右心室-肺動(dòng)脈耦合在心血管疾病中的臨床應(yīng)用進(jìn)展

【摘要】右心室-肺動(dòng)脈耦合是指右心室與肺動(dòng)脈之間相互作用的關(guān)系，由右心室收縮功能參數(shù)與肺動(dòng)脈彈性參數(shù)的比率來定義，在心血管疾病的臨床應(yīng)用中具有重要的參考價(jià)值。目前可通過有創(chuàng)性檢測(cè)和無創(chuàng)性檢查兩種方法來評(píng)估右心室-肺動(dòng)脈耦合?，F(xiàn)就近年來右心室-肺動(dòng)脈耦合在心血管疾病中的臨床應(yīng)用進(jìn)展做一綜述。

【關(guān)鍵詞】右心室-肺動(dòng)脈耦合；肺動(dòng)脈高壓；肺血栓栓塞癥；法洛四聯(lián)癥；左心室輔助裝置；心肌淀粉樣變性；主動(dòng)脈瓣狹窄

基金項(xiàng)目：國(guó)家自然科學(xué)基金（82060080）

通信作者：張小衛(wèi)，E-mail：xwzhang@lzu.edu.cn

【DOI】10.16806/j.cnki.issn.1004-3934.2024.09.002

Clinical Application of Right Ventricular-Pulmonary Arterial Coupling in Cardiovascular Disease

WANG Yi，CHEN Jianshu，ZHANG Xiaowei

（Department of Cardiology，Lanzhou University Second Hospital，Lanzhou 730030，Gansu，China）

【Abstract】Right ventricular-pulmonary arterial coupling refers to the interaction between the right ventricle and pulmonary artery，defined by the ratio of right ventricular systolic function parameters to pulmonary artery elasticity parameters.It has important reference value in the clinical application of cardiovascular disease.Currently，there are two methods for evaluating right ventricular-pulmonary arterial coupling：invasive testing and non-invasive examination.

This article reviews the clincal application progress of right ventricular-pulmonary arterial coupling in cardiovascular disease in recent years.

【Keywords】Right ventricular-pulmonary arterial coupling；Pulmonary hypertension；Pulmonary thromboembolism；Tetralogy of Fallot；Left ventricular assist devices；Cardiac amyloidosis；Aortic stenosis

右心室-肺動(dòng)脈耦合在心血管疾病中的臨床應(yīng)用及研究得到了越來越多的關(guān)注，良好的右心室-肺動(dòng)脈耦合能很好地反映右心室功能和肺動(dòng)脈壓力之間的關(guān)系。因此利用右心室-肺動(dòng)脈耦合來評(píng)估右心室功能狀態(tài)，為臨床治療決策及預(yù)后判斷提供參考依據(jù)?，F(xiàn)就右心室-肺動(dòng)脈耦合在心血管疾病中的臨床應(yīng)用進(jìn)行綜述。

1" 右心室-肺動(dòng)脈耦合的原理和定義

在生理狀態(tài)下，右心室具有很好的容量負(fù)荷耐受性，但對(duì)后負(fù)荷的增加相對(duì)敏感，當(dāng)后負(fù)荷增加時(shí)，右心室收縮力增強(qiáng)，右心室和肺動(dòng)脈之間保持動(dòng)態(tài)的匹配關(guān)系。右心室的功能不僅依賴于后負(fù)荷狀態(tài)，也受體循環(huán)充盈及左、右心室間相互作用的影響，因此現(xiàn)有的常用評(píng)估右心室功能的參數(shù)具有一定局限性［1-2］?；谏鲜鲈砑敖甑难芯拷Y(jié)果，提出了“右心室-肺動(dòng)脈耦合”指標(biāo)，即指右心室收縮力和右心室后負(fù)荷之間相互作用的關(guān)系，在生理狀態(tài)下二者之間能動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)，保持著最佳的耦合狀態(tài)。病理狀態(tài)下，如肺動(dòng)脈高壓（pulmonary hypertension，PH）時(shí)會(huì)出現(xiàn)右心室重塑及肺血管重構(gòu)，導(dǎo)致右心室-肺動(dòng)脈無法達(dá)到最佳的耦合關(guān)系，即右心室-肺動(dòng)脈失耦合［3］。值得注意的是，右心室-肺動(dòng)脈失耦合并非是一個(gè)不可逆狀態(tài)，通過降低肺動(dòng)脈壓，減輕右心室后負(fù)荷，能促使右心室與肺循環(huán)恢復(fù)正常的耦合狀態(tài)［4-5］。右心室-肺動(dòng)脈耦合強(qiáng)調(diào)二者為一個(gè)整體互相影響，具有重要的臨床意義。因此，現(xiàn)就近年來右心室-肺動(dòng)脈耦合在心血管疾病中的臨床研究進(jìn)行了總結(jié)，見表1［4，6-15］。

