章晨 朱佳

二維應(yīng)變超聲心動(dòng)圖評(píng)價(jià)肺動(dòng)脈高壓患者右心整體及局部功能

章晨 朱佳

目的 采用傳統(tǒng)超聲心動(dòng)圖結(jié)合組織多普勒和二維斑點(diǎn)成像技術(shù)評(píng)價(jià)肺動(dòng)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(jí)的關(guān)系。方法 納入肺動(dòng)脈高壓患者25例和正常對(duì)照19例。采用常規(guī)超聲心動(dòng)圖和二維應(yīng)變分析軟件對(duì)右心室心尖切面進(jìn)行分析。測(cè)量右心室前壁和室間隔基底部、中部及心尖部心肌二維應(yīng)變，并進(jìn)行常規(guī)超聲心動(dòng)圖測(cè)量。結(jié)果 右心室6節(jié)段平均收縮應(yīng)變比較，肺動(dòng)脈高壓組較對(duì)照組顯著降低（P＜0.01）。WHO 心功能分級(jí)與右心室6節(jié)段平均應(yīng)變顯著相關(guān)，心功能分級(jí)越高，6節(jié)段平均收縮應(yīng)變的絕對(duì)值越小。結(jié)論 在傳統(tǒng)的多普勒超聲心動(dòng)圖基礎(chǔ)上結(jié)合基于斑點(diǎn)成像的二維應(yīng)變技術(shù)綜合評(píng)估肺動(dòng)脈高壓患者右心室整體和局部功能，對(duì)深入理解右心室病理狀態(tài)下的改變、指導(dǎo)臨床干預(yù)具有指導(dǎo)意義。

二維應(yīng)變成像 肺動(dòng)脈高壓 右心室

右心室的解剖和功能特點(diǎn)使得臨床上準(zhǔn)確評(píng)價(jià)其功能依然困難。通常根據(jù)其結(jié)構(gòu)和功能特點(diǎn)分成兩個(gè)主要部分，即右心室流入道（RVIT）和流出道（RVOT）；目前對(duì)RVOT的功能尚不清楚，有關(guān)右心室功能的研究更多關(guān)注于RVIT水平。室間隔運(yùn)動(dòng)對(duì)左右心室的功能均有重要貢獻(xiàn)，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(yùn)動(dòng)作為左心室功能的一部分，而在肺動(dòng)脈高壓、嚴(yán)重心包積液等疾病狀態(tài)下則相反，可能成為右心室功能的一部分。傳統(tǒng)的超聲心動(dòng)圖由于自身技術(shù)和右心室解剖結(jié)構(gòu)的限制，難以對(duì)右心室進(jìn)行全面研究，隨著組織多普勒和二維斑點(diǎn)成像的出現(xiàn)，使得臨床上對(duì)右心室心肌運(yùn)動(dòng)有了深入的認(rèn)識(shí)，這在右心疾病如肺動(dòng)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(yùn)用傳統(tǒng)超聲心動(dòng)圖結(jié)合二維斑點(diǎn)成像技術(shù)綜合評(píng)價(jià)肺動(dòng)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(duì)照病例均來(lái)自超聲心動(dòng)圖數(shù)據(jù)庫(kù)，超聲心動(dòng)圖檢查時(shí)間為2010年8月至2012年10月。肺動(dòng)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(duì)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(jié)律除1例房顫，其余43例均為竇性心律；肺動(dòng)脈高壓患者的病因包括特發(fā)性肺動(dòng)脈高壓13例、先天性心臟病相關(guān)肺動(dòng)脈高壓6例、結(jié)締組織病相關(guān)肺動(dòng)脈高壓4例和血栓栓塞性肺動(dòng)脈高壓2例，其中14例患者在5年內(nèi)曾接受右心導(dǎo)管檢查符合肺動(dòng)脈高壓的右心導(dǎo)管診斷標(biāo)準(zhǔn)；11例患者因各種原因拒絕或未能接受右心導(dǎo)管檢查，但臨床和超聲心動(dòng)圖檢查均指向肺動(dòng)脈高壓的診斷（如三尖瓣反流峰值速度＞3m/s，根據(jù)二尖瓣E/Em比值估測(cè)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(dòng)圖檢查時(shí)同時(shí)采集。

