實時三維超聲心動圖評價WHO功能Ⅰ級肺動脈高壓患者右心房功能

陳明　程起　李燕

[摘要] 目的 應(yīng)用實時三維超聲心動圖（RT-3DE）評價WHO功能I級肺動脈高壓（WHO FCⅠPH）患者右心房功能。 方法 選取2014年2月～2016年6月在南方醫(yī)科大學(xué)附屬深圳寶安醫(yī)院經(jīng)臨床診斷為WHO FCⅠ級PH、且經(jīng)胸超聲心動圖三尖瓣反流法估測肺動脈收縮壓（PASP）≥40 mmHg的患者41例為PH組，以及一般資料相匹配并經(jīng)體檢證實的健康者32例為正常對照組，采集所有研究對象右心房全容積圖像，導(dǎo)入QLAB 9.0（10.5）軟件分析，得到心動周期不同時相右心房容積，并以體表面積校正，得到右心房最大容積指數(shù)（RAVImax）、最小容積指數(shù)（RAVImin）、收縮前容積指數(shù)（RAVIpre）。并通過計算得到右心房總排空容積指數(shù)（RAVIt），代表儲存器功能；右心房被動排空容積指數(shù)（RAVIp），右心房被動排空分?jǐn)?shù)（RAEFp），代表管道功能；右心房主動排空容積指數(shù)（RAVIa），右心房主動排空分?jǐn)?shù)（RAEFa），代表助力泵功能。組織多普勒測量三尖瓣環(huán)右心室游離壁舒張期運動速度（e/a）；M型超聲測量三尖瓣環(huán)右心室游離壁收縮期位移（TAPSE），Simpson法測量右心室射血分?jǐn)?shù)（RVEF）。比較兩組間各參數(shù)的差異。結(jié)果 與正常對照組比較，PH組TAPSE、RVEF差異無統(tǒng)計學(xué)意義（P > 0.05），RAVImax、RAVIpre、RAVImin、RAVIt、RAVIa顯著增加（P < 0.05或P < 0.01），而RAVIp、RAEFp、e/a顯著減低（P < 0.05）。 結(jié)論 WHO FCⅠPH患者右心房管道功能減低，助力泵功能和儲存器功能增強，RT-3DE提供了無創(chuàng)性評價的新方法。

[關(guān)鍵詞] 實時三維超聲心動描記術(shù)；右心房功能；肺動脈高壓

[中圖分類號] R540.45 [文獻標(biāo)識碼] A [文章編號] 1673-7210（2017）07（a）-0114-04

[Abstract] Objective To assess right atrial function in patients with pulmonary hypertension （PH） in WHO functional classⅠ （WHO FCⅠ） using real-time three-dimensional echocardiography（RT-3DE）. Methods From February 2014 to June 2016， in Affiliated Shenzhen Bao'an Hospital of Southern Medical University， 41 patients with PH in WHO FCⅠ were chosen as PH group， and 32 healthy volunteers were chosen as normal control group. RT-3DE full volume images of right atrium at apical four chamber view were collected. Right atrium volume during different cardiac cycle were acquired， and were corrected to body surface area， then right atrium maximal volume index （RAVImax），right atrium minimal volume index （RAVImin） and right atrium pre-systolic volume index （RAVIpre） were derived from QLAB 9.0 （10.5） workstation. The following right atrium total emptying volume index （RAVIt = RAVImax-RAVImin）， right atrium active emptying volume index （RAVIa = RAVIpre-RAVImin）， right atrium passive emptying volume index （RAVIp = RAVImax-RAVIpre）， right atrium passive emptying fraction （RAEFp = RAVIp/RAVIt×100%）， right atrium active emptying fraction （RAEFa = RAVIa/RAVIt×100%） were calculated， respectively. And tricuspid annular plane systolic excursion （TAPSE） during systole were measured by M-mode echocardiography. Right ventricular ejected fraction （RVEF） was derived from 2DE Simpson. The tricuspid annulus velocity （e，a） of right ventricular free wall during diastole were recorded by tissue Doppler imaging， and e/a was calculated. Results There were no significance of RVEF， TAPSE between two groups， RAVImax，RAVImin， RAVIpre， RAVIt， RAVIa， RAEFa were greater than those of normal control group （P < 0.05 or P < 0.01）， except that RAVIp， RAEFp， e/a were less than those of normal control group （P < 0.05）. Conclusion Right atrial reservoir function and booster pump function increase， while right atrial conduit function decreases in WHO FCⅠPH. RT-3DE has potential ability to evaluate right atrial function.

