超聲心動圖評估右心室功能的應用進展

何潔欣，張 瑩

［廣東省心血管病研究所廣東省人民醫(yī)院（廣東省醫(yī)學科學院），廣州510080］

提要：右心室是構成心臟“泵”功能的一部分，但由于右心室結(jié)構的復雜性及前期對右心室功能認識不足，使得對右心室功能的準確評估較為困難，既往對右心室功能的研究較少。近年來，超聲心動圖技術的發(fā)展使其評估右心室功能的準確性不斷提高，并且能夠?qū)τ倚募膊』颊哌M行危險分層及提供預后信息。本文主要概述右心室的結(jié)構及功能，超聲心動圖評估右心室功能的常用測量指標及其研究進展。

既往對心室功能的研究主要關注左心室的結(jié)構和功能，而對右心室（right ventricle，RV）功能的研究較少。隨著對右心疾病的研究深入，越來越多的證據(jù)顯示，右心室功能的評估對制定疾病的診療方案及評估預后有著重要作用，在多種心血管疾病中右心功能評估的重要性日益顯著。在這篇綜述中，我們將論述右心室的結(jié)構特征和功能特點，以及近年來超聲心動圖評估右心室功能的研究進展。

1 右心室的結(jié)構和功能

右心室壁較薄，結(jié)構復雜，橫面呈新月形，側(cè)面呈三角形，其內(nèi)有突出的肌小梁、粗大的節(jié)制索及肺動脈圓錐，以室上嵴為界分為流入道、流出道和布滿肌小梁的心尖部三部分，且不在同一平面內(nèi)，致使右心室?guī)缀涡螤畈灰?guī)則，難以用二維技術同時成像［1］；此外，正常的右心室是一層薄壁結(jié)構（成人約為3～5 mm），很難從周圍組織中觀察到并區(qū)分出來；同時，右心室突出的肌小梁也使右心室的邊界檢測進一步復雜化，這些解剖結(jié)構都決定了計算右心室容積和評估右心室功能與左心室相比更為困難。

右心室是肺循環(huán)的動力器官，在正常的循環(huán)和負荷情況下維持肺灌注以便輸送靜脈血進行氣體交換，促進體循環(huán)靜脈血回流。然而，當肺循環(huán)壓力升高時，右心室心排血量對壓力負荷較敏感，心排血量減少，從而使容量負荷不斷增加，心室持續(xù)擴張、肥厚，最終導致右心衰竭。而近年來的臨床證據(jù)顯示，右心室功能的變化可以及早提示患者的病情進展及危險分層，從而預測肺動脈高壓和心力衰竭等心臟病患者的生存率及遠期預后［2］。因此，客觀、準確地評價右心室功能具有重要意義。

2 超聲心動圖評估右心室功能的常用指標

目前，常用的評估右心室功能的檢查方法主要有右心導管檢查、心臟磁共振成像以及超聲心動圖。右心導管檢查是目前評價右心室功能的“金標準”，但是該方法為有創(chuàng)性檢查，難以在臨床上廣泛應用。心臟磁共振可以獲得清晰的心臟結(jié)構成像，較準確地測量右心室的容量及功能［3］，然而，磁共振檢查費用昂貴，且檢查者體內(nèi)的金屬物品也會限制磁共振的使用［4］。因此，作為一種無創(chuàng)、簡便、有效的評估右心室功能的成像手段，超聲心動圖成為目前心臟病患者的初步診斷和日常隨訪中最常用的檢查方法。在傳統(tǒng)的二維超聲心動圖技術中，Tei 指數(shù)，三尖瓣環(huán)收縮期位移（tricuspid annular plane systolic excursion，TAPSE），組織多普勒三尖瓣環(huán)S′和右心室面積變化分數(shù)（fractional area change，F(xiàn)AC）是常用的評估右心室收縮功能的測量指標。

