、RVESV增大,RVEF減低,差異均有統(tǒng)計學(xué)意義(均為P<0.05),LVEDV、LVESV有增大趨勢,LVEF有減低趨勢,但差異無統(tǒng)計學(xué)意義(均為P>0.05)。結(jié)論實時三維超聲心動圖不依賴于心室的幾何形狀,能夠準(zhǔn)確直觀測量左右心室的容積和射血分?jǐn)?shù)。長期心室律控制不佳的老年心房顫動患者心臟結(jié)構(gòu)及功能發(fā)生變化,雙心房及右心室增大,心功能減低,尤其右心功能減低較左心功能減低明顯,三尖瓣反流較二尖瓣反流明顯。
超聲心動描記術(shù),三維; 老年人; 心房顫動; 心臟結(jié)構(gòu)和功能
【Keywords】 Echocardiography,three-dimensional; Aged; Atrial fibrillation; Cardiac structure and function
心房顫動(atrial fibrillation,AF)是指心房無序除極的過程,正常生理電活動消失,導(dǎo)致心房不能有效收縮,是比較嚴(yán)重的心房電活動異常,長期AF導(dǎo)致心臟結(jié)構(gòu)和功能改變[1]。隨著生活質(zhì)量的提高及生活方式的改變,人口老齡化加劇,老年AF患者越來越多。AF對人體的影響一方面表現(xiàn)為心律失常所導(dǎo)致的黑矇、心慌、心律失常性心肌病甚至心力衰竭;另一方面表現(xiàn)為AF并發(fā)癥:血栓和栓塞。三維超聲心動圖技術(shù)可以重建左右心室的形態(tài)和結(jié)構(gòu),能夠?qū)夏闍F患者左右心室容積及泵血功能進行評估,在臨床診斷、治療、判斷病情進展及預(yù)后中有一定的價值[2]。
1.1 研究對象
選取2015年1月至2016年12月于大連醫(yī)科大學(xué)附屬第二醫(yī)院就診的持續(xù)性AF病史大于15年的老年患者50例作為病例組,男性23例,女性27例,年齡70~90歲,平均(81.2±4.4)歲;同期選取健康體檢老年人50名作為對照組,男性24名,女性26名,年齡70~90歲,平均(79.9±5.3)歲。AF患者心電圖具備以下特征:(1)P波消失;(2)出現(xiàn)大小不一、間期不均勻、形狀不規(guī)則的f波,頻率約為350~600 次/分;(3)心室搏動(QRS波)完全不規(guī)則。病例組需排除高血壓、冠心病、心臟瓣膜病、原發(fā)性和繼發(fā)性心肌病、肺源性心臟病、結(jié)締組織疾病、原發(fā)性肺動脈高壓和甲狀腺功能亢進等。兩組患者均無吸煙史、飲酒史及其他不良嗜好,分別對兩組患者的性別、年齡、身高、體重、血壓等資料進行對比,差異均無統(tǒng)計學(xué)意義,具有可比性,見表1。
1.2 儀器與方法
采用GE公司Vivid E9心臟超聲診斷儀,配備頻率1.5~4.5 MHz的二維超聲探頭M5S和頻率1.7~3.3 MHz的三維超聲探頭4V。經(jīng)胸二維超聲心動圖檢查,根據(jù)美國超聲心動圖協(xié)會標(biāo)準(zhǔn)測量相關(guān)指標(biāo),測量左心室舒張末期最大內(nèi)徑(left ventricular end-diastolic dimension,LVDd)、室間隔厚度(interventricular septal end-diastolic thickness,IVSTd)、左心室收縮末期最小內(nèi)徑(left ventricular end-systolic dimension,LVDs)和左心室后壁厚度(left ventricular posterior wall thickness in diastole,LVPWd),右心室舒張末期前后徑(right ventricular end-diastolic dimension,RVDd);頻譜多普勒超聲測量二、三尖瓣口舒張早期前向血流峰值速度(E);應(yīng)用組織多普勒技術(shù)測量二、三尖瓣環(huán)舒張早期峰值速度(E′),分別計算E/E′。于心尖四腔切面描記左心房舒張末期面積(left atria area,LAA)、二尖瓣反流(mitral regurgitation,MR)、右心房舒張末期面積(right atria area,RAA)、三尖瓣反流(tricuspid regurgitation,TR),應(yīng)用M型超聲測量下腔靜脈塌陷率(ΔIVC)。其中,下腔靜脈塌陷率(ΔIVC)=(呼氣末下腔靜脈內(nèi)徑-吸氣末下腔靜脈內(nèi)徑)/呼氣末下腔靜脈內(nèi)徑×100%。
表1 兩組基線資料比較
