經(jīng)胸實時三維超聲心動圖評估特發(fā)性肺動脈高壓患者三尖瓣幾何構(gòu)型的價值

王亞文 牛麗莉 劉冰洋 陸敏杰 熊長明 韓寧 王浩 吳偉春 朱振輝

目的：研究經(jīng)胸實時三維超聲心動圖在評估特發(fā)性肺動脈高壓（IPAH）患者的三尖瓣幾何構(gòu)型中的應(yīng)用價值。

方法：前瞻性入選2017年9月至2018年12月在中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院阜外醫(yī)院就診的IPAH 患者30 例（為IPAH 組），健康志愿者15 例為對照組。所有研究對象均行經(jīng)胸二維及三維超聲心動圖檢查，并使用四維自動三尖瓣定量（4D Auto-TVQ）在聚焦右心室切面分析三尖瓣結(jié)構(gòu)。肺動脈高壓患者均在超聲心動圖檢查后48 h內(nèi)采用右心導(dǎo)管檢查確診。

結(jié)果：IPAH 組的三尖瓣形態(tài)學(xué)參數(shù)瓣環(huán)面積、瓣環(huán)周長、四腔心直徑、瓣葉結(jié)合點(diǎn)高度、幕狀區(qū)最大高度和幕狀區(qū)容積均顯著大于對照組（P 均＜0.05）。與對照組相比，IPAH 組瓣環(huán)收縮期位移明顯更小（P ＜0.05）。兩組的瓣環(huán)面積變化率和兩腔心直徑差異均無統(tǒng)計學(xué)意義（P 均＞0.05）。IPAH 患者的三尖瓣幕狀區(qū)最大高度和瓣葉接合點(diǎn)高度均與右心室舒張末期容積具有良好相關(guān)性（r=0.710、 0.515，P 均＜0.05）；瓣環(huán)周長、四腔心直徑和瓣環(huán)面積均與右心房收縮末期容積具有良好相關(guān)性（r=0.712、 0.558、 0.545，P 均＜0.05）。

結(jié)論：IPAH 患者三尖瓣幕狀區(qū)最大高度、瓣葉接合點(diǎn)高度和幕狀區(qū)容積明顯增大，三尖瓣環(huán)擴(kuò)張主要體現(xiàn)在四腔心切面直徑。三尖瓣幕狀區(qū)高度與右心室容積相關(guān)，而三尖瓣環(huán)尺寸與右心房容積相關(guān)。

肺動脈高壓是由多種原因引起的肺動脈壓力增高、肺血管重構(gòu)的疾病[1]，其中特發(fā)性肺動脈高壓（IPAH）病因不明、起病隱匿，是預(yù)后較差的一類疾病[2-3]。肺動脈高壓進(jìn)展逐步引起右心室后負(fù)荷增加，右心室擴(kuò)大和三尖瓣環(huán)擴(kuò)張，出現(xiàn)功能性三尖瓣反流，三尖瓣反流加重進(jìn)一步導(dǎo)致右心室重構(gòu)、乳頭肌移位和三尖瓣葉栓系，從而形成惡性循環(huán)，最終導(dǎo)致心力衰竭和死亡[4-5]。在肺動脈高壓進(jìn)展過程中，三尖瓣幾何構(gòu)型的改變發(fā)揮重要作用。然而三尖瓣結(jié)構(gòu)復(fù)雜且高度動態(tài)[6]，傳統(tǒng)二維超聲心動圖不能反映三尖瓣環(huán)真實大小以及三尖瓣幕狀區(qū)整體形態(tài)。三維超聲心動圖能夠克服角度依賴性，無需幾何學(xué)假設(shè)，能準(zhǔn)確反映三尖瓣的真實大小[7-8]。本研究旨在通過經(jīng)胸實時三維超聲心動圖評估IPAH患者的三尖瓣空間幾何構(gòu)型，同時探索右心房、右心室大小對三尖瓣形態(tài)改變的影響，從而為臨床治療和隨訪評估提供參考。

1 資料與方法

1.1 研究對象

本研究為前瞻性研究，納入了2017年9月至2018年12月于我院就診的IPAH 患者30 例（為IPAH 組）和健康志愿者15 例（為對照組）。納入標(biāo)準(zhǔn)：（1）年齡>18 歲；（2）臨床診斷為IPAH；（3）超聲心動圖和右心導(dǎo)管檢查時間間隔<48 h。排除標(biāo)準(zhǔn)：（1）存在房間隔缺損、室間隔缺損等心內(nèi)分流；（2）心律不齊；（3）左心疾病或瓣膜性心臟??；（4）嚴(yán)重心力衰竭；（5）腎或肝衰竭；（6）圖像質(zhì)量差。本研究通過中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院阜外醫(yī)院倫理委員會批準(zhǔn)（批號：2018-1063），所有參與者均簽署了書面知情同意書。

