超聲心動圖估測急性二尖瓣反流合并左心室舒張功能障礙犬左心房壓的準確性

鄭海寧，金巖，付煜瑋，張佳琦，王輝山，溫朝陽

（1.解放軍醫學院研究生院，北京 100853；2.北京大學國際醫院超聲科，北京 102206；3.中國人民解放軍北部戰區總醫院心外科，沈陽 110016；4.中國醫學科學院阜外醫院超聲科，北京 100037）

左心房壓 （left atrial pressure，LAP） 為左心室的前負荷，左心功能不全時LAP的變化早于臨床癥狀與體征。LAP監測在心功能的評價中具有重要作用，可為心功能不全患者治療方案的選擇提供重要參考依據［1］。研究［2-4］顯示，LAP升高與肺水腫、呼吸窘迫和心臟疾病預后不良相關。然而，LAP測量的金標準為心導管檢查，由于其有創性，常規臨床應用受限，因而無法滿足臨床診療和隨訪需要。本研究采用急性二尖瓣反流 （mitral regurgitation，MR）、MR合并左心室舒張功能障礙 （left ventricular diastolic dysfunction，LVDD） 比格犬模型，評價超聲心動圖估測LAP的可行性。

1 材料與方法

1.1 實驗動物

健康成年比格犬8只，由濃濃 （北京） 生物科技有限公司提供，雌雄各半，犬齡2.1～3.5歲，平均（2.9±0.5） 歲；體質量14～22 kg，平均 （17.1±2.9） kg。術前適應性喂養7 d。

1.2 實驗儀器與材料

邁瑞Resona 7超聲診斷儀購自深圳邁瑞生物醫療電子股份有限公司，相控陣心臟探頭，探頭頻率2.5 MHz；BIOPAC多導生理記錄儀 （MP160）購自美國BIOPAC公司；動物呼吸機 （ACM608）購自北京航天長峰股份有限公司；血管內造影導管 （4F，RH*5SP0061M）、動脈鞘組 （7F，A70N25A）、導絲（GA35183）購自日本泰爾茂醫療產品有限公司；一次性無菌活檢鉗 （JHY-FB-18/12-A）購自南京微創醫學科技有限公司；三聚氰胺甲醛樹脂微球 （平均粒徑51.7 μm）購自武漢華科微科科技有限責任公司。三聚氰胺微球懸液配置：200 mg三聚氰胺微球，配100 mL氯化鈉注射液，置入超聲波震蕩儀中搖勻，待用。

1.3 犬急性MR模型 （MR組） 的制作

參照本課題組之前的實驗方法［5-7］。比格犬麻醉成功后仰臥位固定，連接心電圖，自右側股動脈逆行過主動脈瓣將測壓導管插入左心室。正中開胸并暴露心臟，切開心包，縫制心包吊床，自左心耳將測壓導管插入左心房。分離穿刺左側頸總動脈，沿導絲將動脈鞘管前端送至二尖瓣腱索附近，送入活檢鉗，夾斷腱索，超聲監視下觀察8只比格犬MR情況。

模型制作成功標準：超聲觀察二尖瓣口，出現輕中量反流。MR程度判定標準：以彩色多普勒反流面積/左心房面積×100%計算，＜20%為輕度，20%～＜40%為中度，≥40%為重度。

1.4 犬急性MR合并LVDD模型 （MR+LVDD組） 的制作

8只比格犬MR模型制作成功后，后撤動脈鞘管使其前端進入主動脈竇內，經動脈鞘管間歇多次注入三聚氰胺微球懸液，三聚氰胺微球流入冠狀動脈，造成冠狀動脈小分支微栓塞。

模型制作成功標準：左心室舒張末壓升高≥5 mmHg，定義為誘發急性缺血性LVDD模型制備成功。

1.5 相關參數的測量與計算

急性MR模型 （MR組）、急性MR合并LVDD模型（MR+LVDD組） 建模成功后，分別觀察20 min至左心室、左心房血流動力學相對穩定，對每只比格犬進行超聲心動圖檢查，60 min后重復1次超聲心動圖檢查，每個模型共16個測量點，2組共采集到32組數據。

