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编号:10272254
房室平面位移评估左室功能
http://www.100md.com 《中国超声医学杂志》 1999年第1期
     作者:郜朝晖

    单位:100037 中国医学科学院 中国协和医科大学阜外心血管病医院,心血管病研究所

    关键词:

    中国超声医学杂志990122 郜朝晖 综述 杨浣宜 汤五洲 审校

    长期以来,超声心动图对病理状态下的心脏功能,例如冠心病,充血性心衰以及心肌病的心肌收缩、舒张运动状况的评价,尚缺乏客观有效的评价方法。虽然沿心肌短轴切面连续追踪法,观察左室短轴的缩短率及室壁运动强弱可粗略判断局部心肌的运动功能状态,但近年来组织学、解剖学的研究结果,显示出该种方法的局限性。超声诊断工作者应用关于心脏纤维走向的基础性研究结果,逐渐发现一种沿心脏的长轴测量房室平面位移的距离来评估心脏功能的方法,即房室平面位移法(Atrioventricular Plane Displacement AVPD法),作为沿短轴切面的传统方法学的补充,被认为很可能有较高的临床应用价值。现将这个方法的基础理论与临床研究现状作一综述。
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    1.房室平面位移法的基础理论

    对心脏左室收缩、舒张功能的评估需要大量的关心室腔泵模型的知识。心脏复杂的立体几何形体以及节律性的收缩与舒张,使得现有的超声技术在准确地获取心功能的信息方面仍处于不断的改进状态。长期以来,左室的收缩与舒张功能一直被习惯地描述为心脏环形纤维的作用结果,即心室短轴的缩短。而沿长轴方向的变化被认为是瓣环的运动,没有得到重视。AVPD法的提出,体现了对心肌纤维结构的更全面更细微的理解与把握。

    人类对于心肌纤维走向的研究与关注,可以追朔到17世纪早期。1628年,Harvey〔1〕首次记述了心室肌纤维走向上潜在的功能性的意义;Pettigrew〔1〕在1886年将心肌分为七层;20世纪初,MacCallum〔1〕首次注意到了左心室基底部的纤维环。Mall〔1〕将这一研究扩展到人的心脏,他提出了可能此后形成这一研究的基础的心肌纤维的命名与分类。随后的解剖学、组胚学的研究者们对心脏左室的建构进行了复杂而精细的研究,使得“二尖瓣环”作为纤维骨骼的存在和与心尖之间心肌纤维的联系,以及在左室壁连续的心肌纤维相互成角的观点;在有限的左室心肌的一系列心肌切面上被充分肯定。1969年,Streeter〔2〕等通过动物实验研究,明确提出纵行纤维与环行纤维在心脏的收缩功能上起着同样重要的作用。1981年,Greenbaum〔3〕发现了充分发育的左心室基底部二尖瓣周围的环,该结构后被公认为“心脏的纤维骨架”(Cardiac skeleton);同时研究发现,大量附着于骨架的心肌纤维,纵行贯穿于心尖与基底部之间,表明了明确的功能上的意义。他的这一研究结果与Streeter及其合作者在七十年代中期的研究,充分证实了纵行纤维的收缩导致了心脏长轴的缩短,即房室平面向心尖部的运动。也就是说,房室平面的运动是心室肌长轴纤维作用的结果。其它的研究者如Ingets、Daughters等也得到了一致的结果,即:心脏基底部在收缩期向心尖部的压低是长轴纤维缩短的结果,并且作为一个重要的机制参与泵血过程。
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    所有这些基础性研究都明确提出纵行纤维对心脏收缩所起的重要作用,以及除房室平面之外心脏大体形态在心动周期的相对稳定性。对心脏进行沿长轴的观测,无疑对心脏功能信息的获取,找开了一个新的窗口。AVPD法应运而生。

    2.目前的研究现状

    据知用测量房室环运动的位移来估测心功能是从本世纪60年代中期开始的。Dayen和Zaky〔4~5〕几乎同时注意到二尖瓣环的运动,推测该位点的位移可能成为一个新的超声心动图的参数。

