應(yīng)用超聲心動圖評價中國優(yōu)秀女子足球運動員心臟結(jié)構(gòu)及功能

劉志鵬 馮杰莉 趙威 馮新恒 王啟榮 王新宇 徐順霖

1 北京大學(xué)第三醫(yī)院心內(nèi)科、血管醫(yī)學(xué)研究所，國家衛(wèi)生健康委心血管分子生物學(xué)與調(diào)節(jié)肽重點實驗室，分子心血管學(xué)教育部重點實驗室，心血管受體研究北京市重點實驗室（北京100191）2 國家體育總局運動醫(yī)學(xué)研究所（北京100029）

現(xiàn)代足球?qū)乖絹碓郊ち遥己玫男呐K機能是足球運動員發(fā)揮技術(shù)的基礎(chǔ)。目前關(guān)于足球運動員心臟形態(tài)和功能的研究多為5到10年前[1，2]。近些年來新技術(shù)的應(yīng)用使右心室的形態(tài)和功能研究逐步深入，運動員心臟，尤其是右心室的改變逐漸受到關(guān)注[3]，但近期缺乏關(guān)于女子足球運動員心臟的研究，尤其是右心形態(tài)和功能的研究。本研究運用超聲心動圖對參加國際大賽前的國家女子足球運動員心臟進行檢查，為其科學(xué)訓(xùn)練和比賽提供安全保障和醫(yī)學(xué)監(jiān)督。

1 對象與方法

1.1 研究對象

采用前瞻性病例對照研究方法，納入中國女子足球運動員28 名，年齡25.2 ± 3.4 歲，身高169.3(167.0-175.3)cm，體重61.4(58.8-64.2)kg，體表面積(body surface area，BSA)1.69 ± 0.10 m2，訓(xùn)練年限14.2 ± 3.4年，平均每天有氧訓(xùn)練2～5 小時、力量訓(xùn)練0.5～1 小時。其中前鋒球員8名、中場球員8名、后衛(wèi)球員8名、守門員4 名，運動技術(shù)等級專業(yè)二級以上。選取年齡及BSA 匹配的長期靜坐健康對照組28 名，年齡25.9 ±3.0 歲，身高165.0(163.0-168.0)cm，體重61.0 ± 5.2 kg，BSA 1.65 ± 0.76 m2，每周規(guī)律運動均少于3 小時。所有研究對象身體健康，均無高血壓、糖尿病、心肌病及其他心血管疾病史。

1.2 檢查方法

采用GE ViVid E95彩色多普勒超聲診斷儀，探頭頻率5 MHz。受試者測試前1 小時避免劇烈運動，安靜休息10分鐘，取左側(cè)臥位，由同一名具有5年以上工作經(jīng)驗的心臟超聲醫(yī)師完成測量，每位受試者均留取圖像。由另一名不知道分組情況的同資質(zhì)醫(yī)師測量所有數(shù)據(jù)。兩次測量的數(shù)據(jù)取平均值作為最終結(jié)果。測量以2018年美國超聲心動圖學(xué)會發(fā)布的成人經(jīng)胸超聲心動圖檢查指南[4]為標準。

1.3 檢查指標

檢查指標均為超聲心動圖測量的關(guān)于心臟形態(tài)學(xué)和功能學(xué)的指標。

心臟形態(tài)學(xué)指標有升主動脈內(nèi)徑(ascending aorta dimension，AAoD)，主動脈根部徑(aorta dimension，AoD)，左房前后徑(left atrial anterior-posterior dimension，LAAPD)，左房面積(left atrial area，LAA)，右房面積(right atrial area，RAA)，右室舒張末期前后徑(right ventricular end diastole dimension，RVEDD)，右室舒張末期上下徑(right ventricular end diastole dimension-long axis，RVEDD-lax)，右室舒張末期中段橫徑(right ventricular end diastole dimension-middle，RVEDD-mid)，右室舒張末期基底段橫徑(right ventricular end diastole dimension-basal，RVEDD-bas)，左室舒張末期前后徑(left ventricular end diastole dimension，LVEDD)，左室收縮末期前后徑(left ventricular end systole dimension，LVESD)，前室間隔厚度(interventricular septum，IVS)，后室間隔厚度(postInterventricular septum，PIVS)，左室后壁厚度(left ventricular post wall，LVPW)，左室壁厚度(wall tickness，WT)，左室相對室壁厚度(relative wall tickness，RWT)，左室心肌重量(left ventricular mass，LVM)，左室心肌重量指數(shù)((left ventricular mass index，LVMI)，主肺動脈內(nèi)徑(main pulmonary artery，MPA)。計算公式：WT=(IVS+LVPW)；RWT=(IVS+LVPW)/LVEDD；LVM(g)(Devereux 公式)=0.8×1.04×[(IVS+LVPW+LVEDD)3－LVEDD3]+0.6；LVMI(g/m2)=LVM/BSA，BSA=0.0061×身高(cm)+0.0128×體重(kg)－0.1529；心臟形態(tài)學(xué)矯正指標：形態(tài)學(xué)內(nèi)徑指標/BSA1/2，室壁厚度指標/BSA1/2，面積指標/BSA[5]。