在“4D”模式下,獲得清晰的心尖四腔切面,將左心室置于圖像中央并完整清晰顯示其內(nèi)膜,存儲多個心動周期動態(tài)圖像并計算分析舒張末期最大容積(left ventricular end-diastolic volume,LVEDV)、左心室收縮末期最小容積(left ventricular end-systolic volume,LVESV)、左心室射血分?jǐn)?shù)(left ventricular ejection fractions,LVEF)。將右心室置于圖像中央并完整清晰顯示其內(nèi)膜,存儲多個心動周期動態(tài)圖像。將圖像拷貝至Echo PAC離線分析軟件后脫機分析,啟動TomTec RV Volume分析軟件,勾畫右心室內(nèi)外膜曲線。程序自動計算出右心室舒張末期最大容積(right ventricular end-diastolic volume,RVEDV)、右心室收縮末期最小容積(right ventricular end-systolic,RVESV)、右心室射血分?jǐn)?shù)(right ventricular ejection fractions,RVEF),所有數(shù)值均測量5個心動周期,取平均值。
1.3 統(tǒng)計學(xué)方法
2.1 常規(guī)二維超聲心動圖測量結(jié)果
反映心房、心室結(jié)構(gòu)的指標(biāo):兩組LVDd、LVDs、IVSTd和LVPWd比較,差異均無統(tǒng)計學(xué)意義(均為P>0.05);與對照組比較,病例組的LAA、RAA和RVDd增大,ΔIVC減低,差異均有統(tǒng)計學(xué)意義(均為P<0.05)。反映左、右心室舒張功能的指標(biāo):與對照組比較,病例組E/E′增大,差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.01)。與對照組比較,病例組MR、TR增大,差異均有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05或P<0.01);病例組內(nèi)比較,三尖瓣的反流面積大于二尖瓣的反流面積,見表2、圖1。
2.2 實時三維超聲圖測量結(jié)果
反映心室容積的指標(biāo):與對照組比較,病例組的RVEDV、RVESV增大,差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05或P<0.01);LVEDV、LVESV有增大趨勢,但差異無統(tǒng)計學(xué)意義(均為P>0.05)。反映心室收縮功能的指標(biāo):與對照組比較,病例組的RVEF減低,差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05);LVEF有減低趨勢,但差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)。見表3、圖2。
表2 兩組常規(guī)二維超聲心動圖測量結(jié)果±s)
表3 兩組實時三維超聲心動圖測量結(jié)果±s)
A:心尖四腔切面左右心房大??;B:心尖四腔切面三尖瓣大量反流;C:心尖四腔切面三尖瓣環(huán)位移;D:劍下切面測量下腔靜脈內(nèi)徑及呼吸塌陷率圖1 右心二維超聲心動圖
圖2 實時三維超聲心動圖右心室心腔形態(tài)
AF對患者心臟的影響主要表現(xiàn)為心房的擴大和纖維化[3],本研究結(jié)果顯示長期持續(xù)性AF患者左右心房均增大。早已證實,左心房肺靜脈入口處心房肌與AF發(fā)生密切相關(guān),成為AF射頻消融治療的理論和實踐依據(jù)。在右心房內(nèi)下腔靜脈開口、冠狀靜脈口和三尖瓣環(huán)之間不光滑的心肌結(jié)構(gòu)稱為右心房峽部,此結(jié)構(gòu)是多種房性心律失常的關(guān)鍵傳導(dǎo)部位及起搏點,右心房峽部與AF的形成和發(fā)展存在一定關(guān)聯(lián)[4]。AF可引起心房擴大,而心房擴大又導(dǎo)致和加重AF。同時本研究結(jié)果顯示,長期持續(xù)性AF患者的右心室增大較左心室增大出現(xiàn)早,并且三尖瓣反流程度較二尖瓣重,分析其原因:AF導(dǎo)致心房增大,瓣環(huán)擴張,由于三尖瓣環(huán)與二尖瓣環(huán)解剖形態(tài)不同,三尖瓣環(huán)為略呈三角形的纖維環(huán),有三個不在同一平面的交界點,三尖瓣環(huán)的擴大在三個瓣葉中不均等,使瓣葉收到不均衡的牽拉力以致瓣葉對合點發(fā)生遷移,而二尖瓣環(huán)呈馬鞍狀,有兩個瓣葉,并且其瓣葉對合緣較長,所以當(dāng)左右心房增大差異不明顯的情況下,三尖瓣環(huán)擴張導(dǎo)致瓣膜反流較二尖瓣環(huán)擴張引起瓣膜反流程度重。有研究顯示,瓣環(huán)直徑指數(shù)及瓣葉閉合高度與繼發(fā)性三尖瓣反流密切相關(guān)[5]。三尖瓣中到大量反流導(dǎo)致右心容量負(fù)荷增加,右心室增大,擴大右心室同時又加重瓣環(huán)擴張,反流又加重。
由于AF患者心房失去有效收縮,二、三尖瓣口舒張期血流A峰消失,出現(xiàn)單峰,而瓣口舒張期血流E峰與瓣環(huán)組織多普勒舒張期運動峰值E′比值成為監(jiān)測AF患者心室舒張功能的一個良好指標(biāo)[6]。既往研究證實,AF患者心室功能改變首先是舒張功能減低,因為AF患者心房主動泵血功能減低,心房容積及儲備功能增加,心房充盈壓升高,引起心室順應(yīng)性下降,心室舒張功能減低[7-8]。
