二維斑點追蹤技術(shù)對肺動脈高壓患者右心房功能及預后的評估價值

張學銘，楊夢慧，莊琦，王瑋，鄭鶯，喬志卿，沈節(jié)艷，沈?qū)W東

(上海交通大學醫(yī)學院附屬仁濟醫(yī)院，上海200127)

肺高血壓(PH)是一組以持續(xù)進展性肺血管阻力升高和肺動脈壓力升高為特征，最終導致右心衰竭和死亡的致命性疾病，其中肺動脈高壓(PAH)是PH最兇險的類型[1]。目前臨床用于評估右心功能的指標有腦鈉肽(BNP)、6 min步行距離(6MWD)、三尖瓣環(huán)收縮期位移、心肌做功指數(shù)等，但這些指標大多反映的是右心室收縮功能；而右心室長期承受過大的后負荷時，右心房的壓力和大小也會發(fā)生變化。右心房壓力是反映PH患者右心室負荷過重的指標，是患者死亡的獨立預測因子[2,3]。同時，右心房的大小也可預測PH患者出現(xiàn)心力衰竭等不良心血管事件的發(fā)生[4]。研究證實，合并心房顫動導致心房功能喪失的PH患者病情更易惡化，且預后不良[5]。因此，準確評估PAH患者的右心房功能具有重要意義。超聲心動圖是臨床評估心功能最常用的方法，但在評價右心房功能時僅測量其大小及通過下腔靜脈估測其壓力。二維斑點追蹤技術(shù)通過測量心肌運動應變可定量評估心房各功能。本研究探討二維斑點追蹤技術(shù)評估PAH患者右心房功能及在判斷患者預后中的價值。

1 資料與方法

1.1 臨床資料 選擇2015年9月～2017年7月本院經(jīng)右心導管檢查確診的PAH患者54例(PAH組)，男7例，女47例；年齡(44.58±15.45)歲；體表面積(1.54±0.12)m2；特發(fā)性PAH 16例，結(jié)締組織病相關(guān)PAH 24例，慢性血栓栓塞性PAH 6例，先天性心臟病相關(guān)PAH 7例，門脈高壓1例；紐約心臟協(xié)會心功能分級Ⅰ級22例、Ⅱ級16例、Ⅲ級10例、Ⅳ級6例BNP;242.00(84.50，622.00)ng/L，6MWD為410.00(360.00，459.00)m。納入標準：年齡≤80歲；靜息狀態(tài)下右心導管平均肺動脈壓≥25 mmHg，同時肺小動脈楔壓<15 mmHg及肺血管阻力>3 Wood單位。排除標準：左心疾病相關(guān)PH；低氧性PH；合并嚴重并發(fā)癥和心律失常；妊娠期；超聲心動圖圖像質(zhì)量欠佳；未完成隨訪。同期選擇性別、年齡與PAH組相匹配的健康志愿者27例作為正常對照組，男4例，女23例；年齡(44.70±14.65)歲；體表面積(1.56±0.13)m2。兩組性別、年齡、體表面積具有可比性。患者均知情同意。本研究已獲得醫(yī)院倫理委員會批準。

1.2 心功能檢測 兩組均行超聲心動圖檢查。采用美國GE公司的Vivid E9彩色超聲顯像儀，用EchoPAC臨床工作站脫機測量并分析相關(guān)數(shù)據(jù)，測3個心動周期后取其平均值。二維超聲心動圖測量參數(shù)包括在標準四腔切面通過M型超聲測得的三尖瓣環(huán)收縮期位移(TAPSE)，通過描記心內(nèi)膜測量右心室舒張末期面積和收縮末期面積計算右心室面積變化分數(shù)(FAC)，通過測量三尖瓣反流速度計算右心室收縮壓(RVSP)。用四維超聲心動圖測得右心室射血分數(shù)(RVEF)。二維斑點追蹤技術(shù)測量參數(shù)包括左心室整體縱向收縮期峰值應變(LVGLS)、右心室游離壁縱向收縮期峰值應變(RVFLS)、左心房儲備功能(LASr)、左心房管道功能(LASc)、左心房泵功能(LASp)、右心房儲備功能(RASr)、右心房管道功能(RASc)和右心房泵功能(RASp)。