Tei 指數(shù)評估右心室的整體功能，不受心率、右心室壓力或三尖瓣反流等的影響，但當R-R 間期不同時，其測量結(jié)果不可靠。由于右心室的收縮機制主要是以心肌縱向縮短為主，又以三尖瓣環(huán)側(cè)收縮幅度最大，因而通過測量右心室游離壁三尖瓣側(cè)瓣環(huán)的縱向偏離位移TAPSE 或通過組織多普勒超聲技術測量三尖瓣環(huán)的運動速度S′可近似評估右心室的收縮功能，但TAPSE與S′均只采用單一節(jié)段位移來代替整體收縮功能，當發(fā)生節(jié)段性室壁運動異常時，其數(shù)值會與整體收縮功能有較大偏差。由于右心室結(jié)構難以完整成像于同一個二維平面，采用不同的幾何假設測量的右心室容積差異較大，因此二維超聲心動圖一般不估測右心室射血分數(shù)（right ventricle ejection fraction，RVEF），而通過測量舒張末期和收縮末期面積來計算FAC。該指標也能反映右心室收縮功能，且與磁共振測量的RVEF 相關性良好。但由于右心室的心內(nèi)膜面常顯示欠佳，面積的描繪較為困難，觀察者間的差異可能較大；而且，F(xiàn)AC 的測量忽略了右心室流出道的影響，不能完全代表右心室的整體收縮功能［5-6］。

3 超聲心動圖評估右心室功能的研究進展

3.1 超聲斑點追蹤和三維超聲心動圖技術的發(fā)展

隨著斑點追蹤超聲心動圖（speckle-trackingechocardiography，STE）技術的出現(xiàn)，右心室心肌應變成為了近年來較新的評估右心室心肌收縮功能的指標。二維斑點追蹤（two-dimensionalspeckle tracking echocardiography，2DSTE）應用二維超聲心動圖對圖像序列中的心肌特征性回聲斑點進行逐幀追蹤，通過斑點位置的變化來測算心肌的運動及形變，從而提供關于右心室節(jié)段和整體收縮功能的信息。根據(jù)心肌運動的方向，分為縱向應變（longitudinalstrain，LS）、徑向應變（radialstrain，RS）、圓周應變（circumferential strain，CS）和旋轉(zhuǎn)應變（rotation strain，Rot），分別代表縱向、徑向、圓周及旋轉(zhuǎn)方向上的形變。這種二維應變的測量改善了最初通過組織多普勒技術測量形變的角度依賴性和信噪比，可以快速獲取應變信息［5，7］。然而，右心室壁較薄，結(jié)構復雜，流入道和流出道位于不同的平面，斑點在平面外難以逐幀追蹤斑點運動，因此對右心室收縮功能的評估效果欠佳［5］。

三維超聲心動圖的發(fā)展提高了右心室容量和右心室功能評估的準確性，利用實時三維的計算方法可以進一步更準確地估測右心室的容積和三維右心室射血分數(shù)（three-dimensional right ventricle ejection fraction，3D-RVEF），使得超聲心動圖測量的RVEF 更接近心臟磁共振的測量結(jié)果［8］。不僅如此，由于三維超聲心動圖不受二維平面的限制，可與超聲斑點追蹤技術結(jié)合為三維斑點追蹤技術（three-dimensional speckle tracking echocardiography，3DSTE），從而克服了2D-STE“跨平面失追蹤”的局限性，而且不受時間分辨率的影響，能同步追蹤心臟各室壁的運動。研究證實，3D-STE 是評估右心室收縮功能的可靠方法，且由于其能在三維容積內(nèi)追蹤心肌的運動軌跡，評估右心室不同解剖部位的形變（包括右心室流入道、流出道和心尖），其測量值通常比二維斑點追蹤更加準確［9］。3D-STE還較2D-STE 引入了面積應變（area strain，AS）、三維整體應變等新的評價室壁整體和節(jié)段運動的參數(shù)，AS 被證實與磁共振測量的RVEF 具有很強的相關性［10］。然而，斑點追蹤技術對圖像質(zhì)量要求較高，且仍缺乏足夠的研究及數(shù)據(jù)證實其有效性及截斷值，目前還無法在臨床上常規(guī)應用［5-6］。

