三维超声心动图测定左心耳容量及其收缩功能的初步研究

1、    三维超声心动图测定左心耳容量及其收缩 功能的初步研究        【摘要】目的观察三维超声心动测定左心耳容量的可行性。方法对10名患者行多平面经食管超声心动(TEE)检查。应用三维超声心动采取圆盘总和方法(disk summation)测定左心耳舒张末期容量(EDV)和左心耳收缩末期容量(ESV)。用二维超声心动测定左心耳舒张末期面积(EDA)和左心耳收缩末期面积(ESA)。上述左心耳容量和面积的测定均在二个独立的观察者之间以及同一观察者两次观察间重复进行

2、。由三维超声心动容量测定结果计算出左心耳的射血分数(EFv),由二维超声心动的面积测定结果计算出左心耳射血分数(EFa)。结果三维超声心动测定左心耳EDV为(19.5±10.9)ml,ESV为(13.5±9.5)ml,EFv为0.35±0.14。二维超声心动测定左心耳EDA为(8.7±2.2)cm2,ESV为(5.9±3.5)cm2,EFa为0.35±0.22。以上测量内容在观察者之间及观察者内的重复性检验中均未见显著性差异,EFv与EFa之间亦无显著性差异。但无论在观察者间或观察者内的重复性检验中EFa的范围和两测量数值之差均大于E

3、Fv的相应值。结论三维超声心动测量左心耳容量和评价其收缩功能是可行的,这种测定方法可能有助于改善二维超声心动评价左心耳功能的准确性。【关键词】超声心动描记术,三维;左心耳 Assessment of left atrial appendage volume and function by three-dimensional echocardiographyLI Yue（Department of Ultrasound,General Hospital of PLA,Beijing 100853,China）Otto Kamp,Herman FJ Mannaerts【Abstract】2,ESA

4、 ranged from 0.9 to 12.1 cm2【Key words】Echocardiography,three-dimensional;Left atrial appendage现已认识到左心耳的机械功能(充盈及收缩功能)是临床实践中不可忽略的一个内容。左心耳收缩功能下降的患者其心源性血栓发生率明显增加1。当左心房压力和容量增加时左心耳担负着对左心房血流动力学调节(reservoir function)的重要作用2。以往左心耳的射血分数主要是通过二维超声心动(2DE)计算左心耳面积的变化率而得出。目前用三维超声心动(3DE)不依赖几何假设测定心腔容量的技术已经成熟3。但迄今为止鲜见

5、用3DE测定左心耳容量及其射血分数的报道。本研究拟通过比较3DE与2DE等不同方法所测定的左心耳收缩功能,以了解3DE在评估左心耳功能方面的可行性和准确性。资 料 与 方 法一、研究对象荷兰自由大学心研所门诊就医的10名进行多平面经食管超声心动(TEE)检查的患者。年龄2570岁,平均(56±17)岁,男女各5例。其中二尖瓣狭窄4例,二尖瓣关闭不全5例,1例无异常发现。检查过程中8例为窦性心率,2例为心房纤颤。二、仪器和方法采用惠普2500型彩色超声诊断仪。完成常规TEE检查后,将探头置于能对左心房进行理想观察的位置,在心电及呼吸门控状态下以3°探头旋转间隔获取3DE重建所

6、需的像。然后在Tom-Tec3.1 Echo Scan工作站上脱机后处理并进行三维重建分析。除3DE像的获取和存储外,2DE和多普勒超声心动的检查结果也同时存储于VHS录像带上以备回放分析。根据Simpsons法则采取圆盘总和方法(disk summation),用3DE测定左心耳舒张末期容积(EDV)和收缩末期容积(ESV)(1)。窦性心律患者,舒张末期的时相以心电信号位于P波或P波起始处为准,收缩末期时相以QRS波终末部为准。心房纤颤患者,其舒张末期和收缩末期时期,是取2DE连续五个心动周期的每个周期中左心耳面积处于最大或最小时的平均值。利用左上肺静脉入口与二尖瓣环的连线作为左心房与左心耳

7、之间的分界线,并在左心耳长轴0°、45°、90°和135°等切面手动勾画和标记左心耳轮廓作为3DE测量的参照点。在测量左心耳容量相同的时相,用2DE选取左心耳轮廓特征清晰的切面测定左心耳舒张末期面积(EDA)和收缩末期面积(ESA)(2)。所有上述左心耳容量和面积的测定均在二名独立的观察者之间以及同一观察者两次观察间(相隔半个月以上)重复进行。由3DE的容量测定结果,根据公式(EDV-ESV)/EDV计算出左心耳射血分数(EFv)。同理由2DE的左心耳面积测定结果,用(EDA-ESA)/EDA得到左心耳射血分数(EFa)。另外在3DE任意切面模式下观察左

