超聲心動(dòng)圖評(píng)估穩(wěn)定期慢性阻塞性肺疾病患者右心功能的價(jià)值

朱博鷹 ，李 青 ，左紅衛(wèi)

（1.天津中醫(yī)藥大學(xué)研究生院，天津 300193；2.天津中醫(yī)藥大學(xué)第二附屬醫(yī)院超聲科，天津 300150）

慢性阻塞性肺疾?。╟hronic obstructive pulmonary disease，COPD）是一種以持續(xù)氣流受限為特征的可以預(yù)防和治療的疾病，氣流受限呈不完全可逆、進(jìn)行性發(fā)展，與氣道慢性炎癥反應(yīng)增強(qiáng)、肺接觸有毒顆?；驓怏w相關(guān)［1］；在全球疾病死亡率中排第4位，預(yù)計(jì)到2020年，位居世界疾病經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)第5位［2］。其重要的心血管并發(fā)癥為肺源性心臟病，因?yàn)檫M(jìn)行性肺動(dòng)脈高壓導(dǎo)致的右心壓力負(fù)荷過重，顯著影響預(yù)后，早期發(fā)現(xiàn)右心功能改變能有效控制其進(jìn)展。

超聲心動(dòng)圖具有簡(jiǎn)便、價(jià)格低廉、無(wú)輻射等優(yōu)勢(shì)，已成為臨床重要檢查手段。本文運(yùn)用美國(guó)超聲心動(dòng)圖學(xué)會(huì)（American Society of Echocardiography，ASE）于2010年公布的《超聲心動(dòng)圖評(píng)估成人右心功能指南》［3］研究穩(wěn)定期COPD右心功能。

1 資料與方法

1.1 一般資料 收集2013年11月至2014年5月64例COPD患者，均符合2007年中華醫(yī)學(xué)會(huì)呼吸病學(xué)分會(huì)制定的《慢性阻塞性肺疾病診治指南》［4］中的診斷標(biāo)準(zhǔn)，病情屬穩(wěn)定期。其中肺功能Ⅱ級(jí)29例，中度，F(xiàn)EV1/FVC（第一秒用力呼氣容積與用力肺活量之比）＜70%，50%≤FEV1（第一秒用力呼氣容積預(yù)計(jì)值）＜80%預(yù)計(jì)值，男25例，女4例，年齡40～72歲；Ⅲ級(jí) 35例，重度，F(xiàn)EV1/FVC＜70%，30%＜FEV1＜50%預(yù)計(jì)值，男30例，女5例，年齡44～75歲。另選擇同期健康體檢者33例作為對(duì)照組，男28例，女5例，年齡48～78歲，3組年齡差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。運(yùn)用ASE推薦指標(biāo)采集右心結(jié)構(gòu)及功能參數(shù)。COPD組及對(duì)照組的剔除標(biāo)準(zhǔn)：排除先天性心臟病、瓣膜病、心肌病及其他可能導(dǎo)致右心室功能改變的因素。

1.2 儀器與方法 采用GE Vivid E9彩色多普勒超聲診斷儀，探頭為M5S，常規(guī)行二維及彩色多普勒檢查。受檢者均取左側(cè)臥位，平靜呼吸，同步連接心電圖，切面包括左室長(zhǎng)軸、短軸、四腔心和劍突下四腔心切面，以右室為圖像中心。TDI調(diào)整至高幀頻（143～268幀/s，平均 175幀/s）。 測(cè)量數(shù)據(jù)：①右室大小和壁厚度，包括右室流出道（RVOT）近端內(nèi)徑、RVOT遠(yuǎn)端內(nèi)徑、右室基底徑、右室中徑、右室長(zhǎng)徑、右室壁厚度、右室左室比值；②右室收縮功能，包括三尖瓣收縮期位移（TAPSE）、右室面積變化率（FAC）、心肌做功指數(shù)（tei index，Tei指數(shù)）、組織多普勒三尖瓣側(cè)壁部瓣環(huán)收縮期峰值速率（S’）；③右室舒張功能，包括下腔靜脈塌陷率、三尖瓣收縮期峰值流速/舒張峰值流速（E/A）、E/e’、右房大小。以上數(shù)據(jù)由1人測(cè)量3次取平均值。

