譚靜 梁勤 羅依然 楊陽 馮珂

(貴州省人民醫(yī)院心內(nèi)科·貴州省心血管疾病研究所，貴州 貴陽 550002)

慢性阻塞性肺病(Chronic obstructive pulmonary disease, COPD) 是常見多發(fā)的以呼吸系統(tǒng)慢性炎癥為特征并呈進行性發(fā)展的疾病，世界衛(wèi)生組織2019年公布COPD發(fā)病率為2.51億例。在我國，近期對7個地區(qū)20245 例成年人進行調(diào)查結(jié)果顯示，COPD 患病率占40 歲以上人群的8.2%[1-3]。COPD患者無論是否出現(xiàn)肺動脈高壓，均有右心室功能的損害，并且右心室功能可以預測患者的預后[4-5]。右心室的幾何形態(tài)復雜，雖然實時三維超聲心動圖(Real time three dimensional echocardiography, RT-3DE)已經(jīng)發(fā)展近20余年，但右心室射血分數(shù)的測量并未廣泛應用于臨床。原有的右心室三維功能測量軟件通過勾勒出右心室心內(nèi)膜，從而獲得右心室三維幾何模型，但計算容積及射血分數(shù)的操作非常困難，并且不是每個患者的三維圖像均可獲得滿意的右心室三維模型及射血分數(shù)。本研究應用操作簡便，且專用于右心室三維容積及射血分數(shù)測量的4DRVQ軟件，結(jié)合2DE及多普勒超聲心動圖評估COPD患者的右心室收縮及舒張功能，以期為COPD患者的臨床診療決策及預后判斷提供一定的依據(jù)。

1 資料與方法

1.1 一般資料 選取2019年9月～2021年3月在我院呼吸內(nèi)科住院的COPD患者60例，根據(jù)COPD嚴重程度的分級標準慢性阻塞性肺疾病全球創(chuàng)議(Global initiative for chronic obstructive lung disease，GOLD)分級標準納入兩組患者，每組30例。GOLD分級為Ⅰ級和Ⅱ級的患者為COPD 1 組：男性19例，女性11例，年齡48～72歲，平均(64.8±6.82)歲；GOLD Ⅲ級和Ⅳ級的患者為COPD 2 組：男性21例，女性9例，年齡63～81歲，平均(71.3±6.69)歲。 GOLD分級標準，以一秒用力呼氣量占預示值的百分比(FEV1%)作為評價COPD嚴重程度的標準：I 級(輕度COPD)，F(xiàn)EV1%≥80%；Ⅱ級(中度COPD)，50%≤FEV1%<80%；Ⅲ級(重度COPD)，30%≤FEV1%<50%；Ⅳ級(極重度COPD)，F(xiàn)EV1%<30%或FEV1%<50%并伴有慢性呼吸衰竭[6-8]。納入標準：肺功能指標一秒率FEV1/FVC<70%。排除標準：嚴重并發(fā)癥患者、無法行肺功能檢查患者、支氣管哮喘患者、精神障礙患者、其他需治療的慢性呼吸系統(tǒng)疾病患者及心腦血管疾病、肝腎功能異常及外周血管疾病患者。超聲圖像質(zhì)量差的患者也排除。對照組：匹配同時期來我院體檢的相同年齡段的健康志愿者，共納入40例，男性26例，女性14例，年齡47～78歲，平均(64.7±7.34)歲。本研究經(jīng)我院醫(yī)學倫理委員會批準后展開工作并取得受檢者知情同意。

1.2 儀器與方法

1.2.1 肺功能的測定(Pulmonary function test, PFT) 所有受試者的PFT均在心臟超聲檢查前完成，兩項檢查間隔時間小于3 d。收集的PFT指標包括FEV1、FEV1%。

1.2.2 右心功能測定 采用GE Vivid E95多普勒彩色超聲診斷儀(美國GE公司)，配備M5Sc二維相控陣探頭(頻率1～5 MHz)、4Vc實時三維探頭(頻率2～5 MHz)及echopac圖像處理工作站203版本。echopac工作站的4DRVQ軟件可自動識別右心室心內(nèi)膜邊緣。操作過程：受檢者取左側(cè)臥位，連接心電圖，采集左心室長軸、心尖四腔心及連續(xù)5個心動周期的“金字塔”型三維全容積動態(tài)圖像并存儲刻光盤。用echopac工作站脫機分析，啟動4DRVQ分析軟件，手動調(diào)整平面，確定三尖瓣環(huán)側(cè)壁、間隔，右心室心尖，右心室前壁、后壁的定位點，軟件會自動分析出右心室形態(tài)、容積、射血分數(shù)及長軸應變。并顯示右心室三維模型的圖像、容積-時間曲線以及RVEDV、RVESV、RVSV、RVEF、EDVI、ESVI、SVI、RVDdbase、RVDdmid、RVLd、3D-TAPSE、3D-FAC%各參數(shù)測值。同時，用二維超聲在心尖四腔心測量右心房內(nèi)徑，右心室基底段、中間段橫徑及長徑、面積變化率(Fraction of area change，F(xiàn)AC%)。M型超聲測量三尖瓣環(huán)位移(Tricuspid annular plane systolic excursion，TAPSE)。

