应用实时三维超声心动图(RT-3DE)探讨健康人左心房容积及功能相关参数的正常值及其应用价值。
选取202名健康志愿者，按性别分为男性组和女性组，按年龄分为A组≤40岁(63名)，B组41～60岁(87名)，C组>60岁(52名)。应用RT-3DE技术获得左心房最大容积(LAEDV)、左心房最小容积(LAESV)、左心房射血量(LASV)、左心房收缩前容积(LApre)、左心房被动排空容积(LAVp)、左心房主动排空容积(LAVa)和左心房射血分数(LAEF)，并对参数用体表面积校正，得出标化LAEDVI、LAESVI、LASVI、LApreI、LAVpI、LAVaI、LAEF′，统计分析得到上述参数正常值区间范围，并比较各年龄组及性别组之间的差异。
202名健康志愿者LAEDVI为(32.58～35.05)ml/m2，LAESVI为(14.80～16.21)ml/m2，LASVI为(17.87～19.40)ml/m2，LApreI为(17.99～19.86)ml/m2、LAVpI为(10.46～11.92)ml/m2、LAVaI为(6.88～7.92)ml/m2、LAEF′为53.54%～55.95%。男性组与女性组比较LAEDVI、LAESVI、LASVI、LApreI、LAVpI、LAVaI、LAEF′值差异无统计学意义(均为P>0.05)。不同年龄组间比较LAEDVI、LAESVI、LASVI、LApreI、LAVpI、LAVaI值差异有统计学意义(均为P<0.05)，LAEF′值随年龄增加呈递减趋势，但差异无统计学意义(均为P>0.05)。
RT-3DE技术在评价左心房容积及功能方面是可行的，并初步建立了健康人左心房容积与功能相关参数的医学参考值，为临床评估左心房结构和功能提供参考。
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随着对心脏功能研究的不断深入，有关左心房功能在全心功能中所起的作用日益受到重视。左心房通过存贮功能、管道功能和辅助泵功能做功来维持左心室充盈，受左心室收缩和舒张功能的影响[1]。左心房容积在心动周期内的变化是评价左心房功能的较好指标。近年来，超声心动图用于评价左心房容积与功能已成为心血管领域的研究热点。实时三维超声心动图(real-time three-dimensional echocardiography，RT-3DE)成像技术作为超声心动图一种新技术，能够获取左心房立体容积的整体形态，可以不依赖任何几何形状假设，直接测量左心房容积及其在心动周期中的变化，来评价左心房的功能。本研究旨在探讨RT-3DE测量左心房容积与功能的可行性及临床应用价值。
选取2012年5月至2013年6月健康志愿者或来我院体检健康成年人202名，男115名、女87名。年龄19～80岁，男、女平均年龄分别为(41.5±12.5)岁、(44.9±13.1)岁，按年龄将所有志愿者分为3组，A组≤40岁(63名)，平均(32.6±8.6)岁，B组41～60岁(87名)，平均(48.2±6.1)岁，C组>60岁(52名)，平均(65.7±5.4)岁。所有志愿者均为窦性心律，无任何心脏病史，心电图、X线、血糖、血脂、血压等均正常，超声心动图质量满意。
采用配有3 V探头(频率2～4 MHz)GE Vivid 7 Dimension彩色超声诊断仪。应用GE EchoPAC工作站中4D Full volume软件脱机进行分析。
嘱受检者取左侧卧位，连接心电图，应用3V探头，获得心尖四腔切面图像，选定最佳探头位置和方向，清晰地显示左心房的心内膜面，嘱受检者屏住呼吸保持3～4个心动周期，启动4D Full volume功能键，采集左心房实时全容积三维图像。将采集图像保存于光盘中，在GE EchoPAC工作站4D Full volume软件中脱机进行分析。为了保证图像采集质量及分析结果的准确性，要求受检者无胸廓畸形、保持平稳的呼吸；在采集过程中保持体位不变动、吸气末屏住呼吸；二维图像要清晰地显示左心房内膜；三维图像的宽角成像要显示完整的左心房结构。