    房室平面位移法的雏形最早确立是在1986年,由Landback〔6〕清晰地提出房室平面的概念,同时明确强调了房室平面运动在泵功能上的重要作用;他记录了两个位点即左房室平面与室间隔和左室侧壁的连接点的位移,并详细描述了记录方法。超声心动图能动态地研究血液动力学状态优点,成为评估左室功能的一种理想方法。
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    近代较为通用的房室平面的位移法(AVPD法)的表述是在1988年瑞典斯德哥摩的Hoglund,Alam和Thorstrand〔7〕等完成的。他们在心尖四腔心切面用M型超声在AV-S位点和AV-L位点获取样线;在心尖两腔心切面置取样线于左室前后壁与房室平面的交界处记录在收缩期沿M型取样线移动的四个位点的最大位移。每个位点的AVPD都代表该侧方向心肌的节段性收缩功能,用mm来表示,其均值(mean value of AVPD AV-mean)由四个位点测知,用来描述心脏总体收缩功能,他们采用上述方法对一组平均年龄为58岁的健康北欧人进行测量,发现同一研究对象四个位点的运动规模的统计学处理,未见明显差异,所有测量值均大于10mm;另外,在两组平均年龄为28岁和68岁健康人研究中,发现年轻组的AV-mean(17.5mm)明显高于老年组(15mm,p<0.001),而二者的射血分数(Ejection Fraction EF)却无明显不同。Hoglund〔7〕等认为对二尖瓣瓣环运动位移的测量实际上很可能是一个十分敏感的左室功能指标。1991年Hammastrom等〔8〕的研究却得出了不同的结果,他们的研究结果显示,左室游离壁的AVPD(AV-L)比AV-S的大,可能是样本例数太少的缘故。
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    AVPD法的确立之后,开始了对其临床应用价值的探讨。1989年,Simonson〔9〕等对一组不同诊断的心脏病患者的研究中,以AVPD小于8mm为分界点与超声技术测得的LVEF进行对照,估测左室泵功能,发现AVPD法具有较高的敏感性(87%)和特异性(81%)。Alam〔10〕等于1990年研究一组由心梗和扩张性心肌病所引起的严重的充血性心衰和心功能Ⅲ-Ⅳ(NYHA)的患者,与同年龄的对照组对照,各位点的AVPD都表现出明显的降低,以AVPD均值小于7mm为界点,提示严重的左室泵功能低下(EF<30%),得出92%的敏感性和67%的特异性,这个相对低下的特异性结果可能是由于其研究组中严重的射血分数(EF)低下病例数太少的缘故。后来,Alam等又对心律失常的患者进行了房室平面位移的测量。他们对一组没有冠心病和心肌病史的房颤患者进行测量的数据,与同龄健康对照组相比,房颤患者的AVPD明显降低。一旦复律成功,一个月内AVPD就会恢复正常。AVPD降低可能是由于心房收缩的消失导致左室充盈下降,降低的左室充盈又导致较不充分的左室收缩,导致AVPD降低。Dayem等的研究证实乳头肌的收缩功能在二尖瓣瓣环的运动过程中,并不具有重要的作用,而是由左室心肌的其余部分来完成。Alam〔10〕等进一步研究了101名的冠心患者的血管造影,把狭窄部位与AVPD法测量值对照,结果是房室平面位移的四个位点的测量值的规模与其所代表的四个室壁的血供呈明显的正相关,与血管造影术所测得的射血分数也具有良好的线性关系,(r=0.89,p<0.001);以房室平面位移的均值大于10mm为标准,在具有正常的射血分数(LVEF≥55%)的研究对象中,发现70名阳性,6名假阳性,26名阴性和5名假阴性,敏感性为92%,特异性为87%。作者在这篇文章中指出超声诊断长期认为的心脏泵功能主要发生于环形纤维收缩的片面性观点。
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    瑞典的Willenheimer〔11~12〕在其连续对心衰患者进行的一系列的研究中发现,房室平面位移的幅度和心衰患者的死亡率呈高度的负相关,提出AVPD值可以作为评估心衰患者预后的一项指标。纽约的Cosme〔13〕设想,在通过内膜勾划计量心腔容积以推算心功能的目前流行的方法进行改进,他的前沿性研究初步证明AVPD法在该领域内潜在的应用价值。

    所有以上的临床研究,全部是AVPD法对左室收缩功能的评估,Alam等〔14〕于1992年又提出了该方法对左室舒张功能评估的可能性,指出房室平面在离开心尖朝向心房顶壁运动距离(即整个收缩期的最大位移),与全心舒张期后心房收缩射血所导致的房室平面朝向心房顶壁的运动位移相对比,二者的比值可以作为评估左室舒张功能一个参数。到1994年,希腊人Athanasios〔15〕对101名47岁至71岁(平均年龄为59±12岁)的CAD患者用超声AVPD法进行左室舒张功能评价,他原则上采用了Alam提出的方法测量左房收缩引起的房室平面位移,与总的房室平面位移的比值作为评估左室舒张功能的参数,与脉冲多普勒技术测量的二尖瓣瓣下血流频谱分析所得A/E比值相对照,发现二者之间明显相关(r=0.70,p<0.001),研究中发现左房收缩所导致AVPD值与总的房室平面位移比值的升高主要是因为患者左室的舒张功能异常所致。在左室舒张功能异常的病例中,左室的主动松弛障碍导致了左室早期充盈减低,从而导致左房较大的剩余容量,在舒张晚期形成了心房较大的前负荷,这就导致了较有力的左房收缩和较积极的左室排空。这在AVPD法上,通过左房收缩引起的AVPD与总AVPD的比值升高表现出来。
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    国人对房室平面位移法的研究,尤其对健康人不同年龄组的AVPD平均值的测量,以及对收缩功能的评估少见报道。晚近,章仁品〔16〕等利用该法对36名高血压患者进行测量,评估了右室舒张功能,发现右房收缩引起的房室平面位移幅度与右室房室平面舒张期位移最大幅度比值和脉冲Doppler二尖瓣瓣下峰值流速A/E比值二者存在良好线性相关(r=0.81,p<0.001),进一步支持这一新的超声心动图测量房室平面位移方法对右室舒张功能的评估。

