超聲心動圖對慢性阻塞性肺疾病患者右心功能的評估價值研究

陳立斌，尹鳳英，張盛敏，俞 霏，毛 峰，朱云云，許幼峰

慢性阻塞性肺疾病(chronic obstructive pulmonary disease，COPD)是一種不完全可逆的氣流受限為特征的疾病狀態，氣流受限呈進行性，疾病晚期可引起肺源性心臟病和右心衰竭，病死率高[1]。在我國因患病人數眾多，占40歲以上人群的8.2%[2]，已經成為社會經濟的重要負擔。因此，及時、準確、方便地檢測右心功能在評估疾病進展及疾病治療效果方面具有重要意義。本研究旨在探討超聲心動圖對COPD患者右心功能的評估價值。

1 資料與方法

1.1 一般資料 選取2012年1月—2013年1月寧波市第一醫院呼吸內科收治的COPD患者31例(COPD組)及同期體檢的年齡與之相匹配的健康者31例(對照組)作為研究對象。COPD診斷標準依據中國2007年COPD診治指南修訂版，包括病史、癥狀、體征、相關實驗室檢查及輔助檢查(肺功能等)標準；不限患者是否合并肺源性心臟病。兩組均排除：(1)合并左心功能衰竭、冠狀動脈粥樣硬化性心臟病、風濕性瓣膜性心臟病、先天性心臟病、高血壓、糖尿病、高脂血癥、慢性腎功能不全、惡性腫瘤化療等可能影響心臟結構和功能的疾病者；(2)超聲心動圖透聲條件差、圖像質量達不到定量分析要求者。

COPD組中，男15例，女16例；平均年齡(70.4±9.5)歲。對照組中，男13例，女18例；平均年齡(69.2±5.8)歲。兩組性別構成、年齡間有均衡性。

1.2 方法 采用GE公司Vivid 7(M4S探頭)及PHILIPS公司 IE33(M5S探頭)超聲心動診斷儀檢測右心功能，二維斑點追蹤分析軟件分別為GE公司AFI及 PHILIPS公司QLab。超聲心動圖各項檢測指標如下。所有右心功能指標的測量均參照2010年美國超聲心動圖學會頒布的超聲心動圖評估成人右心功能的指南(ASE指南)所推薦的測量標準[3]。

1.2.1 右心腔徑線 心尖四腔心切面心室收縮末期測量右心房左右徑、上下徑、面積及右心室面積；舒張末期測量右心室基底段內徑、右心室面積；胸骨旁長軸切面(PLAX)右心室流出道(RVOT)近端內徑，胸骨旁大動脈短軸切面(PSAX)測量RVOT近端內徑和主肺動脈內徑(PAD)；劍突下切面舒張末期測量右心室側壁厚度(RVWT)。

1.2.2 右心室收縮功能指標 右心室面積變化率(FAC)、右房室瓣環側壁收縮期組織速度(DTIS)、右房室瓣環收縮期位移(TAPSE)，二維斑點追蹤法測量右心室側壁基底段縱向應變(RV-strain)。

1.2.3 右心室整體功能指標 右心室心肌做功指數(RV-MPI)。

1.2.4 右心室舒張功能指標 右房室瓣環右心室側壁舒張期組織多普勒e波峰值(DTIe)、舒張晚期組織多普勒a波峰值(DTIa)、右房室瓣舒張早期E波峰值(TVE)、右房室瓣舒張晚期A波峰值(TVA)以及TVE/TVA(E/A)、TVE/DTIe(E/e)。

1.2.5 其他相關指標 肺動脈瓣口血流速度(PAV)、肺動脈瓣口頻譜多普勒血流加速時間(PAACT)、左心室舒張末期內徑(LVDd)、下腔靜脈(IVC)內徑及其深吸氣塌陷指數(CI)。

2 結果

2.1 右心腔徑線比較 COPD組患者右心房左右徑、上下徑、面積及右心室基底段內徑、右心室面積、PLAX和PSAX RVOT近端內徑、PAD、劍突下RVWT均大于對照組，差異有統計學意義(P<0.05，見表1、圖1)。

2.2 右心室收縮功能及整體功能指標比較 兩組患者FAC、DTIS比較，差異無統計學意義(P>0.05)；而COPD組TAPSE、RV-strain絕對值小于對照組，RV-MPI大于對照組，差異均有統計學意義(P<0.05，見表1)。

2.3 右心舒張功能指標比較 COPD組患者E/A小于對照組，差異有統計學意義(P<0.05)；而兩組DTIe、DTIa、TVE、TVA及E/e比較，差異均無統計學意義(P>0.05，見表1)。

2.4 右心功能其他相關指標比較 COPD組患者PAV與對照組比較，差異無統計學意義(P>0.05)，而PAACT、LVDd、CI較對照組減少，IVC內徑較對照組增加，差異均有統計學意義(P<0.05，見表1)。

3 討論

COPD為不完全可逆性氣流受限為特征的疾病狀態，與小氣道慢性炎癥反應密切相關。隨著疾病進展，肺動脈壓力增高，右心壓力負荷增加，右心功能逐漸損害，若進展為右心功能衰竭則伴有較高死亡率[4-8]，因而方便、準確地評估右心功能具有重要意義。

由于右心室形態不規則，其體積難以采用簡單幾何圖形擬合或公式計算，因而超聲心動圖中一些成熟的應用于左心室功能的研究方法不能直接應用于右心功能的研究。近來多排CT及MRI也開始用于右心結構和功能的研究，但其弊端顯而易見，如對開展研究單位的設備及人員要求較高、費用高、耗時長、不便攜，此外，還不能提供血流狀態信息。近些年有學者利用實時三維超聲心動圖(realtime 3 dimensional echocardiography，RT3DE)評估右心大小和功能，盡管有部分報道表明RT3DE評估右心功能可能是一個有前途的方法[9-11]，但實際應用過程中會發現不容易將右心室整個容積完整包裹[12]，尤其COPD患者。部分患者肺氣干擾明顯，更難準確獲得完整的右心室容積數據。本研究主要利用二維超聲心動圖及多普勒技術評估COPD患者右心結構和功能，所采用測量指標及測量標準均參照2010年ASE指南。