2" 右心室-肺動(dòng)脈耦合的評(píng)估

右心室-肺動(dòng)脈耦合的評(píng)估需分別檢測(cè)右心室收縮功能與右心室后負(fù)荷兩個(gè)重要指標(biāo)，檢測(cè)的方法有右心導(dǎo)管檢查、超聲心動(dòng)圖、心臟磁共振等。經(jīng)右心導(dǎo)管檢查計(jì)算的心室彈性［心室收縮末期彈性（end-systolic elastance， Ees）］和心室后負(fù)荷參數(shù)［有效動(dòng)脈彈性（effective arterial elastance， Ea）］比值，即Ees/Ea比值，是右心室-肺動(dòng)脈耦合“金標(biāo)準(zhǔn)”。正常情況下右心室-肺動(dòng)脈耦合參數(shù)Ees/Ea比值保持在1.5～2.0時(shí)，右心室-肺動(dòng)脈耦合狀態(tài)最好［16-17］。Ees/Ea比值是右心系統(tǒng)功能異常及呼吸循環(huán)系統(tǒng)疾病預(yù)后的獨(dú)立預(yù)測(cè)因子，PH患者的Ees/Ea比值普遍降低，與右心室后負(fù)荷升高及功能障礙有關(guān)［18-20］。然而，右心導(dǎo)管檢查作為一項(xiàng)有創(chuàng)性的檢測(cè)方法在臨床應(yīng)用中有一定的局限性。心臟磁共振是測(cè)量右心室容積最準(zhǔn)確的檢測(cè)方法［21］，但心臟磁共振卻無法直接測(cè)量心室壓力及肺動(dòng)脈壓。超聲心動(dòng)圖是目前評(píng)估右心室-肺動(dòng)脈耦合最常用的檢查方法，見圖1。斑點(diǎn)追蹤超聲心動(dòng)圖的應(yīng)用使得心肌應(yīng)變性測(cè)量成為評(píng)估右心室收縮功能的新指標(biāo)，通過斑點(diǎn)位置的變化來測(cè)算心肌的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)及形變，為右心室室壁運(yùn)動(dòng)及整體收縮功能提供了更多信息。三維斑點(diǎn)追蹤超聲心動(dòng)圖能更精確地量化評(píng)估右心室的結(jié)構(gòu)及功能，因此三維斑點(diǎn)追蹤超聲心動(dòng)圖是評(píng)估右心室收縮功能的可靠方法。

3" 右心室-肺動(dòng)脈耦合在心血管疾病中的臨床應(yīng)用

3.1" 右心室-肺動(dòng)脈耦合與PH及肺血栓栓塞癥

PH引起右心室后負(fù)荷持續(xù)升高，導(dǎo)致右心室-肺動(dòng)脈失耦合，繼而發(fā)展成為右心衰竭甚至死亡［22-24］。在Grignola等［6］的研究中，通過右心導(dǎo)管檢查和血管內(nèi)超聲分別測(cè)量肺動(dòng)脈相關(guān)指標(biāo)，結(jié)果提示反映肺血管重構(gòu)的指標(biāo)均與右心室-肺動(dòng)脈耦合存在一致的相關(guān)性（r=0.60～0.76）。Simon等［7］納入32例PH患者為研究對(duì)象，以臨床死亡或接受肺移植術(shù)作為終點(diǎn)事件，在為期（796±751）d的隨訪觀察中發(fā)現(xiàn)，有12例研究對(duì)象出現(xiàn)了臨床死亡或接受了肺移植術(shù)，此類PH患者的Ees/Ea比值相較于其他研究對(duì)象顯著降低（0.31±0.15 vs 0.80±0.45， P＜0.001），多元回歸分析顯示Ees/Ea比值是PH患者遠(yuǎn)期不良預(yù)后的獨(dú)立預(yù)測(cè)因子（HR=0.016，95%CI 0.001～0.047，P=0.02）。Vanderpool等［25］對(duì)52例PH患者給予降肺動(dòng)脈壓治療后，觀察到在治療有效組的患者中Ees/Ea比值得到了明顯的改善。因此臨床估測(cè)右心室-肺動(dòng)脈耦合對(duì)于PH患者的病情評(píng)估、臨床預(yù)后判斷及治療決策方面具有重要的臨床意義。

