二维斑点追踪超声心动图定量评价左心房功能的研究进展

张 霞(综述)，庄 磊(审校)

(1.新疆医科大学研究生院，乌鲁木齐 830000； 2.兰州军区乌鲁木齐总医院超声科，乌鲁木齐 830000)

一直以来，对心功能的研究主要集中在左心室和右心室，而对左心房功能的研究较少。随着人们对心血管事件的危险性、病死率以及预后等方面认识的提高，超声心动图无创评价左心房功能日益成为心血管领域研究的热点。二维斑点追踪超声心动图(two-dimensional speckle tracking echocardiography，2D-STE)是近几年发展起来的一种非侵入性评估局部心肌功能的超声新技术。有研究表明，2D-STE可对左心房的整体以及节段性功能进行定量评价[1-2]。现就2D-STE定量评价左心房功能的研究进展综述如下。

1 左心房功能的概述

左心房在心动周期的不同时相对应着不同的功能状态[3]，左心房主要有以下3项功能。①储存功能：左心房壁在左心室收缩时被动拉伸扩张，储存肺静脉回流的血液，反映了左心房的舒张能力；②管道功能：在左心室舒张早期，充当肺静脉与左心室之间的管道，将肺静脉回流的血液输送进左心室；③助力泵功能：在左心室舒张晚期，左心房主动收缩将残留在心房内的血泵入到左心室腔内，以进一步增加左心室的血液充盈量，其中15%～25%的血液充盈来自于左心房的助力泵作用[4]。左心房的储存功能、管道功能和助力泵功能对维持左心室的充盈起着重要作用，进而影响心排血量。左心房的管道功能和储存功能对左心室舒张早期的充盈起关键作用，而助力泵功能对左心室主动充盈起关键作用，且其对左心室顺应性下降患者早期心室充盈减少起代偿作用。左心室和左心房功能是相互依赖的，因此对左心房功能的监测能更好地理解、评价和预测左心室功能。

2 2D-STE评价左心房功能的机制

2.12D-STE的成像原理 2D-STE是近年发展起来的一种无创定量评价心肌功能的超声新技术，通过追踪心肌声学斑点计算组织运动的速度、应变、应变率及旋转角度等参数，其无角度依赖性、较少受邻近组织牵拉的影响，评价左心房功能具有独特的优势，能更准确地反映心肌收缩和舒张功能。早期准确评价左心房功能对心血管疾病选择治疗手段、评价治疗效果及预后评估均具有重要意义。2D-STE能够无创、准确、客观地评价和鉴别不同病理条件下左心房功能的改变，为其临床应用奠定了坚实的基础。Kim等[5]的研究证实，应用STE评价心房功能具有较高的重复性、有效性和可行性。

2.22D-STE评价左心房功能的指标 2D-STE通过勾画左心房心内膜与心外膜的边界重建左心房，通过连续追踪左心房前壁、侧壁、下壁及房间隔内膜下心肌层内声学斑点的运动轨迹，获得左心房各壁相应节段的应变率曲线，在曲线图中测量左心房整体长轴方向收缩期应变、舒张晚期(即心房收缩期)应变、总应变，收缩期应变率、舒张早期应变率、舒张晚期(即心房收缩期)应变率，并计算左心室收缩期各壁的平均峰值应变及其相应时相的平均峰值应变率。研究报道称，左心房壁心肌不同时相的峰值应变率可以反映左心房的功能状态，在应变率曲线上，总应变和收缩期峰值应变率反映左心房的储存功能；收缩期应变和舒张早期峰值应变率反映左心房的管道功能；舒张晚期应变和舒张晚期峰值应变率反映左心房的助力泵功能[6]。

3 2D-STE左心房功能评价的临床应用研究

3.1评价正常人左心房功能 赵映等[7]应用2D-STE评价44例正常人左心房各节段长轴方向的应变率表明，正常人心动周期中，左心房下壁和侧壁的变形能力最高，间隔与前壁最低，且同一房壁基底段高于房顶部。说明2D-STE对正常人左心房节段性功能进行评价是可行的，其有望为临床评价不同病理条件下左心房功能节段性改变的位置和程度提供依据[7]。夏纪筑等[8]应用2D-STE对142名不同年龄段的健康志愿者的左心房功能进行评价，结果表明，随着年龄的增加，左心房各节段应变值减小，达峰时间延长，提示2D-STE能够评价不同年龄段正常人各节段左心房功能，为亚临床疾病的早期监测和左心房功能的评价提供重要信息。

