高海葉，鄧愛云，王小娟，彭芮，劉天蕊，張璐，張艷，任鳳霞，安玉瓊

肺動脈高壓（PAH）是一組臨床常見的癥狀，隨著肺血管阻力增加、肺動脈壓升高，右心負荷不斷增大，導致右心功能逐漸下降，最終引起右心功能衰竭[1]。速度向量成像技術是一種用來分析右心室心肌收縮功能的新技術[2]，可評估PAH患者的右心室功能[3]。但較少有超聲心動圖研究對PAH患者右心室的收縮同步性進行評估。本研究應用速度向量成像技術來評估PAH患者的右心室收縮同步性及應用三維超聲心動圖對右心室收縮功能進行評估，以期為臨床應用提供新的方法。

1 資料與方法

研究對象：選擇2017年3月至2017年11月在蘭州大學第一醫(yī)院心臟中心確診的84例PAH患者，其中女性40例，男性44例，平均年齡（49.32±18.23）歲；單純房間隔缺損38例，單純動脈導管未閉4例，慢性阻塞性肺氣腫15例，原因不明者27例。依據(jù)肺動脈收縮壓（PASP）將PAH患者分為輕度組21例（PASP 30～50 mmHg，1 mmHg=0.133 kPa）、中度組34例（PASP 50～70 mmHg）、重度組29例（PASP≥70 mmHg）。納入標準： PASP≥30 mmHg（PASP=三尖瓣反流峰值壓差+右心房壓；使用美國超聲心動圖學會指南估測右心房壓[4]）、左心室射血分數(shù)＞50%、心電圖顯示為竇性心律者。排除標準：排除肺動脈狹窄、右心室流出道梗阻、三尖瓣病變、右心室心肌病變、右心室心肌梗死、右心室安裝起搏器、凝血功能障礙者以及因肺內(nèi)氣體干擾顯像效果、心內(nèi)傳導系統(tǒng)異常如心房顫動、房室阻滯、完全性右束支阻滯等影響測量結果準確性的患者。同時將27例年齡和性別匹配、無心血管疾病和PAH的健康人作為對照組。

實時三維和二維超聲心動圖圖像采集：所有受試者均給予實時三維超聲心動圖檢查，采用SIEMENS ACUSON S2000彩色超聲診斷儀（西門子，德國）進行檢查，受試者左側臥位，在安靜狀態(tài)下測量，常規(guī)方法連接肢體導聯(lián)心電圖，采用4V1c探頭（頻率1～4 MHz）進行二維灰階圖像的采集，幀頻為40～50幀，置于患者的心尖部進行掃描。三維圖像的采集，受試者左側臥位，在安靜狀態(tài)下測量，常規(guī)方法連接肢體導聯(lián)心電圖，采用4Z1c三維矩陣探頭（1.75～4.25 MHz）進行三維圖像的采集，容積幀頻＞20 幀/s，置于患者的心尖部進行掃描，開始全容積成像-4D模式，并連續(xù)采集三個心動周期的心尖四腔視圖。

數(shù)據(jù)分析：根據(jù)二維圖像，使用Syngo.via 速度向量成像軟件圖像處理工作站進行處理，心內(nèi)膜描記自右心室游離壁的三尖瓣環(huán)處依次到心尖部、室間隔三尖瓣環(huán)處，可得到右心室游離壁及室間隔6節(jié)段的應變、應變率值，選取每一心動周期中收縮期最大值作為應變、應變率的收縮期峰值，所有數(shù)據(jù)測量3次，取平均值，作為最終結果，對6個節(jié)段的應變、應變率取平均值，得到右心室整體應變、應變率。測量QRS波頂點到每一節(jié)段應變、應變率的收縮期峰值時間，記錄為收縮達峰時間,并計算右心室應變達峰時間標準差、應變率達峰時間標準差，評估患者右心室同步性。應用三維探頭，進入全容積成像模式，開啟4D RV-function分析軟件，手動確定三尖瓣、二尖瓣和心尖水平，勾畫收縮末期和舒張末期右心室內(nèi)膜邊界、三尖瓣環(huán)邊界，在機分析軟件計算出右心室舒張末期容積（RVEDV）、右心室收縮末期容積（RVESV）、右心室每搏量（RVSV）及右心室射血分數(shù)（RVEF）、并以體表面積標化（BSA）,得到三維右心室舒張末期容積指數(shù)（RVEDVI）和三維右心室收縮末期容積指數(shù)（RVESVI）。

統(tǒng)計學方法：用SPSS 24.0統(tǒng)計軟件分析。計量資料以均數(shù)±標準差s）來表示，用單因素方差ANOVA分析進行組間均數(shù)比較，多重兩兩比較使用LSD法，相關性分析使用Pearson相關性分析。P＜0.05為差異有統(tǒng)計學意義。