三維超聲心動圖技術(shù)日益成熟[9-13],成為評價心臟功能的準(zhǔn)確指標(biāo)之一。本文應(yīng)用三維超聲心動圖測定左、右心室收縮功能,結(jié)果顯示長期AF患者左右心室收縮功能減低,但右心室收縮功能減低更明顯,表現(xiàn)為右心室增大、三尖瓣大量反流、下腔靜脈增寬、下腔靜脈呼吸塌陷率小于50%。老年AF患者,腎素血管緊張素系統(tǒng)被激活[14],心室肌細(xì)胞受損并發(fā)生重構(gòu),心室肌細(xì)胞功能下降,導(dǎo)致心室擴張,心室容積增加,同時AF患者心房失去主動收縮功能,心排出量減低,心室收縮功能亦減低。當(dāng)瓣膜出現(xiàn)中到大量反流時,收縮期心室向動脈的有效射血量減少,部分血液成為無效循環(huán),而對于AF患者舒張功能減低出現(xiàn)早,更減少心室有效射血量,由于右室心肌較左室心肌薄,其代償能力較弱,所以右心室收縮功能減低較左心室明顯,同時由于右心功能減低,三尖瓣大量反流,下腔靜脈血液回流不暢,導(dǎo)致下腔靜脈增寬,呼吸塌陷率下降。AF患者房室腔的結(jié)構(gòu)、功能變化會影響其血流動力學(xué)改變,血流動力學(xué)改變又反過來影響房室腔的結(jié)構(gòu)和功能,心臟的結(jié)構(gòu)、功能和血流動力學(xué)之間相互影響,密不可分。
由于長期AF患者心房增大、右心室增大,應(yīng)注意與先天性心臟病房間隔缺損造成右心增大相鑒別,以及AF與先天性心臟病合并存在的情況,本研究中有1例患者即合并房間隔缺損。總之長期持續(xù)性AF患者心房結(jié)構(gòu)、功能改變導(dǎo)致心室結(jié)構(gòu)、功能發(fā)生變化,心房心室結(jié)構(gòu)功能相互影響、相互作用,三維超聲心動圖能夠評估老年AF患者左右心室容積及泵血功能,在臨床診斷、治療、判斷病情進展及預(yù)后中有一定的價值。
本研究中聯(lián)合運用了多種超聲心動圖測量方法,評價老年持續(xù)性AF患者心臟結(jié)構(gòu)、血流及功能的變化情況。這些超聲技術(shù)具備簡單方便、可多次重復(fù)操作、對患者及操作者均無創(chuàng)傷等優(yōu)點,具有較強的臨床應(yīng)用價值。但仍存在缺點,例如三維超聲探頭體積大,增加了尋找良好透聲窗的難度;并且實時三維超聲心動圖是多心動周期采集,其時間及空間分辨率仍較低,需操作者熟練掌握操作手法及技巧,以減少數(shù)據(jù)測量的誤差。
利益沖突:無
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(本文編輯:譚瀟)
Evaluationofcardiacstructureandfunctioninelderlypatientswithpersistentatrialfibrillationbytwo-dimensionalandreal-timethree-dimensionalechocardiography
YangYun,ZhangWenhua,LiuLihong,DingYanchun,WuShuang,SongXinshu
DepartmentofUltrasoundImaging,theSecondAffiliatedHospitalofDalianMedicalUniversity,Dalian116027,China(YangY,ZhangWH,WuS,SongXS);DepartmentofCardiology,theSecondAffiliatedHospitalofDalianMedicalUniversity,Dalian116027,China(DingYC);DepartmentofUltrasoundImaging,theAffiliatedHospitalofBinzhouMedicalUniversity,Binzhou256600,China(LiuLH)
Correspondingauthor:ZhangWenhua,Email:zhangwenhua686@163.com
ObjectiveTo evaluate the cardiac structure and ventricular function in elderly patients with persistent atrial fibrillation(PAF)by two-dimensional and real time three-dimensional echocardiography.MethodsFrom January 2015 to December 2016,50 patients with PAF more than 15 years in the Second Affiliated Hospital of Dalian Medical University were enrolled as experimental group;50 healthy subjects in the same period were selected as control group. The parameters of