3.2评价瓣膜病患者左心房功能 二尖瓣狭窄可引起左心房后负荷(压力负荷)增加，随着二尖瓣狭窄程度的增加，后负荷逐渐增加。有研究表明，随着左心房后负荷的增加，左心房的助力泵功能对左心室充盈的作用逐渐减弱，从而使左心房应变显著下降，最终引起左心房重构[9]。二尖瓣狭窄患者发生房性心律失常的危险性较高，因此应用2D-STE测定左心房的应变及应变率能够预测心房颤动的发生和发展，为临床早期治疗提供可靠的依据。

二尖瓣脱垂患者持续存在的二尖瓣反流，引起左心室充盈异常，左心房前负荷(容量负荷)增加，导致左心房压力增高、左心房增大，进而引起左心房功能改变。国外有研究报道，采用2D-STE测定左心房整体纵向应变，可以对不同反流程度患者的左心房功能做出定量评价，而且能够在早期提示无明显症状的慢性二尖瓣反流患者的左心房功能损害[10]。苏杭等[11]应用2D-STE对25例二尖瓣成形术的二尖瓣脱垂患者和25名正常人的左心房功能进行检测，结果表明，二尖瓣脱垂患者左心房的储存功能、管道功能和助力泵功能均降低，成形术后3 d左心房功能处于待恢复期，术后3个月有明显改善。龚明霞等[12]应用2D-STE和实时三维超声心动图对41例拟行二尖瓣成形术的患者于术前、术后1周及术后6个月进行左心房功能检测，结果表明，两种方法测量的结果无明显差异，且呈正相关，提示2D-STE可以评价二尖瓣成形术前后左心房功能的变化，从而判断二尖瓣成形术的疗效，为临床提供借鉴。

3.3评价高血压病患者左心房功能 高血压患者普遍存在左心房扩大。有研究证实，在高血压早期左心室构型正常时，左心房构型可正常或扩大；而当左心房构型正常时，左心室舒张功能已经受损[13]。Miller等[14]的研究显示，高血压患者左心房扩大发生在左心室舒张功能减退和左心室构型改变发生之前。杨颖等[15]使用二维超声斑点追踪技术，在社区人群中探讨了左心房大小正常的高血压患者左心房功能的变化情况，结果显示，反映左心房时相功能的收缩期应变、总应变、收缩期应变率及舒张早期应变率等指标在高血压患者中均明显降低，与Mondillo等[16]的研究结果相同，说明斑点追踪技术能更敏感地检测到早期心房功能的变化。

3.4评价冠状动脉硬化性心脏病患者左心房功能 李波等[17]应用二维斑点追踪显像技术对34例陈旧性心肌梗死患者及30名正常人的左心房收缩及舒张功能进行检测，研究表明，陈旧性心肌梗死患者左心房储备功能和管道功能均较正常人降低，而助力泵功能显著增加，说明陈旧性心肌梗死患者通过增加助力泵功能提高左心房主动射血量从而维持左心室充盈，提示2D-STE可以定量评价陈旧性心肌梗死患者的左心房功能。张爽等[18]对急性心肌梗死患者行经皮冠状动脉内支架植入术(percutaneous coronary intervention，PCI)后左心房功能的变化进行检测，结果表明，PCI术后急性心肌梗死患者左心房的储存功能及管道功能均有逐渐恢复的趋势，但助力泵功能逐渐降低，提示二维斑点追踪显像技术可以有效评价急性心肌梗死患者PCI术前后左心房功能的动态变化。

