实时三维超声自动左房定量技术评价左室射血分数保留的尿毒症血液透析患者左房功能

赵 丽 苏 璇 现丽妮 陈 剑 宋晓蕾 丁云川 王庆慧

心血管并发症是尿毒症血液透析患者常见的死亡原因之一［1］，既往对尿毒症心功能的研究［2］多集中在左室形态与功能的改变，对左房的研究相对较少。持续的左房扩张增加了心脏的容量和压力负荷，常引起左室壁肥厚，左室充盈压升高，增加心房颤动（以下简称房颤）及脑梗死的风险［3］，甚至加速死亡，因此，准确的左房定量评估对早期临床干预具有重要意义。常规超声通常仅测量左房的直径和容积，难以发现早期细微的心脏损害，尤其是左室射血分数（LVEF）保留的尿毒症患者。实时三维超声自动左房定量（LAQ）是新兴的一站式评估左房功能的成像技术，使用经胸四维探头采集全容积数据，通过分析三维数据得出左房的容积、射血分数及应变参数。本研究应用LAQ技术评估LVEF保留的尿毒症患者左房结构和功能，旨在探讨LAQ评价左房形变的可行性及临床应用价值。

资料与方法

一、研究对象

选取2019年8月至2020年4月于我院就诊且LVEF正常的尿毒症患者37例，其中男16例，女21例，年龄20～79岁，平均（51.58±15.98）岁；其中合并高血压病30例。纳入对象的诊断均符合2002年美国肾脏基金会制定的慢性肾脏病临床实践指南中慢性肾病V期诊断标准，肾小球滤过率≤15 ml·min·1.73 m-2，行前臂人工血管动静脉内瘘规律血液透析（每周2～3次）。排除急性肾功能不全、严重瓣膜疾病、心律失常、LVEF＜50%和图像较差者。另选34例健康志愿者作为正常对照组，其中男13例，女21例，年龄25～68岁，平均（42.03±11.50）岁。本研究经我院医学伦理委员会批准，入选者均签署知情同意书。

二、仪器与方法

1.仪器：使用GE Vivid E 95彩色多普勒超声诊断仪，M5S、4V-D探头，频率3.5～5.0 MHz；配备Echo PAC 203工作站。

2.常规超声检查：受检者取左侧卧位，同步连接心电图，常规测量左房前后径（LAD1）、左房左右径（LAD2）、左房上下径（LAD3），双平面Simpson法测量左房最大容积（LAVmax）、左房最小容积（LAVmin）、左房射血分数（LAEF）；M型超声测量室间隔舒张末期厚度（LVSd）、左室后壁舒张末期厚度（LVPWd）、左室舒张末期内径（LVEDd）、LVEF，频谱和组织多普勒测量二尖瓣口舒张早期和晚期血流速度峰值（E和A）、二尖瓣环舒张早期室间隔及左室侧壁组织运动速度（e’），计算E/A、E与室间隔e’和左室侧壁e’均值的比值（E/e’）、肺毛细血管楔压［ePCWP，ePCWP=1.25（E/e’）+1.9］［4］、肺动脉收缩压（PASP）。

3.LAQ分析：4V-D探头采集3个心动周期的左房全容积数据并动态存储，图像导入Echo PAC 203工作站分析，进入4D-LAQ分析模式，根据二尖瓣环中心设置标记点，编辑左房内膜边界，获取左房的三维容积及应变参数：LAVmin、LAVmax、左房收缩前容积（LA VpreA）、左房最大容积指数（LAVImax）、左房射血容量（LAEV）、LAEF、储存期纵向应变（LASr）、管道期纵向应变（LAScd）、收缩期纵向应变（LASct）、储存期周向应变（LASr-c）、管道期周向应变（LAScd-c）及收缩期周向应变（LASct-c）。

以上操作均由同一具有5年以上超声检查经验的主治医师完成，均取3个心动周期分析结果的平均值。

三、统计学处理

结 果

一、两组一般资料及实验室检查指标比较

两组性别、体表面积、心率比较差异均无统计学意义；年龄、血压及实验室检查指标比较差异均有统计学意义（均P＜0.05）。见表1。

表1 两组一般资料及实验室检查指标比较

二、两组常规超声心动图参数比较

与正常对照组比较，尿毒症组LVEDd、IVSd、LVPWd、A峰、E/e’、ePCWP、PASP均增加，LVEF、E/A、室间隔和左室侧壁位点的e’均降低，差异均有统计学意义（均P＜0.05）；两组E峰比较差异无统计学意义。见表2。

