無創(chuàng)心肌做功定量評估肺動脈高壓患者右室功能的應(yīng)用價值

樊昕穎 黃 消 程 巧 張 雋 孫 杰 湯喬穎 鄧又斌 畢小軍

肺動脈壓力的升高會導(dǎo)致患者右心結(jié)構(gòu)功能發(fā)生改變, 最終出現(xiàn)右心功能衰竭致患者死亡[1］。右室功能情況是決定肺動脈高壓（pulmonary hypertension, PH）患者預(yù)后的關(guān)鍵因素。超聲心動圖是目前臨床診斷PH患者的重要檢查手段, 可通過多種指標(biāo)評價右室功能, 但仍有一定局限性。二維斑點追蹤技術(shù)通過逐幀追蹤心內(nèi)膜散射斑點測量心肌局部及整體形變, 能較準(zhǔn)確地反映心肌運動及功能, 對右室功能的評估具有較高價值, 但其具有負(fù)荷依賴性, 且目前大多研究僅針對四腔心切面, 單一切面的檢查結(jié)果不足以反映右室整體情況。通過無創(chuàng)心室壓力-應(yīng)變環(huán)（pressure-strain loop, PSL）測量心肌做功是近年出現(xiàn)的一種定量評估心臟功能的新方法, 其將估測的心室壓力曲線與斑點追蹤技術(shù)獲得的應(yīng)變相結(jié)合[2］, 解決了單獨使用應(yīng)變分析時存在負(fù)荷依賴性的不足[3］, 但目前關(guān)于無創(chuàng)心肌做功的研究主要集中在左室。最近有研究[4］證實了由超聲心動圖無創(chuàng)獲得的壓力-容積環(huán)定量評估右室功能的可行性和準(zhǔn)確性?；诖? 本研究嘗試應(yīng)用右室無創(chuàng)PSL分析右室心肌做功參數(shù), 探討無創(chuàng)心肌做功對不同程度PH患者右室功能的評估價值。

資料與方法

一、研究對象

選取2020年11月至2022年2月于我院就診的PH患者112例, 根據(jù)超聲心動圖所測肺動脈收縮壓（pulmonary arterial systolic pressure, PASP）[5］將其分為3組：PH輕度組33例（PASP 40～50 mm Hg, 1 mm Hg=0.133 kPa）, 男14例, 女19例, 年齡17～85歲, 平均（50.42±17.77）歲；PH中度組45例（PASP 51～70 mm Hg）, 男17例, 女28例, 年齡23～80歲, 平均（50.49±16.08）歲；PH重度組34例（PASP＞70 mm Hg）, 男11例, 女23例, 年齡18～89歲, 平均（50.03±18.10）歲。其中系統(tǒng)性紅斑狼瘡相關(guān)PH 32例, 房間隔缺損相關(guān)PH 25例, 慢性阻塞性肺疾病相關(guān)PH 18例, 肺栓塞相關(guān)PH 4例, 不明原因或多種因素所致PH 33例。排除標(biāo)準(zhǔn)：①肺動脈瓣或三尖瓣未見明顯反流；②肺動脈狹窄或右室流出道梗阻、冠狀動脈粥樣硬化性心臟病、心肌病、心臟瓣膜病、嚴(yán)重的心律失?；颊撸虎塾沂仪忻骘@示不佳者。另選同期與PH患者年齡相匹配的健康志愿者44例為正常對照組, 其中男23例, 女21例, 年齡17～80歲, 平均（46.07±17.25）歲；均無心血管疾病史, 心電圖和超聲心動圖檢查均正常。本研究經(jīng)我院醫(yī)學(xué)倫理委員會批準(zhǔn), 所有受檢者均知情同意。

二、儀器與方法

1.超聲檢查：使用GE Vivid E 9彩色多普勒超聲診斷儀, M5S探頭, 頻率1.7～3.4 MHz；配備EchoPac 204圖像分析軟件。受檢者取左側(cè)臥位, 同步連接胸導(dǎo)聯(lián)心電圖, 所有檢查切面均以2015年美國超聲心動圖協(xié)會和歐洲心血管成像協(xié)會診斷指南[6］為標(biāo)準(zhǔn), 采集至少連續(xù)3個心動周期的超聲圖像, 包括胸骨旁長軸切面、胸骨旁短軸切面、左室心尖四腔心切面、左室心尖兩腔心切面、左室心尖三腔心切面, 以及右室心尖四腔心切面、心尖流入道（兩腔心）切面、心尖流出道（三腔心）切面[7-9］。