    以上用AVPD法对心功能评估的临床研究均从不同的角度支持它可以作为新的超声心动图的评估指标,但是,就象心脏在心动周期中影响了短轴缩短率(FS%)的测量一样,心脏自身轻微的来回摆动又必定影响其长轴的AVPD的测量,尤其是具有节段性室壁运动异常的心梗患者;另一方面由于健康心肌对局部功能障碍区的代偿性带动也很可能使部分受损的心肌呈现正常的AVPD值,那么可否在对该侧心肌对应的房室平面位点运动幅度的测量时,加上时间因素,即测量该位点的运动速率,从而提高该种方法对受损心肌的检出率,是值得考虑的。目前出现的超声新技术例如组织谐波,组织多普勒成像(TDI),彩色室壁动力学(CK)等,如何与AVPD法结合使用,尚少见报道。在我们尚待发表的实验报告中,已初步肯定了该种方法的临床价值。TDI技术的临床应用也已证明了心尖在收缩期的相对固定和房室平面的向心尖部的位移,这与美国George〔17〕的研究结果相同。当然,进一步的研究是必要的,更应该注意的问题是把该方法与目前公认的短轴切面连续追踪法结合使用,可能使之更具备临床应用价值,而不把AVPD法认为可以替代其它超声心动图的某项心功能检查。
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    作者单位:100037 中国医学科学院 中国协和医科大学阜外心血管病医院,心血管病研究所(郜朝晖综述,杨浣宜审校),河南医科大学一附院(汤五洲审校)

    参考文献

    [1]Greenbaum RA,Lew Yen Ho,Gibson DG,et al.Left ventricular fibre architecture in man.Br heart J,1981,43:248~263

    [2]Streeter DD Jr,Potnitz HM,Patel OP,et al.Fibre orientation in the canine left ventricle during diastole and systole.Circ Res,1969,24:339~347

    [3]Greenbaum RA,Lew Yen Ho,Gibson DG,et al.Left ventricular fibre architecture in man.Br heart J,1981,43:248~263
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    [4]Dayen MKA.Oadley CM,Preger L,et al.Movements of the mitral valve annulus.Cardiovas Res,1967,1:116~120

    [5]Zaky A,Grabhorn L and Feigenbaum H,Movement of the mitral ring;A study in ultrasound cardiography.Cardiovas Res 1967,1:121~131

    [6]Landback.Cardiac pumping and the function of the ventricular septum.Acta Physiol Scand,1986(suppl),550:1~101

    [7]Hoglund C,Alam Mahb,Thorstrand C.Atrioventricular valve plane displacement in healthy persons.An echocardiographic study.Acta Med Scand,1988,224:557~562
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    [8]Hammarstrom E,Wnanne B,Pinto FJ.et al.Tricuspid annular motion.J Am Soc Echocardiogr.1991,4:131~139

    [9]Simonsin J,Chilker NB.Descent of the base of the left ventricle:An echocardioraphic index of left ventricular function.J Am Soc Echocardiogr,1989,2:25~35

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    [11]Willenheimer RB,Cline CM,Erhardt LR,et al.Left ventricular atrioventricular plane displacement:An echocardiographic technique for rapid assessment of prognosis in heart failure [see comments].Heart,1997,78:3,230~236

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    [14]Alam M,Thorstrand C.Left ventricular function in patients with atrial fibrillation before and after cardionerdionersion.Am J Cardiol,1992,69:694~696

    [15]Athanasios Kranidis,Konstantinos Kostopoulos and Lambros Anthopoulos.Evaluation of left ventricular filling by echocardiographic atrioventricular plane displacement in patients with CAD.Inter J Cardiol.1995,48:183~186

    [16]章仁品,陈 训,罗福成等。超声心动图测量右房-右室平面位移评价右室舒张功能.中国超声医学杂志.1994,10(6):18~21

    [17]Julio E Perez,Roberto M Lang.Echocardiography and Cardiovascular Function:Tools for the Next Decade.1997,253

    (1998-07-08收稿,1998-07-22修回), 百拇医药