软件自动将三维全容积图像分切成左心房舒张末期及收缩末期的心尖四腔、心尖左心室长轴及心尖两腔切面共6幅图像。手动描记6幅图像的左心房内膜，描记后软件自动分析得到左心房最大容积(LAEDV)、最小容积(LAESV)、射血量( LASV)、射血分数( LAEF)及容积-时间曲线(图1)，测量容积曲线得出左心房收缩前容积(LApre)，并通过计算得出左心房被动排空容积(LAVp)＝ LAEDV－LApre，左心房主动排空容积(LAVa)＝ LApre－LAESV，以上参数均采用体表面积标化，得出LAEDVI、LAESVI、LASVI、LApreI、LAVpI、LAVaI、LAEF′。
计量资料用
±s表示。用SPSS 11.0统计软件进行数据统计，计量指标组间比较用方差分析和t检验，以P<0.05为差异有统计学意义。
受试者基线资料见表1。同一观察者不同时间(间隔1个月)，分别对所有参数进行测量，两次测量结果比较显示差异无统计学意义(均为P>0.05),行相关性分析显示两组数据相关性很好(均为r>0.96)(表2)。
研究对象基线资料
研究对象基线资料
| 指标 | 例数 | 最小值 | 最大值 | 均数 | 标准差 |
|---|---|---|---|---|---|
| 身高(cm) | 202 | 150.1 | 178.6 | 155.345 | 6.982 |
| 体重(kg) | 202 | 38.0 | 99.0 | 63.425 | 12.962 |
| 年龄(岁) | 202 | 19.50 | 79.20 | 46.256 | 15.847 |
| 体表面积(m2) | 202 | 1.23 | 2.28 | 1.610 | 0.181 |
| 心率(次/min) | 202 | 48.0 | 111.0 | 74.52 | 11.30 |
同一观察者不同时间的测定结果比较(
±s，202名)
同一观察者不同时间的测定结果比较(±s，202名)
| LAEDV(ml) | LAESV(ml) | LASV(ml) | LApre(ml) | LAVp(ml) | LAVa(ml) | LAEF(%) | |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 第1次 | 32.76±7.84 | 14.71±4.86 | 17.84±4.91 | 17.87±3.08 | 12.06±5.76 | 7.93±3.56 | 54.33±8.12 |
| 第2次 | 34.22±8.56 | 15.72±4.95 | 18.58±5.37 | 18.97±3.27 | 11.11±5.18 | 7.32±3.03 | 55.61±8.98 |
| r值 | 0.967 | 0.971 | 0.978 | 0.981 | 0.979 | 0.986 | 0.962 |
| t值 | 1.054 | 0.784 | 1.214 | 1.005 | 0.782 | 0.679 | 1.043 |
| P值 | 0.293 | 0.434 | 0.226 | 0.316 | 0.435 | 0.498 | 0.298 |
所有志愿者均顺利完成检查，202名志愿者左心房相关参数结果见表3。
202名健康体检者左心房相关参数定量(
±s，202名)
202名健康体检者左心房相关参数定量(±s，202名)
| LAEDVI(ml/m2) | LAESVI(ml/m2) | LASVI(ml/m2) | LApreI(ml/m2) | LAVpI(ml/m2) | LAVaI(ml/m2) | LAEF′(%) | 体表面积(m2) | |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 测量值 | 33.82± 8.91 | 15.51± 5.06 | 18.64± 5.51 | 18.95± 3.21 | 11.21± 5.21 | 7.64±3.12 | 54.74± 8.69 | 1.68±0.39 |
| 95%参考值 | 32.58～35.05 | 14.80～16.21 | 17.87～19.40 | 17.99～19.86 | 10.46～11.92 | 6.88～7.92 | 53.54～55.95 | 1.42～1.91 |