3.5评价阵发性心房颤动患者的左心房功能 魏晓芳等[19]应用应变率成像技术对40例阵发性心房颤动患者和23名正常人的左心房功能进行评价，研究发现，在心动周期的不同时相，阵发性心房颤动患者左心房的应变率降低，与磁共振成像评价左心房功能的研究结果基本一致。Mori等[20]应用2D-STE评价阵发性心房颤动患者的左心房功能，与窦性心律患者相比，心房颤动患者的助力泵功能消失，储备功能和管道功能均不同程度地受到影响，心房储备期的应变和应变率下降。史琪等[21]应用实时三维超声心动图和斑点追踪技术对30例阵发性心房颤动行射频消融治疗的患者于术前、术后3 d和术后3个月进行左心房功能检测，结果表明，术后3 d左心房各壁各节段收缩期应变率、舒张早期应变率和舒张晚期(即心房收缩期)应变率均降低，左心房功能处于“恶化期”；术后3个月左心房前壁、下壁、房间隔各节段舒张晚期(即心房收缩期)应变率和舒张早期应变率增高，收缩期应变率无明显变化，左心房助力泵功能和管道功能有所改善，提示射频消融术后心房颤动患者左心房功能逐渐恢复，其恢复的重要时间段是术后3个月。Schneider等[22]的研究结果表明，阵发性心房颤动患者心房颤动发作间歇期和发作期，左心房的储备功能和管道功能均有不同程度的降低，发作期助力泵功能消失，提示心房颤动时左心房发生重构，心房肌的纤维化干扰了心房功能的重新分配，从而影响了左心房功能。

3.6评价心肌病患者左心房功能 李荣等[23]对92例左心室不同构型的原发性高血压患者和50名正常人的左心房功能进行评价，结果显示，在左心室重构发生之前，原发性高血压患者的左心房功能已经出现变化，左心房功能的变化随着左心室重构程度的加重而更加明显。尹家保等[24]对32例缺血性心肌病患者、36例扩张性心肌病患者和31名健康志愿者的左心房功能进行评价，研究表明，缺血性心肌病和扩张性心肌病组患者左心房的应变和应变率均较健康对照组降低，且扩张性心肌病组降低得更显著，提示两组心肌病患者左心房动态储血功能和主动泵血功能明显降低。Paraskevaidis等[25]应用2D-STE对50例左心室射血分数正常的家族性肥厚性心肌病患者的左心房功能进行评价，结果表明，左心房应变可以有效预测肥厚性心肌病等心血管不良事件的发生，且能够对心房颤动的发生、发展做出很好的预测。

4 2D-STE评价左心房功能的局限性和展望

2D-STE能够简单、无创地对不同病理条件下左心房功能的变化进行快速评价，为临床诊断、疗效和预后评估提供重要的信息。但2D-STE仍有一定的局限性：①对二维图像质量要求较高，图像质量会影响其追踪测量效果；②进行图像采集时仪器需要调试至合适的帧频、探头频率和聚焦点才能获得较满意的图像；③2D-STE始终在是二维平面上进行斑点追踪，不能反映心脏的立体运动，容易出现斑点脱失进而影响测量的准确性；④目前国内外采用2D-STE对左心房功能进行测定的研究尚不多，其在多种心血管疾病左心房功能评价及该技术与其他成像技术检测结果的关系有待进一步探讨。相信随着成像技术的发展以及临床应用研究的深入，2D-STE应用范围将进一步扩大，为心脏疾病的临床鉴别、治疗方法选择及预后评估提供准确、可靠的诊断依据。

[1] Vianna-Pinton R,Moreno CA,Baxter CM,etal.Two-dimensional speckle-tracking echocardiography of the left atrium:feasibility and regional contraction and relaxation differences in normal subjects[J].J Am Soc Echocardiogr,2009,22(3):299-305.

[2] Saraiva RM,Demirkol S,Buakhamsri A,etal.Left atrial strain measured by two-dimensional speckle tracking represents a new tool to evaluate left atrial function[J].J Am Soc Echocardiogr,2010,23(2):172-180.

[3] 李潭,杨军.斑点追踪技术评价左心房功能的研究进展[J/CD].中华临床医师杂志(电子版),2011,5(13):3860-3863.

[4] Cianciulli TF,Saccheri MC,Lax JA,etal.Two-dimensional speckle tracking Echocardiography for the assessment of atrial function[J].World J Cardiol,2010,2(7):163-170.

[5] Kim DG,Lee KJ,Lee S,etal.Feasibility of two-dimensional global longitudinal strain and strain rate imaging for the assessment of left atrial function:a low probability of cardiovascular disease and normal exercise capacity[J].Echocardiography,2009,26(10):1179-1187.

[6] Inaba Y,Yuda S,Kobayashi N,etal.Strain rate imaging for noninvasive functional quantification of the left atrium:comparative studies in controls and patients with atrial fibrillation[J].J Am Soc Echocardiogr,2005,18(7):729-736.