超聲心動圖測量方法：根據美國超聲心動圖學會指南建議［8］，經胸骨旁左心室長軸切面測量左心房內徑 （LA） 和主動脈內徑 （AO） 。經心尖四腔心切面采集二尖瓣血流脈沖多普勒頻譜，測量舒張早期峰值流速 （E） 和舒張晚期峰值流速 （A） （圖1A）。組織多普勒模式下采集二尖瓣環間隔和外側壁舒張早期速度 （e’） 和舒張晚期速度 （a’） （圖1B、1C），所有超聲心動圖測量均量取3個心動周期，取均值。計算E/A和E/e’的比值。利用Nagueh公式計算左心房壓 （LAPECHO）［9］：LAPECHO=1.24×［E/e’］＋1.9。

采用導管法測量左心房壓 （LAPc） ：實驗過程中生理儀全程同步記錄左心室、左心房壓力曲線，通過左心房壓力曲線測量平均LAP （圖1 D）。

圖1 超聲心動圖和血流動力學參數測量Fig.1 Measurement of echocardiographic and hemodynamic parameters

臨床工作中，采用平均LAP作為左心房壓力的評價指標。本研究以導管法測量的平均左心房壓（LAPC） 作為“金標準”，驗證超聲法測算左心房壓（LAPECHO） 的準確性。

1.5 統計學分析

采用SPSS 25.0軟件進行分析。計量資料采用表示，LAPC、LAPECHO的比較采用配對t檢驗，LAPC與LAPECHO的相關性分析采用Pearson相關分析。P＜ 0.05為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 模型制作

8只比格犬急性MR模型均構建成功，其中中度MR 5只，輕度MR 3只。

8只比格犬MR合并LVDD模型均構建成功。向左冠狀動脈竇內緩慢推注三聚氰胺甲醛樹脂微球懸液，該過程平均耗時約90 min，其中2只犬推注4次，3只推注5次，3只推注6次。比格犬左心室舒張末壓升高均＞5 mmHg。無比格犬因室顫、心電機械分離等原因死亡，建模前后無E、A波融合和e’、a’波融合。

2.2 LAP、LA及E/e’

MR+LVDD組與MR組比較，LA增大，LA與AO比值 （LA/AO） 升高，LAPC升高，2組比較，LA、LA/AO、LAPC的差異均有統計學意義 （均P＜ 0.001），E/e’、LAPECHO的差異無統計學意義 （P=0.555）。見表1。

MR組和MR+LVDD組模型構建成功后80 min，LAPC較MR組、MR+LVDD組模型構建成功后20 min均升高，差異有統計學意義 （P=0.018，P=0.002）。MR組模型構建成功后80 min，LAPECHO較MR組模型構建成功后20 min升高，差異有統計學意義 （P=0.022）；MR+LVDD組模型構建成功后80 min，LAPECHO較MR+LVDD組模型構建成功后20 min降低，差異有統計學意義 （P＜ 0.001）。見圖2。

2.3 舒張早期峰值流速 （E） 與舒張晚期峰值流速（A） 比值

MR組：16次超聲心動圖測量中，7只犬前后14次測量E/A均＞1，1只犬前后2次測量E/A＜1。MR+LVDD組：16次超聲心動圖測量中，7只犬第1次測量E/A＞1，3只犬第2次測量E/A＞1，4只犬第2次測量E/A＜1，1只犬前后2次測量E/A＜1。

2.4 LAPECHO與LAPC的相關性

圖2 LAPECHO與LAPC的變化Fig.2 Left atrial pressure measured by catheterization and echocardiography

