譚靜 梁勤 羅依然 楊陽 馮珂

(貴州省人民醫(yī)院心內(nèi)科·貴州省心血管疾病研究所，貴州 貴陽 550002)

慢性阻塞性肺病(Chronic obstructive pulmonary disease, COPD) 是常見多發(fā)的以呼吸系統(tǒng)慢性炎癥為特征并呈進(jìn)行性發(fā)展的疾病，世界衛(wèi)生組織2019年公布COPD發(fā)病率為2.51億例。在我國，近期對(duì)7個(gè)地區(qū)20245 例成年人進(jìn)行調(diào)查結(jié)果顯示，COPD 患病率占40 歲以上人群的8.2%[1-3]。COPD患者無論是否出現(xiàn)肺動(dòng)脈高壓，均有右心室功能的損害，并且右心室功能可以預(yù)測患者的預(yù)后[4-5]。右心室的幾何形態(tài)復(fù)雜，雖然實(shí)時(shí)三維超聲心動(dòng)圖(Real time three dimensional echocardiography, RT-3DE)已經(jīng)發(fā)展近20余年，但右心室射血分?jǐn)?shù)的測量并未廣泛應(yīng)用于臨床。原有的右心室三維功能測量軟件通過勾勒出右心室心內(nèi)膜，從而獲得右心室三維幾何模型，但計(jì)算容積及射血分?jǐn)?shù)的操作非常困難，并且不是每個(gè)患者的三維圖像均可獲得滿意的右心室三維模型及射血分?jǐn)?shù)。本研究應(yīng)用操作簡便，且專用于右心室三維容積及射血分?jǐn)?shù)測量的4DRVQ軟件，結(jié)合2DE及多普勒超聲心動(dòng)圖評(píng)估COPD患者的右心室收縮及舒張功能，以期為COPD患者的臨床診療決策及預(yù)后判斷提供一定的依據(jù)。

1 資料與方法

1.1 一般資料 選取2019年9月～2021年3月在我院呼吸內(nèi)科住院的COPD患者60例，根據(jù)COPD嚴(yán)重程度的分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)慢性阻塞性肺疾病全球創(chuàng)議(Global initiative for chronic obstructive lung disease，GOLD)分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)納入兩組患者，每組30例。GOLD分級(jí)為Ⅰ級(jí)和Ⅱ級(jí)的患者為COPD 1 組：男性19例，女性11例，年齡48～72歲，平均(64.8±6.82)歲；GOLD Ⅲ級(jí)和Ⅳ級(jí)的患者為COPD 2 組：男性21例，女性9例，年齡63～81歲，平均(71.3±6.69)歲。 GOLD分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，以一秒用力呼氣量占預(yù)示值的百分比(FEV1%)作為評(píng)價(jià)COPD嚴(yán)重程度的標(biāo)準(zhǔn)：I 級(jí)(輕度COPD)，F(xiàn)EV1%≥80%；Ⅱ級(jí)(中度COPD)，50%≤FEV1%<80%；Ⅲ級(jí)(重度COPD)，30%≤FEV1%<50%；Ⅳ級(jí)(極重度COPD)，F(xiàn)EV1%<30%或FEV1%<50%并伴有慢性呼吸衰竭[6-8]。納入標(biāo)準(zhǔn)：肺功能指標(biāo)一秒率FEV1/FVC<70%。排除標(biāo)準(zhǔn)：嚴(yán)重并發(fā)癥患者、無法行肺功能檢查患者、支氣管哮喘患者、精神障礙患者、其他需治療的慢性呼吸系統(tǒng)疾病患者及心腦血管疾病、肝腎功能異常及外周血管疾病患者。超聲圖像質(zhì)量差的患者也排除。對(duì)照組：匹配同時(shí)期來我院體檢的相同年齡段的健康志愿者，共納入40例，男性26例，女性14例，年齡47～78歲，平均(64.7±7.34)歲。本研究經(jīng)我院醫(yī)學(xué)倫理委員會(huì)批準(zhǔn)后展開工作并取得受檢者知情同意。