[Key words] Real-time three-dimensional echocardiography； Right atrial function； Pulmonary hypertension

肺動脈高壓（PH）是由多種已知或未知原因引起的肺動脈壓力異常升高的一種病理生理狀態(tài)，最終可致右心衰竭而死亡，因此評價右心功能至關(guān)重要；右心房作為右心系統(tǒng)的重要組成部分，對調(diào)節(jié)右心功能不可或缺，而關(guān)于PH早期右心房功能的研究鮮見報道。本研究擬行實時三維超聲心動圖（RT-3DE）評估WHO功能Ⅰ級（FCⅠ）PH患者右心房功能。

1 資料與方法

1.1 一般資料

選取2014年2月～2016年6月南方醫(yī)科大學(xué)附屬深圳寶安醫(yī)院經(jīng)臨床診斷為WHO FCⅠ級PH，且經(jīng)胸超聲心動圖三尖瓣反流法估測肺動脈收縮壓（PASP）≥40 mmHg的患者41例為PH組，男25例，女16例，年齡35～75歲，平均（45.3±14.2）歲。通過測量三尖瓣反流峰值流速估測PASP，PASP = 4×三尖瓣反流速度（TRV）2+右心房壓力（RAP）。RAP通過測量下腔靜脈內(nèi)徑（IVC）和吸氣末塌陷率估測：IVC<21 mm，塌陷率>50%，RAP估測為3 mmHg（1 mmHg=0.133 kPa）；IVC>21 mm，塌陷率<50%，RAP估測為15 mmHg；IVC內(nèi)徑及塌陷率不是上述模式，RAP估測為8 mmHg[1]；其中原發(fā)性PH 6例，結(jié)締組織病16例，慢性阻塞性肺疾病9例，肺部腫瘤5例，先天性心臟病5例，均為竇性心率。排除標(biāo)準(zhǔn)：高血壓、冠心病、糖尿病、右室流出道或肺動脈狹窄、心包腔大量積液以及圖像不滿意者。選擇體檢健康者32例為正常對照組，男19例，女13例，年齡30～77歲，平均（46.3±13.3）歲。兩組性別、年齡、身高、體重、體表面積、收縮壓、舒張壓等一般資料比較，差異無統(tǒng)計學(xué)意義（P > 0.05），具有可比性。見表1。本研究經(jīng)醫(yī)院醫(yī)學(xué)倫理委員會批準(zhǔn)，所有患者和/或家屬均知情同意并簽署知情同意書。

1.2 儀器與方法

應(yīng)用Philips iE Elite，EPIQ7c超聲診斷儀，二維探頭（S5-1），頻率為1～5 MHz；容積探頭（X5-1），頻率為1～5 MHz，并配有QLAB 9.0（脫機）及10.5（在機）定量分析軟件。所有受檢者左側(cè)臥位，連接心電圖，為竇性心律。超聲心動圖檢查、測量均按照美國超聲心動圖學(xué)會關(guān)于右心測量指南[2]進行。

二維圖像采集及分析：組織多普勒測量三尖瓣環(huán)右心室游離壁舒張期速度e、a，計算e/a；M型測量三尖瓣環(huán)右心室游離壁收縮期位移（TAPSE）；Simpson法測量右心室射血分?jǐn)?shù)（RVEF）。