8、心耳长轴0°、45°、90°和135°等切面的左心耳形态和面积。经食管超声心动检查过程中,将多普勒取样容积放在左心耳长轴显示左心耳彩色血流信号最清晰的部位,测定左心耳最大排空血流速度(PEV)。三、统计学处理本研究中的定量数据用均数±标准差表示,两组数据之间的比较采用配对t检验,相关分析采用Pearson法,P<0.05 作为有显著性意义界限值。结果所有病例均顺利完成左心耳经食管超声心动检查和三维超声心动容量测定。本组左心耳EDV(19.5±10.9)ml(范围为 6.438.8 ml),ESV(13.5±9.5)ml

9、(范围 2.031.6 ml),EFv(0.35±0.14)ml(范围 0.130.65 ml);左心耳EDA(8.7±2.2)cm2(范围4.913.9 cm2),ESA(5.9±3.5)cm2(范围 0.912.1 cm2),EFa(0.35±0.22)(范围 0.060.82)。以上测量内容在观察者之间及观察者内的重复性检验中均无显著性差异,EFv与EFa之间亦无显著性差异(表1,2)。但无论在观察者间或观察者内的重复性检验中EFa的范围和两测量数值之差的均数加减标准差都大于EFv的相应值(表2)。左心耳PEV为(32.8±5.6)cm/

10、s(范围1076 cm/s)。PEV与EFv和EFa之间呈良好正相关,而PEV与EDV和EDA之间呈良好负相关(3)。左心耳长轴在0°、45°、90°和135°等不同切面的形态和面积不尽相同,如果根据不同切面所测的左心耳面积计算EFa,其结果明显不同(表3)。若从左心耳短轴切面观察左心耳的收缩,可见其收缩活动呈偏心性运动(4)。    A:左上,左心耳长轴一3 mm厚度切片的容量测定;B:勾画和标记左心耳短轴切面轮廓;C:左心耳舒张末期容量;D:左心耳收缩末期容量1根据Simposns法则,三维超声心动测定左心耳容

11、量    A:用左上肺静脉和二尖瓣环作为左心耳与左心房分界参照点;B:左心耳舒张末期面积,C:左心耳收缩末期面积2二维超声心动测量左心耳面积研究方式EDV(ml)ESV(ml)EDA(cm2)ESA(cm2)观察者内第1次19.5±10.913.5±9.58.7±2.25.9±3.5第2次19.8±11.013.8±9.08.8±2.36.1±3.2观察者间19.1±11.413.4±9.78.9±3.95.6±3.2 

12、60;   注:观察者内和观察者间重复性检验统计分析,P均>0.05;EDV-左心耳舒张末期容积,ESV-左心耳收缩末期容期,EDA-左心耳舒张末期面积,ESA-左心耳收缩末期面积 表2二维和三维超声心动左心耳射血分数的变异性和相关分析射血分数测值(<"0 (175 字节)" src="/med/cano/201003/20100323170930782" 11 21>±s)分布范围P值r值Paired Differences观察者内EFa0.35±0.220.060.69>0.050.81

13、0.03±0.15EFv0.35±4>0.050.920.02±0.06观察者间EFa0.37±0.220.060.81>0.050.580.01±0.22EFv0.35±5>0.050.870.01±0.07     注:EFa-自左心耳面积变化所得射血分数,EFv-自左心耳容量变化所得的射血分数,Paired Differences-重复性检验两测量数值之差的均数加减标准差 表3不同角度左心耳长轴切面面积和射血分数的变异

14、观察内容0°45°90°135°EDA(cm2)6.447.099.977.47ESA(cm2)5.244.827.385.71EFa(%)18.6032.0025.9023.50     注:EFa最大变异达32.0%18.6%13.4%     3左心耳峰值血流速度(PEV)与左心耳舒张末期容量(EDV)、左心耳舒张末期面积(EDA)、由左心耳容量测得射血分数(EFv)和由左心耳面积测得射血分数(EFa)之间的相关性讨论根据在重复性试验中EFv的变异性较EFa小,而且EF

15、v与PEV有良好的相关性且较EFa与PEV的相关性高等结果,笔者认为3DE测定左心耳的收缩功能是可行的,而且较2DE更准确。以往有关用2DE根据左心耳面积变化率计算左心耳EFa的报道有不尽相同之处,Porte等4报道,当二尖瓣分离术后二尖瓣功能左上为舒张期,左下为收缩期;左心耳长轴在0°、45°、90°和135°等不同切面(依次为中上、右上、中下、右下)的形态和面积不尽相同恢复早期即可见左心耳射血分数改善,但这种改善只能由左心耳短轴切面面积变化率测得,不能由左心耳长轴切面面积变化率测得。笔者认为上述长短轴切面测定结果的不一致现象,可能与某些技术上的原因有