1.2 儀器與方法

1.2.1 肺功能的測定(Pulmonary function test, PFT) 所有受試者的PFT均在心臟超聲檢查前完成，兩項(xiàng)檢查間隔時(shí)間小于3 d。收集的PFT指標(biāo)包括FEV1、FEV1%。

1.2.2 右心功能測定 采用GE Vivid E95多普勒彩色超聲診斷儀(美國GE公司)，配備M5Sc二維相控陣探頭(頻率1～5 MHz)、4Vc實(shí)時(shí)三維探頭(頻率2～5 MHz)及echopac圖像處理工作站203版本。echopac工作站的4DRVQ軟件可自動(dòng)識(shí)別右心室心內(nèi)膜邊緣。操作過程：受檢者取左側(cè)臥位，連接心電圖，采集左心室長軸、心尖四腔心及連續(xù)5個(gè)心動(dòng)周期的“金字塔”型三維全容積動(dòng)態(tài)圖像并存儲(chǔ)刻光盤。用echopac工作站脫機(jī)分析，啟動(dòng)4DRVQ分析軟件，手動(dòng)調(diào)整平面，確定三尖瓣環(huán)側(cè)壁、間隔，右心室心尖，右心室前壁、后壁的定位點(diǎn)，軟件會(huì)自動(dòng)分析出右心室形態(tài)、容積、射血分?jǐn)?shù)及長軸應(yīng)變。并顯示右心室三維模型的圖像、容積-時(shí)間曲線以及RVEDV、RVESV、RVSV、RVEF、EDVI、ESVI、SVI、RVDdbase、RVDdmid、RVLd、3D-TAPSE、3D-FAC%各參數(shù)測值。同時(shí)，用二維超聲在心尖四腔心測量右心房內(nèi)徑，右心室基底段、中間段橫徑及長徑、面積變化率(Fraction of area change，F(xiàn)AC%)。M型超聲測量三尖瓣環(huán)位移(Tricuspid annular plane systolic excursion，TAPSE)。

1.2.3 改良英國醫(yī)學(xué)研究委員會(huì)呼吸困難指數(shù)(modified British medical research council，mMRC)評(píng)分量表評(píng)分 mMRC：0，僅在用力運(yùn)動(dòng)時(shí)出現(xiàn)呼吸困難；1，平地快走或步行爬小坡時(shí)出現(xiàn)氣短；2，由于氣短，平地行走時(shí)比同齡人慢或者需要停下來休息；3，在平地行走100 米左右或數(shù)分鐘后需要停下來喘氣；4， 因嚴(yán)重呼吸困難以至于不能離開家，或在家穿衣服、脫衣服時(shí)出現(xiàn)呼吸困難。

2 結(jié)果

2.1 3組受試者右心室的超聲測量參數(shù)以及各參數(shù)間的比較 COPD1組的右心房橫徑,二維超聲測量的右心室基底段、中間段橫徑、右心室長徑與對(duì)照組比較差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)；三維超聲測量的右心室收縮功能參數(shù)RVEDV、RVESV、RVEF、3D-TAPSE、3D-FAC%與對(duì)照組比較差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)；二維超聲測量的收縮功能參數(shù)M-TAPSE、2D-FAC%與對(duì)照組比較差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)；舒張功能參數(shù)TVE/TVA、TVE/TVe與對(duì)照組比較差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)；臨床指標(biāo)FEV1、FEV1%低于對(duì)照組(P<0.01)，mMRC評(píng)分、肺動(dòng)脈收縮壓(PAP)高于對(duì)照組(P<0.01)。COPD2組的右心房橫徑,二維及三維超聲測量的右心室基底段、中間段橫徑、右心室長徑均較COPD1組增大(P<0.01)；右心室三維超聲的收縮功能參數(shù)RVEDV、RVESV較COPD1組增大(P<0.01);RVSV、RVEF、3D-TAPSE、3D-FAC%較COPD1組減低(P<0.01)；二維超聲測量的收縮功能M-TAPSE、2D-FAC%也較COPD1組減低(P<0.01)；舒張功能參數(shù)TVE/TVA、 TVE/TVe比COPD1組顯著減低(P<0.01)；臨床指標(biāo)FEV1、FEV1%低于COPD1組(P<0.01)，mMRC評(píng)分，肺動(dòng)脈收縮壓(PAP)高于COPD1組(P<0.01)。見圖1，表1～3。

