實時三維超聲心動圖聯合二維斑點追蹤在老年心力衰竭診斷中的應用

苗玉珠 廖玉蘋

(蘇州大學附屬第一醫院心超室，江蘇 蘇州 215000)

心力衰竭主要由于心肌病、心肌梗死、血流動力學負荷過重等因素導致心臟結構和功能發生改變〔1,2〕。老年人群是心力衰竭的主要發病人群。左心房結構和功能變化是心力衰竭進展的標志性變化，左心房結構和功能檢測對于慢性心力衰竭的臨床防治具有重要意義〔3〕。以往測量左心房大小或測量二尖瓣、肺靜脈血流頻譜對左心房功能進行評價，受測量角度、左心房幾何形態、符合狀態及房室間壓力梯度等因素的影響，左心房功能評價結果與實際情況存在偏差〔4〕。實時三維超聲心動圖(RT-3DE)和二維斑點追蹤(2D-STI)技術作為目前研究心肌運動的主要手段，二者可分別從容積變化和心肌應變的角度對左心房結構和功能變化進行定量評估〔5,6〕。本研究采用上述兩項技術從不同角度對老年心力衰竭患者左心房形態結構和功能進行綜合評價。

1 資料與方法

1.1一般資料 選擇2019年1～11月蘇州大學附屬第一醫院心內科住院的50例老年心力衰竭患者為觀察組，其中男29例，女21例，年齡62～71歲，平均年齡(67.29±5.81)歲。入選標準：(1)符合中華醫學會心血管病學分會心力衰竭學組制定的《中國心力衰竭診斷和治療指南2018》〔7〕中關于慢性心力衰竭的相關診治標準，并經冠狀動脈造影或超聲心動圖明確證實；(2)年齡60周歲以上，病史3個月以上，左心室射血分數(LVEF)≤50%。排除標準：(1)因瓣膜重度狹窄、瓣膜脫垂、發紺型先天性心臟病、心包疾病等所致的心力衰竭；(2)就診前14 d內發生急性心肌梗死、重度心肌炎等；(3)惡性腫瘤、嚴重肝腎功能不全。同一時期的50例健康志愿者為對照組，男31例，女19例，年齡61～72歲，平均年齡(67.41±5.77)歲?；颊呔浽儐柌∈贰Ⅲw格檢查、心電圖、血液生化及超聲心動圖等明確證實無心血管疾病或高危因素。本研究經醫院倫理委員會審核，受檢者均簽署知情同意書。兩組一般資料差異無統計學意義(P>0.05)，具有可比性。

1.2檢查儀器 選擇GE Vivid E95彩色多普勒超聲診斷儀，探頭為M5S二維心臟探頭(頻率2.0～3.5 MHz)，4 V全容積探頭(頻率1.0～3.0 MHz)，配有GE超聲工作站和Echo PAC軟件。

1.3常規超聲心動圖檢查及相關參數測定 受檢者取左側臥位，連接同步心電圖監護后在標準心前位置行常規超聲心動圖檢查，從心尖四腔切面、三腔切面和兩腔切面分別連續采集3個心動周期的動態圖像，圖像采集期間叮囑受檢者保持呼吸平穩，必要時可屏氣以保證采集圖像的穩定性。采用M5S二維心臟探頭對左心房前后徑(LAD)、左心室舒張末期內徑(LVDd)、收縮末期內徑(LVDs)、室間隔舒張末期厚度(IVST)、左心室后壁厚度(LPWT)進行測量；采用Simpson法測量LVEF；測量、記錄二尖瓣舒張早期和晚期血流速度E峰、A峰及二尖瓣環舒張早期室間隔側運動速度e'，計算E/A、E/e'。

1.4RT-3DE檢查及相關參數測定 完成常規超聲心動圖檢查后切換至4 V探頭，連續采集3個心動周期的全容積動態圖像，保存至工作站用于后期分析。采用Echo PAC軟件對采集的全容積動態圖像進行處理，進入4 V LAQ模式，在左心室舒張末期、收縮末期分別標記二尖瓣環中點、左心房心內膜頂點，系統自動勾畫左心房心內膜輪廓，必要時可對局部進行手動調節，使其余實際心內膜邊界貼合，自動生成容積曲線，測定左心房最大容積(LAVmax)、最小容積(LAVmin)和收縮前容積(LAV preA)。經體表面積(BSA)矯正后計算出LAV指數(LAVImax)、最小容積指數(LAVImin)和收縮前容積指數(LAVI preA)。同時計算左心房被動射血分數(LAPEF)、主動射血分數(LAAEF)、整體射血分數(LAEF)和每搏量(LASV)。計算公式如下：LAPEF=(LAVmax -LAVpreA) / LAVmax×100%；LAAEF=(LAVpreA- LAVmin) / LAVpreA×100%；LASV=LAVmax- LAVmin；LAEF=(LAVmax-LAVmin) / LAV max×100%。