1.2 方法 超聲心動(dòng)圖檢查儀器為GEvivid7（美國(guó)GE公司生產(chǎn)），探頭為M4S，二次諧波頻率為1.6/3.2MHz。按照超聲心動(dòng)圖臨床研究取樣標(biāo)準(zhǔn)，常規(guī)描記胸骨旁左室長(zhǎng)軸、短軸、大動(dòng)脈短軸、心尖四腔、二腔和長(zhǎng)軸二維和組織多普勒?qǐng)D像，對(duì)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(jīng)二尖瓣、主動(dòng)脈瓣、三尖瓣和肺動(dòng)脈瓣前向血流和反流的多普勒?qǐng)D像，竇性心律者記錄連續(xù)3個(gè)心動(dòng)周期超聲影像，房顫者記錄連續(xù)5個(gè)心動(dòng)周期超聲影像，每例檢查平均耗時(shí)30min。超聲心動(dòng)圖檢查原始圖像均以DICOM格式儲(chǔ)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(jìn)行（EchoPac版本為7.0.4，由GE超聲提供）。二維斑點(diǎn)成像等超聲心動(dòng)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(dòng)圖的主要切面是心尖四腔切面（充分顯示RVIT）和胸骨旁大動(dòng)脈短軸切面（充分顯示RVOT）。在大動(dòng)脈短軸切面測(cè)量舒張末期RVOT內(nèi)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(huán)處描記三尖瓣環(huán)運(yùn)動(dòng)、組織多普勒模式下前壁側(cè)三尖瓣環(huán)運(yùn)動(dòng)曲線，以上2個(gè)切面還需描記經(jīng)三尖瓣和肺動(dòng)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(guī)二維測(cè)量和二維斑點(diǎn)分析。主要測(cè)量指標(biāo)包括：（1）三尖瓣環(huán)前向位移（Tapes）：心尖四腔切面M型超聲測(cè)定右心室游離壁側(cè)三尖瓣環(huán)沿徑向的位移［2］。（2）RVOT舒張末期內(nèi)徑（RVOTd）：在胸骨旁大動(dòng)脈短軸水平測(cè)量。（3）RA面積為收縮期心尖四腔切面自側(cè)壁三尖瓣環(huán)內(nèi)膜描記至室間隔側(cè)內(nèi)膜。（4）RV游離壁厚度為舒張末期劍突下切面RV側(cè)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?jǐn)?shù)（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(xiàn)指數(shù)（MPI）測(cè)量參數(shù)為RVIT多普勒頻譜自TV關(guān)閉至下一個(gè)心動(dòng)周期TV開放的時(shí)間（三尖瓣關(guān)閉開放時(shí)間）和經(jīng)肺動(dòng)脈瓣的RV射血時(shí)間，計(jì)算MPI=（三尖瓣關(guān)閉開放時(shí)間-RV射血時(shí)間）/RV射血時(shí)間［3］。（7）肺動(dòng)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(huán)Sm為組織多普勒側(cè)壁三尖瓣環(huán)收縮峰值。（10）二維應(yīng)變測(cè)量：分別測(cè)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(yīng)變，并計(jì)算這6節(jié)段平均收縮期應(yīng)變。

1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法 采用SPSS 13.0統(tǒng)計(jì)軟件。計(jì)量資料以（x±s）表示，組間比較采用雙尾Student-T檢驗(yàn)，P＜0.05為差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。操作者工作曲線（ROC）、曲線下面積（AUC）比較各超聲心動(dòng)圖參數(shù)預(yù)測(cè)臨床心功能分級(jí)的敏感性。