2 結(jié)果

ASE推薦的指標(biāo)有19項(xiàng)，3組結(jié)果見表1～3。

表1 3組右室大小和壁厚度比較（±s）

表1 3組右室大小和壁厚度比較（±s）

注：RVOT：右室流出道，與對(duì)照組相比，※P＜0.05；與肺功能Ⅱ級(jí)相比，△P＜0.05。

RVOT近端內(nèi)徑（d/mm） RVOT遠(yuǎn)端內(nèi)徑（d/mm） 右室基底徑（l/mm） 右室中徑（l/mm） 右室長(zhǎng)徑（l/mm）29.08±2.12 19.92±1.83 31.15±4.83 25.35±4.69 48.72±7.24 31.04±2.95※ 19.89±2.70 33.86±3.75※ 23.89±4.57 49.75±8.68 32.00±3.45※ 19.71±2.60 34.06±4.41※ 22.20±4.21 48.34±9.16 F值 7.380 0.068 3.398 0.795 0.294 P值 0.001 0.934 0.038 0.455 0.746右室壁厚度（l/mm） 右室左室比值 右室舒張末期容積（mm2）組別 例數(shù)對(duì)照組 33肺功能Ⅱ級(jí) 29肺功能Ⅲ級(jí) 35右室收縮末期容積（mm2）4.53±0.50 0.67±0.07 13.50±3.33 5.99±1.72 5.15±1.07※ 0.71±0.09 14.34±3.32 7.09±2.93 5.27±0.91※ 0.73±0.72 14.30±2.52 6.97±2.21 F值 7.715 1.084 0.734 1.701 P值 0.001 0.343 0.483 0.188組別 例數(shù)對(duì)照組 33肺功能Ⅱ級(jí) 29肺功能Ⅲ級(jí) 35

表2 3組右室收縮功能比較（±s）

表2 3組右室收縮功能比較（±s）

注：TAPSE，三尖瓣收縮期位移；FAC，右室面積變化率；Tei指數(shù)，心肌做功指數(shù)（排除房顫2例和房室傳導(dǎo)阻滯1例）；S’，組織多普勒三尖瓣側(cè)壁部瓣環(huán)收縮期峰值流速。與對(duì)照組相比，※P＜0.05；與肺功能Ⅱ級(jí)相比，△P＜0.05。

TAPSE（l/mm） FAC（%） Tei指數(shù) S’（v/cm·s-1）22.10±1.67 53.82± 5.23 0.46±0.14 10.74±1.08 21.96±2.33 50.16±13.79 0.54±0.87※ 9.62±1.37※21.91±2.30 51.43±11.66 0.63±0.14※△ 9.24±0.91※F值 0.664 0.843 29.450 5.555 P值 0.517 0.434 0.000 0.005組別 例數(shù)對(duì)照組 33肺功能Ⅱ級(jí) 29肺功能Ⅲ級(jí) 35

穩(wěn)定期COPD患者的RVOT近端內(nèi)徑、右室基底徑、S’、右室壁厚度大于正常組（P＜0.05），下腔靜脈塌陷率低于對(duì)照組（P＜0.05）。正常組、肺功能Ⅱ級(jí)、肺功能Ⅲ級(jí)Tei指數(shù)呈遞增趨勢(shì)（P＜0.05）。

Tei指數(shù)、S’、RVOT 近端內(nèi)徑、右室基底徑、E/A、FAC與肺功能的Pearson相關(guān)分析見表4，圖1。

相關(guān)性測(cè)量可以看出Tei指數(shù)與肺功能呈負(fù)相關(guān)，而S’與肺功能呈正相關(guān)，提示肺功能惡化與Tei指數(shù)和S’密切相關(guān)。

