二維應變超聲心動圖評價肺動脈高壓患者右心整體及局部功能

章晨 朱佳

二維應變超聲心動圖評價肺動脈高壓患者右心整體及局部功能

章晨 朱佳

目的 采用傳統超聲心動圖結合組織多普勒和二維斑點成像技術評價肺動脈高壓患者右心室整體和局部收縮功能及其與臨床WHO心功能分級的關系。方法 納入肺動脈高壓患者25例和正常對照19例。采用常規超聲心動圖和二維應變分析軟件對右心室心尖切面進行分析。測量右心室前壁和室間隔基底部、中部及心尖部心肌二維應變，并進行常規超聲心動圖測量。結果 右心室6節段平均收縮應變比較，肺動脈高壓組較對照組顯著降低（P＜0.01）。WHO 心功能分級與右心室6節段平均應變顯著相關，心功能分級越高，6節段平均收縮應變的絕對值越小。結論 在傳統的多普勒超聲心動圖基礎上結合基于斑點成像的二維應變技術綜合評估肺動脈高壓患者右心室整體和局部功能，對深入理解右心室病理狀態下的改變、指導臨床干預具有指導意義。

二維應變成像 肺動脈高壓 右心室

右心室的解剖和功能特點使得臨床上準確評價其功能依然困難。通常根據其結構和功能特點分成兩個主要部分，即右心室流入道（RVIT）和流出道（RVOT）；目前對RVOT的功能尚不清楚，有關右心室功能的研究更多關注于RVIT水平。室間隔運動對左右心室的功能均有重要貢獻，在右心室整體功能中也占有重要作用。正常情況下室間隔運動作為左心室功能的一部分，而在肺動脈高壓、嚴重心包積液等疾病狀態下則相反，可能成為右心室功能的一部分。傳統的超聲心動圖由于自身技術和右心室解剖結構的限制，難以對右心室進行全面研究，隨著組織多普勒和二維斑點成像的出現，使得臨床上對右心室心肌運動有了深入的認識，這在右心疾病如肺動脈高壓的診斷和治療中具有重要的作用。本研究旨在綜合運用傳統超聲心動圖結合二維斑點成像技術綜合評價肺動脈高壓患者右心功能。

1 臨床資料

1.1 一般資料 所有患者和正常對照病例均來自超聲心動圖數據庫，超聲心動圖檢查時間為2010年8月至2012年10月。肺動脈高壓組25例，其中男2例，女23例，平均年齡（46.9±15.5）歲，心率（81±14）次/min；正常對照組19例，其中男5例，女14例，平均年齡（37.9±11.7）歲，心率（73±8）次/min；節律除1例房顫，其余43例均為竇性心律；肺動脈高壓患者的病因包括特發性肺動脈高壓13例、先天性心臟病相關肺動脈高壓6例、結締組織病相關肺動脈高壓4例和血栓栓塞性肺動脈高壓2例，其中14例患者在5年內曾接受右心導管檢查符合肺動脈高壓的右心導管診斷標準；11例患者因各種原因拒絕或未能接受右心導管檢查，但臨床和超聲心動圖檢查均指向肺動脈高壓的診斷（如三尖瓣反流峰值速度＞3m/s，根據二尖瓣E/Em比值估測左心房平均壓＜15mmHg等［1］），所有患者的臨床資料均在接受超聲心動圖檢查時同時采集。