1.2 經(jīng)胸二維超聲心動圖和經(jīng)胸實時三維超聲心動圖檢查

經(jīng)胸二維超聲心動圖：使用GE Vivid E9 彩色多普勒超聲診斷儀，S5-1 二維探頭，頻率2～5 MHz。受試者取左側(cè)臥位，連接心電圖，于平靜呼吸下行常規(guī)超聲心動圖檢查，采集心尖四腔心切面、聚焦右心室心尖四腔心切面，獲得較滿意二維圖像后，連續(xù)采集5 個以上心動周期的圖像。根據(jù)美國超聲心動圖學(xué)會標(biāo)準(zhǔn)[9]測量右心室舒張末期內(nèi)徑、右心房左右徑、右心室面積變化分?jǐn)?shù)、三尖瓣環(huán)收縮期位移、三尖瓣反流速度、三尖瓣舒張早期血流峰值流速（E 峰）與舒張晚期血流峰值流速（A 峰）的比值（E/A）。

經(jīng)胸實時三維超聲心動圖：使用GE Vivid E9 彩色多普勒超聲診斷儀，4V 三維探頭，頻率1.5～4.0 MHz。囑患者屏氣，于聚焦右心室的心尖四腔心切面行實時三維容積成像，使圖像完整包括三尖瓣、右心房及右心室結(jié)構(gòu)，以圖像幀頻≥12 幀/s 采集4～6 個心動周期。運(yùn)用EchoPAC 204 軟件四維自動三尖瓣定量（4D Auto-TVQ）分析獲得三尖瓣形態(tài)學(xué)參數(shù)：瓣環(huán)面積、瓣環(huán)面積變化率、瓣環(huán)周長、四腔心直徑、兩腔心直徑、瓣環(huán)收縮期位移、瓣葉接合點(diǎn)高度、幕狀區(qū)最大高度和幕狀區(qū)容積（圖1）；四維自動右心室定量（4D Auto-RVQ）分析獲得右心室舒張末期容積（RVEDV）和右心房收縮末期容積（RAESV）。

圖1 4D Auto-TVQ 測量三尖瓣形態(tài)學(xué)參數(shù)示意圖

1.3 統(tǒng)計學(xué)方法

采用 SPSS 25.0 軟件進(jìn)行統(tǒng)計學(xué)分析。運(yùn)用Shapiro-Wilk 檢驗對變量進(jìn)行正態(tài)性檢驗。正態(tài)分布的計量資料以±s表示，用t檢驗比較組間差異，非正態(tài)分布的計量資料以M（四分位數(shù)間距）表示，采用 Mann-WhitneyU檢驗比較組間差異。計數(shù)資料用例（%）表示，兩組間比較采用 χ2檢驗或 Fisher 精確檢驗。三尖瓣形態(tài)學(xué)參數(shù)與RVEDV、RAESV 和右心導(dǎo)管肺動脈平均壓（mPAP）間的相關(guān)性分析采用Person 或 Spearman 相關(guān)分析法（r<0.3 為無顯著相關(guān)性，0.3 ≤r<0.5 為低度相關(guān)，0.5 ≤r<0.8 為中度相關(guān)，r≥ 0.8 為高度相關(guān)）。P<0.05 為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 兩組臨床資料和經(jīng)胸二維超聲心動圖參數(shù)比較（表1）

表1 兩組臨床資料及二維超聲心動圖參數(shù)比較（±s）

表1 兩組臨床資料及二維超聲心動圖參數(shù)比較（±s）

注：IPAH：特發(fā)性肺動脈高壓；NT-proBNP：N 末端B 型利鈉肽原；E/A：三尖瓣舒張早期血流峰值流速（E 峰）與舒張晚期血流峰值流速（A 峰）的比值。*：以M（四分位數(shù)間距）表示。-：無。

項目對照組(n=15)IPAH 組(n=30)P 值年齡(歲)38.40±12.8334.30±8.890.217男性[例(%)]4(26.7)9(30.0)0.816體表面積(m2)*-1.55(0.27)-體重指數(shù)(kg/m2)-22.11±3.58-NT-proBNP(pg/ml)*-915.95(2 133.88)-6 分鐘步行距離(m)-411.32±106.00-WHO 功能分級[例(%)]Ⅰ級-2(6.6 )-Ⅱ級-14(46.7 )-Ⅲ級-14(46.7 )-經(jīng)胸二維超聲心動圖參數(shù)右心室舒張末期內(nèi)徑(mm)22.27±2.6034.47±7.35<0.001右心房左右徑(mm)33.87±4.2646.71±13.07<0.001右心室面積變化分?jǐn)?shù)(%)44.00±11.5128.65±8.92<0.001三尖瓣環(huán)收縮期位移(mm)22.14±2.4815.46±2.77<0.001三尖瓣反流速度(m/s)1.98±0.454.42±0.78<0.001三尖瓣E/A 1.45±0.521.24±0.370.161