2.圖像分析及參數(shù)獲?。撼Ｒ?guī)超聲心動圖參數(shù)根據(jù)指南[6］獲取, 包括肺動脈內(nèi)徑（pulmonary arterial diameter, PAD）、左室舒張末期內(nèi)徑（left ventricular end-diastolic diameter, LVEDd）、左室射血分?jǐn)?shù)（left ventricular ejection fraction, LVEF）、三尖瓣環(huán)外側(cè)收縮期峰值速度（peak systolic velocity of tricuspid annulus, S’）、三尖瓣環(huán)收縮期位移（tricuspid annular plane systolic excursion, TAPSE）、右室面積變化分?jǐn)?shù)（right ventricular fractional area change, RVFAC）、右心做功指數(shù)（right ventricular index of myocardial performance, RIMP）。將圖像導(dǎo)入EchoPac 204分析軟件, 首先確定肺動脈瓣和三尖瓣的啟閉時間, 以定義右室等容收縮期和射血期的持續(xù)時間。進(jìn)入自動功能成像分析模式, 勾畫描記右室心內(nèi)膜, 必要時可手動調(diào)節(jié)感興趣區(qū)。根據(jù)簡化的伯努利方程計算PASP和肺動脈舒張壓（pulmonary arterial diastolic pressure, PADP）[10］。點擊Myocardial work, 輸入PASP和PADP, 軟件自動計算右室游離壁縱向應(yīng)變（right ventricular free wall longitudinal strain, RVFWLS）和右室整體縱向應(yīng)變（right ventricular global longitudinal strain, RVGLS）；PSL檢測心肌做功參數(shù), 包括右室整體做功指數(shù)（right ventricular global work index, RVGWI）、右室整體有用功（right ventricular global constructive work, RVGCW）、右室整體無用功（right ventricular global wasted work, RVGWW）及右室整體做功效率（right ventricular global work efficiency, RVGWE）[11］。所有參數(shù)均重復(fù)測量3次取平均值。

3.一致性分析：從不同程度PH組和正常對照組中隨機選取20例受檢者, 觀察者內(nèi)一致性分析在間隔4周后進(jìn)行；觀察者間一致性分析在兩位觀察者互不知曉測量結(jié)果的情況下進(jìn)行。

三、統(tǒng)計學(xué)處理

應(yīng)用SPSS 26.0統(tǒng)計軟件, 計量資料以±s表示, 多組比較采用單因素方差分析, 兩兩比較采用Bonferroni校正顯著性水平。相關(guān)性分析采用Pearson相關(guān)分析法。一致性分析采用組內(nèi)相關(guān)系數(shù)（intraclass correlation coefficient, ICC）評估。P＜0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

結(jié) 果

一、一般資料比較

不同程度PH組PASP、PADP、PAMP均較正常對照組增加, 心率較正常對照組減低, 差異均有統(tǒng)計學(xué)意義（均P＜0.05）；PH中度組PASP和PAMP均高于PH輕度組（均P＜0.05）, PH重度組PASP、PADP、PAMP均高于PH輕度組和PH中度組（均P＜0.05）。各組年齡、體質(zhì)量指數(shù)、體表面積、收縮壓、舒張壓比較差異均無統(tǒng)計學(xué)意義。見表1。

表1 各組一般資料比較（±s）

表1 各組一般資料比較（±s）

與正常對照組比較, aP＜0.05；與PH輕度組比較, bP＜0.05；與PH中度組比較, cP＜0.05。BMI：體質(zhì)量指數(shù)；BSA：體表面積；PASP：肺動脈收縮壓；PADP：肺動脈舒張壓；PAMP：肺動脈平均壓。1 mm Hg=0.133 kPa

組別正常對照組PH輕度組PH中度組PH重度組F值P值年齡（歲）46.07±17.25 50.42±17.77 50.49±16.08 50.03±18.10 0.650 0.584 BMI（kg/m2）22.05±2.89 20.65±3.22 20.88±2.67 21.90±3.19 2.179 0.093 BSA（m2）1.68±0.25 1.59±0.16 1.65±0.18 1.64±0.19 1.326 0.268收縮壓（mm Hg）126.34±19.15 120.39±15.49 118.07±13.32 122.32±13.52 2.186 0.092舒張壓（mm Hg）83.82±12.27 77.27±11.08 78.58±9.45 78.32±10.12 1.201 0.031心率（次/min）83.65±12.92 73.91±11.59a 73.09±11.01a 67.65±10.27a 1.942＜0.001 PASP（mm Hg）28.41±4.35 45.55±3.25a 58.51±5.40ab 99.35±22.28abc 272.761＜0.001 PADP（mm Hg）11.02±3.08 18.39±5.96a 21.22±7.70a 30.74±10.46abc 49.639＜0.001 PAMP（mm Hg）16.82±2.74 27.55±4.48a 36.78±9.11ab 53.50±11.92abc 152.399＜0.001