肺栓塞后導(dǎo)致血管狹窄，肺血管阻力增加，肺動(dòng)脈壓進(jìn)行性升高，導(dǎo)致右心室擴(kuò)大及右心衰竭［26］。在慢性血栓栓塞性肺動(dòng)脈高壓（chronic thromboembolic pulmonary hypertension，CTEPH）患者病程中，當(dāng)后負(fù)荷的增加超過了右心室收縮力的代償能力后，右心室-肺動(dòng)脈便無法維持正常的耦合［27］。在對(duì)CTEPH患者的研究中將三尖瓣環(huán)收縮期位移（tricuspid annular plane systolic excursion，TAPSE）/肺動(dòng)脈收縮壓（pulmonary artery systolic pressure，PASP）比值為0.31 mm/mmHg作為右心室-肺動(dòng)脈失耦合的界值，隨訪結(jié)果顯示TAPSE/PASP比值＜0.31 mm/mmHg的患者出現(xiàn)運(yùn)動(dòng)耐量降低、心功能惡化及死亡等臨床不良事件的比例更高［8］。在一項(xiàng)納入205例CTEPH患者的回顧性研究［9］中發(fā)現(xiàn)，TAPSE/PASP比值與血流動(dòng)力學(xué)參數(shù)存在顯著相關(guān)性，為期1年的隨訪結(jié)果顯示TAPSE/PASP比值與臨床不良事件顯著相關(guān)。對(duì)于CTEPH患者，TAPSE/PASP比值與臨床疾病的嚴(yán)重程度及遠(yuǎn)期不良預(yù)后顯著相關(guān)，因此右心室-肺動(dòng)脈耦合在CTEPH的診治過程中可用來進(jìn)行病情的危險(xiǎn)分層及遠(yuǎn)期預(yù)后判斷。

3.2" 右心室-肺動(dòng)脈耦合與法洛四聯(lián)癥

法洛四聯(lián)癥（tetralogy of Fallot，TOF）是臨床上一種復(fù)雜性先天性心臟病，其臨床表現(xiàn)主要由右心室流出道梗阻所致。Latus等［28］在對(duì)接受手術(shù)治療的TOF患者研究中發(fā)現(xiàn)，TOF術(shù)后患者普遍存在右心室-肺動(dòng)脈失耦合，多與右心室功能障礙及TOF術(shù)式相關(guān)，研究者利用Ea/Ees比值作為右心室-肺動(dòng)脈耦合參數(shù)，評(píng)估24例伴有右心室擴(kuò)大TOF術(shù)后患者的右心室-肺動(dòng)脈耦合，結(jié)果顯示在給予多巴酚丁胺負(fù)荷后，Ees由靜息狀態(tài)下的（0.24±0.18）mmHg/（mL·m2）增加至（0.47±0.39）mmHg/（mL·m2）（P＜0.01），Ea由靜息狀態(tài)下的（0.50±0.28）mmHg/（mL·m2）增加至（0.72±0.48）mmHg/（mL·m2）（P＜0.01）。但值得注意的是Ea/Ees比值并未顯著降低，上述研究結(jié)果提示TOF術(shù)后患者的右心室-肺動(dòng)脈失耦合狀態(tài)并未得到明顯改善，在TOF術(shù)后患者遠(yuǎn)期不良預(yù)后判斷方面具有一定的臨床價(jià)值。另外，TOF中不同手術(shù)方式選擇對(duì)右心室-肺動(dòng)脈耦合也存在影響。在接受經(jīng)三尖瓣環(huán)切口修補(bǔ)術(shù)式的TOF患者中呈現(xiàn)出顯著的右心室-肺動(dòng)脈失耦合（Ea/Ees比值由2.0±0.8上升至3.7±4.1）。在接受經(jīng)心房切口修補(bǔ)術(shù)式的TOF患者中，其右心室-肺動(dòng)脈失耦合狀態(tài)則明顯改善（Ea/Ees比值由1.6±1.0下降至0.9±0.6，P=0.04）。Cheng等［10］將右心室面積變化分?jǐn)?shù)（right ventricular fractional area change， RVFAC）/右心室收縮末期面積（right ventricular end systolic area，RVESA）及三尖瓣環(huán)收縮期峰值運(yùn)動(dòng)速度（peak tricuspid annular systolic velocity， S’）/ RVESA作為右心室-肺動(dòng)脈耦合參數(shù)進(jìn)行觀察研究，TOF術(shù)后患者RVFAC/RVESA及S’/RVESA均明顯降低，提示此類患者存在明顯的右心室-肺動(dòng)脈失耦合現(xiàn)象。鑒于三維超聲心動(dòng)圖及三維斑點(diǎn)追蹤超聲心動(dòng)圖能更精準(zhǔn)地量化評(píng)估右心室-肺動(dòng)脈耦合，Vitarelli等［29］在研究中發(fā)現(xiàn)，TOF術(shù)后患者的三維右心室射血分?jǐn)?shù)及三維右心室面積應(yīng)變（three-dimensional right ventricular area strain，3D-RVAS）與正常對(duì)照組相比明顯下降，ROC分析結(jié)果顯示當(dāng)3D-RVAS/RVSP、3D-RVLS（三維右心室縱向應(yīng)變）/RVESA和3D-RVAS/RVESV的界值分別為0.31%/mmHg、0.57%/mmHg和0.86%/mmHg時(shí)，其判別TOF患者術(shù)后運(yùn)動(dòng)耐量受損的敏感性分別為91%、88%和88%，特異性分別為81%、81%和79%。

