肺動脈高壓患者右室功能的多普勒超聲評價與進(jìn)展

杜佩 綜述 杜國慶 審校

(哈爾濱醫(yī)科大學(xué)附屬第二醫(yī)院超聲醫(yī)學(xué)科，黑龍江哈爾濱 150086)

肺動脈高壓 (pulmonary arterial hypertension，PAH)指孤立的肺動脈血壓增高而肺靜脈壓力正常，靜息狀態(tài)下，肺動脈平均壓≥25 mm Hg(1 mm Hg=0.133 3 kPa)，肺血管阻力＞3 Wood且肺毛細(xì)血管楔壓≤15 mm Hg[1]，是一類以肺血管阻力進(jìn)行性升高和血管重構(gòu)為特征的心肺血管疾病，最終可致右心衰竭和死亡[2]。

在PAH現(xiàn)代診斷策略中十分強(qiáng)調(diào)早期診斷、早期治療，這樣可使患者預(yù)后明顯改善[3－4]。目前PAH 的檢查方法很多，分為無創(chuàng)性與有創(chuàng)性方法。有創(chuàng)性方法包括右心導(dǎo)管檢查、X射線肺動脈造影等;無創(chuàng)方法包括心電圖、超聲心動圖、核磁共振成像、肺通氣灌注掃描等。其中右心導(dǎo)管檢查是測定和診斷PAH的金標(biāo)準(zhǔn)，但由于其有創(chuàng)性，一般不作為常規(guī)檢查手段。經(jīng)胸超聲心動圖作為一種無創(chuàng)性檢查方法不僅可以提供PAH的相關(guān)線索，更能對PAH的某些類型(如先天性心臟病相關(guān)PAH)作出病因?qū)W診斷，是目前篩查PAH的一線工具[3]。近年來應(yīng)用多普勒超聲技術(shù)評價PAH右心功能方面?zhèn)涫荜P(guān)注，現(xiàn)將國內(nèi)外在此方面的研究進(jìn)展綜述如下。

1 連續(xù)波多普勒

通過連續(xù)波多普勒(continuous wave Doppler，CWD)估測右心室收縮壓(right ventricle systolic pressure，RVSP)，進(jìn)而評價肺動脈收縮壓(pulmonary arterial systolic pressure，PASP)三項檢查與右心導(dǎo)管測值有良好的相關(guān)性[5]。當(dāng)無肺動脈口狹窄、右室流出道梗阻及心室水平分流時，PASP等于RVSP，根據(jù)簡化Bernoulli公式:RVSP=4VTR2+右心房壓(RAP)，其中VTR是三尖瓣反流峰值流速(m/s)，RAP可根據(jù)下腔靜脈內(nèi)徑及其吸氣末塌陷程度估測[6](圖1)。目前國際推薦超聲心動圖擬診PAH的PASP標(biāo)準(zhǔn)為≥40 mm Hg[1]。但由于CWD測量易受角度影響，常導(dǎo)致測值出現(xiàn)偏差，另外如果錯誤的估測右心房壓，也將間接導(dǎo)致測值的不準(zhǔn)確。McGoon等[3]提出應(yīng)用CWD測量PASP的誤差在3～38 mm Hg之間;Fisher等[7]用CWD測量63例PAH患者的PASP，其中48%患者的測量誤差為±10 mm Hg。對于無癥狀的患者，如果VTR為2.5 ～2.8 m/s，不能單獨(dú)使用此法來篩查[4]。

圖1 三尖瓣反流法估測右心室收縮壓

當(dāng)存在心室水平分流時，估測PASP的公式:PASP=SBP－4VVSD2，其中 SBP為肱動脈收縮壓，VVSD為心室水平分流速度(m/s)。而當(dāng)存在動脈水平分流時，如動脈導(dǎo)管未閉(PDA)時，估測PASP的公式:PASP=SBP－4VPDA2，其中SBP為肱動脈收縮壓，VPDA為動脈水平分流速度(m/s)。以往有些學(xué)者認(rèn)為即使存在心室或動脈水平分流時，仍可以根據(jù)三尖瓣反流法估測PASP，研究證明此法是不可取的。Abbas等[8]指出如高位室間隔缺損時，心室水平分流有可能直接沖擊三尖瓣導(dǎo)致瓣膜反流，此時PASP不等于RVSP，因此不能用三尖瓣反流法來估測PASP。

