雙脈沖波頻譜組織多普勒同步評價健康成年人室間隔左右側肌帶縱向運動時序的研究

陳玲玲，劉學兵，尹立雪

(四川省醫學科學院·四川省人民醫院心血管超聲及心功能科，超聲心臟電生理學與生物力學四川省重點實驗室，四川 成都 610072)

心臟機械不同步是心臟同步化治療預測療效的重要內容，但健康成年人心臟的同步性數據還不完整。室間隔為左、右心室間的共有結構，有特殊的解剖位置、復雜的形態和電生理功特性。Boettler等[1]研究顯示室間隔可由中間“亮線”分割為功能獨立的左、右側肌帶,現有研究[2,3]顯示雙側肌帶在形態、功能、冠脈供血和超聲特征均有所差異。目前超聲心動圖,尤其是組織多普勒成像技術(tissue doppler imaging, TDI)在心臟同步性評價中應用較為廣泛，但通過上述雙側肌帶理論研究室間隔運動時序特征在國內外尚未見報道。雙脈沖波頻譜組織多普勒，是近幾年在原有TDI基礎上發展起來的超聲新技術，克服了傳統超聲技術不可同步可視化量化評價的局限性，可實時同步測量兩個不同部位的心肌組織運動速度頻譜。本研究擬采用其評價室間隔左、右側肌帶的縱向運動時序，以期對健康成年人室間隔縱向運動的電生理特征和心室間同步性有更深入的認識。

1 資料與方法

1.1 一般資料2020～2021年選擇我院健康志愿者100例，男40例，女60例，年齡18～86歲[(42.78±9.72)歲]；體表面積1.23～2.12 m2[(1.66±0.18) m2]；受檢者均為竇性心律，心率49～100次/min[(65.95±10.31) 次/min]；左室射血分數57.8%～87.2%[(69.74±5.42)%]。納入標準：①靜息狀態下心電圖及血壓檢查正常；②常規心臟超聲檢查未見明顯結構及功能異常。排除標準：超聲圖像質量不佳。所有受檢者均知情同意。

1.2 方法采用日立HI Vision Ascendus彩色多普勒超聲診斷儀，S70 5-1探頭，探頭頻率2～4 MHz。受檢者采取左側臥位，平靜呼吸，同步記錄心電圖。取標準心尖三腔和四腔觀，啟動Dual Doppler模式，待前及后室間隔中間“亮線”[1]顯示清晰后，分別將多普勒取樣容積1和2置于其基底、中間及心尖段中間“亮線”左、右側心內膜下心肌組織即左、右側肌帶(見圖1)，囑受檢者呼氣末屏氣，選取心律穩定連續3個心動周期的時間-速度曲線并存儲，測量時間參數T-IVCo、T-So、T-Eo、T-Ao、T-Sp、T-Ep、T-Ap(圖2)。所有時間參數均行心率校正，校正公式：校正后時間=實際時間×[1+(實際心率-平均心率)/平均心率],平均心率即所有志愿者所有切面心率的平均值。

圖1 前及后室間隔雙側肌帶基底段、中間段、心尖段的多普勒顯像取樣容積放置示意圖 a:心尖三腔切面；b:四腔切面

圖2 彩色多普勒測量時間參數示意圖 a:心尖三腔組織多普勒顯像；b:時間-速度曲圖中各參數測量(3：T-IVCo; 4：T-So; 5：T-Sp; 6：T-Eo; 7：T-Ep; 8：T-Ao; 9：T-Ap )

1.3 統計學方法采用SPSS 24.0軟件分析數據。正態分布的計量資料以均數±標準差表示，兩組間比較采用配對t檢驗，多組間比較采用方差分析，相關性分析采用Pearson法。P<0.05為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 前后室間隔相同節段左、右側肌帶之間時間參數前室間隔中間段T-IVCo及T-Eo、后室間隔基底及中間段T-Sp、后室間隔中間及心尖段T-Ep雙側肌帶間差異有統計學意義(P<0.05)，其余節段T-IVCo、T-Sp、T-Eo、T-Ep和室間隔各節段T-So、T-Ao、T-Ap雙側肌帶間差異無統計學意義(P>0.05)。見表1。

2.2 前后室間隔同一側肌帶不同節段之間時間參數T-IVCo：前及后室間隔雙側肌帶基底段<中間段<心尖段，相鄰節段間差異有統計學意義(P<0.05)；T-Eo：前及后室間隔基底段、中間段均短于心尖段(P<0.05)；T-So：后室間隔雙側肌帶基底段<中間段<心尖段(P<0.01)；T-Ao：前及后室間隔基底段、中間段均短于心尖段(P<0.05)；T-Sp：前室間隔雙側肌帶及后室間隔右側肌帶基底段及中間段均大于心尖段(P<0.05)；T-Ep和T-Ap：前及后室間隔雙側肌帶各節段差異無統計學意義(P>0.05)。見表1。

表1 健康成年人室間隔不同節段縱向心肌運動的時間參數 (ms)