表3 3組右室舒張功能比較（±s）

表3 3組右室舒張功能比較（±s）

注：與對(duì)照組相比，※P＜0.05；與肺功能Ⅱ級(jí)相比，△P＜0.05

組別 下腔靜脈塌陷率（%） E/A E/e’ 右房短徑（l/mm） 右房長(zhǎng)徑（l/mm） 右房面積變化率（%）對(duì)照組 56.23± 4.23 1.53±0.25 5.76±1.62 32.00±5.05 41.20±4.15 52.89±4.80肺功能Ⅱ級(jí) 31.51±10.13※ 0.93±0.28※ 5.84±2.25 33.29±4.97 41.00±4.68 50.64±8.84肺功能Ⅲ級(jí) 28.25±11.01※ 0.65±0.20※△ 6.30±2.00 33.34±4.34 40.51±4.51 54.06±9.56 F值 76 10.450 2.600 0.758 0.206 1.396 P值 0.000 0.000 0.080 0.471 0.814 0.253

表4 測(cè)量指標(biāo)間Pearson相關(guān)分析

圖1 肺功能與Tei指數(shù)的相關(guān)性分析

3 討論

COPD由于長(zhǎng)期的氣道阻塞造成肺泡缺氧及二氧化碳潴留，促使肺血管收縮，從而引起肺動(dòng)脈壓升高，增加右心負(fù)荷，另外肺部反復(fù)感染導(dǎo)致的高炎癥狀態(tài)和內(nèi)皮功能紊亂也會(huì)導(dǎo)致肺動(dòng)脈壓升高。肺動(dòng)脈重塑可發(fā)生在COPD任何時(shí)期，包括輕度COPD患者，甚至是肺功能正常的吸煙人群中［5］。2010年歐洲呼吸學(xué)會(huì)指出即使是輕度的肺疾病也會(huì)引起右心功能變化；Cuttica等［6］的研究強(qiáng)調(diào)了右室功能在COPD患者鍛煉耐受和預(yù)后中的重要性；另外Kawut等［7］的一項(xiàng)大樣本研究指出，在無(wú)臨床診斷心血管疾病患者中右心擴(kuò)大可導(dǎo)致心功能衰竭甚至猝死，因此COPD穩(wěn)定期患者，雖未造成明顯的肺動(dòng)脈高壓，早期發(fā)現(xiàn)右心功能減低能一定程度上指導(dǎo)臨床，改善患者預(yù)后。

在本研究中，COPD穩(wěn)定期與對(duì)照組相比，在腔室大小方面，首先出現(xiàn)RVOT近端內(nèi)徑、右室基底徑的增大，但在肺功能Ⅱ級(jí)和Ⅲ級(jí)患者中差異不明顯，相關(guān)性試驗(yàn)中2個(gè)測(cè)值與肺功能亦沒有明顯相關(guān)。

COPD引起的進(jìn)展性肺動(dòng)脈高壓可導(dǎo)致右室增大和肥厚，最終發(fā)展為右心功能不全［8-9］，但Kawut等［10］利用MRI研究332例穩(wěn)定期COPD患者腔室大小變化，發(fā)現(xiàn)與正常組相比，COPD患者右室容積減小。Jorgensen等［11］認(rèn)為此現(xiàn)象與氣道炎癥導(dǎo)致的胸腔內(nèi)血容量減少有關(guān)，另外胸腔和腹腔壓力差減小，導(dǎo)致腔靜脈回心的血流減少；Harhay等［12］認(rèn)為與炎癥因子、C反應(yīng)蛋白和IL-6的增多有關(guān)；但目前還沒有研究說明炎癥因子如何相互作用導(dǎo)致右室容積減小。而本研究中右室舒張末期和右室收縮末期容積在各組間差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，原因可能與樣本量較小、COPD病情較輕、二維超聲心動(dòng)圖的局限性有關(guān)。右室呈半月形，心肌由表面的環(huán)形肌束和里面的縱形肌束構(gòu)成，其形狀高度依賴負(fù)荷，因此很難使切面達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)化；指南中提出的切面是以右室為中心的切面，即使把右室打到最大，仍不能排除每個(gè)個(gè)體胸骨后的腔室解剖變異對(duì)圖像的限制；右室小梁豐富，導(dǎo)致識(shí)別心內(nèi)膜困難，也會(huì)對(duì)結(jié)果造成誤差。因此，二維超聲心動(dòng)圖不是評(píng)估穩(wěn)定期COPD右心腔室大小的首選方法。