二、常規(guī)超聲心動圖參數(shù)和縱向應(yīng)變比較

與正常對照組、PH輕度組、PH中度組比較, PH重度組RIMP增高, LVEDd、S’、TAPSE、RVFAC、RVFWLS及RVGLS均減低（均P＜0.05）；與正常對照組比較, PH輕度組及PH中度組RIMP均增高（均P＜0.05）, PH輕度組、PH中度組、PH重度組PAD均增寬（均P＜0.05）。各組LVEF比較差異無統(tǒng)計學(xué)意義。見表2。

表2 各組常規(guī)超聲心動圖參數(shù)和縱向應(yīng)變比較（±s）

表2 各組常規(guī)超聲心動圖參數(shù)和縱向應(yīng)變比較（±s）

與正常對照組比較, aP＜0.05；與PH輕度組比較, bP＜0.05；與PH中度組比較, cP＜0.05。PAD：肺動脈內(nèi)徑；LVEDd：左室舒張末期內(nèi)徑；LVEF：左室射血分?jǐn)?shù)；S’：三尖瓣環(huán)外側(cè)收縮期峰值速度；TAPSE：三尖瓣環(huán)收縮期位移；RVFAC：右室面積變化分?jǐn)?shù)；RIMP：右心做功指數(shù)；RVFWLS：右室游離壁縱向應(yīng)變；RVGLS：右室整體縱向應(yīng)變

組別正常對照組PH輕度組PH中度組PH重度組F值P值常規(guī)超聲心動圖參數(shù)PAD（mm）22.82±2.93 27.73±5.25a 30.51±7.56a 30.62±5.27a 18.325＜0.001 LVEDd（mm）46.18±4.05 43.79±5.34 44.62±5.48 39.15±8.27abc 9.893＜0.001 LVEF（%）68.84±4.54 65.76±6.36 66.04±6.62 66.18±8.60 1.994 0.117 S’（cm/s）13.57±2.10 14.39±2.30 14.89±2.92 11.65±2.72abc 11.595＜0.001 TAPSE（mm）23.30±3.16 21.94±4.74 22.29±4.40 16.38±4.13abc 20.852＜0.001 RVFAC（%）45.45±5.60 42.45±7.14 41.67±7.69 29.53±10.80abc 28.741＜0.001 RIMP 0.34±0.06 0.42±0.11a 0.41±0.08a 0.50±0.14abc 15.588＜0.001縱向應(yīng)變（%）RVFWLS-27.08±3.54-27.00±4.54-25.34±4.58-16.20±7.39abc 36.911＜0.001 RVGLS-22.97±1.87-22.24±3.17-21.62±3.55-14.41±5.75abc 40.234＜0.001

三、右室心肌做功參數(shù)比較

隨著PASP升高, RVGWI、RVGCW均逐漸增高, 各組比較差異均有統(tǒng)計學(xué)意義（均P＜0.05）；與正常對照組、PH輕度組、PH中度組比較, PH重度組RVGWW明顯增高, RVGWE明顯減低（均P＜0.05）。與正常對照組比較, PH中度組RVGWW明顯增高（P＜0.05）。見表3和圖1。

圖1 各組右室心肌做功分析圖（左上角為PSL, 其面積為RVGWI；右上角為RVGWE牛眼圖, 越接近綠色表示工作效率越高, 越接近紅色表示工作效率越低；左下角柱狀圖中綠色代表RVGCW, 藍(lán)色代表RVGWW）

表3 各組右室心肌做功參數(shù)比較（±s）

表3 各組右室心肌做功參數(shù)比較（±s）

與正常對照組比較, aP＜0.05；與PH輕度組比較, bP＜0.05；與PH中度組比較, cP＜0.05。RVGWI：右室整體做功指數(shù)；RVGCW：右室整體有用功；RVGWW：右室整體無用功；RVGWE：右室整體做功效率

組別正常對照組PH輕度組PH中度組PH重度組F值P值RVGWI（mm Hg%）473.00±76.13 716.21±106.46a 879.42±155.79ab 1024.53±341.35abc 62.00＜0.001 RVGCW（mm Hg%）588.20±109.46 894.27±135.56a 1125.13±199.19ab 1331.71±343.27abc 91.25＜0.001 RVGWW（mm Hg%）39.34±20.22 58.09±21.10 108.13±59.02a 211.03±169.26abc 28.77＜0.001 RVGWE（%）92.93±2.45 92.58±2.63 90.53±4.12 84.29±10.17abc 18.60＜0.001