the conventional two-dimensional echocardiography were obtained respectively for experimental group and control group:the area of left atrial end-diastolic(LAA);the area of right atrial end-diastolic(RAA);left ventricular end-diastolic dimension(LVDd);left ventricular end-systolic dimension(LVDs);end-diastolic thickness of ventricular septum(IVSTd);end-diastolic thickness of LV posterior wall(LVPWd);mitral regurgitation(MR);right ventricular end-diastolic dimension(RVDd);tricuspid regurgitation(TR);the rate change of inferior vena cava(ΔIVC);diastolic flow velocity of mitral valve diastolic and tricuspid valve were measured by spectral Doppler,and diastolic velocity of mitral and tricuspid annular plane by tissue Doppler imaging,then E/E’ were calculated. The parameters of the three-dimensional echocardiography parameters were obtained for experimental group and control group:end-systolic volume(ESV);end-diastolic volume(EDV);ejection fractions of Simpson(EF).ResultsConventional parameters:there were no significant differences between experimental group and control group of LVDd,LVDs,IVSTdand LVPWd(allP>0.05);The LAA,MR,RAA,RVDd,E/E’,TR of experimental group were significantly higher than those in the control group(allP< 0.05),The ΔIVC of experimental group was decreased significantly than those in the control group(P<0.05 orP<0.01). Three-dimensional parameters:the RVEDV,RVESV were significantly higher and RT-RVEF significantly lower in the experimental group than in the control group(allP<0.05). LVEDV,LVESV were higher than control groups,and LVEF was lower than control groups,but without statistical significance(allP>0.05).ConclusionsReal-time Three-Dimensional echocardiography is independent of the ventricular geometry and can accurately evaluate left ventricular volume and ejection fraction.In elderly patients with atrial fibrillation and long-term poorly controlled ventricular rate,double atrium and right ventricle are enlarged and heart function,especially right ventricular function decreased.
張文華,電子信箱:zhangwenhua686@163.com
10.3969/j.issn.1007-5410.2017.04.006
2017-03-31)
116027 大連,大連醫(yī)科大學(xué)附屬第二醫(yī)院超聲科(楊赟、張文華、吳雙、宋昕殊),心內(nèi)科(丁彥春);256600 濱州,濱州醫(yī)學(xué)院附屬醫(yī)院超聲科(劉莉紅)