2.3 各時間參數與年齡、身高、體重、體表面積、左室射血分數、心率的相關性室間隔雙側肌帶各節段僅T-Eo、T-Ep與年齡正相關(P<0.01)，見表2、表3。

表2 室間隔雙側肌帶各節段T-Eo、T-Ep與年齡的相關性

3 討論

心力衰竭患者普遍存在不同程度心室間或心室內的機械不同步運動，最終導致心臟泵血功能減低。現有研究證實心臟再同步化治療能明顯增強患者心肌功能，但成功的前提是有效評估患者的心臟機械不同步狀態[4]。而這基于對正常人心臟電生理特征的全面認識和同步性評估指標的完善，但目前正常人的心臟同步性研究相對較少。室間隔作為左、右心室間共有的解剖結構，其縱向運動時序研究是心室同步性評價的重要“窗口”，近年來提出的室間隔雙肌帶理論為該方面研究提供了新思路。超聲新技術如TDI[5]、速度向量成像[6]、實時三維超聲心動圖[7]等因無創、實時、定量的特點成為心室間同步性研究的重要手段[8,9]，其中TDI作用尤為突出，后者能定量分析心肌縱向運動的時間變化趨勢，但無法實現不同部位同步量化評價而應用受限，而在此基礎上發展起來的雙脈沖波頻譜組織多普勒使上述問題得到了解決。

本研究對比分析室間隔左右側肌帶的時間參數，發現室間隔全部節段T-So、T-Ao、T-Ap及絕大多數節段T-IVCo、T-Sp、T-Ep、T-Eo雙側肌帶間無明顯差異，少數節段T-IVCo、T-Sp、T-Ep、T-Eo左側肌帶短于右側，反映了室間隔雙側肌帶縱向運動在時間上有良好的協調性。Yu等用TDI測量正常人基底段和中間段的IVC、S、e和a波達峰時間，發現左室舒縮運動高度同步，而右室IVC起始時間和S波達峰時間較左室輕微延遲。Quan等用TDI和頻譜多普勒技術研究發現左右心室舒縮起始有良好的同步而僅收縮達峰和舒張早期達峰有一定差異。本研究中發現的室間隔雙側肌帶間的輕微時序差異有助于認識心臟的復雜電生理特征和特殊功能狀態，如前室間隔中間段T-IVCo左側肌帶明顯短于右側，提示室間隔左側肌帶更先出現電激動，這與現有電生理研究幾乎一致，即心室最早激動點源于室間隔基中部偏左側。本研究發現T-Sp僅后室間隔基底段和中間段左側肌帶短于右側，提示心臟射血主動脈瓣達峰時間較肺動脈瓣更短，前者射血效率更高。另外，前室間隔中間段T-Eo、后室間隔中間段及心尖段T-Ep左側肌帶短于右側，說明室間隔中間段左側肌帶較右側更進入快速充盈峰值期，從時間因素方面可能解釋了收縮期左室壓力高于右室和左室維持橢圓形的原因。本研究顯示室間隔雙側肌帶T-IVCo、T-Eo、T-So和T-Ao從基底向心尖逐漸延長，即心室舒縮運動從基底向心尖方向推進，這與現代電生理研究在電傳導方面結論較一致。研究還發現室間隔雙側肌帶T-Sp從基底向心尖逐漸縮短，提示心臟從心尖向基底有序達峰收縮有助于心室泵血。另外研究顯示室間隔雙側肌帶T-Ep、T-Ap各節段無明顯差異，說明左右心室充盈達峰幾乎一致。

上述室間隔時序現象可能與竇房結活動機制和心肌纖維排列有關。竇房結正常電激活是從左室到右室，這可能導致左右心室間機械舒縮運動存在一定時間差異。正常人心臟右室心肌纖維數量較左室少，收縮時右室收縮壓力更低，這可能會造成部分時相右室運動略晚于左室。Peltigrew等[13]出心肌纖維可分為7層，不同層纖維結構可跨越心肌壁，不同節段心肌纖維也可交錯分布，這種特殊排列結構保證了心肌舒縮運動在不同壁間和不同節段間同時有高度的同步性和良好的協調性。

本研究還發現T-Eo、T-Ep與年齡呈正相關，這與現有年齡相關的心血管生理學方面研究結果相類似，后者研究認為隨著年齡的增長，成年人心血管系統的功能不可避免會受損，其中最先體現在舒張功能參數方面異常，如二尖瓣舒張早期血流峰值速度、二尖瓣舒張早和晚期血流峰值速度比、二尖瓣環舒張早期運動速度、等容舒張時間和左心室松弛時間常數等[3，10～12]。

綜上，室間隔雙肌帶研究有助于認識室間隔運動模式和心室的同步化狀態，豐富正常人心臟同步性數據庫。雙脈沖波頻譜組織多普勒有明顯角度依賴性，測量時需盡量保證室間隔縱向運動與聲束的方向一致。此外，本研究是針對室間隔心肌縱向運動而非整體向量評估有一定局限。