表2 两组常规超声心动图参数比较（±s）

表2 两组常规超声心动图参数比较（±s）

LVEDd：左室舒张末期内径；LVEF：左室射血分数；LVSd：室间隔舒张末期厚度；LVPWd：左室后壁舒张末期厚度；E：二尖瓣口舒张早期血流速度峰值；A：二尖瓣口舒张晚期血流速度峰值；e’：二尖瓣环舒张早期组织运动速度；E/e’：二尖瓣口舒张早期血流速度峰值与二尖瓣环舒张早期室间隔及左室侧壁组织运动速度均值的比值；ePCWP：肺毛细血管楔压；PASP：肺动脉收缩压。1 mm Hg=0.133 kPa

ePCWP（mm Hg）11.72±1.93 18.00±5.89 6.145 0.000组别正常对照组尿毒症组t值P值LVEDd（mm）44.09±2.71 49.16±4.28 6.017 0.000 LVEF（%）67.47±3.96 63.41±4.97-3.789 0.000 IVSd（mm）9.09±0.83 11.03±1.34 7.379 0.000 LVPWd（mm）9.24±0.61 10.62±1.09 6.696 0.000 E（cm/s）0.87±0.16 0.86±0.22-0.223 0.824 A（cm/s）0.69±0.19 0.87±0.26 3.339 0.001 E/A 1.37±0.49 1.10±0.51-2.343 0.022室间隔e’（m/s）0.10±0.02 0.06±0.02-8.098 0.000左室侧壁e’（m/s）0.13±0.03 0.08±0.02-7.728 0.000 E/e’7.85±1.55 12.88±4.71 6.145 0.000 PASP（mm Hg）27.62±2.52 41.05±11.44 6.961 0.000

三、两组左房结构和功能参数比较

与正常对照组比较，尿毒症组二维参数LAD1、LAD2、LAD3、LAVmax、LAVmin和三维 参 数LAVmin、LAVmax、LAV preA、LAVImax、LAEV均增加，LAEF及应变参数LASr、LAScd、LASct、LASr-c、LAScd-c均降低，差异有统计学意义（均P＜0.05）；两组LASct-c比较差异无统计学意义。见图1和表3。

表3 两组左房结构和功能参数比较（±s）

表3 两组左房结构和功能参数比较（±s）

LAD1：左房前后径；LAD2：左房左右径；LAD3：左房上下径；LAVmax：左房最大容积；LAVmin：左房最小容积；LAEF：左房射血分数；LAVpreA：左房收缩前容积；LAVImax：左房最大容积指数；LAEV：左房射血容量；LASr：储存期纵向应变；LAScd：管道期纵向应变；LASct：收缩期纵向应变；LASr-c：储存期周向应变；LAScd-c：管道期周向应变；LASct-c：收缩期周向应变

组别正常对照组尿毒症组t值P值组别正常对照组尿毒症组t值P值组别正常对照组尿毒症组t值P值二维参数LAD1（mm）29.91±1.76 38.41±4.11 11.482 0.000三维参数LAVmin（ml）14.74±3.58 26.14±8.95 7.152 0.000应变参数（%）LASr 33.74±5.07 22.54±6.14-8.334 0.000 LAD2（mm）37.65±4.53 47.35±6.77 7.035 0.000 LAD3（mm）45.38±5.20 57.46±6.14 8.908 0.000 LAVmax（ml）46.85±10.38 85.84±26.68 8.237 0.000 LAVmin（ml）19.18±6.01 40.62±17.59 6.987 0.000 LAEF（%）59.47±4.51 53.81±5.71-4.603 0.000 LAVmax（ml）37.65±6.46 56.08±13.10 7.612 0.000 LAVpreA（ml）24.21±6.93 41.16±14.03 6.534 0.000 LAVImax（ml/m2）23.12±4.03 33.92±8.54 6.906 0.000 LAEV（ml）22.79±3.97 29.89±5.37 6.289 0.000 LAEF（%）61.09±5.11 54.22±5.97-5.186 0.000 LASct-c-16.94±7.62-13.76±8.35 1.674 0.099 LAScd-20.03±5.21-12.54±5.83 5.684 0.000 LASct-13.56±5.17-10.00±4.93 2.969 0.004 LASr-c 35.29±7.24 28.00±6.61-4.438 0.000 LAScd-c-18.47±8.65-13.27±5.58 2.981 0.004