三維圖像采集及分析：調(diào)節(jié)儀器使心尖四腔心切面右心房清晰顯示，屏氣時啟動“Full Volume”鍵，采集圖像儲存至儀器硬盤中。在機或脫機導(dǎo)入工作站，進入3DQA系統(tǒng)，將右心置于平面正中，參考左心室研究方法，分別于心尖四腔、兩腔切面三尖瓣環(huán)處及右心房頂部五點描記心內(nèi)膜，并進行微調(diào)，獲得心動周期不同時相右心房容積（圖1），經(jīng)體表面積校正得到右心房最大容積指數(shù)（RAVImax，三尖瓣開放時）、右心房收縮前容積指數(shù)（RAVIpre，心電圖P波）、右心房最小容積指數(shù)（RAVImin，三尖瓣關(guān)閉時）；根據(jù)上述3個指標(biāo)計算：右心房總排空容積指數(shù)（RAVIt，RAVIt = RAVImax-RAVImin），代表儲存器功能；右心房被動排空容積指數(shù)（RAVIp，RAVIp = RAVImax-RAVIpre），右心房被動排空分?jǐn)?shù)（RAEFp，RAEFp = RAVIp/RAVIt×100%，代表管道功能；右心房主動排空容積指數(shù)（RAVIa，RAVIa = RAVIpre-RAVImin），右心房主動排空分?jǐn)?shù)（RAEFa，RAEFa = RAVIa/RAVIt×100%），代表助力泵功能。

1.3 統(tǒng)計學(xué)方法

采用統(tǒng)計軟件SPSS 16.0對數(shù)據(jù)進行分析，正態(tài)分布的計量資料以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差（x±s）表示，兩組間比較采用t檢驗；計數(shù)資料以率表示，采用χ2檢驗。以P < 0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

2 結(jié)果

兩組e/a、PASP、RAD比較，差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P < 0.05），兩組RVEF、TAPSE比較，差異無統(tǒng)計學(xué)意義（P > 0.05）。見表2。WHO FCⅠPH組RAVImax、RAVIpre、RAVImin、RAVIt、RAVIa、RAEFa顯著增加（P < 0.05或P < 0.01）；而RAVIp、RAEFp顯著減低（P < 0.05）。見表3。

3 討論

肺動脈壓力的增高易導(dǎo)致右心室舒張和收縮功能相繼受損，右心房較強的儲備功能在參與調(diào)節(jié)右心室功能上有重要作用[3]；其具有以下三個方面的基本功能：①儲存器功能，在三尖瓣關(guān)閉時儲存血液，開放時釋放貯存的血液；②管道功能，右心室舒張期當(dāng)三尖瓣開放時直接從冠狀靜脈及上下腔靜脈到右心室被動傳送血液；③助力泵功能，舒張晚期心房收縮完成心室充盈[4]。但由于右心房形態(tài)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，研究方法較為局限，故研究相對較少。而RT-3DE采用超矩陣探頭、高通量數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)和三維空間定位等先進技術(shù)掃描X、Y、Z軸，克服了左、右心房形態(tài)結(jié)構(gòu)復(fù)雜的影響，獲取心房全容積圖像，通過描記其內(nèi)膜面，獲得容積-時間曲線，能對心房在心動周期不同時相容積的動態(tài)變化做出準(zhǔn)確度高、重復(fù)性強的評估[5-6]。

既往文獻對PH患者右心房功能研究作出了一些報道。如超聲心動圖檢查是PH預(yù)后評估及治療目標(biāo)最常應(yīng)用的檢查手段，除了對肺動脈壓力的評估外，還應(yīng)包括右心房面積的測量，WHO功能分級等可用于PH預(yù)后的評估[7]；Saha等[8]研究結(jié)果顯示，右心房心肌斑點追蹤技術(shù)能夠產(chǎn)生特征性的應(yīng)變和應(yīng)變率曲線，清晰地描述PH患者右心房的儲存功能、管道功能及助力泵功能；PH患者右心房儲存功能與肺血管阻力呈負(fù)相關(guān)，與心搏量和心輸出量呈正相關(guān)，右心導(dǎo)管術(shù)獲得的右心房壓和管道功能與PH的WHO功能分級密切相關(guān)[9]；輕-中度PH患者右心房射血分?jǐn)?shù)增強，重度PH患者右心房射血分?jǐn)?shù)降低，且右心房儲存功能與心臟指數(shù)和6 min步行實驗密切相關(guān)[10]。