16、关,如左心耳长轴切面基底部的界限难以确定,左心耳长轴切面难以充分显示左心耳盲端,加之心脏收缩时还沿其自身长轴做旋转运动。而Tabata等2报道,用左心耳长轴切面测算EFa,当心房纤颤电复律后24 h,复律成功者的左心耳EFa明显低于未成功者,同时左心耳PEV与左心耳EFa有良好的相关性。Ito等5亦认为,用左心耳长轴切面测算的EFa与PEV和肺动脉楔嵌压均呈正相关。本组实验用左心耳长轴切面测定左心耳EFa,虽与PEV呈正相关但其变异性大于EFv。究其原因可能有两点:首先心脏收缩呈复杂的运动方式,在一个心动周期中心脏除了收缩和舒张外,还伴随着在胸腔内的上下前后移动和旋转,这种复杂的运动与胸腔的呼

17、吸运动、膈肌运动以及心肌局部运动的不一致性有关6。我们观察到由于上述因素的影响,在二维切面上左心耳的收缩活动呈偏心性。其次,由于左心耳形态不规则,从左心耳长轴不同角度的二维切面观察左心耳,其形态和面积必然不同。由于上述两个因素的综合影响,可以推断计算EFa所用的EDA和ESA难以来自完全相同的一个二维切面,而且各次测量之间的变异性也较大。而用于计算EFv的EDV和ESV来自左心耳整体的三维数据库,不受左心耳的运动和形态影响,故各次测量间的变异性小于EFa,在观察者内和观察者间的重复性好,而且与PEV的相关性高于EFa。    4左心耳短轴切面的呈偏心性收

18、缩活动以往有许多作者从不同角度研究左心耳的生理和病理变化,除左心耳的收缩功能外,一些研究的焦点放在左心耳的容量和顺应性方面7-12。Ernst等7报道220例尸体解剖,左心耳的容量和形态有明显差异,认为诊断左心耳血栓时应考虑到这种差异的影响。Hondo等8报道犬的左心耳容量占左心房容量的(17.2±4.4)%,当加大心脏容量负荷时,左心耳容量的增加明显大于左心房容量的增加,这意味着左心耳的顺应性较左心房大。根据Frand-Starling定律,当心房收缩时这种特性有助于左心室充盈。总之,应用3DE测量左心耳容量和评价其收缩功能具有可行性,这种测定方法可能有助于改善以往2DE评价左心耳

19、功能的准确性。作者单位:李越（100853北京,中国人民解放军总医院超声科）Otto Kamp（Cardiovascular institute of Free university teaching hospital,Amsterdam,Natherlands）Herman FJ Mannaerts（Cardiovascular institute of Free university teaching hospital,Amsterdam,Natherlands）Gabriel Valocik（Cardiovascular institute of Free university teac

20、hing hospital,Amsterdam,Natherlands）Cees A Visser（Cardiovascular institute of Free university teaching hospital,Amsterdam,Natherlands）参考文献1，Mugge A,Kuhn H,Nikutta P,et al.Assessment of left atrial appendage function by biplane transesophageal echocardiography in patients with nonrheumatic atrial fib

21、rillation:identification of a subgroup of patients at increased embolic risk.J Am Coll Cardiol,1994,24:1429-1430.2，Tabata T,Oki T,Iuchi A,et al.Role of left atrial appendage in left atrial reservoir function as evaluated by left atrial appendage clamping during cardiac surgery.Am J Cardiol,1998,81:3

22、27-332.3，Nosir YF,Lequin MH,Kasprzak JD,et al.Measurements and day-to-day variabilities of left ventricular volume and ejection fraction by three-dimensional echocardiography and comparison with magnetic resonance imaging.Am J Cardiol,1998,82:209-214.4，Porte JM,Cormier B,Iung B,et al.Early assessmen

23、t by transesophageal echocardiography of left atrial appendage function after percutaneous mitral commissurotomy.Am J Cardiol,1996,77:72-76.5，Ito T,Suwa M,Kobashi A,et al.Influence of altered loading conditions on left atrial appendage function in vivo.Am J Cardiol,1998,81:1056-1059.6，Schnittger I,F

24、itzgerald PJ,Gordon EP,et al.Computerized quantitative analysis of left ventricular wall motion by two-dimensional echocardiography.Circulation,1984,70:242-254.7，Ernst G,Stoellberger C,Abzieher F,et al.Morphology of the left atrial appeddage.Anatomical Record,1995,242:553-561.8，Hondo T,Okamoto M,Yamane T,et al.The role of the left atrial appendage.A volum