肺动脉高压患者右室功能的多普勒超声评价与进展

杜佩 综述 杜国庆 审校

(哈尔滨医科大学附属第二医院超声医学科，黑龙江哈尔滨 150086)

肺动脉高压 (pulmonary arterial hypertension，PAH)指孤立的肺动脉血压增高而肺静脉压力正常，静息状态下，肺动脉平均压≥25 mm Hg(1 mm Hg=0.133 3 kPa)，肺血管阻力＞3 Wood且肺毛细血管楔压≤15 mm Hg[1]，是一类以肺血管阻力进行性升高和血管重构为特征的心肺血管疾病，最终可致右心衰竭和死亡[2]。

在PAH现代诊断策略中十分强调早期诊断、早期治疗，这样可使患者预后明显改善[3－4]。目前PAH 的检查方法很多，分为无创性与有创性方法。有创性方法包括右心导管检查、X射线肺动脉造影等;无创方法包括心电图、超声心动图、核磁共振成像、肺通气灌注扫描等。其中右心导管检查是测定和诊断PAH的金标准，但由于其有创性，一般不作为常规检查手段。经胸超声心动图作为一种无创性检查方法不仅可以提供PAH的相关线索，更能对PAH的某些类型(如先天性心脏病相关PAH)作出病因学诊断，是目前筛查PAH的一线工具[3]。近年来应用多普勒超声技术评价PAH右心功能方面备受关注，现将国内外在此方面的研究进展综述如下。

1 连续波多普勒

通过连续波多普勒(continuous wave Doppler，CWD)估测右心室收缩压(right ventricle systolic pressure，RVSP)，进而评价肺动脉收缩压(pulmonary arterial systolic pressure，PASP)三项检查与右心导管测值有良好的相关性[5]。当无肺动脉口狭窄、右室流出道梗阻及心室水平分流时，PASP等于RVSP，根据简化Bernoulli公式:RVSP=4VTR2+右心房压(RAP)，其中VTR是三尖瓣反流峰值流速(m/s)，RAP可根据下腔静脉内径及其吸气末塌陷程度估测[6](图1)。目前国际推荐超声心动图拟诊PAH的PASP标准为≥40 mm Hg[1]。但由于CWD测量易受角度影响，常导致测值出现偏差，另外如果错误的估测右心房压，也将间接导致测值的不准确。McGoon等[3]提出应用CWD测量PASP的误差在3～38 mm Hg之间;Fisher等[7]用CWD测量63例PAH患者的PASP，其中48%患者的测量误差为±10 mm Hg。对于无症状的患者，如果VTR为2.5 ～2.8 m/s，不能单独使用此法来筛查[4]。

图1 三尖瓣反流法估测右心室收缩压

当存在心室水平分流时，估测PASP的公式:PASP=SBP－4VVSD2，其中 SBP为肱动脉收缩压，VVSD为心室水平分流速度(m/s)。而当存在动脉水平分流时，如动脉导管未闭(PDA)时，估测PASP的公式:PASP=SBP－4VPDA2，其中SBP为肱动脉收缩压，VPDA为动脉水平分流速度(m/s)。以往有些学者认为即使存在心室或动脉水平分流时，仍可以根据三尖瓣反流法估测PASP，研究证明此法是不可取的。Abbas等[8]指出如高位室间隔缺损时，心室水平分流有可能直接冲击三尖瓣导致瓣膜反流，此时PASP不等于RVSP，因此不能用三尖瓣反流法来估测PASP。

2 脉冲波多普勒

脉冲波多普勒(pulse wave Doppler，PWD)提供一些可以间接反映PAH程度和右心功能的参数。当PAH时，右室射血前期时间延长，射血时间(ejection time，ET)及加速时间(ascending time，AT) 缩短。Kitabatake等[9]报道了AT、AT/ET均与肺动脉平均压的对数值有很好的相关性(分别为－0.88和－0.90)。但由于心脏前、后负荷及心肌收缩状态等较多因素影响，此法已不再作为一种常规评估方法。另外，三尖瓣E/A比值在一定程度上反映右室舒张功能，但受年龄、呼吸、心率和负荷影响亦较大。

Tei指数又称心肌功能指数，公式为(ICT+IRT)/ET，其中ICT为等容收缩时间，IRT为等容舒张时间，ET为射血时间。正常人右心室Tei指数为(0.24±0.08)，而PAH患者右心室ICT和IRT明显延长，ET明显缩短，导致右心室Tei指数显著增高。传统Tei指数的计算是分别获得肺动脉瓣和三尖瓣血流频谱后，再分别测量以上三个时间参数。但此方法最大的局限性是伴有心律失常时肺动脉瓣和三尖瓣频谱不在同一心动周期获得，将严重影响其准确性。随着双脉冲多普勒(PWD/PWD)同步取样技术的开发，可同步获得肺动脉瓣和三尖瓣频谱，在同一心动周期即可获得以上三个时间参数(图2a)，进而增加了Tei指数计算的准确性。国内外学者通过组织多普勒获得三尖瓣环运动频谱亦可实现同一心动周期内Tei指数的计算(图2b)，重复性也较好。