本研究中通過常規(guī)超聲心動圖測量的代表右心室收縮功能的參數(shù)TAPSE、RVEF兩組間比較無顯著差異，而代表舒張功能的e/a在PH組顯著減低；另外，通過RT-3DE獲得的右心房容積指數(shù)，與正常對照組比較，WHO FCⅠPH組RAVImax、RAVIpre、RAVImin、RAVIt、RAVIa、RAEFa顯著增加（P < 0.05或P < 0.01）；而RAVIp、RAEFp顯著減低（P < 0.05）。說明本研究中WHO FC I PH組右心室收縮功能正常、舒張功能減低，以及右心房管道功能減低、儲存器功能及助力泵功能增強。這與既往學(xué)者在動物實驗中研究發(fā)現(xiàn)，早期PH導(dǎo)致右心室壓力過重時，右心室收縮功能增強，舒張功能受損[11]；既往研究顯示：PH時，代表右心房管道功能的右心房被動排空容積、被動排空分?jǐn)?shù)減低，提示右心室舒張功能減低；以及代表右心房儲存器功能及助力泵功能增加的參數(shù)，如右心房總排空容積、收縮期右心房充盈速率、右心房主動排空容積增大[12]相一致。究其原因，可能是肺動脈壓升高早期，一些細(xì)胞因子、信號通路、基因表達、離子通道等，如骨形成蛋白Ⅱ型受體基因突變，低氧誘導(dǎo)因子-1，5-羥色胺，彈性蛋白酶活性，超氧化物歧化酶，鈣離子、鉀離子通道功能發(fā)生改變后，而且相關(guān)的因子大多都有著交互作用，導(dǎo)致肺部血管內(nèi)皮細(xì)胞損傷和功能失調(diào)，平滑肌細(xì)胞異常增生，肺血管收縮，阻力升高，同時還可伴有細(xì)胞外基質(zhì)的增加，導(dǎo)致了肺血管的重構(gòu)[13]，引起肺血管阻力增加，導(dǎo)致右心系統(tǒng)病理生理改變。

由于后負(fù)荷的增加，F(xiàn)rank-Starling機制開始起作用，使右心室心肌纖維的初長度增加，相應(yīng)地前負(fù)荷增加，心肌收縮力增強；另外，可能同時存在交感神經(jīng)興奮，腎素血管緊張素縮血管物質(zhì)釋放等導(dǎo)致心肌收縮力增強的因素；最終使右心室收縮功能增強。后負(fù)荷增加導(dǎo)致右心室壁增厚，右心室僵硬度增加，順應(yīng)性減低；管道功能減低。同時，右心室舒張功能減低，右心室充盈壓升高影響右心房的血液流入右心室，也導(dǎo)致管道功能減低。

右心房在舒張期，此時右心室收縮，三尖瓣關(guān)閉，發(fā)揮其儲存器功能，儲存上下腔靜脈及冠狀靜脈竇回心血流。PH早期，右心室收縮功能增強，右心室收縮牽拉右心房被動擴張的能力增強，右心房容積增加；同時，為了補償右心室的收縮增強，右心房通過自身松弛擴張的能力進行擴張來維持對僵硬的右心室的充盈；以上諸多因素導(dǎo)致PH時右心房的儲存器功能增加。

正常狀態(tài)下右心室的充盈只有約30%來自于舒張晚期心房助力泵功能的貢獻[14]，約70%在心室舒張早期右心室抽吸完成。本研究中PH組代表右心房助力泵功能的參數(shù)RAVIa、RAEFa增大。這是因為有學(xué)者通過臨床研究發(fā)現(xiàn)，F(xiàn)rank-Starling定律同樣適用于右心房[15]，右心房收縮前容積增加，心房心肌初長度增加，主動收縮功能增強，使更多的血液于舒張晚期進入右心室[16]，這種代償機制使舒張功能減低的右心室維持了正常的充盈量，在收縮期能夠射出足夠的血液提供了保障。助力泵功能的代償性增強，對維持右心室充盈具有重要意義。

本研究的不足之處：三維圖像分辨力、右心房結(jié)構(gòu)較復(fù)雜（右心耳、上下腔靜脈、冠狀靜脈竇入口的影響等），以及心房運動方式、結(jié)構(gòu)與心室不同，而評價方法類似所帶來的誤差。

綜上所述，RT-3DE能定量WHO FCⅠPH患者右心房管道功能減低、儲存器功能及助力泵功能增加，從而調(diào)節(jié)右心室功能，維持正常心搏量，為臨床評價右心房功能提供了無創(chuàng)性新方法。

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（收稿日期：2017-03-29 本文編輯：蘇 暢）