四、相關(guān)性分析

相關(guān)性分析顯示, RVGWI與S’、RIMP均呈正相關(guān)（均P＜0.05）；RVGCW與RVFAC呈負(fù)相關(guān), 與RIMP呈正相關(guān)（均P＜0.05）；RVGWW與S’、TAPSE、RVFAC均呈負(fù)相關(guān), 與RIMP、RVFWLS、RVGLS均呈正相關(guān)（均P＜0.05）；RVGWE與S’、TAPSE、RVFAC均呈正相關(guān), 與RIMP、RVFWLS、RVGLS均呈負(fù)相關(guān)（均P＜0.05）。見表4。

表4 右室心肌做功參數(shù)與常規(guī)超聲心動圖參數(shù)和縱向應(yīng)變的相關(guān)性分析

五、一致性分析

一致性分析結(jié)果顯示, RVGWI、RVGCW、RVGWW和RVGWE觀 察 者 內(nèi)ICC分 別 為0.969、0.982、0.892、0.957（均P＜0.001）；觀察者間ICC分別為0.963、0.980、0.850、0.798（均P＜0.001）。見表5。

表5 觀察者內(nèi)及觀察者間的一致性分析

討 論

PH是一種以心血管及呼吸系統(tǒng)受累為主, 并與其他多個系統(tǒng)相關(guān)的病理生理綜合征。PH患者臨床表現(xiàn)無特異性, 早期易被忽視。隨著肺動脈壓力的不斷增高, 右心負(fù)荷持續(xù)加重, 嚴(yán)重者可進(jìn)展為右心衰竭, 最終導(dǎo)致死亡[12］。文獻(xiàn)[13］報道右室對后負(fù)荷的增加較左室更為敏感, 后負(fù)荷明顯增加時右室功能更易惡化[3］, 因此準(zhǔn)確評估右室功能對臨床具有重要意義。超聲心動圖可評估PH患者的右室功能, 是其診療過程中重要的診斷及病情評估方法[5］。目前超聲心動圖評估右室功能的常用參數(shù)主要為S’、TAPSE、RVFAC、RIMP、RVFWLS、RVGLS[6］, 但由于右室形態(tài)結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性及特殊性, 這些指標(biāo)仍存在局限。S’和TAPSE可以通過測量右室游離壁基底部縱向收縮能力反映右室功能, 但僅能反映右室局部收縮功能, 且具有角度依賴性[14］；RVFAC包含了右室收縮縱向和徑向信息, 但忽略了右室流出道對射血的貢獻(xiàn), 且對圖像質(zhì)量要求較高；RIMP是綜合衡量心室收縮和舒張功能的指標(biāo), 但具有負(fù)荷依賴性, 且易受心臟節(jié)律影響, 檢測右房壓力升高或心律失常患者時結(jié)果并不可靠[6］。斑點追蹤技術(shù)不存在角度依賴性, 其通過逐幀追蹤心內(nèi)膜散射斑點測量心肌局部和整體形變能力, 能夠較準(zhǔn)確地反映心臟功能, 但目前對右室的應(yīng)變分析大多停留在四腔心切面, 在反映右室整體功能方面仍存在局限[7-8］。本研究結(jié)果顯示, 與正常對照組比較, S’、TAPSE、RVFAC、RVFWLS、RVGLS均僅在PH重度組發(fā)生了顯著變化, 差異均有統(tǒng)計學(xué)意義（均P＜0.05）；RIMP在PH輕度組與PH中度組比較也未見明顯差異, 證實了上述參數(shù)的局限性。

無創(chuàng)心肌做功將無創(chuàng)估測的心室壓力曲線與斑點追蹤技術(shù)獲得的應(yīng)變相結(jié)合得出心室PSL, 可定量評估心室功能[2］。其不僅能解決應(yīng)變存在負(fù)荷依賴性的問題, 還可以反映心肌代謝情況。目前研究[15］已證實該方法在高血壓病等多種心血管疾病的評估中具有重要意義, 但多用于左室功能評估。Richter等[4］研究證明無創(chuàng)估測的右室壓力-容積環(huán)與有創(chuàng)方法獲得的壓力-容積環(huán)有較強的相關(guān)性和一致性, 一定程度上可以替代有創(chuàng)方法對右室進(jìn)行評估, 同時也提示可以進(jìn)一步對無創(chuàng)右室PSL展開研究?；诖? 本研究應(yīng)用PSL檢測不同程度PH患者及正常成人右室心肌做功參數(shù), 旨在探討無創(chuàng)心肌做功評估PH患者右室功能的價值。