本研究結果表明，在右心系統腔室大小方面，COPD患者較健康者右心房、右心室內徑及面積均增大，PAD增寬，IVC增寬，IVC的CI減小。表明COPD患者長期肺動脈壓力增高，進而影響右心室后負荷增加，右房室瓣反流增多，右心房及上下腔靜脈壓力增加，從而導致右心房、右心室擴大，肺動脈、IVC增寬，IVC CI減小，右心室室壁增厚。

表1 COPD組與對照組右心功能超聲心動圖檢測結果比較

注：FAC=右心室面積變化率，PLAX=胸骨旁長軸切面，RVOT=右心室流出道，PSAX=胸骨旁大動脈短軸切面，PAD=主肺動脈內徑，PAV=肺動脈瓣口血流速度，PAACT=肺動脈瓣口頻譜多普勒血流加速時間，LVDd=左心室舒張末期內徑，RVWT=右心室側壁厚度，TAPSE=右房室瓣環收縮期位移，RV-strain=右心室側壁基底段縱向應變，DTIS=右房室瓣環側壁收縮期組織速度，DTIe=組織多普勒e波峰值，DTIa=組織多普勒a波峰值，RV-MPI=右心室心肌做功指數，TVE=右房室瓣舒張早期E波峰值，TVA=右房室瓣舒張晚期A波峰值，E/A=TVE/TVA，E/e=TVE/DTIe，IVC=下腔靜脈，CI=IVC深吸氣塌陷指數

注：A、B、C分別為對照組胸骨旁長軸、心尖四腔心、劍突下腔靜脈切面圖像，D、E、F分別為COPD組患者胸骨旁長軸、心尖四腔心、劍突下腔靜脈切面圖像

圖1 超聲心動圖顯示COPD患者較正常者右心房、右心室明顯擴大，下腔靜脈塌陷率明顯減低

Figure1 Echocardiography showed the right atrium and right ventricle in COPD patient were larger than those in normal person，and IVC collapse index decreased obviously

右心室收縮功能評估指標有FAC、DTIS、TAPSE和RV-strain，各指標各有利弊。FAC計算簡單直接，普通心臟超聲儀器即可，缺點是圖像質量不夠好時，不易獲得完整清晰的右心室內膜界限，且相對費時；本研究中COPD患者FAC略低于健康者，但無差異。DTIS獲得容易，而且對圖像質量要求不高，但似乎敏感度較差，本研究中COPD患者DTIS與健康者無差異。TAPSE可用普通M超獲得，也可通過斑點追蹤技術獲得，二者均有很高的獲得率，前者測量相對更簡單；本研究中COPD患者TAPSE小于健康者，表明TAPSE可敏感反映出COPD患者右心收縮功能較健康者下降。應變(strain)利用組織多普勒技術、斑點追蹤技術分析室壁伸長或縮短比例，目前室壁應變以斑點追蹤技術為主，在左心室功能方面已經顯示出優勢[13-14]，但需要具有斑點追蹤技術功能的儀器及分析軟件，操作相對復雜，重復性不高，例如肺氣干擾嚴重則不容易獲取右心室側壁全部節段數據，故ASE指南中未將其作為評價右心功能常用指標[3]；本研究用RV-strain作為評估右心室側壁應變的方法，主要考慮到COPD患者右心室側壁并無節段性收縮活動異常，同時也可消除右心室側壁中間段及心尖段因圖像質量不佳或肺氣干擾嚴重無法獲得其應變的不利因素；本研究發現COPD患者RV-strain絕對值小于健康者，在評價兩組間右心收縮功能差異的所有指標中最敏感(兩組比較的t值最大)，可能為具有潛力的指標之一。

右心室整體功能指標——RV-MPI，又稱Tei指數，反映右心室等容舒張、等容收縮期占右心室射血時間之比，組織多普勒上表現為右房室瓣環右心室側壁a峰結束至e峰開始時間與S峰所占時間的差值與S峰所占時間之比，如RV-MPI增加表明等容舒張、等容收縮所占時間增加，而心室射血時間相對減少，進而說明心臟功能減低；缺點為當等容舒張及等容收縮一個延遲一個縮短時，MPI可保持不變，本研究中COPD患者RV-MPI大于健康者。

右心室舒張功能評估指標有DTIe、DTIa、TVE、TVA及E/A、E/a，正常人隨著年齡增加DTIa有增大趨勢，而TVE、DTIe、E/A有減小趨勢[15]。本研究中COPD患者與健康者右心室舒張功能各指標比較，僅E/A有差異，表明反映COPD患者舒張功能指標中，E/A是較為敏感且相對適合的指標。

本研究局限性：納入研究病例數較少，且研究對象年齡偏大；由于本研究病例數較少，未對伴有右心功能衰竭COPD患者和不伴有右心功能衰竭COPD患者進一步比較右心功能差異；此外，部分高齡患者圖像質量較差。上述局限性有望通過增加樣本量進一步解決。

綜上所述，本研究采用ASE指南所推薦的超聲心動圖評估右心功能，發現COPD患者右心腔擴大，右心收縮功能及舒張功能受損。在評估COPD患者右心功能指標中，TAPSE、RV-strain及RV-MPI可能為評價右心收縮功能較好指標，而E/A可能為評價右心舒張功能較好指標。

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