超聲心動圖反映血流速度的多普勒指標包括：二尖瓣瓣口舒張早期血流速度(E峰)，二尖瓣瓣口舒張晚期血流速度(A峰)，肺動脈收縮期血流速度(Spa)，主動脈瓣下收縮期血流速度(Sub)，主動脈瓣上收縮期血流速度(Sup)；組織多普勒：左室側(cè)壁收縮期充盈速度(側(cè)壁Sm)，左室側(cè)壁舒張早期充盈速度(側(cè)壁Em)，室間隔收縮期充盈速度(間隔Sm)，室間隔舒張早期充盈速度(間隔Em)，右室側(cè)壁收縮期充盈速度(右室Sm)，右室側(cè)壁舒張早期充盈速度(右室Em)。

超聲心動圖反映心室功能學(xué)的指標有：左室射血分數(shù)(left ventricular ejection fraction，LVEF)，左室短軸縮短分數(shù)(left ventricular shortening fraction，LVFS)；舒張功能：E/A比值，E/Em 比值，反映右心室收縮功能的三尖瓣環(huán)收縮期期位移(tricuspid annular plane systolic excursion，TAPSE)。

所有受試者休息10 分鐘后，測量靜息狀態(tài)心率，排便空腹后測量體重及身高，然后計算身體質(zhì)量指數(shù)(body mass index，BMI)，BMI=體重(kg)/身高(m)2。

1.4 統(tǒng)計學(xué)分析

應(yīng)用SPSS 22.0 統(tǒng)計軟件進行數(shù)據(jù)分析。正態(tài)分布的計量資料均采用均數(shù)±標準差表示，兩組間比較采用獨立樣本t檢驗。非正態(tài)分布的計量資料采用中位數(shù)(25%四分位數(shù)間距-75%四分位數(shù)間距)表示，非正態(tài)分布的計量資料間的比較采用秩和檢驗。P＜0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義，P＜0.01為差異有高度統(tǒng)計學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 兩組一般情況比較

兩組年齡、體重及BSA比較差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P＞0.05)。女足運動員靜息心率低于對照組(P＜0.01)，BMI 低于對照組(P＜0.05)，身高高于對照組(P＜0.01)。見表1。

表1 女足運動員與對照組一般情況比較

2.2 兩組體表面積矯正后心臟結(jié)構(gòu)相關(guān)指標比較

女足運動員RWT、AoD/BSA1/2、LAAPD/BSA1/2、LAA/BSA、RAA/BSA、RVEDD/BSA1/2、RVEDD- lax/BSA1/2、RVEDD-mid/BSA1/2、RVEDD-bas/BSA1/2、LVEDD/BSA1/2、LVESD/BSA1/2、IVS/BSA1/2、PIVS/BSA1/2、LVPW/BSA1/2、WT/BSA1/2、MPA/BSA1/2、LVMI 均大于對照組，差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P＜0.05 或P＜0.01)；LVEDD/RVEDD 小于對照組，差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P＜0.01)。見表2。

表2 女足運動員與對照組體表面積矯正后的心臟結(jié)構(gòu)相關(guān)指標比較

2.3 兩組多普勒參數(shù)與心功能指標比較

女足運動員TAPSE、E/A 均大于對照組，差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P＜0.05 或P＜0.01)；女足運動員LVEF 及LVFS 均小于對照組，差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P＜0.01)。見表3。

表3 女足運動員與對照組多普勒參數(shù)與心功能指標比較

3 討論

本研究通過對28 名專業(yè)女子足球運動員和28 名BSA 相匹配的健康女性超聲心動圖結(jié)果的對比發(fā)現(xiàn)，不同于既往針對中國成年男子專業(yè)足球運動員的報道[2]，女子足球運動員的室壁厚度均在正常范圍(11mm以內(nèi))，LVEDD 大部分在正常范圍，只有18%大于50 mm，最大為51.2 mm。與既往研究一致的是：運動員的室壁厚度絕對值和相對值均大于對照組，左心室內(nèi)徑和LVM 也大于對照組，反映左心室收縮功能的LVEF低于對照組，反映心臟內(nèi)血流的大部分參數(shù)與對照組比無顯著差異。以往研究表明，心腔大小、功能與個體BSA密切相關(guān)[5]，故本研究選取BSA相匹配的同年齡段女性人群為對照組。

