左室舒张早期血流传播时间与左室松弛时间常数的相关性分析
王石真 张运 张梅 张薇 王勇 邢艳秋 张园园
摘 要 目的：探讨舒张早期二尖瓣血流E波流速相对于空间点和时间点的变化及其与左室舒张功能的关系,寻找估测左室舒张功能的新指标。方法：在犬实验中应用心导管法测量左室松弛时间常数(T),应用脉冲波多普勒测量二尖瓣瓣尖及瓣下1cm及2cm三个取样点的E波流速、瓣下各点与瓣尖E波流速比值,各点心电图R波顶峰至E波顶峰的时间(R-E)、瓣下各点与瓣尖R-E0时间比值,测定对照状态和结扎冠状动脉后各项指标的变化, 并分析脉冲多普勒指标与T值的相关性。结果：在对照和缺血状态下,R-E2/R-E0比值与T值相关性分别达到r=0.87(P<0.001)和r=0.92(P<0.001)。结论：左室松弛减退可导致舒张早期血流速度传播时间的延长,左室中部与二尖瓣瓣尖R-E比值为无创性估测T值提供了新方法。
, 百拇医药
关键词：左室松弛时间常数 超声心动图 左室舒张功能
近年来的研究发现,左室松弛性减退可导致舒张早期左室血流传播延缓〔1～3〕。这提示,左室腔内舒张早期流速随空间和时间的变化与左室松弛性之间可能存在某种关系。在本研究中,我们对这一问题进行了系统的研究,并将各测定参数与心导管法测量左室松弛时间常数(T)进行相关性分析,现将结果报告如下。
资料与方法
研究对象:山东医科大学实验动物中心提供的健康杂种犬10只,雄性7只,雌性3只,体重9kg～19kg,平均体重13.6kg±2.45kg。
研究方法:检查方法:以3%戊巴比妥钠30mg/kg静脉麻醉, 使实验犬取仰卧位,心电监护、气管插管、呼吸机维持通气, 左侧第五肋间隙横切口开胸, 缝制心包吊床,用7F猪尾导管自右侧股动脉插管并送入左室中部。1.对照状态:应用日本光电RM6000型多导生理记录仪同步记录左室压力曲线、左室压力微分曲线及Ⅱ导联心电图, 应用惠普SONOS-5500型超声心动图仪进行UCG检查: 将探头置于犬心外膜表面, 在心尖四腔心切面, 将取样容积调整到最小长度,分别置于舒张早期二尖瓣瓣尖、瓣下1cm和2cm, 取样容积间的距离以M型超声游标确定, 同步记录二尖瓣前向血流频谱和Ⅱ导联心电图, 录像带记录供嗣后分析。2.负荷改变状态: (1)左室前负荷减少状态: 首先用游标卡尺测量犬下腔静脉外径, 之后用细线穿过3cm长的导尿管套在下腔静脉根部外, 用血管钳钳夹细线的两端并逐渐收紧, 再次测量下腔静脉外径, 致外径减少30%(面积减少约50%),待犬的血流动力学稳定后, 重复上述检查, 之后解除下腔静脉狭窄。(2)左室后负荷增加状态: 待犬的血流动力学稳定后, 于升主动脉中段采用与结扎下腔静脉同样的方法, 使外径减少30%(面积减少约50%), 重复上述检查。3.心肌缺血状态: 缝扎左前降支远端1/3, 10分钟后重复上述检查。
, 百拇医药
测量指标: 左室松弛时间常数(T,ms),采用Weiss提出的计算公式: T=P0/-dp/dtmax〔4〕。左室压力最大下降速率(-dp/dtmax,mmHg/s): 为左室压力微分曲线的最大负值; P0在同步记录的左室压力曲线和左室压力微分曲线中,测量相对于-dp/dtmax点的左室压即为P0。
二尖瓣血流速度指标: 二尖瓣瓣尖水平、二尖瓣瓣下1cm及2cm处舒张早期的最大血流速度(E0, E1, E2, cm/s)。
二尖瓣血流时间指标(R-E): 二尖瓣瓣尖水平、二尖瓣瓣下1cm及二尖瓣瓣下2cm处心电图R波顶峰至E0波峰值的时间(R-E0, R-E1, R-E2,ms)。
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减速度指标Dc1: 血流速度从E0至E1的改变随时间的变化率;Dc1=(E0-E1)×1000/(R-E1-R-E0)(cm/ms2); Dc2、计算方法依此类推, Dct:血流速度从E0至E3的改变随时间的变化率: Dct=(E0-E3)×1000/(R-E3-R-E0)(cm/ms2)。
统计学分析:所有测值均以X±s表示, 采用EXCEL统计分析软件,对各种实验状态下的心导管和UCG测值进行组间配对t检验以比较负荷改变或缺血对上述指标的影响, P<0.05表示差异有显著性。以直线相关分析对比UCG测量指标与心导管测量的左室松弛时间常数的相关性。
, 百拇医药 结 果
T: 对照状态为31.5ms±5.2ms, 在前负荷减低(36.2ms±14.2ms)和后负荷增加(35.4ms±11.9ms)时均有延长, 具有统计学意义(P<0.05); 缺血后即刻明显延长(53.1ms±20.0ms P<0.01), 并持续延长到缺血1.5小时实验终止。
前负荷降低状态二尖瓣瓣尖及瓣下血流速度和E/A与对照状态比较无显著性差异; 后负荷增加状态二尖瓣血流E0、E1和E2均下降, 其中E0、E1的下降具有统计学意义。同时A波流速下降, E/A降低。表明后负荷的增加对二尖瓣血流速度具有显著的影响。心肌缺血状态: E0、E1、E2均显著下降与对照状态相比P<0.01。二尖瓣血流A峰升高,E/A比值明显降低(P<0.01)。