3.3" 右心室-肺動(dòng)脈耦合與左心室輔助裝置

左心室輔助裝置（left ventricular assist devices，LVAD）是目前用來治療終末期心力衰竭的有效措施［30］。有研究［31］顯示，在植入LVAD患者中右心衰竭的發(fā)生率明顯升高，右心衰竭也是導(dǎo)致該類患者死亡的首要原因之一。大部分植入LVAD的患者術(shù)前常合并多種可導(dǎo)致右心室功能受損的疾?。?2-33］?；诖耍g(shù)前利用右心室-肺動(dòng)脈耦合來評(píng)估此類患者右心功能以改善患者遠(yuǎn)期預(yù)后就具有重要臨床意義。TAPSE等右心功能指標(biāo)雖能用來評(píng)估LVAD術(shù)后患者早期的臨床預(yù)后及急性右心衰竭的發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)，但對(duì)于遠(yuǎn)期的預(yù)后卻無臨床價(jià)值［32，34］。Stpór等［11］在對(duì)LVAD術(shù)后患者進(jìn)行的隨訪中觀察到，通過右心室游離壁縱向應(yīng)變（right ventricular free wall longitudinal strain，RVFWLS）/右心室收縮壓（right ventricular systolic pressure，RVSP）預(yù)測(cè)LVAD術(shù)后患者復(fù)合終點(diǎn)事件的臨床價(jià)值要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于其他單一指標(biāo)評(píng)估右心室功能的參數(shù)。亞組分析結(jié)果顯示RVFWLS/RVSP≤0.28%/mmHg患者在1年內(nèi)其全因死亡率、右心衰竭發(fā)生率及右心室-肺動(dòng)脈失耦合較RVFWLS/RVSP＞0.28%/mmHg的患者明顯升高。因此，右心室-肺動(dòng)脈耦合在LVAD的術(shù)前評(píng)估、術(shù)后遠(yuǎn)期預(yù)后判斷及術(shù)后的干預(yù)治療方面具有重要的臨床參考價(jià)值。

3.4" 右心室-肺動(dòng)脈耦合與心臟淀粉樣變性

心臟淀粉樣變性（cardiac amyloidosis，CA）是一種嚴(yán)重的進(jìn)展性浸潤(rùn)性心肌疾病，是由不溶性淀粉樣纖維蛋白在心肌細(xì)胞外沉積所致。淀粉樣物質(zhì)浸潤(rùn)心肌引起心室壁增厚，導(dǎo)致心室壁順應(yīng)性降低，收縮能力下降，最終導(dǎo)致充血性心力衰竭［35］。CA中右心室結(jié)構(gòu)重塑和功能受損較為常見［36］。CA患者往往存在右心室-肺動(dòng)脈失耦合現(xiàn)象。TAPSE/PASP作為評(píng)估右心室-肺動(dòng)脈耦合的指標(biāo)之一，目前已在臨床中得到廣泛應(yīng)用［8，37］，Palmiero等［12］在對(duì)CA患者的隨訪觀察研究中發(fā)現(xiàn)，以TAPSE/PASP＜0.31 mm/mmHg作為右心室-肺動(dòng)脈失耦合狀態(tài)的界值時(shí)，35%的CA患者存在右心室-肺動(dòng)脈失耦合現(xiàn)象。相較于TAPSE/PASP≥0.31 mm/mmHg的患者，右心室-肺動(dòng)脈失耦合的CA患者收縮壓和舒張壓降低、N末端腦鈉肽前體升高和左右心室功能明顯降低，其他能反映右心室收縮功能的參數(shù)，如TAPSE、RVFAC等也出現(xiàn)明顯降低。右心室-肺動(dòng)脈失耦合患者的1年期生存率明顯降低。早期識(shí)別CA高?；颊邔?duì)于改善患者遠(yuǎn)期預(yù)后具有重要意義。基于目前的臨床研究結(jié)果，右心室-肺動(dòng)脈耦合能用來評(píng)估CA患者心肺循環(huán)系統(tǒng)的功能狀態(tài)，是CA患者心血管疾病死亡率的獨(dú)立預(yù)測(cè)因子，可用來識(shí)別CA的高危患者和CA患者病情的監(jiān)測(cè)。