Tei指數(shù)可反映右室整體的收縮和舒張功能，是評(píng)價(jià)右心整體功能的一個(gè)可靠指標(biāo)，因不依賴右室?guī)缀涡螤?、重?fù)性強(qiáng)且不受心率、后負(fù)荷和三尖瓣反流的影響而廣泛應(yīng)用于臨床。本研究中Tei指數(shù)與肺功能呈負(fù)相關(guān)，3組中Tei指數(shù)差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。ASE提出S’＜10 cm/s提示收縮功能不全，S’隨著肺功能的降低而降低，在肺功能的相關(guān)性試驗(yàn)中與肺功能明顯相關(guān)，說明S’是一個(gè)較敏感的指標(biāo)，但在肺功能Ⅱ級(jí)和Ⅲ級(jí)患者表現(xiàn)不明顯，原因可能是樣本量較小。另外，國(guó)內(nèi)外認(rèn)可的衡量右室收縮功能指標(biāo)還有TAPSE和FAC。TAPSE第一次用來評(píng)價(jià)右室收縮功能是在1984年由Kaul等［13］提出，此后不多學(xué)者研究其與右室收縮功能的關(guān)系，在心衰患者和肺動(dòng)脈高壓患者中，其與MRI測(cè)量的右室射血分?jǐn)?shù)（RVEF）相關(guān)性很好，并且可作為預(yù)測(cè)COPD合并心衰患者的短期、長(zhǎng)期生存率的指標(biāo)［14-15］。本研究中各組TAPSE并無(wú)明顯差異，Meluzin等［16］研究不合并肺動(dòng)脈高壓（PH）的COPD患者時(shí)TAPSE沒有明顯變化，大部分＞20 mm。本研究右室面積變化率差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。穩(wěn)定期COPD患者右心收縮功能雖然減低，但仍尚處于代償階段，評(píng)價(jià)右心收縮功能較敏感的指標(biāo)是Tei指數(shù)和S’。

右室舒張功能不全會(huì)減少右室充盈量，增加右室舒張末期壓力和右房壓力，甚至導(dǎo)致液體潴留和消化道淤血。研究［17］顯示，右室舒張功能異常與右室壓力和后負(fù)荷有關(guān)，降低后負(fù)荷后，右室舒張功能可改善。本研究中3組間E/A差異明顯，對(duì)照組舒張功能正常，隨著肺功能減低，舒張功能也逐漸減低，但是E/A易受呼吸的影響，在患者呼氣末屏住呼吸后測(cè)量更加準(zhǔn)確。E/A結(jié)合右房大小則具有更好的敏感性，本研究中肺功能Ⅲ級(jí)患者E/A明顯減低、E/e’均數(shù)＞6，右房左右徑和前后徑有增大的趨勢(shì)，右室舒張功能明顯減低，因此多指標(biāo)綜合評(píng)估穩(wěn)定期COPD患者右室舒張功能能夠彌補(bǔ)單個(gè)指標(biāo)的不足。

ASE推薦使用下腔靜脈內(nèi)徑和吸氣相塌陷率估測(cè)右房壓力，但本研究發(fā)現(xiàn)塌陷率變異較大，本組患者病程較長(zhǎng)，導(dǎo)致肺氣干擾嚴(yán)重，因此筆者認(rèn)為不適合作為唯一證據(jù)來評(píng)價(jià)，需結(jié)合其他證據(jù)。

綜上所述，穩(wěn)定期COPD患者因長(zhǎng)期后負(fù)荷增大首先出現(xiàn)的腔室變化是ROVT近端內(nèi)徑、右室基底徑的增大；隨著肺功能的降低，舒張功能減低，右室收縮功能減低但尚處于代償階段；Tei指數(shù)是評(píng)價(jià)右室整體功能較敏感的指標(biāo)；S’是評(píng)價(jià)右室收縮功能較敏感的指標(biāo)；舒張功能的評(píng)價(jià)需結(jié)合E/A、E/e’和右房大小來綜合評(píng)估。

本研究的局限性：缺乏MRI評(píng)估右心功能的金標(biāo)準(zhǔn)作為依據(jù)，缺乏肺功能Ⅳ級(jí)和肺動(dòng)脈高壓患者作為對(duì)照，另外收集的病例較少，且缺乏隨訪資料，有待進(jìn)一步探討。