LAEDVI、LAESVI、LASVI、LApreI、LAVpI、LAVaI、LAEF′值在男性组与女性组之间差异无统计学意义(均为P>0.05)(表4)。
左心房相关参数不同性别组的比较(
±s)
左心房相关参数不同性别组的比较(±s)
| 参数 | 测量值 | 95%参考值 | ||
|---|---|---|---|---|
| 男(n＝115) | 女(n＝87) | 男(n＝115) | 女(n＝87) | |
| LAEDVI(ml/m2) | 34.59±9.65 | 32.78±7.74 | 32.81～36.38 | 31.14～34.44 |
| LAESVI(ml/m2) | 16.07±5.00 | 14.76±5.07 | 15.14～16.99 | 13.68～15.84 |
| LASVI(ml/m2) | 19.02±5.84 | 18.14±5.00 | 17.94～20.10 | 17.07～19.20 |
| LApreI(ml/m2) | 19.64±3.58 | 18.38±4.61 | 18.01～20.64 | 18.62～19.78 |
| LAVpI(ml/m2) | 11.62±3.23 | 11.32±4.56 | 10.69～12.41 | 10.33～12.01 |
| LAVaI(ml/m2) | 7.86±2.64 | 7.13±3.12 | 7.51～ 8.90 | 7.45～ 8.13 |
| LAEF′(%) | 54.02±8.35 | 55.70±9.09 | 52.48～55.57 | 53.76～57.63 |
| 体表面积(m2) | 1.74±0.43 | 1.61±0.36 | 1.40～ 1.82 | 1.57～ 1.91 |
LAEDVI、LAESVI、LASVI、LApreI、LAVpI、LAVaI值在不同年龄组之间差异有统计学意义，A组与B、C组比较差异有统计学意义(均为P<0.05)，B组与C组各参数高于A组，B组与C组之间差异有统计学意义(均为P<0.05)。LAEF′值在不同年龄组之间差异无统计学意义(P>0.05)(表5)。
左心房相关参数不同年龄组间比较(
±s)
左心房相关参数不同年龄组间比较(±s)
| 参数 | 测量值 | 95%参考值 | ||||
|---|---|---|---|---|---|---|
| A组(n＝63) | B组(n＝87) | C组(n＝52) | A组(n＝63) | B组(n＝87) | C组(n＝52) | |
| LAEDVI(ml/m2) | 29.68±7.48 | 35.31±8.43a | 36.32±9.66ab | 27.80～31.57 | 33.52～37.11 | 33.63～39.01 |
| LAESVI(ml/m2) | 12.64±3.81 | 16.06±4.87a | 18.06±5.11ab | 11.69～13.60 | 15.02～17.09 | 16.64～19.48 |
| LASVI(ml/m2) | 18.30±5.03 | 19.19±6.11a | 19.86±5.48ab | 17.03～19.56 | 17.49～20.89 | 17.99～21.32 |
| LApreI(ml/m2) | 18.81±5.21 | 19.66±5.42a | 19.98±6.74ab | 17.66～19.89 | 17.86～20.97 | 18.01～21.83 |
| LAVpI(ml/m2) | 11.61±3.02 | 12.20±5.58a | 12.89±3.24ab | 10.91～12.02 | 11.78～12.89 | 12.03～13.21 |
| LAVaI(ml/m2) | 7.93±4.01 | 8.01±3.10a | 8.99±2.32ab | 6.88～ 7.32 | 7.21～ 8.01 | 7.98～ 8.82 |