, 百拇医药
前负荷降低和后负荷升高状态二尖瓣血流时间指标和减速度指标与对照状态比较无显著变化。心肌缺血状态: 二尖瓣血流R-E时间从瓣尖至瓣下2cm与对照状态相比均延长,其中R-E1和R-E2延长非常显著(P<0.01), 二尖瓣血流R-E时间受缺血的明显影响。
UCG指标与左室松弛时间常数的相关分析表1。
表1 松弛时间常数与超声心动图指标的相关性分析
测量指标
静息状态
缺血状态
r
p
r
, http://www.100md.com
p
E0 E0
0.52
<0.05
0.56
<0.05
E1 E1
0.48
<0.05
0.58
<0.05
E2 E2
, http://www.100md.com
0.68
<0.01
0.64
<0.01
R-E0 R-E0
0.51
<0.05
0.56
<0.05
R-E1 R-E1
0.64
<0.01
, http://www.100md.com
0.68
<0.01
R-E2 R-E2
0.80
<0.001
0.90
<0.001
R-E1/R-E0 R-E1/R-E0
0.75
<0.01
0.79
, http://www.100md.com
<0.01
R-E2/R-E0 R-E2/R-E0
0.87
<0.001
0.92
<0.001
Dct
0.17
NS
0.21
NS
A
, 百拇医药
0.57
<0.05
0.56
<0.05
E/A
0.55
<0.05
0.42
<0.05
讨 论
UCG估测左室松弛时间常数的价值: 在左室舒张功能异常的无创性诊断方面, UCG以其无创、简便和可重复性获得了广泛的应用,其中脉冲波多普勒记录的二尖瓣血流和肺静脉血流频谱是临床评价左室舒张功能的主要方法。以往很多研究证明, 二尖瓣血流频谱E峰降低、A峰升高往往提示左室松弛功能异常, 但二尖瓣血流速度仅仅反映了左房-左室舒张早期压差, 且受到心率、左室前后负荷、年龄、呼吸、取样位置等因素的影响, 在舒张早期左房压升高或左室僵硬度升高时二尖瓣血流频谱会出现假性正常化〔5～7〕, 二尖瓣血流E/A比值是目前临床应用最为广泛的诊断左室松弛功能指标, 但这一指标在诊断左室松弛功能中的价值十分有限。我们的研究也发现E/A比值与心导管测定的T值的相关性较低。
, 百拇医药
为了全面评价左室二尖瓣舒张早期血流速度分布与左室舒张功能的关系, 在本研究中我们应用心导管-UCG同步测量技术, 深入探讨了舒张早期二尖瓣血流E波流速相对于空间点和时间点的变化, 并试图寻找与心导管测定的左室松弛性具有较好相关性的无创性测量左室舒张功能的新指标。二尖瓣血流速度指标: 在对照状态和缺血状态下二尖瓣血流速度指标E2与T值相关最佳, 分别为r=0.68和r=0.64。E0和E1与T值的相关性较E2与T值的相关性差(r=0.48～0.58),原因可能为:E0和E1受到舒张早期二尖瓣血流动量的影响较大, 而E2受到左室松弛性的影响较大, 此外二尖瓣血流速度指标受后负荷升高的明显影响, 这可能是速度指标与T值相关性较差的原因之一。二尖瓣血流时间指标: 无论在对照状态或缺血状态下,R-E2/R-E0比值与T值相关最佳, R-E2与T值也有良好的相关性, 舒张期二尖瓣血流速度在左室内的分布时相显然与左室心肌的主动松弛速度有关, 由于二尖瓣血流时间指标相对不受左室前后负荷变化的影响, 同时, 时间比值指标排除了心率变化的影响, 因此与T值的相关性更佳。
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在静息状态和缺血状态下, 二尖瓣血流减速度指标与T值无显著性相关。
结论 二尖瓣血流R-E时间比值相对不受左室前后负荷影响, 可估测左室松弛性的变化, 为无创性定量评价左室舒张功能提供了新方法。
本课题受卫生部临床学科重点项目基金资助
张运(250012 济南市,山东医科大学附属医院心内科)
张梅(250012 济南市,山东医科大学附属医院心内科)
张薇(250012 济南市,山东医科大学附属医院心内科)
王勇(250012 济南市,山东医科大学附属医院心内科)
邢艳秋(250012 济南市,山东医科大学附属医院心内科)
, 百拇医药
张园园(250012 济南市,山东医科大学附属医院心内科)
王石真(目前在山东省交通医院心内科 250031)
参考文献
1 Razuhiro Y.Intraventricular dispersion of early diastolic filling:A new marker of left ventricular diastolic dysfunction.Am J Heart,1995,129:291～297.