2 結(jié)果

肺 動(dòng) 脈 高 壓 組M型 測(cè) 量 參 數(shù)Tapse為（14.55±5.21）mm， 顯 著 低 于 正 常 對(duì) 照 組 的（20.68±3.09）mm（P＜0.01）；二維測(cè)量 參 數(shù)中，RVOT內(nèi)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(duì)照組，而RVFAC%在兩組間無(wú)顯著差異。多普勒測(cè)量參數(shù)中除肺動(dòng)脈收縮壓具有顯著差異外［分別為肺動(dòng)脈高壓組的（79±31）mmHg和對(duì)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(shù)心肌表現(xiàn)指數(shù)在肺動(dòng)脈高壓組（0.52±0.44）相比于正常對(duì)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(shù)PApep［肺動(dòng)脈高壓組（58±28mm），對(duì)照組（31±14mm），P＜0.01］和PA射血時(shí)間［肺動(dòng)脈高壓組（255±64ms），對(duì)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(dòng)脈高壓組（1.07±0.41），對(duì)照組（1.49±0.26），P＜0.01］。反映右心室心肌收縮力的三尖瓣環(huán)組織多普勒Sm在肺動(dòng)脈高壓組亦顯著降低［（8.68±2.86）cm/ s，對(duì)照組為（13.05±1.90）cm/s，P＜0.01］。在二維應(yīng)變分析中，肺動(dòng)脈高壓組室間隔各節(jié)段自基底部向心尖部應(yīng)變的絕對(duì)值逐漸減小，這與對(duì)照組的趨勢(shì)相同；但在右心室前壁則相反，二維應(yīng)變的絕對(duì)值自基底部至心尖部逐漸增大，與對(duì)照組的趨勢(shì)顯著不同。右心室6節(jié)段平均收縮應(yīng)變比較，肺動(dòng)脈高壓組（-14.52±5.02）%較對(duì)照組（-26.86±5.03）%顯著降低（P＜0.01）。進(jìn)一步WHO心功能分級(jí)分析表明，WHO分級(jí)2級(jí)15例，6節(jié)段平均收縮應(yīng)變（-17.71±3.05）%，WHO分級(jí)≥3級(jí)10例，6節(jié)段平均收縮應(yīng)變（-9.73±3.20）%。心功能分級(jí)與右心室6節(jié)段平均應(yīng)變顯著相關(guān)（P＜0.001），臨床心功能分級(jí)越高，6節(jié)段平均收縮應(yīng)變的絕對(duì)值越?。ㄒ?jiàn)圖1）。進(jìn)一步ROC曲線分析，主要超聲心動(dòng)圖參數(shù)預(yù)測(cè)臨床心功能分級(jí)敏感性，AUC依次為：右心室6節(jié)段平均峰值應(yīng)變（0.996）、右心室MPI（0.889）、肺動(dòng)脈收縮壓（0.742）、Sm（0.394）和Tapse（0.247）。

圖1 肺動(dòng)脈高壓右心室二維應(yīng)變。右心室6節(jié)段平均應(yīng)變的絕對(duì)值隨心功能分級(jí)增加而減低（1a為WHO≥3級(jí)，1b為WHO 2級(jí)，1c為正常對(duì)照，AVC示肺動(dòng)脈瓣關(guān)閉時(shí)間）

3 討論

右心室復(fù)雜的幾何結(jié)構(gòu)難以用常規(guī)的超聲心動(dòng)圖技術(shù)準(zhǔn)確評(píng)估右心室功能，尤其在右心室處于病理狀態(tài)時(shí)。右心室心肌的排列也與左心室3層心肌結(jié)構(gòu)不同，其內(nèi)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(zhuǎn)變形在右心室收縮中的作用較?。?］。二維應(yīng)變斑點(diǎn)成像技術(shù)克服了以往多普勒技術(shù)對(duì)成像角度的依賴性，使得更準(zhǔn)確評(píng)估右心室整體和局部心肌運(yùn)動(dòng)成為可能，這將會(huì)引導(dǎo)人們深入探究右心室的結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系、心肌運(yùn)動(dòng)和臨床表現(xiàn)的關(guān)系，為右心系統(tǒng)疾病如肺動(dòng)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(xué)參考。

本資料結(jié)果顯示，在右心室整體功能評(píng)價(jià)方面，常規(guī)超聲心動(dòng)圖右心室功能的評(píng)價(jià)參數(shù)，如二維RVOT內(nèi)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(duì)照組，而RVFAC%在兩組間無(wú)顯著差異。多普勒測(cè)量參數(shù)中除肺動(dòng)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(shù)——心肌表現(xiàn)指數(shù)在肺動(dòng)脈高壓組顯著增高，反映右心室收縮功能的參數(shù)PApep和PA射血時(shí)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(shù)Tapse在肺動(dòng)脈高壓組顯著低于正常對(duì)照組，提示本資料中多數(shù)肺動(dòng)脈高壓患者預(yù)后不良［5］。反映右心室心肌收縮力的三尖瓣環(huán)組織多普勒Sm在肺動(dòng)脈高壓組亦顯著降低。