本研究中大多數(shù)運動員心房、心室的相關(guān)數(shù)據(jù)雖然在正常范圍內(nèi)，但較正常人增加，表明心臟結(jié)構(gòu)對運動產(chǎn)生了適應(yīng)性增大的改變，為一種良性重塑。不同形式的運動可以使心臟發(fā)生不同的適應(yīng)性改變，足球為高強度耐力性與低強度力量性運動的結(jié)合[6]。女性LVMI大于95g/m2才考慮肥厚，RWT小于0.42考慮離心性肥厚[7]，本研究中僅有1名運動員表現(xiàn)為輕度離心性肥厚，2 名運動員RWT 大于0.42，但LVMI 小于95g/m2，提示我國女子足球運動員心臟形態(tài)改變并不明顯。既往針對國內(nèi)專業(yè)男子、女子耐力運動員心臟形態(tài)學(xué)的研究結(jié)果顯示[8]，女子耐力運動員的左心室內(nèi)徑和室壁厚度要稍大于男子運動員，但無統(tǒng)計學(xué)差異，表明性別并不影響運動員心臟重塑；而針對中國東北男子專業(yè)足球運動員的研究發(fā)現(xiàn)約16.7%的個體發(fā)生了顯著的離心性肥厚[2]。本研究結(jié)果表明目前中國女子專業(yè)足球運動員心臟并沒有發(fā)生結(jié)構(gòu)改變，而運動能力躋身世界一流水平，提示科學(xué)訓(xùn)練效果顯著。

本研究發(fā)現(xiàn)女足運動員左心室增大，LVEF減小，這與既往國內(nèi)外研究結(jié)果一致[9，10]。室壁運動速度(Sm和Em)在一定程度上可以反映心肌功能，本研究中反映左右心室心肌功能的指標兩組無顯著差異。本研究中運動員LVEF平均值為63.75%，較對照組略低，但仍在正常范圍，結(jié)合Sm和Em的結(jié)果，說明運動員不存在病理狀態(tài)下的左室收縮功能減低。安靜狀態(tài)下運動員心率較對照組慢，提示心肌耗氧低。運動時交感神經(jīng)興奮，兒茶酚胺大量釋放，心率成倍提高。高強度運動中，運動員心輸出量可以增加6～8 倍[11]，而心輸出量的增加依賴于心率及每搏輸出量的增加，提示靜息狀態(tài)下女足運動員心率減低，左室內(nèi)徑增大及LVEF減低是心臟儲備功能良好的表現(xiàn)。

與既往國內(nèi)研究運動員心臟不同的是，本研究采取了較多的右心室內(nèi)徑數(shù)據(jù)，運動員的右心室內(nèi)徑均顯著大于對照組；但運動員組左心室與右心室的內(nèi)徑比值顯著低于對照組，結(jié)合運動員組左心室和右心室內(nèi)徑的各項指標均顯著大于對照組，可知運動對右心室的重塑作用要大于左心室。右心室的運動以縱向運動為主，反映右心室縱向運動的TAPSE 運動員組顯著大于健康對照組，表明運動不僅使右心室內(nèi)徑增大，也使其功能增強。右心的形態(tài)和功能學(xué)研究是近些年來的關(guān)注點，右心承擔了呼吸泵的功能，而呼吸功能在足球這樣大強度長時間的訓(xùn)練和比賽中的作用也至關(guān)重要，呼吸功能直接影響右心室的形態(tài)和功能。本研究結(jié)果提示，女足運動員在訓(xùn)練中，左右心的重塑過程并不完全一致，右心的重塑較左心更為明顯。近期運動員心臟磁共振研究也有類似發(fā)現(xiàn)[3]。

本研究采用的主要檢查方法是超聲心動圖，這種無創(chuàng)性檢查簡單易得，越來越多地運用于運動員心臟檢查中[11-13]。通過超聲心動圖檢查，能夠快速篩查出病理性心臟改變，可為保障運動員安全、預(yù)防猝死提供高質(zhì)量保障。超聲心動圖作為一站式檢查，短短10分鐘內(nèi)不僅可以獲得心臟形態(tài)和結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)，還能得到心臟收縮和舒張功能的結(jié)果，可以用于指導(dǎo)和監(jiān)督日常運動員科學(xué)訓(xùn)練。

4 結(jié)論

本研究中女足運動員左室壁厚度和心肌質(zhì)量增加，左右心室增大，為運動的良性適應(yīng)性反應(yīng)；運動對右心室的重塑較左心室更為顯著。超聲心動圖在運動員心臟監(jiān)測中有優(yōu)勢，不僅有助于運動員心臟病的診斷，也可用于指導(dǎo)科學(xué)訓(xùn)練和醫(yī)學(xué)監(jiān)督。