1.52D-STI檢查及相關參數測定 將二維動態圖像導入至EchoPacPC軟件中并進入系統，從心尖四腔、三腔和兩腔三個切面分別選擇顯示左心房心內膜最清晰的心動周期，由系統自動定義心內、外膜間的斑點追蹤感興趣區(ROI)，將ROI寬度手動調整至與左心房壁厚度相符。選擇3個切面中的房間隔及距離二尖瓣環6～8 mm處的左心房前壁、后壁、側壁、下壁等6個房壁，每個房壁各分為基底段、中間段和房頂三個節段，共計15個節段。由系統自動追蹤心肌斑點的運動軌跡，獲得左心房各壁的應變率-時間曲線。測定左心室收縮期左心房各壁的縱向應變(Ss)、舒張早期縱向應變(Se)、舒張晚期縱向應變(Sa)及各自的峰值應變率(SRs、SRe、SRa)，計算平均縱向應變(mSs、mSe、mSa)和平均峰值應變率(mSRs、mSRe、mSRa)作為左心房整體的縱向應變和應變率。

1.6統計學分析 采用SPSS22.0軟件進行t檢驗、χ2檢驗、Pearson相關性分析。

2 結 果

2.1兩組常規超聲心動圖測量結果 兩組IVST、LPWT、E/A和E/e'水平無統計學差異(P>0.05)；觀察組LAD、LVDd、LVDs水平均明顯高于對照組，LVEF水平明顯低于對照組(P<0.001)，見表1。

表1 兩組常規超聲心動圖參數比較

2.2兩組RT-3DE測量結果 觀察組LVAImax、LAVImin、LAVIpreA和LASV水平均明顯高于對照組，LAPEF、LAAEF和LAEF水平均明顯低于對照組(P<0.001)，見表2。

表2 兩組RT-3DE檢查參數水平比較

2.3兩組2D-STI測量結果 觀察組mSs、mSe、mSa及mSRs、mSRe、mSRa水平均明顯低于對照組(P<0.05)，見表3。

表3 兩組2D-STI檢查參數水平對比

2.4老年心力衰竭患者2D-STI參數與RT-3DE參數的相關性 mSRs與LAEF、msRe與LAPEF和mSRa與LAAEF之間均呈正相關(均P<0.01)，見圖1。

圖1 老年心力衰竭患者2D-STI參數與RT-3DE參數相關性

3 討 論

心肌梗死、心肌病、血流動力學負荷過重、炎癥等可導致心臟結構和功能發生改變，心室充盈和泵血功能明顯下降，長此以往可發展為心力衰竭〔8，9〕。左心房可在不同心動周期階段發揮儲存、管道和輔泵的作用〔10,11〕，在調節左心室充盈、維持心輸出量方面具有重要意義。因此，盡早發現老年慢性心力衰竭患者的左心房功能異常對于指導其早期診治和病情控制都具有重要意義。

常規超聲心動圖是臨床評價左心房功能的常用手段。本研究結果在一定程度上體現了老年心力衰竭患者左心房結構和功能的異常變化。然而常規超聲心動圖無法獲得完整的心臟立體形態，在測量各種容積時都需要借助相應的幾何假設模型。當心室重構形態偏離假設模型時，利用假設模型計算得出的心功能參數與實際值存在一定偏差，對其心功能評估造成一定影響。

RT-3DE、2D-STI技術是近年來不斷發展并逐步應用于臨床評價心功能的新的診斷技術，其中RT-3DE在不依賴假設的情況下，能夠實時顯示左心房的空間幾何形態、運動變化及鄰近關系，通過實時測量的左心房容積可直觀展示左心房在心動周期的變化情況〔12〕。2D-STI技術通過二維斑點對ROI心肌組織的運動情況進行逐幀追蹤，客觀、直接地反映出心肌組織的運動軌跡和形態改變，從而準確計算心肌組織的運動位移、速度、應變及應變率等心肌力學參數〔13〕，實現對心肌組織運動進行定量評價。2D-STI技術不僅消除了組織多普勒對聲束角度的依賴，且不受周圍心肌牽引和心臟整體運動的干擾，能夠從整體和局部對心肌功能進行全面評價〔14〕。本研究RT-3DE、2D-STI結果均提示，老年心力衰竭患者左心房結構形態、功能已發生明顯改變，其儲存、管道、輔泵功能均下降明顯。

RT-3DE能夠從容積變化角度在單個心動周期反映左心房功能狀態，2D-STI則從局部應變角度反映多個心動周期左心房功能狀態的動態變化〔15〕，RT-3DE聯合2D-STI能夠更全面體現左心房形態結構和功能的細微變化。本研究提示左心房容積變化是影響心肌收縮和舒張功能的外在因素，而心肌內部功能為決定心肌收縮和舒張功能的內在因素〔16〕。