IPAH 組中，28 例（93.4%）患者為WHO 功能分級Ⅱ～Ⅲ級。IPAH 組的右心室舒張末期內(nèi)徑[（34.47±7.35）mm vs.（22.27±2.60）mm]、右心房左右徑[（46.74±13.07）mm vs.（33.87±4.26）mm]和三尖瓣反流速度均大于對照組（P均<0.001）；右心室面積變化分?jǐn)?shù)和三尖瓣環(huán)收縮期位移均小于對照組（P均<0.001）。

2.2 兩組經(jīng)胸實時三維超聲心動圖三尖瓣形態(tài)學(xué)參數(shù)比較（表2）

表2 兩組經(jīng)胸實時三維超聲心動圖三尖瓣形態(tài)學(xué)參數(shù)比較（±s）

表2 兩組經(jīng)胸實時三維超聲心動圖三尖瓣形態(tài)學(xué)參數(shù)比較（±s）

注：IPAH：特發(fā)性肺動脈高壓。

項目對照組(n=15)IPAH 組(n=30)P 值瓣環(huán)面積(cm2)9.46±2.4112.22±2.730.001瓣環(huán)面積變化率(瓣環(huán)周長(cm)四腔心直徑(cm)%)17.83±6.7315.88±5.600.339 11.01±1.3812.28±1.700.001 3.31±0.463.97±0.600.001兩腔心直徑(cm)3.43±0.643.65±0.500.187瓣環(huán)收縮期位移(cm)1.16±0.320.81±0.22<0.001瓣葉接合點(diǎn)高度(cm)0.62±0.241.04±0.24<0.001幕狀區(qū)最大高度(cm)0.60±0.131.05±0.20<0.001幕狀區(qū)容積(ml)1.87±0.853.76±1.48<0.001

IPAH 組的瓣環(huán)面積、瓣環(huán)周長、四腔心直徑、瓣葉結(jié)合點(diǎn)高度、幕狀區(qū)最大高度和幕狀區(qū)容積均顯著大于對照組（P均<0.05）。與對照組相比，IPAH 組瓣環(huán)收縮期位移明顯更小（P<0.001）。兩組的瓣環(huán)面積變化率和兩腔心直徑差異無統(tǒng)計學(xué)意義（P均>0.05）。

2.3 IPAH 患者的三尖瓣形態(tài)學(xué)參數(shù)與RVEDV、RAESV 的相關(guān)性分析（表3）

表3 IPAH 患者的三尖瓣形態(tài)學(xué)參數(shù)與RVEDV、RAESV 的相關(guān)性分析（n=30）

幕狀區(qū)最大高度（r=0.710）、瓣葉結(jié)合點(diǎn)高度（r=0.515）均與RVEDV 中度相關(guān)，瓣環(huán)周長（r=0.456）、幕狀區(qū)容積（r=0.452）均與RVEDV 低度相關(guān)，四腔心直徑與RVEDV 無顯著相關(guān)性；瓣環(huán)面積（r=0.545）、瓣環(huán)周長（r=0.712）、四腔心直徑（r=0.558）均與RAESV 中度相關(guān)，幕狀區(qū)最大高度、瓣葉結(jié)合點(diǎn)高度和幕狀區(qū)容積與RAESV 無顯著相關(guān)性。

2.4 IPAH 患者的三尖瓣形態(tài)學(xué)參數(shù)與mPAP 的相關(guān)性分析（表4）

表4 IPAH 患者的三尖瓣形態(tài)學(xué)參數(shù)與mPAP 的相關(guān)性分析（n=30）

瓣環(huán)收縮期位移（r=-0.475）與mPAP 低度相關(guān)，瓣環(huán)面積、瓣環(huán)面積變化率、瓣環(huán)周長、四腔心直徑、兩腔心直徑、瓣葉接合點(diǎn)高度、幕狀區(qū)最大高度和幕狀區(qū)容積均與mPAP 無顯著相關(guān)性。

3 討論

三尖瓣重構(gòu)和三尖瓣反流進(jìn)展與肺動脈高壓患者右心室重構(gòu)和不良預(yù)后密切相關(guān)[4]，準(zhǔn)確評估肺動脈高壓患者三尖瓣構(gòu)型改變對疾病進(jìn)展的病理生理機(jī)制以及患者病情的綜合評估具有潛在意義。Muraru 等[10]對280 例功能性三尖瓣反流患者的三尖瓣構(gòu)型進(jìn)行比較分析，發(fā)現(xiàn)不同原因所致功能性三尖瓣反流患者在三尖瓣重構(gòu)方面存在一定差異。然而近年來研究多集中在左心系統(tǒng)疾病相關(guān)功能性三尖瓣反流患者三尖瓣的形態(tài)學(xué)改變，關(guān)于IPAH 患者三尖瓣構(gòu)型特征的研究仍然較少。