3.2 比較評估右心室功能的指標的準確性

如上所述，右心室心肌應變有多個應變參數(shù)來評估右心室不同方向的形變。然而哪個應變量的評估結(jié)果更為準確？Smith 等首次應用3D-STE 來定量評估肺動脈高壓患者的右心室收縮功能，并提出在肺動脈高壓患者中，所有應變量的值均顯著降低，而AS與CS 和磁共振測量的RVEF 存在顯著的相關性。不僅如此，他們還比較了應變量與傳統(tǒng)二維超聲心動圖指標的相關性，結(jié)果發(fā)現(xiàn)AS 和LS與TAPSE 存在中度相關。Ishizu 等［9］的研究進一步證實3D-STE 測量的右心室容積及RVEF與磁共振的測量結(jié)果存在相關性，驗證了3D-STE 的可靠性與可行性。同時，他們還評估了不同室壁節(jié)段的應變程度對整體收縮功能的影響，結(jié)果表明，流入道AS 值和流出道CS 值的降低對右心室整體收縮功能障礙的影響最為顯著，流入道AS 和流出道CS 是RVEF 的顯著相關因素［9］。

既往也有許多研究比較傳統(tǒng)二維超聲心動圖指標與RVEF 的相關性。Lee 等［11］在大量研究的基礎上進行了一項meta 分析，分別比較TAPSE與FAC 和心臟磁共振測量的RVEF 的相關性，分析結(jié)果表明，與TAPSE 相比，F(xiàn)AC與磁共振測量的RVEF 相關性更高，能更準確地評估右心室收縮功能［11］。對于如何選取合適的右心室功能評價指標，既往的研究尚無統(tǒng)一定論，而2020 年的英國超聲心動圖學會指南提出，對于不同的右心疾病，由于其對右心結(jié)構和功能的影響不同，因此常規(guī)測量的超聲心動圖指標對右心疾病評價的敏感性和特異性也不同，在評價右心室功能時應以疾病為導向，選擇最佳的右心室功能評價指標［6］。

3.3 探索新的右心室評價指標

除了上述提到的已經(jīng)公認的測量指標，近年來也有研究提出一些新的評估右心室收縮功能的參數(shù)。Topilsky等［12］在研究中發(fā)現(xiàn)相對較小的左心室（＜63 mm）或縮短的校正心率后三尖瓣反流持續(xù)時間（tricuspid regurgitation flow corrected for heart rate，TRDc）與左心室輔助裝置植入術后患者30 d內(nèi)的不良預后相關［12］。Cho等［13］進一步研究證實TRDc與心臟磁共振測量的RVEF 呈顯著正相關，TRDc 減低與與肺動脈高壓患者的心血管病死率和再住院率相關。因此，TRDc可能是預測肺動脈高壓患者右心室功能障礙和預后的一個有用的替代指標。其原因可能是TRDc包括右心室等容時間（指等容收縮時間和等容舒張時間）以及右心室射血時間，研究結(jié)果提示，TRDc與右心室射血時間明顯相關，而與右心室等容時間相關性不大，這提示右心室功能障礙患者TRDc縮短可能是右心室射血時間縮短的結(jié)果。由于肺動脈高壓患者常伴有肺動脈阻力升高，右心室充盈血量減少和右心室排血量減少，因而其右心室射血時間縮短，從而導致TRDc減小［13］。然而，TRDc與右心導管的測量值沒有顯著相關性。因此，TRDc 是否可作為一個新的評估右心室收縮功能及預測肺動脈高壓患者預后的指標還需要更多的研究證據(jù)。