1.3 隨訪 定期對PAH組進行電話隨訪，每3個月1次，時間截止至2019年1月，記錄全因死亡及再入院等終點事件。

2 結(jié)果

2.1 兩組超聲心動圖參數(shù)比較 正常對照組TAPSE、FAC、RVEF、RVSP分別為(24.50±3.15)mm、43.62±6.73、43.47%±7.85%、0，PAH組TAPSE、FAC、RVEF、RVSP分別為16.00(13.00，18.00)mm、24.77±8.46、22.99%±6.94%、(75.88±25.40)mmHg。兩組TAPSE、FAC、RVEF比較差異有統(tǒng)計學意義(P均<0.05)。

2.2 兩組二維斑點追蹤技術(shù)參數(shù)比較 正常對照組LVGLS、RVFLS、LASr、LASc、LASp、RASr、RASc、RASp分別為-18.05%±2.76%、-19.94%±5.38%、36.88%±13.45%、23.34%±9.80%、15.00%±5.79%，31.82%±12.87%、18.66%±8.87%、15.15%±5.92%，PAH組分別為-15.70%(-17.68%，-12.80%)、-14.14%±5.93%、26.07%±10.00%、11.69%(8.22%，18.84%)、12.33%±4.62%、25.63%±13.50%、8.02%(5.12%，14.80%)，15.39%±8.37%。兩組LVGLS、RVFLS、LASr、LASc、LASp、RASr、RASc比較差異均有統(tǒng)計學意義(P均<0.05)，兩組RASp比較差異無統(tǒng)計學意義(P>0.05)。

2.3 各參數(shù)的相關(guān)性 除RASp與RVSP、RVEF無相關(guān)性外(P均>0.05)，RASr、RASc、RASp與臨床及超聲反映右心功能的指標均有相關(guān)性(P均<0.05)。見表1。

表1 各指標的相關(guān)性分析

2.4 各參數(shù)對PAH患者預后的預測價值 隨訪(250.4±98.3)d，PAH組共有8例患者出現(xiàn)終點事件，其中死亡4例，再入院4例。根據(jù)各參數(shù)的ROC曲線，BNP、6MWD及二維超聲參數(shù)FAC、RVSP、RVEF對預測患者預后效能較高，而斑點追蹤參數(shù)中的LVGLS效能低，RVFLS效能較低，RASr與RASp效能高。見表2。根據(jù)RASr、RASp的ROC曲線，計算約登指數(shù)，選取約登指數(shù)最大的截斷值。RASr的截斷值為20.61，敏感度為75.0%，特異度為73.9%。RASp的截斷值為15.28，敏感度為100%，特異度為54.30%。按照RASr和RASp的截斷值將患者分為兩組，分別繪制Kaplan-Meier曲線，見圖1。結(jié)果顯示，RASr<20.61%的患者生存率[66.67%(12/18)]低于RASr≥20.61%的患者[94.44%(34/36)]，比較差異有統(tǒng)計學意義(P均>0.05);而RASP<15.28%的患者生存率[72.41%(21/29)]低于RASp≥15.28%的患者[100%(25/25)]，比較差異有統(tǒng)計學意義(P均>0.05)。

表2 各參數(shù)的ROC曲線分析

注：A為根據(jù)RASr繪制的生存曲線;B為根據(jù)RASp繪制的生存曲線。

圖1 PAH患者的Kaplan-Meier曲線

3 討論

心房有三個主要功能，①儲備功能：儲存心室收縮期內(nèi)靜脈回流的血液；②管道功能：在心室舒張早期將儲存的血液從心房輸送到心室；③泵功能：通過心房收縮向心室充盈提供15%～30%的血流量。在不同的病理生理狀況下，心房的功能會出現(xiàn)相應的調(diào)節(jié)，在一定范圍內(nèi)可保證心室充盈量。正常情況下右心房高容量而低壓力，有利于血液回流，防止出現(xiàn)肝淤血及外周水腫[6]，但PAH患者長期右心壓力超負荷使得心室緊張度上升，舒張功能障礙[7]，RVEF降低,收縮末期殘余血量增多，充盈壓升高。因此舒張期右室與右心房的壓差減小，右室對于右心房的抽吸作用減弱，舒張早期心房進入心室的血量減少，表現(xiàn)為右心房的管道功能降低，而管道功能降低也是右心弛緩或順應性下降的表現(xiàn)[8，9]。心房同樣符合Frank-Starling機制，收縮前負荷的增大，使得心房心肌初長度增加，心房泵功能增強，心室充盈量增加，右心房主動收縮的泵功能相對增強，可能也是右心衰竭的一種代償機制。同時，右心室舒張末壓的升高也使得回流至心房的血量減少，右心房的儲備功能降低。Gaynor等[6]的研究結(jié)果顯示右心房達到最大容積時，管道功能與儲備功能的比值與心輸出量呈負相關(guān)，即儲備功能受損將會降低心輸出量。