在右心室局部心肌功能評(píng)價(jià)中，本資料中未采用傳統(tǒng)的組織多普勒方法，主要原因是入選肺動(dòng)脈高壓患者右心室形態(tài)已發(fā)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(yīng)變分析。應(yīng)變是指心臟收縮后心肌初長(zhǎng)度縮短百分比，其值為負(fù)，表明心肌收縮，反之則為心肌舒張。本資料結(jié)果表明，肺動(dòng)脈高壓組室間隔各節(jié)段自基底部向心尖部應(yīng)變的絕對(duì)值逐漸減小，這與對(duì)照組的趨勢(shì)相同；但在右心室前壁則相反，二維應(yīng)變的絕對(duì)值自基底部至心尖部逐漸增大，與對(duì)照組的趨勢(shì)顯著不同。正常情況下，收縮期右心室的壓力1/3來(lái)自左心室［6］，但在右心室肥厚時(shí)情況可能發(fā)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(xiàn)肺動(dòng)脈高壓時(shí)右心室前壁和室間隔心肌應(yīng)變的不同改變。右心室6節(jié)段平均收縮應(yīng)變比較，肺動(dòng)脈高壓組較對(duì)照組顯著降低。進(jìn)一步WHO心功能分級(jí)分析表明，WHO分級(jí)2級(jí)15例，6節(jié)段平均收縮應(yīng)變（-17.71±3.05）%，WHO分級(jí)≥3級(jí)10例，6節(jié)段平均收縮應(yīng)變（-9.73±3.20）%。心功能分級(jí)與右心室6節(jié)段平均應(yīng)變顯著相關(guān)（P＜0.001），且臨床心功能分級(jí)越高，6節(jié)段平均收縮應(yīng)變的絕對(duì)值越小。雖然超聲心動(dòng)圖肺動(dòng)脈收縮壓的估測(cè)值和右心室MPI與臨床心功能分級(jí)有較好的相關(guān)性，但與右心室6節(jié)段平均收縮應(yīng)變比較，其敏感性和特異性均不如后者。因而，在傳統(tǒng)的多普勒超聲心動(dòng)圖基礎(chǔ)上結(jié)合基于斑點(diǎn)成像的二維應(yīng)變技術(shù)綜合評(píng)估肺動(dòng)脈高壓患者右心室整體和局部功能，對(duì)深入理解右心室病理狀態(tài)下的改變、指導(dǎo)臨床干預(yù)具有指導(dǎo)意義。

［1］ Ruan Q, Nagueh SF.Clinical application of tissue Doppler imaging in patients with idiopathic pulmonary hypertension.Chest, 2007, 131(2):395-401.

［2］ Gupta S, Khan F, Shapiro M, et al. The associations between tricuspid annular plane systolic excursion (TAPSE),ventricular dyssynchrony,and ventricular interaction in heart failure patients. Eur J Echocardiogr, 2008,9(6):766-771.

［3］ Jurcut R,Giusca S,La Gerche A,et al.The echocardiographic assessment of the right ventricle: what to do in 2010? Eur J Echocardiogr, 2010,11(2):81-96.

［4］ Leather HA, Ama' R, Missant C,et al. Longitudinal but not circumferential deformation reflects global contractile function in the right ventricle with open pericardium. Am J Physiol Heart Circ Physiol, 2006,290(6):2369-2375.

［5］ Lopez-Candales A,Rajagopalan N,Saxena N,et al.Right ventricular systolic function is not the sole determinant of tricuspid annular motion.Am J Cardiol,2006,98(7):973-977.

［6］ Yamaguchi S,Harasawa H,Li KS,et al.Comparative significance in systolic ventricular interaction.Cardiovasc Res,1991,25(9):774-783.

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(yī)院心血管內(nèi)科（章晨）

317000 浙江省臺(tái)州醫(yī)院超聲科（朱佳）