Alsoos 等［14］還提出用右心室流出道收縮偏移（right ventricular outflow tract systolic excursion，RVOT_SE）來評估右心室收縮功能的方法，將RVOT_SE與目前常用的其他右心室收縮功能評估方法（FAC、TAPSE、組織多普勒三尖瓣環(huán)S′等）進行相關性分析，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在RVOT_SE 值為0.54 cm 時，RVOT_SE 診斷右心室收縮功能減低的敏感性和特異性分別為98%和96%。他們認為，由于右心室游離壁常容易發(fā)生心肌缺血或心肌梗死，容易影響心肌的收縮功能，從而使TAPSE 等測量產(chǎn)生誤差，而右心室流出道抵御缺血的能力更強，因此能更準確地測定右心室功能。但是，RVOT_SE與RVEF 的相關性如何以及RVOT_SE能否像其他參數(shù)一樣能預測患者的預后，這個研究尚未提及，還需要進一步的探索［14］。

3.4 預測患者的危險分層及預后

越來越多的研究表明，右心室功能與肺動脈高壓、慢性心力衰竭、致心律失常右心室心肌病、肺栓塞、心肌梗死等多種心血管疾病患者的危險分層及預后密切相關，超聲心動圖對多種心血管疾病的危險分層及預后具有重要的預測價值。

3.4.1 肺動脈高壓 Ogihara 等［15］采用超聲心動圖隨訪藥物治療前后的肺動脈高壓患者，將治療前后的癥狀、運動耐量、血漿腦鈉肽及血流動力學參數(shù)等臨床指標與超聲心動圖隨訪過程中的超聲參數(shù)變化進行比較，發(fā)現(xiàn)在肺動脈高壓患者中，Tei 指數(shù)與肺血流動力學變量密切相關，且Tei 指數(shù)的改善與肺動脈高壓經(jīng)過個體化治療后心臟后負荷的改善相關。這一研究表明，Tei 指數(shù)能夠明確患者血流動力學的變化，并對肺動脈高壓治療的療效及預后具有一定的提示作用。

隨著三維超聲心動圖技術的發(fā)展，對肺動脈高壓患者的危險分層及預后評估更加準確。Nagata 等［16］與Liu 等［17］研究證明，三維超聲心動圖測量的RVEF 是心血管疾病死亡及主要不良事件發(fā)生的獨立預測因子，其比臨床的危險因素與其他的超聲心動圖參數(shù)更能預測患者未來的病情進展及預后結(jié)局。Smith 等研究發(fā)現(xiàn)，在3D-STE 中，AS、LS 和CS 的降低與肺動脈高壓患者的死亡風險增加有關，其中AS與RVEF 存在顯著的相關性，有可能成為一個評估右心室收縮功能及預測預后的重要指標。因而，利用三維超聲心動圖和斑點追蹤超聲心動圖來評估心血管疾病患者的預后，將為臨床醫(yī)生的診療帶來巨大的參考價值。3.4.2 心力衰竭 近年來有研究表明，肺動脈壓力和右心室功能耦合可以改善心力衰竭患者的預后分層。因此，Ghio 等［18］對此進行深入研究，證實右心室功能障礙和肺動脈壓力增高是所有慢性心力衰竭患者預后不良的顯著相關因素，提出并驗證TAPSE/PASP 的比值是一個簡單、有力的心力衰竭患者預后的獨立預測因子，進一步改善了慢性心力衰竭患者的危險分層。

Houard 等［19］比較2D-STE與二維超聲心動圖、心臟磁共振對射血分數(shù)降低型心力衰竭（heart failure with reduced ejection fraction，HFrEF）患者的預后評估，結(jié)果表明，與磁共振測量的RVEF、二維超聲心動圖測量的TAPSE、FAC 相比，2D-STE 測量的右心室心肌整體縱向應變具有更高的預測價值，是評估HFrEF患者全因和心血管病死率的一個獨立且強有力的預測因子。