［1］ Global Strategy for Diagnosis，Management and Prevention of COPD （2014 update）.http：//www.goldcopd.com

［2］ World Health Report.Geneva：World Health Organization.Available from URL：http：//www.who.int/whr/2000/en/statistics.htm；2000

［3］ Rudski LG，Lai WW，Afilalo J，et al.Guidelines for the echocardiographic assessment of the right heart in adults：a report from the American Society of Echocardiography endorsed by the European Association of Echocardiography，a registered branch of the European Society of Cardiology，and the Canadian Society of Echocardiography［J］.J Am Soc Echocardiogr，2010，23：685-713.

［4］中華醫(yī)學(xué)會(huì)呼吸病學(xué)分會(huì)慢性阻塞性肺疾病學(xué)組.慢性阻塞性肺疾病診治指南（2007年修訂版）［J］.中華結(jié)核和呼吸雜志，2007，30（1）：8-17.

［5］ Hilde JM，Skjorten I，Grotta OJ，et al.Right ventricular dysfunction and remodeling in chronic obstructive pulmonary disease without pulmonary hypertension ［J］.J Am Coll Cardiol，2013，12：1103-1111.

［6］ Cuttica MJ，Shah SJ，Rosenberg SR，et al.Right heart structural changes are independently associated with exercise capacity in non-severe COPD［J］.Plos One，2011，6：e29069.

［7］ Kawut SM，Barr RG，Lima JA，et al.Right ventricular structure is associated with the risk of heart failure and cardiovascular death：the Multi-Ethnic Study of Atherosclerosis （MESA）--right ventricle study［J］.Circulation，2012，126：1681-1688.

［8］ Kong D，Shu X，Pan C，et al.Evaluation of right ventricular regional volume and systolic function in patients with pulmonary arterial hypertension using three-dimensional echocardiography［J］.Echocardiography，2012，29：706-712.

［9］王蕾，朱建忠.超聲心動(dòng)圖評(píng)價(jià)慢性阻塞性肺疾病患者右心室功能的研究進(jìn)展［J］.中國(guó)中西醫(yī)結(jié)合影像學(xué)雜志，2013，11（4）：440-443.

［10］ Kawut SM，Poor HD，Parikh MA，et al.Cor pulmonale parvus in chronic obstructive pulmonary disease and emphysema：the MESA COPD study［J］.J Am Coll Cardiol，2014，64：2000-2009.

［11］ Jorgensen K，Markus MF，Nel RN，et al.Reduced intrathoracic blood volume and left and right ventricular dimensions in patients with severe emphysema：an MRI study［J］.Chest，2007，131：1050-1057.

［12］ Harhay MO，Tracy RP，Bagiella E，et al.Relationship of CRP，IL-6，and brinogen with right ventricular structure and function：the MESA--Right Ventricle Study［J］.Int J Cardiol，2013，168：3818-3824.

［13］ Kaul S，Tei C，Hopkins JM，et al.Assessment of right ventricular function using two-dimensional echocardiography［J］.Am Heart J，1984，107：526-531.

［14］ Kjaergaard J，Akkan D，Iversen KK，et al.Right ventricular dysfunction as an independent predictor of short-and long-term mortality in patients with heart failure［J］.Eur J Heart Fail，2007，9：610-616.

［15］ Wahl A，Praz F，Schwerzmann M，et al.Assessment of right ventricular systolic function：comparison between cardiac magnetic resonance derived ejection fraction and pulsed-wave tissue Doppler imaging of the tricuspid annulus［J］.Int J Cardiol，2011，151：58-62.

［16］ Meluzin J，Spinarova L，Bakala J，et al.Pulsed Doppler tissue imaging of the velocity of tricuspid annular systolic motion；a new，rapid，and non-invasive method of evaluating right ventricular systolic function［J］.Eur Heart J，2001，22：340-348.

［17］ Gan CT，Holverda S，Marcus JT，et al.Right ventricular diastolic dysfunction and the acute effects of sildenafil in pulmonary hypertension patients［J］.Chest，2007，132：11-17.