图2 计算Tei指数示意图

Seyfarth等[10]研究显示右心室Tei指数与右心导管术测定的右心室射血分数、右心室每搏量相关性良好。Vizzardi等[11]发现右心室 Tei＞0.38对于心力衰竭患者的死亡预测价值高于其他常规参数。Grignola等[12]发现右心室Tei指数随着右心室后负荷不同程度的增加而增加，得出右心室Tei指数是评价右心室功能异常的敏感指标。Ogihara等[13]研究证实右心室Tei与肺动脉平均压有较好的相关性，且不受心率、体质量指数及年龄的影响，能预测PAH患者疾病的严重程度。由于Tei指数不受心室几何形态、心率及血压的影响，具有简便、可重复性好等优点，是临床上评价PAH患者右心功能及预后很有应用前景的参考指标。

3 组织多普勒

组织多普勒(tissue Doppler imaging，TDI)是在传统的多普勒技术基础上，去除心腔内血流产生的高速频移信号，保留心肌低速频移信号，克服了PWD受心脏前、后负荷的影响，从而能定量评价右心室的收缩与舒张功能。

3.1 三尖瓣环运动速度

在TDI模式下，直接将取样容积置于三尖瓣侧壁瓣环，可获得三尖瓣环运动频谱，继而直接测量三尖瓣环的运动速度(s’为收缩期峰值速度，e’为舒张早期峰值速度，a’即为舒张晚期峰值速度，图3)。Cevik等[14]应用TDI评价29名由先天性心脏病导致的PAH患儿及40名健康儿童，得出e’/a’与右心导管所测得PAP相关性良好，e’/a’＜2.6时，区分病例组与对照组的敏感性为75.9%，联合应用e’/a’和VTR在区分病例组和对照组敏感性79%、特异性93%。而Rajagopalan等[15]对 32 名成人 PAH 研究发现，e’、a’及s’速度明显减低，但是e’/a’比值在病例组与对照组之间并无明显区别，与Cevik结果不符，其原因可能是两项研究的病例组年龄差别所造成的。Lammers等[16]指出PAH儿童的s’和e’与正常对照组相比明显降低，且s’与AT及右心室射血分数相关性良好。2010年美国超声协会指南[17]建议s’＜10 cm/s可作为提示右室功能障碍的一项有效指标，但仅适用于较年轻的PAH患者，并无充分证据表明其适用于年长者。另外Hui等[18]提出TDI测量的三尖瓣瓣环速度只反映了右室长轴方向的运动，而由于右室位置特殊，还会受到室壁运动方向和超声束夹角以及呼吸运动的影响。因此，该技术的广泛推广和应用仍需要更进一步标准化的检测方法。

图3 双多普勒(PWD/TDI)同步技术计算E/e’和TE－e’示意图

应用E/e’评价PAH右心功能越来越受到国内外学者的关注。Cevik等[14]研究表明E/e’与右心导管测得的PASP呈负相关，可定量评价PAH右室功能及指导临床。Patel等[19]联合运用PWD和TDI可评估右心的收缩和舒张功能。传统的方法是分别应用PWD和TDI技术获得三尖瓣E峰与三尖瓣环e’，但此方法的局限性也是伴有心律失常时无法在同一心动周期获得E和e’。双多普勒同步取样技术可同步获得E和e’，在同一心动周期可直接计算此比值(图3);另外三尖瓣E峰到三尖瓣环e’的时间(TE－e’)也是评价心室舒张功能的新指标(图3)，但目前学者主要用于评价左心室舒张功能[20]，目前应用双多普勒技术评价PAH右心功能的相关研究尚未见报道。

3.2 三尖瓣环收缩期位移

三尖瓣环收缩期位移(tricuspid annulus plane systolic excursion，TAPSE)是一种有效评价右心室功能的指标，并能有效预测PAH患者的生存率[21]。在TDI模式下，应用M型超声心动图可清晰准确地测量TAPSE(图4)。TAPSE＜1.8 cm提示右心室收缩功能障碍，TAPSE＜1.5 cm则预后较差。TAPSE≥1.8 cm的PAH患者1年和2年的存活率分别为94%和88%，而 TAPSE＜1.8 cm者存活率分别为 60%和50%。TAPSE每减少1 mm，病死率可增加 17%，TAPSE是评价PAH患者右心室收缩功能并预测其预后的重要指标。由于TAPSE操作性强，可重复性高，测量时不涉及右心室的复杂几何结构，指南建议TAPSE可作为评价右心室功能的常规指标，TAPSE＜1.6 cm提示右心室收缩功能减退[17]。最近一项对37例PAH患者的研究得出TAPSE与磁共振心脏成像所测的右室射血分数高度相关(r=0.86)，进一步证实TAPSE评估右心室收缩功能的准确性[22]。

图4 M型TDI测量TAPSE示意图

综上所述，多普勒超声不仅能提供估测PAH的直接定量参数，而且能间接评估右心功能，虽然这些方法不能取代右心导管，但如果能规范选择合适的指标，或者巧妙地联合应用，将会大大提高诊断率。我们相信随着这些技术研究的进一步深入发展和日益完善，一定会在PAH患者的肺动脉压力及右心室功能评价中有着广阔的应用前景。

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