2 Stugaard M,Risoe C,Ihlen H,et al.Intracavitary filling pattern in the failing left ventricle assessed by clor M-mode Doppler echocardiography.J Am Coll Cardiol,1994,24:663～670.
, 百拇医药
3 Takatsuji H,Mikami T,et al.A new approach for evaluation of left ventricular diastolic function: Spatial and temporal analysis of left ventricular filling flow propagation by color M-mode Doppler echocardiography.J Am Coll Cardiol,1996,27:356～361.
4 Weiss J1,Frederiksen Jw,Weisfeldt ML.Hemldynamic determinants of the time course of fall in canine left ventricular pressure.J Clin Invest，1976，58：751～760.
5 Working group report.Eur Heart J,1998,19:990～1003.
6 Rick A.Evaluation of diastolic filling of left ventricule in health and disease:Doppler echocardiography is the clinician′s rosetta stone.J Am Coll cardiol,1997,30:8～18., http://www.100md.com
摘 要 目的：探讨舒张早期二尖瓣血流E波流速相对于空间点和时间点的变化及其与左室舒张功能的关系,寻找估测左室舒张功能的新指标。方法：在犬实验中应用心导管法测量左室松弛时间常数(T),应用脉冲波多普勒测量二尖瓣瓣尖及瓣下1cm及2cm三个取样点的E波流速、瓣下各点与瓣尖E波流速比值,各点心电图R波顶峰至E波顶峰的时间(R-E)、瓣下各点与瓣尖R-E0时间比值,测定对照状态和结扎冠状动脉后各项指标的变化, 并分析脉冲多普勒指标与T值的相关性。结果：在对照和缺血状态下,R-E2/R-E0比值与T值相关性分别达到r=0.87(P<0.001)和r=0.92(P<0.001)。结论：左室松弛减退可导致舒张早期血流速度传播时间的延长,左室中部与二尖瓣瓣尖R-E比值为无创性估测T值提供了新方法。
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关键词：左室松弛时间常数 超声心动图 左室舒张功能
近年来的研究发现,左室松弛性减退可导致舒张早期左室血流传播延缓〔1～3〕。这提示,左室腔内舒张早期流速随空间和时间的变化与左室松弛性之间可能存在某种关系。在本研究中,我们对这一问题进行了系统的研究,并将各测定参数与心导管法测量左室松弛时间常数(T)进行相关性分析,现将结果报告如下。
资料与方法
研究对象:山东医科大学实验动物中心提供的健康杂种犬10只,雄性7只,雌性3只,体重9kg～19kg,平均体重13.6kg±2.45kg。
研究方法:检查方法:以3%戊巴比妥钠30mg/kg静脉麻醉, 使实验犬取仰卧位,心电监护、气管插管、呼吸机维持通气, 左侧第五肋间隙横切口开胸, 缝制心包吊床,用7F猪尾导管自右侧股动脉插管并送入左室中部。1.对照状态:应用日本光电RM6000型多导生理记录仪同步记录左室压力曲线、左室压力微分曲线及Ⅱ导联心电图, 应用惠普SONOS-5500型超声心动图仪进行UCG检查: 将探头置于犬心外膜表面, 在心尖四腔心切面, 将取样容积调整到最小长度,分别置于舒张早期二尖瓣瓣尖、瓣下1cm和2cm, 取样容积间的距离以M型超声游标确定, 同步记录二尖瓣前向血流频谱和Ⅱ导联心电图, 录像带记录供嗣后分析。2.负荷改变状态: (1)左室前负荷减少状态: 首先用游标卡尺测量犬下腔静脉外径, 之后用细线穿过3cm长的导尿管套在下腔静脉根部外, 用血管钳钳夹细线的两端并逐渐收紧, 再次测量下腔静脉外径, 致外径减少30%(面积减少约50%),待犬的血流动力学稳定后, 重复上述检查, 之后解除下腔静脉狭窄。(2)左室后负荷增加状态: 待犬的血流动力学稳定后, 于升主动脉中段采用与结扎下腔静脉同样的方法, 使外径减少30%(面积减少约50%), 重复上述检查。3.心肌缺血状态: 缝扎左前降支远端1/3, 10分钟后重复上述检查。