图1 尿毒症组与正常对照组实时三维LAQ分析图

四、尿毒症患者左房应变参数与LAEF和LAVImax的相关性分析

LAEF与LASr、LASr-c均呈正相关（均P＜0.05），与LAScd、LASct、LAScd-c均呈负相关（均P＜0.05），与LASct-c无相关性；LAVImax与LASr、LASr-c均呈负相关（均P＜0.05），与LAScd、LAScd-c均呈正相关（均P＜0.05），与LASct、LASct-c无相关性。见表4。

表4 尿毒症患者左房应变参数与LAEF和LAVImax的相关性分析

讨 论

血液透析是尿毒症患者最常见的替代治疗，可延长生存时间，然而长期毒素蓄积引起心肌损伤和心功能异常，最常见的死亡原因是发生心血管事件。研究［5］表明，尿毒症左房直径、容积的增加与主要心血管事件密切相关，且舒张功能受损早于左室收缩功能的改变。本研究结果显示，与正常对照组比较，尿毒症组常规超声参数LVEDd、IVSd、LVPWd、A峰、E/e’、ePCWP、PASP均增加，LVEF、E/A、室间隔和左室侧壁位点的e’均降低，二维参数左房直径（LAD1、LAD2、LAD3）及容积（LAVmax、LAVmin）均增加，LAEF降低，差异均有统计学意义（均P＜0.05）。表明尿毒症患者左室扩大、左室壁肥厚、左房直径和容积均增加，左室舒张功能受损，与李英涛等［6］研究结果一致，可能原因是尿毒症患者长期水钠潴留、容量超负荷、左室充盈压升高，通过心房扩张和心肌拉伸代偿，激活Frank-Starling机制增强左房排空量，从而维持一定的心搏量［7-8］。LAQ所测的左房三维容积参数较常规超声增加了LAVpreA、LAVImax、LAEV。本研究尿毒症组LAVpreA和LAEV均较正常对照组增加，进一步说明尿毒症患者心脏容量及压力超负荷、心房重构、左房射血受阻。LAVImax≥32 ml/m2是心血管不良事件的独立预测因子［9］，本研究中尿毒症组LAEF虽然在正常范围，但LAVImax增高［（33.92±8.54）ml/m2］，增加了心源性死亡的可能。

实时三维超声LAQ技术采用半自动分割算法计算应变，基于每个解剖方向不同线的长度变化，包括储存期、管道期及收缩期的纵向应变与周向应变。本研究结果显示，尿毒症组应变参数LASr、LAScd、LASct、LASr-c、LAScd-c均较正常对照组降低（均P＜0.05），两组LASct-c比较差异无统计学意义。分析原因可能是因为尿毒症损伤心肌，影响左房的储存、管道及辅助泵功能，具体表现为：左室松弛度和解扭/反向旋转降低、左房顺应性和松弛度降低，影响左房储存功能；左室充盈压力升高、舒张延迟和顺应性降低，左房管道功能降低；左室重构和舒张功能恶化，最终影响左房的收缩功能［10］。本研究尿毒症组LVEF、LAEF均较正常对照组降低，但仍在正常范围内，LAVImax≥32 ml/m2，LASr、LAScd、LASct降低，左房3个时相的纵向应变降低，LASr-c、LAScd-c降低，LASct-c则无明显差异，说明LVEF保留的尿毒症患者储存和管道功能降低，尚未影响辅助泵功能，可能与本研究中尿毒症组LVEF保留有关，表明应变的改变早于LVEF及LAEF异常。本研究还发现，尿毒症组LAEF与LASr、LASr-c均呈正相关，与LAScd、LASct、LAScd-c均呈负相关（均P＜0.05）；LAVImax与LASr、LASr-c均呈负相关（均P＜0.05），与LAScd、LAScd-c均呈正相关（均P＜0.05）。其中，LAEF与LASr、LASr-c及LAVImax与LASr的相关性显著（r=0.71、0.75、-0.63），表明尿毒症患者的储存期应变评估早期左房形变、预测心血管事件更敏感。张瑞芳等［11］认为高血压病患者的左房整体纵向应变、周向应变及径向应变与LAEF相关性好，本研究结果与之一致。

本研究局限性：①单中心、小样本研究，需扩大样本量进一步验证；②未按照透析时间和透析类型进行分组；③尿毒症患者并发症的临床混杂因素较多，分组相对单一。

综上所述，尿毒症血液透析患者的心肌损害早于LVEF降低；实时三维超声LAQ技术作为一种新的分析方法，所测左房容积与应变参数可全面、准确地评估左房结构和功能的损害。