3.5" 右心室-肺動(dòng)脈耦合與主動(dòng)脈瓣狹窄

主動(dòng)脈瓣狹窄（aortic stenosis，AS）是老年人群常見的心臟瓣膜病之一。經(jīng)導(dǎo)管主動(dòng)脈瓣置入術(shù)（transcatheter aortic valve implantation，TAVI）的臨床應(yīng)用使得AS治療進(jìn)入了新時(shí)代。AS可使增加的左心室系統(tǒng)壓力逐級(jí)向后傳遞，導(dǎo)致左心房及二尖瓣的結(jié)構(gòu)和功能受損，最終的結(jié)果是右心室功能受損、右心室-肺動(dòng)脈失耦合［38］。對(duì)于重度AS患者，TAVI后可解除左心室流出道機(jī)械性梗阻。右心室-肺動(dòng)脈失耦合預(yù)示著AS病情的不斷進(jìn)展和遠(yuǎn)期的不良預(yù)后［39-40］。目前越來越多的臨床研究結(jié)果也顯示，右心室-肺動(dòng)脈失耦合與TAVI后的全因死亡率相關(guān)［39，41］。Alwan等［4］研究發(fā)現(xiàn)，AS患者TAVI前已存在右心室-肺動(dòng)脈失耦合的，其在術(shù)后1年心血管疾病死亡率更高（調(diào)整后HR=2.06，95%CI 0.97～4.37，P=0.060）。對(duì)TAVI后患者進(jìn)行為期1年的隨訪結(jié)果顯示，發(fā)生心血管疾病死亡的人群中有20.7%患者存在右心室-肺動(dòng)脈失耦合。值得注意的是，部分患者右心室-肺動(dòng)脈耦合狀態(tài)在TAVI后發(fā)生改變。有35.1%的右心室-肺動(dòng)脈失耦合患者在TAVI術(shù)后呈現(xiàn)為右心室-肺動(dòng)脈耦合狀態(tài)。上述研究結(jié)果提示重度AS患者的右心室功能障礙在TAVI術(shù)后能得到一定程度的改善。Eleid等［5］的研究也證實(shí)在重度AS患者TAVI前后即刻進(jìn)行超聲心動(dòng)檢查和有創(chuàng)血流動(dòng)力學(xué)檢測(cè)，結(jié)果顯示在TAVI后隨著左心室后負(fù)荷的減輕，右心室功能障礙及右心室-肺動(dòng)脈失耦合現(xiàn)象得到改善，如右室每搏功升高［由（16±7）mmHg·mL上升至（18±7）mmHg·mL，P=0.04］、TAPSE增加［由（9.5±2.0）cm/s增加至（10.4±3.5）cm/s，P=0.01］、肺血管阻力降低［（194±113）dyn·s/cm5，P=0.03］。

4" 總結(jié)與展望

在臨床實(shí)踐中，右心室-肺動(dòng)脈失耦合意味著心血管疾病已處于終末期階段。因此早期準(zhǔn)確地評(píng)估右心室-肺動(dòng)脈耦合對(duì)于改善心血管疾病患者的預(yù)后具有重要的臨床意義，可指導(dǎo)臨床醫(yī)生及早識(shí)別高?；颊?、延緩疾病的進(jìn)展、指導(dǎo)臨床治療及改善遠(yuǎn)期預(yù)后。右心導(dǎo)管檢查是評(píng)估右心室-肺動(dòng)脈耦合的金標(biāo)準(zhǔn)，但因其有創(chuàng)性操作在臨床應(yīng)用中有一定局限性。超聲心動(dòng)圖等無創(chuàng)檢查指標(biāo)目前已得到廣泛應(yīng)用，但在今后的研究中仍需進(jìn)一步確定在心血管疾病發(fā)展過程中，與不同階段病情相一致的右心室-肺動(dòng)脈耦合理想?yún)?shù)，探索具有實(shí)際臨床參考價(jià)值的右心室-肺動(dòng)脈耦合受損界值，以期精細(xì)化指導(dǎo)臨床治療決策。

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收稿日期：2023-12-30