2 脈沖波多普勒

脈沖波多普勒(pulse wave Doppler，PWD)提供一些可以間接反映PAH程度和右心功能的參數(shù)。當(dāng)PAH時，右室射血前期時間延長，射血時間(ejection time，ET)及加速時間(ascending time，AT) 縮短。Kitabatake等[9]報道了AT、AT/ET均與肺動脈平均壓的對數(shù)值有很好的相關(guān)性(分別為－0.88和－0.90)。但由于心臟前、后負(fù)荷及心肌收縮狀態(tài)等較多因素影響，此法已不再作為一種常規(guī)評估方法。另外，三尖瓣E/A比值在一定程度上反映右室舒張功能，但受年齡、呼吸、心率和負(fù)荷影響亦較大。

Tei指數(shù)又稱心肌功能指數(shù)，公式為(ICT+IRT)/ET，其中ICT為等容收縮時間，IRT為等容舒張時間，ET為射血時間。正常人右心室Tei指數(shù)為(0.24±0.08)，而PAH患者右心室ICT和IRT明顯延長，ET明顯縮短，導(dǎo)致右心室Tei指數(shù)顯著增高。傳統(tǒng)Tei指數(shù)的計算是分別獲得肺動脈瓣和三尖瓣血流頻譜后，再分別測量以上三個時間參數(shù)。但此方法最大的局限性是伴有心律失常時肺動脈瓣和三尖瓣頻譜不在同一心動周期獲得，將嚴(yán)重影響其準(zhǔn)確性。隨著雙脈沖多普勒(PWD/PWD)同步取樣技術(shù)的開發(fā)，可同步獲得肺動脈瓣和三尖瓣頻譜，在同一心動周期即可獲得以上三個時間參數(shù)(圖2a)，進(jìn)而增加了Tei指數(shù)計算的準(zhǔn)確性。國內(nèi)外學(xué)者通過組織多普勒獲得三尖瓣環(huán)運(yùn)動頻譜亦可實(shí)現(xiàn)同一心動周期內(nèi)Tei指數(shù)的計算(圖2b)，重復(fù)性也較好。

圖2 計算Tei指數(shù)示意圖

Seyfarth等[10]研究顯示右心室Tei指數(shù)與右心導(dǎo)管術(shù)測定的右心室射血分?jǐn)?shù)、右心室每搏量相關(guān)性良好。Vizzardi等[11]發(fā)現(xiàn)右心室 Tei＞0.38對于心力衰竭患者的死亡預(yù)測價值高于其他常規(guī)參數(shù)。Grignola等[12]發(fā)現(xiàn)右心室Tei指數(shù)隨著右心室后負(fù)荷不同程度的增加而增加，得出右心室Tei指數(shù)是評價右心室功能異常的敏感指標(biāo)。Ogihara等[13]研究證實(shí)右心室Tei與肺動脈平均壓有較好的相關(guān)性，且不受心率、體質(zhì)量指數(shù)及年齡的影響，能預(yù)測PAH患者疾病的嚴(yán)重程度。由于Tei指數(shù)不受心室?guī)缀涡螒B(tài)、心率及血壓的影響，具有簡便、可重復(fù)性好等優(yōu)點(diǎn)，是臨床上評價PAH患者右心功能及預(yù)后很有應(yīng)用前景的參考指標(biāo)。

3 組織多普勒

組織多普勒(tissue Doppler imaging，TDI)是在傳統(tǒng)的多普勒技術(shù)基礎(chǔ)上，去除心腔內(nèi)血流產(chǎn)生的高速頻移信號，保留心肌低速頻移信號，克服了PWD受心臟前、后負(fù)荷的影響，從而能定量評價右心室的收縮與舒張功能。