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测量指标: 左室松弛时间常数(T,ms),采用Weiss提出的计算公式: T=P0/-dp/dtmax〔4〕。左室压力最大下降速率(-dp/dtmax,mmHg/s): 为左室压力微分曲线的最大负值; P0在同步记录的左室压力曲线和左室压力微分曲线中,测量相对于-dp/dtmax点的左室压即为P0。
二尖瓣血流速度指标: 二尖瓣瓣尖水平、二尖瓣瓣下1cm及2cm处舒张早期的最大血流速度(E0, E1, E2, cm/s)。
二尖瓣血流时间指标(R-E): 二尖瓣瓣尖水平、二尖瓣瓣下1cm及二尖瓣瓣下2cm处心电图R波顶峰至E0波峰值的时间(R-E0, R-E1, R-E2,ms)。
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减速度指标Dc1: 血流速度从E0至E1的改变随时间的变化率;Dc1=(E0-E1)×1000/(R-E1-R-E0)(cm/ms2); Dc2、计算方法依此类推, Dct:血流速度从E0至E3的改变随时间的变化率: Dct=(E0-E3)×1000/(R-E3-R-E0)(cm/ms2)。
统计学分析:所有测值均以X±s表示, 采用EXCEL统计分析软件,对各种实验状态下的心导管和UCG测值进行组间配对t检验以比较负荷改变或缺血对上述指标的影响, P<0.05表示差异有显著性。以直线相关分析对比UCG测量指标与心导管测量的左室松弛时间常数的相关性。
, 百拇医药 结 果
T: 对照状态为31.5ms±5.2ms, 在前负荷减低(36.2ms±14.2ms)和后负荷增加(35.4ms±11.9ms)时均有延长, 具有统计学意义(P<0.05); 缺血后即刻明显延长(53.1ms±20.0ms P<0.01), 并持续延长到缺血1.5小时实验终止。
前负荷降低状态二尖瓣瓣尖及瓣下血流速度和E/A与对照状态比较无显著性差异; 后负荷增加状态二尖瓣血流E0、E1和E2均下降, 其中E0、E1的下降具有统计学意义。同时A波流速下降, E/A降低。表明后负荷的增加对二尖瓣血流速度具有显著的影响。心肌缺血状态: E0、E1、E2均显著下降与对照状态相比P<0.01。二尖瓣血流A峰升高,E/A比值明显降低(P<0.01)。
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前负荷降低和后负荷升高状态二尖瓣血流时间指标和减速度指标与对照状态比较无显著变化。心肌缺血状态: 二尖瓣血流R-E时间从瓣尖至瓣下2cm与对照状态相比均延长,其中R-E1和R-E2延长非常显著(P<0.01), 二尖瓣血流R-E时间受缺血的明显影响。
UCG指标与左室松弛时间常数的相关分析表1。
表1 松弛时间常数与超声心动图指标的相关性分析
测量指标
静息状态
缺血状态
r
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E0 E0
0.52
<0.05
0.56
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E1 E1
0.48
<0.05
0.58
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E2 E2
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R-E1/R-E0 R-E1/R-E0
0.75
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R-E2/R-E0 R-E2/R-E0
0.87
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Dct
0.17
NS
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A
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0.57
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0.56
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E/A
0.55
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讨 论
UCG估测左室松弛时间常数的价值: 在左室舒张功能异常的无创性诊断方面, UCG以其无创、简便和可重复性获得了广泛的应用,其中脉冲波多普勒记录的二尖瓣血流和肺静脉血流频谱是临床评价左室舒张功能的主要方法。以往很多研究证明, 二尖瓣血流频谱E峰降低、A峰升高往往提示左室松弛功能异常, 但二尖瓣血流速度仅仅反映了左房-左室舒张早期压差, 且受到心率、左室前后负荷、年龄、呼吸、取样位置等因素的影响, 在舒张早期左房压升高或左室僵硬度升高时二尖瓣血流频谱会出现假性正常化〔5～7〕, 二尖瓣血流E/A比值是目前临床应用最为广泛的诊断左室松弛功能指标, 但这一指标在诊断左室松弛功能中的价值十分有限。我们的研究也发现E/A比值与心导管测定的T值的相关性较低。