1.2 方法 超聲心動圖檢查儀器為GEvivid7（美國GE公司生產），探頭為M4S，二次諧波頻率為1.6/3.2MHz。按照超聲心動圖臨床研究取樣標準，常規描記胸骨旁左室長軸、短軸、大動脈短軸、心尖四腔、二腔和長軸二維和組織多普勒圖像，對右心室研究還需描記胸骨旁改良的右心室流入道圖像，以及經二尖瓣、主動脈瓣、三尖瓣和肺動脈瓣前向血流和反流的多普勒圖像，竇性心律者記錄連續3個心動周期超聲影像，房顫者記錄連續5個心動周期超聲影像，每例檢查平均耗時30min。超聲心動圖檢查原始圖像均以DICOM格式儲存于CD光盤中，以供日后處理分析使用。處理分析均在EchoPac工作站上進行（EchoPac版本為7.0.4，由GE超聲提供）。二維斑點成像等超聲心動圖后處理分析于2012年12月份之前完成。在本資料中，超聲心動圖的主要切面是心尖四腔切面（充分顯示RVIT）和胸骨旁大動脈短軸切面（充分顯示RVOT）。在大動脈短軸切面測量舒張末期RVOT內徑，在心尖四腔切面將M型取樣線置于右心室游離壁三尖瓣環處描記三尖瓣環運動、組織多普勒模式下前壁側三尖瓣環運動曲線，以上2個切面還需描記經三尖瓣和肺動脈瓣前向血流多普勒；以及高幀頻（70～85fps）的改良心尖四腔切面（以充分顯示RV二維圖像），用于常規二維測量和二維斑點分析。主要測量指標包括：（1）三尖瓣環前向位移（Tapes）：心尖四腔切面M型超聲測定右心室游離壁側三尖瓣環沿徑向的位移［2］。（2）RVOT舒張末期內徑（RVOTd）：在胸骨旁大動脈短軸水平測量。（3）RA面積為收縮期心尖四腔切面自側壁三尖瓣環內膜描記至室間隔側內膜。（4）RV游離壁厚度為舒張末期劍突下切面RV側壁厚度。（5）RV舒張末期面積和RV收縮末期面積均取自心尖四腔切面，RV面積變化分數（FAC%）=（RV舒張末期面積-RV收縮末期面積）/RV舒張末期面積×100%。（6）三尖瓣血流E峰和A峰以及E/A比值；以及RV心肌表現指數（MPI）測量參數為RVIT多普勒頻譜自TV關閉至下一個心動周期TV開放的時間（三尖瓣關閉開放時間）和經肺動脈瓣的RV射血時間，計算MPI=（三尖瓣關閉開放時間-RV射血時間）/RV射血時間［3］。（7）肺動脈射血前間期（PApep）。（8）RV收縮壓（RVSP）為三尖瓣反流的最大壓差。（9）三尖瓣環Sm為組織多普勒側壁三尖瓣環收縮峰值。（10）二維應變測量：分別測量RV基底部、中部和心尖部以及室間隔基底部、中部和心尖部的收縮期峰值應變，并計算這6節段平均收縮期應變。

1.3 統計學方法 采用SPSS 13.0統計軟件。計量資料以（x±s）表示，組間比較采用雙尾Student-T檢驗，P＜0.05為差異具有統計學意義。操作者工作曲線（ROC）、曲線下面積（AUC）比較各超聲心動圖參數預測臨床心功能分級的敏感性。

2 結果

肺 動 脈 高 壓 組M型 測 量 參 數Tapse為（14.55±5.21）mm， 顯 著 低 于 正 常 對 照 組 的（20.68±3.09）mm（P＜0.01）；二維測量 參 數中，RVOT內徑、RA面積、右心室游離壁厚度、舒張末期面積和收縮末期面積均顯著大于對照組，而RVFAC%在兩組間無顯著差異。多普勒測量參數中除肺動脈收縮壓具有顯著差異外［分別為肺動脈高壓組的（79±31）mmHg和對照組的（13±5）mmHg，P＜0.01］，綜合反映右心室收縮和舒張功能的參數心肌表現指數在肺動脈高壓組（0.52±0.44）相比于正常對照組（0.77±0.42）顯著減低（P＜0.01），反映右心室收縮功能的參數PApep［肺動脈高壓組（58±28mm），對照組（31±14mm），P＜0.01］和PA射血時間［肺動脈高壓組（255±64ms），對照組（323±280mm）］均顯著減低，反映右心室舒張功能的三尖瓣血流E/A比值也顯著降低［肺動脈高壓組（1.07±0.41），對照組（1.49±0.26），P＜0.01］。反映右心室心肌收縮力的三尖瓣環組織多普勒Sm在肺動脈高壓組亦顯著降低［（8.68±2.86）cm/ s，對照組為（13.05±1.90）cm/s，P＜0.01］。在二維應變分析中，肺動脈高壓組室間隔各節段自基底部向心尖部應變的絕對值逐漸減小，這與對照組的趨勢相同；但在右心室前壁則相反，二維應變的絕對值自基底部至心尖部逐漸增大，與對照組的趨勢顯著不同。右心室6節段平均收縮應變比較，肺動脈高壓組（-14.52±5.02）%較對照組（-26.86±5.03）%顯著降低（P＜0.01）。進一步WHO心功能分級分析表明，WHO分級2級15例，6節段平均收縮應變（-17.71±3.05）%，WHO分級≥3級10例，6節段平均收縮應變（-9.73±3.20）%。心功能分級與右心室6節段平均應變顯著相關（P＜0.001），臨床心功能分級越高，6節段平均收縮應變的絕對值越小（見圖1）。進一步ROC曲線分析，主要超聲心動圖參數預測臨床心功能分級敏感性，AUC依次為：右心室6節段平均峰值應變（0.996）、右心室MPI（0.889）、肺動脈收縮壓（0.742）、Sm（0.394）和Tapse（0.247）。

圖1 肺動脈高壓右心室二維應變。右心室6節段平均應變的絕對值隨心功能分級增加而減低（1a為WHO≥3級，1b為WHO 2級，1c為正常對照，AVC示肺動脈瓣關閉時間）