MR組：LAPECHO與LAPC呈線性正相關 （r=0.881，P＜ 0.001） （圖3A）。MR+LVDD組：LAPECHO與LAPC呈線性負相關 （r=-0.897，P＜ 0.001） （圖3B），且LAPECHO顯著小于LAPC（圖2）。分析MR組與MR+LVDD組全體32組數據，LAPECHO與LAPC無線性相關 （r=0.131，P=0.473） （圖3C），排除MR+LVDD組中E/A＞1的10組數據，剩余22組E/A＜1的數據中，LAPECHO與LAPC呈正相關 （r=0.731，P＜ 0.001） （圖3D）。

3 討論

通過超聲心動圖測量的E/e’估算LAP，可以避免經導管直接測量或根據肺毛細血管楔壓估計LAP帶來的有創風險［10］，為臨床提供簡便可行的指標。E/e’評價LAP的準確性及其在預后評估中的價值在缺血性心臟病患者中已被證實［10-11］。然而，該方法尚未在急性LVDD合并MR患者中得到廣泛驗證。

表1 血流動力學參數和超聲心動圖測值Tab.1 Hemodynamic and echocardiographic parameters

在心臟功能正常的健康人中，二尖瓣環向心底的縱向運動 （e’） 會引起左心室充盈，在LVDD的患者中，LAP增加，e’減低。因此，E/e’可以用來評價LAP［12］。在心肌功能出現異常的情況下，E/e’可以反映LAP的變化。本研究發現，急性MR建模后，LAPECHO與LAPC相關性好，提示急性MR時E/e’可用來估測LAP，與以往的研究［13］一致。說明對于心肌功能無異常、單純急性MR致LAP增高的患者，E/e’可以估測LAP。在急性MR合并LVDD模型建立初期，由于局部缺血損傷，心肌重構，心肌組織發生劇烈變化，e’差異性較大［14］，LAP明顯升高，基于E/e’測量的LAPECHO與LAPC的相關性可能隨之改變。E/A＜1被認為是評價舒張功能減退的標準之一。本研究發現，左心室舒張功能減退且E/A＜1時，LAPECHO與LAPC存在線性關系；左心室舒張功能減退但E/A＞1時，即出現舒張功能受損的二尖瓣血流頻譜 （E、A） 假性正常化時，LAPECHO與LAPC相關性差。同時本研究發現，在急性MR合并LVDD模型建立后20 min，僅1只急性MR建模后E/A＜1的犬E/A仍＜1，其余7只犬E/A均＞1，急性MR合并LVDD模型建立后80 min，E/A＞1的7只犬中3只犬仍E/A ＞1，需引起臨床重視。

圖3 LAPECHO與LAPC的相關性Fig.3 Correlation between LAPECHO and LAPC

本研究的優點在于在超聲檢查的同時監測LAP，克服了臨床和既往研究中兩參數非同時測量的問題，驗證了比格犬發生急性MR后LAPECHO與LAPC相關良好。相比于介入法，超聲引導下構建急性MR合并LVDD模型無輻射［15］，簡便可靠。經過前期研究的經驗積累，優化微球推注速度和推注間隔時間，未出現由于室顫、血流動力學不穩造成犬死亡、建模失敗等。本研究的局限性在于實驗犬的數量少，使用了急性MR合并急性LVDD的實驗模型，與臨床實際情況有所不同。慢性MR可導致左心室肥大、收縮力減低、心肌僵硬和舒張功能改變；急性LVDD會影響左心室壁肌纖維的松弛，進而影響舒張早期二尖瓣環速度 （e’）；這些都可能影響LAPECHO與LAPC之間的關系［13，16］。同時，在取樣容積放置不準確、二尖瓣環擴張、二尖瓣環鈣化、嚴重MR、心動過速、房顫和節段性室壁運動異常等的情況下，組織多普勒測量的e’的準確性受限［17］。

綜上所述，超聲心動圖估測急性MR比格犬LAP可靠，在急性MR合并LVDD早期，超聲心動圖估測LAP的能力仍有待進一步驗證。