2 結果

各組受試者右心室三維超聲心動參數(shù)測量結果比較（表1）：與對照組受試者比較，PAH患者的RVEDVI和RVESVI均明顯增加，RVEF和RVSV均明顯降低（P均＜0.05）。隨著PAH加重，輕度組、中度組、重度組的RVEDVI和RVESVI逐漸增加，RVEF和RVSV逐漸降低，組間兩兩比較差異均有統(tǒng)計學意義（P均＜0.05）；除了輕度組與對照組的RVEDVI差異無統(tǒng)計學意義外，PAH三個組的其他各指標與對照組間的差異均有統(tǒng)計學意義（P均＜0.05）。

表1 各組受試者右心室三維超聲心動圖參數(shù)測量結果比較

表1 各組受試者右心室三維超聲心動圖參數(shù)測量結果比較

注：RVEDVI：右心室舒張末期容積指數(shù)；RVESVI：右心室收縮末期容積指數(shù)；RVEF：右心室射血分數(shù)；RVSV：右心室每搏輸出量。與對照組比較*P＜0．05；與輕度組比較△P＜0．05；與中度組比較▲P＜0．05

項目 對照組 (n=27) 肺動脈高壓患者 (n=84) F值輕度組 (n=21) 中度組 (n=34) 重度組 (n=29)RVEDVI (ml/m2) 57．43±14．15 58．35±13．16 79．13±19．79*△ 91．93±33．54*△▲ 10．19 RVESVI (ml/m2) 23．57±2．13 32．73±8．23* 48．19±12．42*△ 58．86±22．31*△▲ 24．04 RVEF (%) 0．45±0．04 0．41±0．06* 0．38±0．03*△ 0．33±0．06*△▲ 78．17 RVSV (ml) 54．53±18．87 46．46±15．53* 38．06±12．41*△ 29．97±9．19*△▲ 14．45

各組受試者右心室整體應變、應變率以及右心室收縮同步性比較（圖1、表2）：輕度組、中度組、重度組與對照組比較，右心室整體應變均明顯減低（P均＜0.05），且隨著PAH加重，右心室整體應變逐漸減低，但中度組與輕度組比較差異無統(tǒng)計學意義（P＞0.05），重度組與輕度組、中度組比較，差異均有統(tǒng)計學意義（P均＜0.05）。右心室整體應變率方面，中度組、重度組與對照組比較，重度組與輕度組、中度組比較，差異均有統(tǒng)計學意義（P均＜0.05）。右心室應變、應變率達峰時間標準差比較，對照組應變、應變率曲線一致性良好，隨PAH加重，應變、應變率曲線一致性變差，出現(xiàn)了曲線波峰的紊亂，部分節(jié)段出現(xiàn)了波峰提前的現(xiàn)象。隨著PAH加重，右心室應變達峰時間標準差延長；中度組、重度組分別與對照組、輕度組比較，差異均有統(tǒng)計學意義（P均＜0.05）。隨著PAH加重，右心室應變率達峰時間標準差延長；輕度組、中度組、重度組與對照組比較，重度組與輕度組、中度組比較，差異均有統(tǒng)計學意義（P均 ＜0.05）。

右心室收縮同步性與右心室收縮功能及PASP的相關性：Pearson相關性分析顯示，右心室應變達峰時間標準差與PASP呈正相關（r=0.324，P=0.000），與右心室整體應變（r=-0.292，P=0.003）、右心室整體應變率（r=-0.245，P=0.014）、RVEF（r=-0.509，P=0.000）呈負相關。右心室應變率達峰時間標準差與PASP呈正相關（r=0.429，P=0.000），與右心室整體應變（r=-0.534，P=0.000）、右心室整體應變率（r=-0.331，P=0.000）、RVEF（r=-0.391，P=0.000）呈負相關。

圖1 各組受試者三維超聲心動圖右心室6節(jié)段應變曲線

表2 各組受試者右心室整體應變、右心室整體應變率、右心室應變達峰時間標準差、右心室應變率達峰時間標準差比較

3 討論

PAH導致右心功能不全的患者會出現(xiàn)右心房負荷過重及功能障礙。PAH患者的右心房橫徑明顯擴張。右心室游離壁增厚也是右心室收縮壓升高的一個比較明顯的指標。歐洲心臟病學會指南指出，右心室游離壁厚度＞5 mm提示其增厚[5]。右心室前壁厚度與右心導管測得的肺動脈壓力有著良好的相關性[6]。PAH患者右心室后負荷增加，為了維持其功能，右心室就會出現(xiàn)初始補償適應性反應，于是心肌細胞快速肥大；這種初始補償反應的特征是右心室肥大，以增強右心室心肌收縮性；右心室射血分數(shù)的保留是一種代償性機制，這種代償狀態(tài)通常呈進行性惡化，致使右心室肥大、收縮能力進行性下降、心腔擴大、射血分數(shù)顯著降低[7]。這一過程造成心肌受損或應激反應，隨著疾病的進展會出現(xiàn)右心室功能不全，包括收縮和和舒張功能障礙；當右心室收縮功能障礙時，可出現(xiàn)低心排出量、低血壓，進而造成循環(huán)衰竭、心肌缺血。