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为了全面评价左室二尖瓣舒张早期血流速度分布与左室舒张功能的关系, 在本研究中我们应用心导管-UCG同步测量技术, 深入探讨了舒张早期二尖瓣血流E波流速相对于空间点和时间点的变化, 并试图寻找与心导管测定的左室松弛性具有较好相关性的无创性测量左室舒张功能的新指标。二尖瓣血流速度指标: 在对照状态和缺血状态下二尖瓣血流速度指标E2与T值相关最佳, 分别为r=0.68和r=0.64。E0和E1与T值的相关性较E2与T值的相关性差(r=0.48～0.58),原因可能为:E0和E1受到舒张早期二尖瓣血流动量的影响较大, 而E2受到左室松弛性的影响较大, 此外二尖瓣血流速度指标受后负荷升高的明显影响, 这可能是速度指标与T值相关性较差的原因之一。二尖瓣血流时间指标: 无论在对照状态或缺血状态下,R-E2/R-E0比值与T值相关最佳, R-E2与T值也有良好的相关性, 舒张期二尖瓣血流速度在左室内的分布时相显然与左室心肌的主动松弛速度有关, 由于二尖瓣血流时间指标相对不受左室前后负荷变化的影响, 同时, 时间比值指标排除了心率变化的影响, 因此与T值的相关性更佳。
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在静息状态和缺血状态下, 二尖瓣血流减速度指标与T值无显著性相关。
结论 二尖瓣血流R-E时间比值相对不受左室前后负荷影响, 可估测左室松弛性的变化, 为无创性定量评价左室舒张功能提供了新方法。
本课题受卫生部临床学科重点项目基金资助
张运(250012 济南市,山东医科大学附属医院心内科)
张梅(250012 济南市,山东医科大学附属医院心内科)
张薇(250012 济南市,山东医科大学附属医院心内科)
王勇(250012 济南市,山东医科大学附属医院心内科)
邢艳秋(250012 济南市,山东医科大学附属医院心内科)
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张园园(250012 济南市,山东医科大学附属医院心内科)
王石真(目前在山东省交通医院心内科 250031)
参考文献
1 Razuhiro Y.Intraventricular dispersion of early diastolic filling:A new marker of left ventricular diastolic dysfunction.Am J Heart,1995,129:291～297.
2 Stugaard M,Risoe C,Ihlen H,et al.Intracavitary filling pattern in the failing left ventricle assessed by clor M-mode Doppler echocardiography.J Am Coll Cardiol,1994,24:663～670.
, 百拇医药
3 Takatsuji H,Mikami T,et al.A new approach for evaluation of left ventricular diastolic function: Spatial and temporal analysis of left ventricular filling flow propagation by color M-mode Doppler echocardiography.J Am Coll Cardiol,1996,27:356～361.
4 Weiss J1,Frederiksen Jw,Weisfeldt ML.Hemldynamic determinants of the time course of fall in canine left ventricular pressure.J Clin Invest，1976，58：751～760.
5 Working group report.Eur Heart J,1998,19:990～1003.
6 Rick A.Evaluation of diastolic filling of left ventricule in health and disease:Doppler echocardiography is the clinician′s rosetta stone.J Am Coll cardiol,1997,30:8～18., http://www.100md.com