1.2.3 改良英國醫(yī)學研究委員會呼吸困難指數(shù)(modified British medical research council，mMRC)評分量表評分 mMRC：0，僅在用力運動時出現(xiàn)呼吸困難；1，平地快走或步行爬小坡時出現(xiàn)氣短；2，由于氣短，平地行走時比同齡人慢或者需要停下來休息；3，在平地行走100 米左右或數(shù)分鐘后需要停下來喘氣；4， 因嚴重呼吸困難以至于不能離開家，或在家穿衣服、脫衣服時出現(xiàn)呼吸困難。

2 結(jié)果

2.1 3組受試者右心室的超聲測量參數(shù)以及各參數(shù)間的比較 COPD1組的右心房橫徑,二維超聲測量的右心室基底段、中間段橫徑、右心室長徑與對照組比較差異無統(tǒng)計學意義(P>0.05)；三維超聲測量的右心室收縮功能參數(shù)RVEDV、RVESV、RVEF、3D-TAPSE、3D-FAC%與對照組比較差異無統(tǒng)計學意義(P>0.05)；二維超聲測量的收縮功能參數(shù)M-TAPSE、2D-FAC%與對照組比較差異無統(tǒng)計學意義(P>0.05)；舒張功能參數(shù)TVE/TVA、TVE/TVe與對照組比較差異無統(tǒng)計學意義(P>0.05)；臨床指標FEV1、FEV1%低于對照組(P<0.01)，mMRC評分、肺動脈收縮壓(PAP)高于對照組(P<0.01)。COPD2組的右心房橫徑,二維及三維超聲測量的右心室基底段、中間段橫徑、右心室長徑均較COPD1組增大(P<0.01)；右心室三維超聲的收縮功能參數(shù)RVEDV、RVESV較COPD1組增大(P<0.01);RVSV、RVEF、3D-TAPSE、3D-FAC%較COPD1組減低(P<0.01)；二維超聲測量的收縮功能M-TAPSE、2D-FAC%也較COPD1組減低(P<0.01)；舒張功能參數(shù)TVE/TVA、 TVE/TVe比COPD1組顯著減低(P<0.01)；臨床指標FEV1、FEV1%低于COPD1組(P<0.01)，mMRC評分，肺動脈收縮壓(PAP)高于COPD1組(P<0.01)。見圖1，表1～3。

圖1 正常人及COPD患者的右心室三維模型及收縮功能參數(shù)Figure 1 Three dimensional model and systolic function parameters of right ventricle in normal subjects and COPD patients注：A.4DRVQ測量平面及測量點的定位方法；B.正常人的右心室三維模型，容積時間變化曲線及測量參數(shù)值；C.COPD患者的右心室三維模型，右心室的橫徑增大，容積時間曲線比較平坦，RVEF,TAPSE及FAC%均減低

表1 3組受試者的臨床參數(shù)的比較Table 1 Comparison of clinical parameters among three groups of subject

表2 3組受試者二維超聲測量參數(shù)的比較Table 2 Comparison of right ventricular two-dimensionalultrasonic parameters among three groups of subjects

表3 3組受試者的右心室三維超聲4DRVQ測量參數(shù)的比較 Table 3 Comparison of right ventricular three-dimensionalultrasonic parameters using 4DRVQ among three groups of subjectA

2.2 RVEF與2D-FAC%及M-TAPSE的相關性 RVEF與2D-FAC%呈正相關(r=0.96，P<0.01)；與M-TAPSE也具有正相關關系(r=0.87，P<0.01)，見圖2、3。

圖2 RVEF與2D-FAC%呈正相關AAFigure 2 RVEF was positively correlated with 2D-FAC%

圖3 RVEF與M-TAPSE呈正相關Figure 3 RVEF was positively correlated with M-TAPSE

2.3 COPD患者RVEF與mMRC評分的相關性 COPD患者RVEF與mMRC評分呈負相關(r=-0.67，P<0.01)，見圖4。

圖4 COPD患者的三維RVEF與mMRC評分呈負相關Figure 4 The three-dimensional RVEF of COPD patients was negatively correlated with mMRC scores