有研究證實，右心室壁由多層肌纖維構成，包括與房室溝平行的環(huán)形肌纖維和心內(nèi)膜下的縱行肌纖維；環(huán)形肌纖維拉動心肌短軸方向的環(huán)形、扭轉(zhuǎn)運動，縱行肌纖維則拉動房室環(huán)沿長軸方向運動[8]。右心室射血功能主要由長軸方向的運動來完成，因此，在研究PAH患者右心室功能及收縮同步性時，沿長軸方向運動及機械收縮同步性等可以較準確地反應右心室功能的改變。

右心室心肌纖維呈串聯(lián)排列、肌肉較少、容積與表面積比值小，因此順應性好、收縮能力差、對容量負荷耐受性較好，但是對壓力負荷特別敏感，壓力負荷是影響右心室的主要因素[9]，PAH患者右心室壓力負荷進行性加重，因此，對右心室的評估主要是研究其在壓力負荷下的功能改變，本研究主要關注這一方面。既往研究表明，PAH患者右心室內(nèi)失同步性的機制可能與心肌肥厚造成相對心內(nèi)膜下缺血或與心肌電機械耦聯(lián)失衡有關，PAH可造成右冠狀動脈儲備能力下降，致心肌收縮功能下降[10-12]。本研究中PAH患者的右心室收縮功能下降，且隨PAH加重而逐漸降低；右心室游離壁及室間隔整體應變、應變率均下降，隨PAH加重呈逐漸降低趨勢；RVEF及RVSV減小，且隨PASP增高呈減低趨勢；右心室容積指數(shù)增加，且隨PASP增高呈增加趨勢。

本研究還表明，隨著PASP進行性升高，右心室各節(jié)段應變、應變率達峰時間變得不一致，部分節(jié)段出現(xiàn)了應變、應變率達峰時間提前的現(xiàn)象，隨著PAH加重，右心室壁各節(jié)段達峰時間的不一致性程度更加明顯，在速度向量成像應變、應變率曲線上，表現(xiàn)為應變、應變率減低的室壁心肌節(jié)段收縮達峰波時間明顯提前，達峰時間標準差也相應延長，即出現(xiàn)了右心室失同步性，這可能與PAH使心肌纖維化、心肌纖維化減低心內(nèi)膜下的血流儲備從而導致局部心肌的變形能力降低有關，這與既往通過心肌收縮達峰時間對收縮同步性進行定量評估的研究結果一致[13]。

動物實驗表明，右心室心肌缺血可能是PAH的常見特征之一；右心室高壓引起的急性右心室衰竭可通過升高中心主動脈壓達到逆轉(zhuǎn)，后者增加了右心室冠狀動脈灌注壓，這種現(xiàn)象可能引起心內(nèi)膜下心肌缺血改變；此外，心內(nèi)膜下缺血引起心室節(jié)段收縮期達峰時間的不同程度的提前[14]，本研究結果也與之一致，這也是本研究可靠性的一個有力證據(jù)。同時，有研究表明，右心室壓力負荷增加會導致心室內(nèi)傳導延遲造成收縮不同步[15]。所以PAH患者右心室心肌纖維化造成的相對心內(nèi)膜下缺血或心肌電機械耦聯(lián)失衡共同導致右心室內(nèi)收縮不同步。

本研究還顯示，右心室應變、應變率達峰時間標準差與PASP及右心室整體應變、右心室整體應變率、RVEF有著很好的相關性，所以速度向量成像技術聯(lián)合實時三維超聲心動圖可以對PAH患者的右心室收縮功能及同步性進行評估。盡管肺血管系統(tǒng)變化是PAH的主要原因，但癥狀的嚴重程度和生存與RV功能密切相關，右心衰竭是PAH患者的主要死亡原因[16]。PAH早期的臨床癥狀比較隱匿，癥狀出現(xiàn)的時候由于肺的各級血管已出現(xiàn)重構并逐漸閉塞，藥物干預已基本沒有價值了，臨床上死亡率比較高[17]。PAH患者的右心室應變、應變率、應變達峰時間標準差，應變率達峰時間標準差在PAH早期就與健康對照組有差異，并且這些指標在PAH疾病進展的不同階段也是有差異的。近年來，臨床醫(yī)生對于各種原因引起的右心衰竭患者的診療、評估都離不開對右心功能的詳細分析[18]。如果能將右心功能檢查常規(guī)應用于可疑PAH患者的篩查以及病情評估中，就能針對不同程度的PAH患者制定相應的診療方案，從而對疾病進行早期干預，使更多的患者受益。

本研究沒有探索速度向量成像技術與臨床電生理檢查聯(lián)合評估右心室不同步和對臨床結局的影響，也沒有與PAH患者早期特異性臨床實驗室指標進行聯(lián)合評估，未來需要在這一方面進一步研究。另外，本研究樣本量偏小，需進一步擴大樣本量,對不同原因引起的右心室壓力負荷改變導致的PAH患者右心室整體功能變化進行探索。