圖1 正常人及COPD患者的右心室三維模型及收縮功能參數(shù)Figure 1 Three dimensional model and systolic function parameters of right ventricle in normal subjects and COPD patients注：A.4DRVQ測量平面及測量點(diǎn)的定位方法；B.正常人的右心室三維模型，容積時(shí)間變化曲線及測量參數(shù)值；C.COPD患者的右心室三維模型，右心室的橫徑增大，容積時(shí)間曲線比較平坦，RVEF,TAPSE及FAC%均減低

表1 3組受試者的臨床參數(shù)的比較Table 1 Comparison of clinical parameters among three groups of subject

表2 3組受試者二維超聲測量參數(shù)的比較Table 2 Comparison of right ventricular two-dimensionalultrasonic parameters among three groups of subjects

表3 3組受試者的右心室三維超聲4DRVQ測量參數(shù)的比較 Table 3 Comparison of right ventricular three-dimensionalultrasonic parameters using 4DRVQ among three groups of subjectA

2.2 RVEF與2D-FAC%及M-TAPSE的相關(guān)性 RVEF與2D-FAC%呈正相關(guān)(r=0.96，P<0.01)；與M-TAPSE也具有正相關(guān)關(guān)系(r=0.87，P<0.01)，見圖2、3。

圖2 RVEF與2D-FAC%呈正相關(guān)AAFigure 2 RVEF was positively correlated with 2D-FAC%

圖3 RVEF與M-TAPSE呈正相關(guān)Figure 3 RVEF was positively correlated with M-TAPSE

2.3 COPD患者RVEF與mMRC評(píng)分的相關(guān)性 COPD患者RVEF與mMRC評(píng)分呈負(fù)相關(guān)(r=-0.67，P<0.01)，見圖4。

圖4 COPD患者的三維RVEF與mMRC評(píng)分呈負(fù)相關(guān)Figure 4 The three-dimensional RVEF of COPD patients was negatively correlated with mMRC scores

3 討論

COPD患者的呼吸道氣流持續(xù)性受限，呼吸功能受到嚴(yán)重影響，其發(fā)病率、復(fù)發(fā)率、致殘率和死亡率均高[9]。COPD在全球死亡原因排名第5位，嚴(yán)重影響人民的生活質(zhì)量，增加醫(yī)藥負(fù)擔(dān)，嚴(yán)重者會(huì)導(dǎo)致肺動(dòng)脈高壓，右心室肥大，右心功能改變，并發(fā)慢性肺源性心臟病[10]。正常的右心室收縮與舒張功能能夠維持較低的體循環(huán)中心靜脈壓，維持足夠的血液輸出量，有研究表明右心室功能受損是心臟不良事件的獨(dú)立因子[11-12]。右心室形態(tài)類似桃心型，流入道與流出道夾角大，心腔內(nèi)肌小梁粗大，心內(nèi)膜邊緣不易辨認(rèn)。MRI檢查具有較高時(shí)間分辨率，可獲得較為準(zhǔn)確的心臟收縮期及舒張期圖像，被譽(yù)為評(píng)估右心功能的“金標(biāo)準(zhǔn)”[13]，但檢查耗時(shí)價(jià)格昂貴。2DE是基于假設(shè)的幾何形態(tài)來推算容積的，右心室的特殊解剖特點(diǎn)使2DE的容積測量存在誤差，目前臨床主要應(yīng)用面積變化率(FAC%)及三尖瓣環(huán)位移(TAPSE)來評(píng)估右心室收縮功能。RT-3DE能顯示心臟的三維立體結(jié)構(gòu)，根據(jù)實(shí)際的幾何形態(tài)來測量心室容積，對(duì)于形態(tài)不規(guī)則結(jié)構(gòu)復(fù)雜的右心室容積及收縮功能的測量具有明顯的優(yōu)勢[14-15]。Niemann等[15]研究表明用RT-3DE與MRI測量的右心室舒張末期容量、收縮末期容量及射血分?jǐn)?shù)有很高的相關(guān)性，重復(fù)性好。Vitarelli等[16]研究發(fā)現(xiàn),三維RVEF是反映不良預(yù)后的獨(dú)立因素。近年開發(fā)的應(yīng)用于臨床的右心室收縮功能三維測量軟件4DRVQ操作簡單，可快速計(jì)算出右心室容積及射血分?jǐn)?shù)。