傳統(tǒng)超聲心動圖用于評估PAH患者心功能的指標如TAPSE、FAC、心肌做功指數(shù)等均反映右心室收縮功能，而用于PAH患者右心房功能的評估指標較少，主要包括右心房的大小和壓力。在心尖四腔切面測量右心房的縱徑和橫徑判斷其大小，在劍突下切面測量下腔靜脈的內(nèi)徑和深吸氣時塌陷率估測右心房壓力。以上指標過于簡單，且也僅是半定量測量右心房壓力，無法完整且準確地反映PAH患者右心房功能的變化。斑點追蹤技術(shù)可通過追蹤心肌上的斑點標記，定量檢測心肌運動的速度、應變、應變率等，通過斑點追蹤獲取右心房心肌運動的應變曲線，分別測量RASr、RASc、RASp，可以定量評估右心房儲備功能、管道功能和泵功能。

本研究PAH組不僅反映右心功能的超聲指標(TAPSE、FAC、RVEF)低于正常對照組，且斑點追蹤中反映心肌運動的LVGLS、RVFLS也差于正常對照組；RASp不僅與正常對照組無明顯差別，甚至均值略高于正常對照組，但其他功能及左房功能均低于正常對照組。表明PAH患者不僅存在右心室衰竭，左心室及左心房的功能也受到影響；右心房的儲備功能和管道功能明顯下降，而泵功能輕度升高，在一定程度上補償了由于管道功能下降帶來的右心室充盈量的降低。

本研究將右心房的不同功能分別與反映右心功能的臨床和超聲參數(shù)進行相關(guān)性分析，RASr、RASc、RASp均與BNP、6MWD及可反映右心功能和預后的FAC[10,11]、TAPSE[12，13]等指標有相關(guān)性。此外，右心房各功能也與RVFLS相關(guān)。說明右心房的各功能在一定程度上也可以反映心功能狀況，并且可能與右心室的縱向運動功能存在相互作用。

通過ROC曲線分析可發(fā)現(xiàn)，右心房的儲備功能及泵功能對于患者預后預測有一定價值。針對兒童肺高壓的研究也有類似結(jié)果，右心房的各功能不僅與6MWD及BNP有相關(guān)性，右心房的儲備功能和泵功能、心房的最大容積也是患者不良預后的獨立危險因素[14]。Sato等[15]利用磁共振成像技術(shù)評估PAH患者右心房不同時相的容積變化，發(fā)現(xiàn)右心房的儲備容積指數(shù)與RVEF呈正相關(guān)，且隨著WHO心功能分級的增加而降低，同時右心房容積指數(shù)也是患者出現(xiàn)病情惡化的獨立危險因素[16]。有研究發(fā)現(xiàn)，右心房儲備功能對于WHO心功能分級具有預測作用，提示PAH患者危險分層[17]。在左心衰和左心房功能的相關(guān)研究中也顯示，心房功能可能為提示心力衰竭更敏感的指標[8,18,19]。本研究中RVFLS未能同其他研究[20，21]表現(xiàn)出判斷預后的價值，可能與樣本量不夠大、隨訪時間不夠長等因素有關(guān)，但RASr、RASp已經(jīng)具有預后判斷價值，有可能是比RVFLS敏感的預后指標。同時RASr低于20.61%及RASp低于15.28%時，意味著不良預后發(fā)生的可能性增加，應當引起臨床重視。

綜上所述，本研究不僅進一步證實了PAH患者右心房功能的變化與臨床心功能指標的相關(guān)性，且發(fā)現(xiàn)二維斑點追蹤技術(shù)參數(shù)右心房儲備功能及泵功能在判斷患者預后中的價值。本研究也存在不足之處。首先，納入的樣本量有限，且隨訪時間不夠長，發(fā)生終點事件的患者較少，也限制了亞組分析，得出的結(jié)論尚需大樣本、長時間隨訪的研究來證實；其次，排除了左心疾病相關(guān)肺高壓及低氧性肺高壓，研究結(jié)果需要在其他類型的肺高壓中進行驗證；最后，二維斑點追蹤技術(shù)受到切面位置和角度的影響，隨著三維斑點追蹤技術(shù)的發(fā)展，可以更加全面立體準確地評估心房功能，可進一步探究心房功能在PAH引起右心衰竭中的作用和價值。