3.4.3 致心律失常右心室心肌病 對于早期致心律失常性右心室心肌?。╝rrhythmogenic right ventricular dysplasia，ARVD）診斷尚未完全明確的人群，如基因陽性的ARVD患者的家庭成員，如何預測其早期心律失常事件的發(fā)生，改善其危險分層，這一問題引起了Leren 等［20］的關注。他們采用心電圖、超聲心動圖及應變分析綜合評估ARVC患者，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，早期發(fā)生不良事件的患者，其右心室的直徑較大，右心室應變的機械離散度更高，且具有更多心電圖的異常信號。與僅使用電參數(shù)相比，將超聲心動圖測量的右心室直徑和右心室流出道內(nèi)徑與電參數(shù)結(jié)合起來，可以進一步改善對早期ARVC患者不良事件的識別，改善早期ARVC患者的危險分層。

Saguner 等［21］還進行了一項中位觀察時間為5 年的長期觀察性研究，比較FAC 和TAPSE 對高危ARVC患者發(fā)生主要不良心血管事件（major adverse cardiovascular events，MACE）的預測效果，結(jié)果表明，TAPSE 降低和右側(cè)心腔擴大均與ARVC患者發(fā)生MACE 的風險增加有關，而FAC 是ARVC患者不良結(jié)局的最強的超聲心動圖預測因子。這項研究表明，TAPSE與FAC 可以預測ARVC患者MACE 的發(fā)生風險，從而評估此類患者的危險分層，以明確是否需要植入心律轉(zhuǎn)復除顫器治療［22］。

3.4.4 肺栓塞 Vitarelli 等［23］研究評估了急性肺栓塞合并右心室功能障礙的患者右心室功能參數(shù)的變化，分別于患者肺栓塞急性發(fā)作時、30 d 和6 個月中位隨訪期后完善三維超聲心動圖和斑點追蹤超聲心動圖檢查。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，3D-RVEF 和右心室游離壁中段的縱向應變（mid free wall-RV longitudinal strain，MFWRVLS）的變化是最敏感的不良事件預測指標。MFWRVLS 和3D-RVEF 在肺栓塞患者的短期和長期隨訪中可能會持續(xù)減低，與其不良結(jié)局相關。胡麗艷等［24］研究將肺栓塞患者分別于治療前后完善超聲心動圖檢查，結(jié)果表明超聲心動圖能夠準確、敏感地反映肺栓塞患者治療前后的右心室收縮和舒張功能變化，在臨床上可以作為肺栓塞治療效果的評價指標。

3.4.5 心肌梗死 Kidawa 等［25］同時應用組織多普勒和實時三維超聲心動圖評價急性下壁心肌梗死患者的右心室功能，結(jié)果表明，組織多普勒測得的三尖瓣環(huán)收縮期峰值速度S′與RVEF 結(jié)合可用于診斷右心室心肌梗死。Engy等［26］研究對急性ST 段抬高型心肌梗死（ST-segment elevation myocardial infarction，STEMI）和非急性ST 段抬高型心肌梗死（non-ST elevation myocardial infarction，NSTEMI）的患者在心肌梗死發(fā)生的24 h 內(nèi)完善超聲心動圖檢查，測量其右心室功能參數(shù)，并對其進行了30 d 的隨訪，觀察他們在30 d 內(nèi)是否發(fā)生MACE，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，MACE 組患者的FAC、TAPSE、三尖瓣環(huán)S′均減低，提示FAC、TAPSE 和S′均可作為STEMI 和NSTEMI 后30 d 內(nèi)發(fā)生MACE 的獨立預測因素。常規(guī)右心室功能參數(shù)可用于評估急性心肌梗死后患者的短期預后。

超聲心動圖的快速發(fā)展使其越來越多地替代右心導管檢查和心臟磁共振成像，成為右心室功能評估的首選檢查手段。斑點追蹤和三維超聲心動圖技術的發(fā)展，近年來對新的測量指標的探索都使右心室功能評估和預后分層的準確性不斷提高，為右心疾病的診治提供了更多、更精細的影像學數(shù)據(jù)。相信隨著研究的不斷深入，超聲心動圖對右心室功能的評估將逐漸趨于規(guī)范化和標準化，使超聲心動圖技術成為右心疾病的臨床隨訪中必不可少的影像學手段。