3 討論

COPD患者的呼吸道氣流持續(xù)性受限，呼吸功能受到嚴重影響，其發(fā)病率、復發(fā)率、致殘率和死亡率均高[9]。COPD在全球死亡原因排名第5位，嚴重影響人民的生活質(zhì)量，增加醫(yī)藥負擔，嚴重者會導致肺動脈高壓，右心室肥大，右心功能改變，并發(fā)慢性肺源性心臟病[10]。正常的右心室收縮與舒張功能能夠維持較低的體循環(huán)中心靜脈壓，維持足夠的血液輸出量，有研究表明右心室功能受損是心臟不良事件的獨立因子[11-12]。右心室形態(tài)類似桃心型，流入道與流出道夾角大，心腔內(nèi)肌小梁粗大，心內(nèi)膜邊緣不易辨認。MRI檢查具有較高時間分辨率，可獲得較為準確的心臟收縮期及舒張期圖像，被譽為評估右心功能的“金標準”[13]，但檢查耗時價格昂貴。2DE是基于假設的幾何形態(tài)來推算容積的，右心室的特殊解剖特點使2DE的容積測量存在誤差，目前臨床主要應用面積變化率(FAC%)及三尖瓣環(huán)位移(TAPSE)來評估右心室收縮功能。RT-3DE能顯示心臟的三維立體結(jié)構，根據(jù)實際的幾何形態(tài)來測量心室容積，對于形態(tài)不規(guī)則結(jié)構復雜的右心室容積及收縮功能的測量具有明顯的優(yōu)勢[14-15]。Niemann等[15]研究表明用RT-3DE與MRI測量的右心室舒張末期容量、收縮末期容量及射血分數(shù)有很高的相關性，重復性好。Vitarelli等[16]研究發(fā)現(xiàn),三維RVEF是反映不良預后的獨立因素。近年開發(fā)的應用于臨床的右心室收縮功能三維測量軟件4DRVQ操作簡單，可快速計算出右心室容積及射血分數(shù)。

進一步的研究表明，GOLD分級為Ⅰ級、Ⅱ級的COPD患者右心房右心室的內(nèi)徑及右心室收縮舒張功能均無明顯改變，但肺動脈收縮壓力有所增高，在平地快步行走時感覺到呼吸困難或者比同齡正常人行走慢。大部分GOLDⅢ級、Ⅳ級的COPD患者肺動脈收縮壓呈中-重度增高；右心房右心室增大，右心室主要是橫徑增大，長徑增大不明顯；右心室收縮及舒張功能均減低；在平地行走100 m左右或數(shù)分鐘后需要停下來喘氣，嚴重者因呼吸困難不能離開家，或在穿脫衣服時出現(xiàn)呼吸困難。這與其他研究者的研究結(jié)果一致，表明COPD患者的運動耐受力顯著減低[17-18]。右心功能損害的早期診斷與治療可以減少COPD的合并癥與并發(fā)癥[19]。

本研究結(jié)果顯示RVEF與指南規(guī)定的2D-FAC%呈正相關，相關系數(shù)達0.96，與M-TAPSE也具有正相關關系，相關系數(shù)為0.87。表明此方法可以準確地評估右心室的收縮功能。Zheng等[6]應用4DLVQ的方法來測量右心室功能，與組織多普勒測量的右心室心肌做功指數(shù)MPI比較，其敏感性、準確性、特異性分別為78.57%、 66.67%、73.46%。本研究采用4DRVQ軟件專門針對右心室特殊形態(tài)的來測量右心室功能，可更科學地評估右心室容積及收縮功能。

應用RT-3DE的4DRVQ測量右心室收縮功能的注意事項：①采集三維圖像的時候，需要完全清晰地顯示右心房與右心室；采集過程中囑患者屏氣。②測量軟件中，右心室基底段中間段的平面定位線，三尖瓣瓣尖、瓣環(huán)定位點，右心室游離壁、左心室的前后交界點定位必須準確。4DRVQ測量的右心室收縮功能具有很高的重復性及準確性，可廣泛應用于臨床。本研究的局限性主要在于右心室收縮功能僅僅與2D-FAC%及M-TAPSE做了相關性研究，無MRI結(jié)果作為對比；其次受試者分組不夠精細。

4 結(jié)論

RT-3DE可準確評估COPD患者的右心室功能；GOLD Ⅰ級、Ⅱ級的COPD患者右心系統(tǒng)重構不明顯，右心室收縮及舒張功能受損不顯著，GOLD Ⅲ級、Ⅳ級的COPD患者的右心增大，右心室收縮及舒張功能均受損。