進(jìn)一步的研究表明，GOLD分級(jí)為Ⅰ級(jí)、Ⅱ級(jí)的COPD患者右心房右心室的內(nèi)徑及右心室收縮舒張功能均無明顯改變，但肺動(dòng)脈收縮壓力有所增高，在平地快步行走時(shí)感覺到呼吸困難或者比同齡正常人行走慢。大部分GOLDⅢ級(jí)、Ⅳ級(jí)的COPD患者肺動(dòng)脈收縮壓呈中-重度增高；右心房右心室增大，右心室主要是橫徑增大，長徑增大不明顯；右心室收縮及舒張功能均減低；在平地行走100 m左右或數(shù)分鐘后需要停下來喘氣，嚴(yán)重者因呼吸困難不能離開家，或在穿脫衣服時(shí)出現(xiàn)呼吸困難。這與其他研究者的研究結(jié)果一致，表明COPD患者的運(yùn)動(dòng)耐受力顯著減低[17-18]。右心功能損害的早期診斷與治療可以減少COPD的合并癥與并發(fā)癥[19]。

本研究結(jié)果顯示RVEF與指南規(guī)定的2D-FAC%呈正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)達(dá)0.96，與M-TAPSE也具有正相關(guān)關(guān)系，相關(guān)系數(shù)為0.87。表明此方法可以準(zhǔn)確地評(píng)估右心室的收縮功能。Zheng等[6]應(yīng)用4DLVQ的方法來測量右心室功能，與組織多普勒測量的右心室心肌做功指數(shù)MPI比較，其敏感性、準(zhǔn)確性、特異性分別為78.57%、 66.67%、73.46%。本研究采用4DRVQ軟件專門針對(duì)右心室特殊形態(tài)的來測量右心室功能，可更科學(xué)地評(píng)估右心室容積及收縮功能。

應(yīng)用RT-3DE的4DRVQ測量右心室收縮功能的注意事項(xiàng)：①采集三維圖像的時(shí)候，需要完全清晰地顯示右心房與右心室；采集過程中囑患者屏氣。②測量軟件中，右心室基底段中間段的平面定位線，三尖瓣瓣尖、瓣環(huán)定位點(diǎn)，右心室游離壁、左心室的前后交界點(diǎn)定位必須準(zhǔn)確。4DRVQ測量的右心室收縮功能具有很高的重復(fù)性及準(zhǔn)確性，可廣泛應(yīng)用于臨床。本研究的局限性主要在于右心室收縮功能僅僅與2D-FAC%及M-TAPSE做了相關(guān)性研究，無MRI結(jié)果作為對(duì)比；其次受試者分組不夠精細(xì)。

4 結(jié)論

RT-3DE可準(zhǔn)確評(píng)估COPD患者的右心室功能；GOLD Ⅰ級(jí)、Ⅱ級(jí)的COPD患者右心系統(tǒng)重構(gòu)不明顯，右心室收縮及舒張功能受損不顯著，GOLD Ⅲ級(jí)、Ⅳ級(jí)的COPD患者的右心增大，右心室收縮及舒張功能均受損。