研究[2］證實心肌整體做功指數(shù)與心肌耗氧量及能量代謝相關(guān)；Chan等[15］研究顯示, 與健康對照組比較, 中至重度高血壓病患者左室心肌整體做功指數(shù)顯著升高（P＜0.05）, 表明高血壓病患者左室心肌耗氧量及能量代謝顯著增高。同樣, 在PH早期, 為抵抗后負(fù)荷的增加以維持右室正常的射血功能, 右室心肌做功量激增, 心肌耗氧量及能量代謝必然也會增加。本研究結(jié)果顯示, PH患者RVGWI和RVGCW均較正常對照組明顯增加（均P＜0.05）, 與上述病理生理機制相符。值得注意的是, PH患者RVGWI與RVGCW的增加在輕度組就已出現(xiàn), 而常規(guī)超聲心動圖參數(shù)在輕度組與正常對照組比較差異均無統(tǒng)計學(xué)意義。表明右室心肌做功參數(shù)較常規(guī)超聲心動圖參數(shù)更敏感, 在PH患者右室常規(guī)超聲心動圖參數(shù)尚未發(fā)生明顯改變時, RVGWI和RVGCW就已經(jīng)反映右室功能變化。本研究結(jié)果還顯示RVGWE僅在PH重度組與PH輕度組、PH中度組及正常對照組間比較差異有統(tǒng)計學(xué)意義（均P＜0.05）, 分析其原因：①在肺動脈壓力增高早期RVGCW與RVGWW隨著后負(fù)荷的增加成比例增加, 故PH輕度組和PH中度組RVGWE相對保留；②可能與早期代償機制相關(guān), 在肺動脈壓力輕中度增高時, 右室功能尚可, 但隨著肺動脈壓力的持續(xù)增高, 右室結(jié)構(gòu)和功能開始變化, 逐漸發(fā)展為右室擴(kuò)張和收縮功能障礙[16］, 此時右室所做有用功的增加已不足以彌補右室所做無用功的增加, RVGWE開始表現(xiàn)出明顯降低。肺動脈壓力增高時右室的這種代償機制與高血壓時左室功能的代償機制類似。Mansour等[17］認(rèn)為高血壓病患者左室所做有用功的增加彌補了無用功的增加, 因此左室整體做功效率相對不變；王小林[18］研究發(fā)現(xiàn), 原發(fā)性高血壓病患者左室整體做功指數(shù)較健康者明顯增高, 且左室肥厚患者整體做功效率低于健康者, 差異均有統(tǒng)計學(xué)意義（均P＜0.05）；而非左室肥厚患者整體做功效率與健康者比較差異無統(tǒng)計學(xué)意義。以上研究均表明整體做功效率能夠反映當(dāng)后負(fù)荷的增加超過心室代償能力時心臟結(jié)構(gòu)功能的改變。RVGWE的降低能更直接地反映右室功能的下降, 對提示PH患者的不良預(yù)后具有重要意義。

Butcher等[11］研究表明, RVGCW與有創(chuàng)方法測得的心功能參數(shù)具有相關(guān)性。國內(nèi)研究[19］也證明右室心肌做功參數(shù)與臨床心功能評估參數(shù)間有較好的相關(guān)性。本研究結(jié)果顯示, RVGWW與RVFAC呈負(fù)相關(guān), 與RVFWLS、RVGLS呈 正 相 關(guān)；RVGWE則 與RVFAC呈正相關(guān), 與RVFWLS、RVGLS呈負(fù)相關(guān)（均P＜0.05）。表明無創(chuàng)心肌做功能夠較真實地反映PH患者右室功能。

本研究的局限性：①右室心肌做功分析使用的是左室分析軟件, 所得結(jié)果可能會有一定偏差；②無創(chuàng)估測的肺動脈壓未與心導(dǎo)管測值進(jìn)行比較；③目前尚無指南報道右室兩腔心及右室三腔心的標(biāo)準(zhǔn)掃查切面；④樣本量有待進(jìn)一步擴(kuò)大；⑤未進(jìn)行右室心肌做功參數(shù)與心臟磁共振等其他臨床右室功能評估指標(biāo)間的相關(guān)性分析。今后應(yīng)考慮分析不同病因所致PH患者的右室功能, 同時研究無創(chuàng)心肌做功在評估PH患者療效及預(yù)后中的價值。

綜上所述, 無創(chuàng)心肌做功能夠反映不同程度PH患者的右室功能, 為臨床診療提供有價值的定量參數(shù), 具有廣闊的應(yīng)用前景。