3 討論

右心室復雜的幾何結構難以用常規的超聲心動圖技術準確評估右心室功能，尤其在右心室處于病理狀態時。右心室心肌的排列也與左心室3層心肌結構不同，其內膜下以縱向心肌排列為主，外膜下軸向心肌排列較少，因此右心室收縮主要以縱向的縮短為主，旋轉變形在右心室收縮中的作用較小［4］。二維應變斑點成像技術克服了以往多普勒技術對成像角度的依賴性，使得更準確評估右心室整體和局部心肌運動成為可能，這將會引導人們深入探究右心室的結構與功能的關系、心肌運動和臨床表現的關系，為右心系統疾病如肺動脈高壓、右心室心肌病等疾病的臨床治療提供更豐富的影像學參考。

本資料結果顯示，在右心室整體功能評價方面，常規超聲心動圖右心室功能的評價參數，如二維RVOT內徑、RA面積、右心室游離壁厚度、舒張末期面積和收縮末期面積均顯著大于對照組，而RVFAC%在兩組間無顯著差異。多普勒測量參數中除肺動脈收縮壓具有顯著差異外，綜合反映右心室收縮和舒張功能的參數——心肌表現指數在肺動脈高壓組顯著增高，反映右心室收縮功能的參數PApep和PA射血時間均顯著減低，反映右心室舒張功能的三尖瓣血流E/A比值也顯著降低。反映右心室縱向收縮功能的參數Tapse在肺動脈高壓組顯著低于正常對照組，提示本資料中多數肺動脈高壓患者預后不良［5］。反映右心室心肌收縮力的三尖瓣環組織多普勒Sm在肺動脈高壓組亦顯著降低。

在右心室局部心肌功能評價中，本資料中未采用傳統的組織多普勒方法，主要原因是入選肺動脈高壓患者右心室形態已發生較大改變，組織多普勒研究的角度依賴性弊端明顯，因而采用角度非依賴的二維應變分析。應變是指心臟收縮后心肌初長度縮短百分比，其值為負，表明心肌收縮，反之則為心肌舒張。本資料結果表明，肺動脈高壓組室間隔各節段自基底部向心尖部應變的絕對值逐漸減小，這與對照組的趨勢相同；但在右心室前壁則相反，二維應變的絕對值自基底部至心尖部逐漸增大，與對照組的趨勢顯著不同。正常情況下，收縮期右心室的壓力1/3來自左心室［6］，但在右心室肥厚時情況可能發生改變，且右心室心肌纖維的排列方式顯著不同于左心室，因此可能出現肺動脈高壓時右心室前壁和室間隔心肌應變的不同改變。右心室6節段平均收縮應變比較，肺動脈高壓組較對照組顯著降低。進一步WHO心功能分級分析表明，WHO分級2級15例，6節段平均收縮應變（-17.71±3.05）%，WHO分級≥3級10例，6節段平均收縮應變（-9.73±3.20）%。心功能分級與右心室6節段平均應變顯著相關（P＜0.001），且臨床心功能分級越高，6節段平均收縮應變的絕對值越小。雖然超聲心動圖肺動脈收縮壓的估測值和右心室MPI與臨床心功能分級有較好的相關性，但與右心室6節段平均收縮應變比較，其敏感性和特異性均不如后者。因而，在傳統的多普勒超聲心動圖基礎上結合基于斑點成像的二維應變技術綜合評估肺動脈高壓患者右心室整體和局部功能，對深入理解右心室病理狀態下的改變、指導臨床干預具有指導意義。

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Objective To explore the feasibility of 2D strain echocardiography for the assessment of right ventricular（RV）global and regional systolic function and the correlation with clinical WHO heart function. Methods 25 patients with pulmonary arterial hypertension and 19 normal controls were studied. Echocardiographic right heart image in apical plane were analyzed by conventional manual tracing by 2D strain software. Myocardial strain was determined at the basal，mid and apical segments of the RV free wall and ventricular septum by 2D strain imaging，as well as conventional Doppler echocardiographic measurements. Results Although there are difference on M-mode，2D and traditional Doppler echocardiographic parameters between PAH and controls，RV six segments average peak strain were significantly reduced in patients with pulmonary arterial hypertension compared with normal controls and were most altered in patients with the most severe clinical WHO function classification（P＜0.01）. Conclusions Quantitation of global and regional RV function with angle-independent 2D strain as well as conventional Doppler echocardiography can be helpful to understand right heart change with pulmonary arterial hypertension and will be helpful for clinical treatment.

2D Strain echocardiography Pulmonary arterial hypertension Right ventricle

321110 浙江省金華市中心醫院心血管內科（章晨）

317000 浙江省臺州醫院超聲科（朱佳）