| LAEF′(%) | 57.15±7.21 | 56.31±9.10 | 55.15±7.02 | 55.33～58.96 | 54.37～56.24 | 53.19～55.10 |
| 体表面积(m2) | 1.76±0.41 | 1.71±0.32 | 1.63±0.38 | 1.58～ 1.92 | 1.44～ 1.87 | 1.40～ 1.81 |
注：与A组比较，aP<0.05；与B组比较：bP<0.05
心脏是一个三维的结构，而左心房形态又极不规则，左心房在左心室收缩期储存肺静脉回流的血液，在左心室舒张早期充当肺静脉与左心室之间的管道，在左心室舒张晚期左心房主动收缩继续为左心室泵血。左心房利用上述的储存器功能、管道功能及助力泵功能有效做功来调节左心室充盈和维持正常心搏量。超声心动图作为一种评价左心房容积与功能的手段已经得到公认，而RT-3DE作为超声图像分析的新技术，可以实时动态观察心脏立体解剖结构，克服了传统二维超声对心腔显示及容积测量的局限性[2,3,4]，更接近于CT和磁共振测值，真实地反映心动周期不同时相左心房容积与功能[5,6,7]。
左心房容积变化是评价左心房功能的一个良好指标[8]，正常生理情况下，随着年龄的增长，心肌细胞发生退行性改变，左心室顺应性降低，左心房逐渐增大，左心房的容积及功能也随之改变。本研究按照联合国世界卫生组织对年龄的划分标准分为3组，青年组A组≤40岁，中年组B组41～60岁，老年组C组>60岁，为了排除或缩小年龄、性别、身高、体质量等其他因素的影响，用体表面积标化左心房各参数(LAEDVI、LAESVI、LASVI、LApreI、LAVpI、LAVaI、LAEF′)，计算出各参数正常值，并分析各参数在性别与年龄组间变化的特点。其中反映左心房功能的指标有(1)存储器功能：LAEDVI、而LAESVI、LASVI、LApreI；(2)管道功能：LAVpI；(3)助力泵功能：LAVaI；而LAEF′反映了左心房整体的功能。研究结果显示，反映左心房功能的参数正常值LAEDVI、LAESVI、LASVI、LApreI、LAVpI、LAVaI、LAEF′变化与性别无关，LAEDVI、LAESVI、LASVI、LApreI、LAVpI、LAVaI与年龄呈正相关，LAEF′与年龄变化无关。表明经体表面积标化后的左心房容积与功能的变化基本排除了性别因素的影响，并且更敏感地反映出增龄因素引起左心房容积和功能的改变。
左心房作为薄壁的不规则的心腔结构，具有存储、管道和助力泵功能。本研究显示，健康成年人随着年龄的增长，各时期反映左心房功能的容积指数(LAEDVI、LAESVI、LASVI、LApreI、LAVpI、LAVaI)增大，左心房的3个功能也增强，并且在40岁以上已经表现明显，但左心房的整体功能(LAEF′)没有发生变化。其原因可能为健康成年人在生理状态下，随着增龄的变化，左心室舒张功能紊乱及顺应性降低[9]，为了维持房室腔压力梯度，左心房通过调节储存、管道和助力泵功能来平衡左心室充盈量。同时，心房肌纤维具有薄、细而短的特点，纤维束排列呈网格状的特殊解剖结构，使心房肌对压力的变化更敏感，从而导致心房肌的拉伸、心房容积增大，表现出相应功能的增强。这些容积增大及功能增强代偿表现都是为了维持生理状态下左心室充盈和左心房整体功能。
左心房容积与功能在不同时期所表现出的变化及顺序的不同又是高血压、心肌病、心房颤动等心血管高危因素的重要预测指标[10,11,12]。王雪伟等[13]研究显示，高血压左心室构型没发生变化时，左心房的容积与功能已经代偿增大增强；当左心室发生向心性肥厚时，左心房的容积与功能代偿增加；当左心室发生离心性肥厚时，左心房的容积增大趋势与功能减低，左心房功能失代偿。因此，左心房容积的准确测量是有效地应用其容积变化评价左心房功能的必要前提，对疾病的早期诊断、病情评估、治疗方法、预后判断具有重要意义。
本研究局限性是未能采用其他方法如心脏磁共振作为对比，但重复性检验提示RT-3DE技术测量具有较好的可重复性。
综上所述，应用RT-3DE技术测量左心房容积与功能是可行的，探讨并建立健康成年人体表面积标化的左心房容积和功能指标的各年龄段正常值范围的研究是有必要的，可以为临床评估左心房解剖结构和功能提供参考标准。