[7] 赵映,李治安,孙琳,等.二维斑点追踪应变率技术研究正常人节段性左心房功能评价[J].心肺血管病杂志,2011,30(5):399-402.

[8] 夏纪筑,高玉丽,王庆庆,等.二维斑点追踪技术评价各年龄段正常成人左心房功能[J].临床超声医学杂志,2013,15(1):22-24.

[9] Shin MS,Kim BR,Oh KJ,etal.Echocardiographic assessments of left atrial strain and volume in healthy patients and patients with mitral valvular heart disease by tissue Doppler imaging and 3-dimensional echocardiography[J].Korean Circ J,2009,39(7):280-287.

[10] Cameli M,Lisi M,Giacomin E,etal.Chronic mitral regurgitation:left atrial deformation analysis by two-dimensional speckle tracking echocardiography[J].Echocardiography,2011,28(3):327-334.

[11] 苏杭,赵博文,唐海林,等.二维斑点追踪技术对二尖瓣成形术前后左心房应变的研究[J].中华超声影像学杂志,2013,22(6):461-465.

[12] 龚明霞,徐敏,张晓膺,等.二维斑点追踪成像和实时三维超声心动图评价二尖瓣成形术后左心房功能[J].中国医学影像学杂志,2013,21(3):201-205.

[13] Mu Y,Qin C,Wang C,etal.Two-dimensional ultrasound speckle tracking imaging in evaluation of early changes in left ventricular diastolic function in patients with essential hypertension[J].Echocardiography,2010,27(2):146-154.

[14] Miller JT,O′Rourke RA,Crawford MH.Left atrial enlargement:an early sign of hypertensive heart disease[J].Am Heart J,1988,116(4):1048-1051.

[15] 杨颖,吴国祥,张宝娓,等.斑点追踪技术评价高血压患者左心房功能的早期改变[J].中华超声影像学杂志,2012,21(8):661-664.

[16] Mondillo S,Cameli M,Caputo ML,etal.Early detection of left atrial strain abnormalities by speckle-tracking in hypertensive and diabetic patients with normal left atrial size[J].J Am Soc Echocardiogr,2011,24(8):898-90.

[17] 李波,诸静洁.斑点追踪显像技术评价陈旧性心肌梗死患者左心房功能的价值[J].中国当代医药,2012,19(15):84-85.

[18] 张爽，李玉宏.斑点追踪显像技术评价经皮冠状动脉内支架植入术对急性心肌梗死患者左心房功能变化的影响[J].中国医学影像技术,2012,28(2):277-281.

[19] 魏晓芳,李治安,何怡华,等.二维斑点追踪应变率成像技术评价阵发性孤立心房颤动患者左心房功能[J].心肺血管病杂志,2013,32(2):200-203.

[20] Mori M,Kanzaki H,Amaki M,etal.Impact of reduced left atrial functions on diagnosis of paroxysmal atrial fibrillation:Results from analysis of time-left atrial volume curve determined by two-dimensional speckle tracking[J].J Cardiol,2011,57(1):89-94.

[21] 史琪,穆玉明,唐琪,等.实时三维超声及斑点追踪技术评价心房颤动患者射频消融术前后左心房功能[J].中华超声影像学杂志,2011,20(8):661-664.

[22] Schneider C,Malisius R,Krause K,etal.Strain rate imaging for functional quantification of the left atrium:atrial deformation predicts the maintenance of sinus rhythm after catheter ablation of atrial fibrillation[J].Eur Heart J,2008,29(11):1397-1409.

[23] 李荣,王志斌,孙慧,等.实时三平面应变率成像评价左心室不同构型原发性高血压患者左心房功能[J].中国医学影像技术,2010,26(3):484-487.

[24] 尹家保,谢满英,解芸竹,等.斑点追踪显像技术评价缺血性心肌病和扩张型心肌病患者左心房功能[J].湖北医药学院学报,2012,31(4):301-305.

[25] Paraskevaidis IA,Farmakis D,Papadopoulos C,etal.Two-dimensional strain analysis in patients with hypertrophic cardiomyopathy and normal systolic function:a 12-month follow-up study[J].Am Heart J,2009,158(3):444-450.