3.1 三尖瓣環(huán)運(yùn)動速度

在TDI模式下，直接將取樣容積置于三尖瓣側(cè)壁瓣環(huán)，可獲得三尖瓣環(huán)運(yùn)動頻譜，繼而直接測量三尖瓣環(huán)的運(yùn)動速度(s’為收縮期峰值速度，e’為舒張早期峰值速度，a’即為舒張晚期峰值速度，圖3)。Cevik等[14]應(yīng)用TDI評價29名由先天性心臟病導(dǎo)致的PAH患兒及40名健康兒童，得出e’/a’與右心導(dǎo)管所測得PAP相關(guān)性良好，e’/a’＜2.6時，區(qū)分病例組與對照組的敏感性為75.9%，聯(lián)合應(yīng)用e’/a’和VTR在區(qū)分病例組和對照組敏感性79%、特異性93%。而Rajagopalan等[15]對 32 名成人 PAH 研究發(fā)現(xiàn)，e’、a’及s’速度明顯減低，但是e’/a’比值在病例組與對照組之間并無明顯區(qū)別，與Cevik結(jié)果不符，其原因可能是兩項研究的病例組年齡差別所造成的。Lammers等[16]指出PAH兒童的s’和e’與正常對照組相比明顯降低，且s’與AT及右心室射血分?jǐn)?shù)相關(guān)性良好。2010年美國超聲協(xié)會指南[17]建議s’＜10 cm/s可作為提示右室功能障礙的一項有效指標(biāo)，但僅適用于較年輕的PAH患者，并無充分證據(jù)表明其適用于年長者。另外Hui等[18]提出TDI測量的三尖瓣瓣環(huán)速度只反映了右室長軸方向的運(yùn)動，而由于右室位置特殊，還會受到室壁運(yùn)動方向和超聲束夾角以及呼吸運(yùn)動的影響。因此，該技術(shù)的廣泛推廣和應(yīng)用仍需要更進(jìn)一步標(biāo)準(zhǔn)化的檢測方法。

圖3 雙多普勒(PWD/TDI)同步技術(shù)計算E/e’和TE－e’示意圖

應(yīng)用E/e’評價PAH右心功能越來越受到國內(nèi)外學(xué)者的關(guān)注。Cevik等[14]研究表明E/e’與右心導(dǎo)管測得的PASP呈負(fù)相關(guān)，可定量評價PAH右室功能及指導(dǎo)臨床。Patel等[19]聯(lián)合運(yùn)用PWD和TDI可評估右心的收縮和舒張功能。傳統(tǒng)的方法是分別應(yīng)用PWD和TDI技術(shù)獲得三尖瓣E峰與三尖瓣環(huán)e’，但此方法的局限性也是伴有心律失常時無法在同一心動周期獲得E和e’。雙多普勒同步取樣技術(shù)可同步獲得E和e’，在同一心動周期可直接計算此比值(圖3);另外三尖瓣E峰到三尖瓣環(huán)e’的時間(TE－e’)也是評價心室舒張功能的新指標(biāo)(圖3)，但目前學(xué)者主要用于評價左心室舒張功能[20]，目前應(yīng)用雙多普勒技術(shù)評價PAH右心功能的相關(guān)研究尚未見報道。

3.2 三尖瓣環(huán)收縮期位移

三尖瓣環(huán)收縮期位移(tricuspid annulus plane systolic excursion，TAPSE)是一種有效評價右心室功能的指標(biāo)，并能有效預(yù)測PAH患者的生存率[21]。在TDI模式下，應(yīng)用M型超聲心動圖可清晰準(zhǔn)確地測量TAPSE(圖4)。TAPSE＜1.8 cm提示右心室收縮功能障礙，TAPSE＜1.5 cm則預(yù)后較差。TAPSE≥1.8 cm的PAH患者1年和2年的存活率分別為94%和88%，而 TAPSE＜1.8 cm者存活率分別為 60%和50%。TAPSE每減少1 mm，病死率可增加 17%，TAPSE是評價PAH患者右心室收縮功能并預(yù)測其預(yù)后的重要指標(biāo)。由于TAPSE操作性強(qiáng)，可重復(fù)性高，測量時不涉及右心室的復(fù)雜幾何結(jié)構(gòu)，指南建議TAPSE可作為評價右心室功能的常規(guī)指標(biāo)，TAPSE＜1.6 cm提示右心室收縮功能減退[17]。最近一項對37例PAH患者的研究得出TAPSE與磁共振心臟成像所測的右室射血分?jǐn)?shù)高度相關(guān)(r=0.86)，進(jìn)一步證實(shí)TAPSE評估右心室收縮功能的準(zhǔn)確性[22]。

圖4 M型TDI測量TAPSE示意圖

綜上所述，多普勒超聲不僅能提供估測PAH的直接定量參數(shù)，而且能間接評估右心功能，雖然這些方法不能取代右心導(dǎo)管，但如果能規(guī)范選擇合適的指標(biāo)，或者巧妙地聯(lián)合應(yīng)用，將會大大提高診斷率。我們相信隨著這些技術(shù)研究的進(jìn)一步深入發(fā)展和日益完善，一定會在PAH患者的肺動脈壓力及右心室功能評價中有著廣闊的應(yīng)用前景。

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