現(xiàn)有指南推薦在二維超聲心動圖心尖四腔心切面測量評估三尖瓣[11-12]，然而三尖瓣環(huán)呈馬鞍形，結(jié)構(gòu)復(fù)雜[6-7]，傳統(tǒng)二維超聲心動圖容易低估三尖瓣環(huán)真實大小，此外二維超聲心動圖沒有可重復(fù)的評估三尖瓣的四腔心切面[13-14]，Praz 等[14]研究發(fā)現(xiàn)二維超聲心動圖和CT 在測量瓣環(huán)周長和面積方面一致性較差。三維超聲心動圖能夠克服平面和角度依賴性，較為真實地反映三尖瓣環(huán)空間構(gòu)型，有研究顯示4D Auto-TVQ 分析獲得的三尖瓣環(huán)周長及面積與CT 測量結(jié)果一致性好[15]，此外，三維超聲心動圖可以綜合評估三尖瓣葉栓系的高度和容積。

Utsunomiya 等[12]對147 例功能性三尖瓣反流患者和50 例健康者的三尖瓣結(jié)構(gòu)進(jìn)行比較分析，發(fā)現(xiàn)功能性三尖瓣反流患者的三尖瓣環(huán)直徑明顯增大。Medvedofsky 等[4]研究進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)隨著三尖瓣反流程度的進(jìn)展，肺動脈高壓患者的三尖瓣環(huán)直徑進(jìn)一步增加。本研究發(fā)現(xiàn)，IPAH 患者的三尖瓣環(huán)四腔心直徑顯著增加，而兩腔心直徑與健康人無明顯差異。Muraru 等[10]和Guta 等[16]均提出，右心房容積增大是三尖瓣環(huán)擴(kuò)大的主要機(jī)制。本研究結(jié)果同樣顯示，三尖瓣環(huán)面積和周長與RAESV 的相關(guān)性均大于RVEDV。此外，本研究還發(fā)現(xiàn)三尖瓣環(huán)四腔心直徑與RAESV 中度相關(guān)，而與RVEDV 無顯著相關(guān)性。

隨著肺動脈高壓進(jìn)展，右心室逐漸擴(kuò)大，乳頭肌向側(cè)方及心尖方向移位，由于腱索牽拉瓣葉，導(dǎo)致三尖瓣葉栓系和向心尖方向幕狀突起[17-18]，三尖瓣栓系是肺動脈高壓相關(guān)功能性三尖瓣反流的主要機(jī)制[10,17]。三維超聲心動圖在評估三尖瓣栓系的方面具有明顯優(yōu)勢，可以綜合評估三尖瓣栓系高度和容積。本研究結(jié)果顯示IPAH 患者三尖瓣幕狀區(qū)最大高度、瓣葉接合點(diǎn)高度和幕狀區(qū)容積均顯著高于對照組，并且隨著RVEDV 增加，三尖瓣幕狀區(qū)最大高度、瓣葉接合點(diǎn)高度和幕狀區(qū)容積均呈增大趨勢。

本研究具有一定的局限性，首先本研究針對IPAH，樣本量較小且為單中心研究，后續(xù)研究應(yīng)納入多種亞型肺動脈高壓患者，擴(kuò)大樣本量，進(jìn)一步驗證肺動脈高壓患者三尖瓣空間構(gòu)型特點(diǎn)以及其與右心房、右心室的相關(guān)關(guān)系。其次，本研究主要納入WHO 功能分級Ⅱ～Ⅲ級的IPAH 患者，未來應(yīng)進(jìn)一步明確WHO 功能分級Ⅰ級的IPAH 患者三尖瓣構(gòu)型特征。此外，本次研究未與CT 或心臟磁共振成像對照，評估4D Auto-TVQ 三尖瓣形態(tài)學(xué)參數(shù)的準(zhǔn)確性。

綜上，本研究初步探討了IPAH 患者三尖瓣環(huán)和三尖瓣葉栓系的形態(tài)學(xué)特征，并進(jìn)一步分析了三尖瓣構(gòu)型與右心房、右心室容積的相關(guān)關(guān)系，為更好地理解IPAH 患者三尖瓣重構(gòu)的病理生理機(jī)制提供了一定的參考意義，為臨床更加全面評估右心結(jié)構(gòu)和改善治療策略提供參考。

利益沖突：所有作者均聲明不存在利益沖突