二维斑点追踪技术对肺动脉高压患者右心房功能及预后的评估价值

张学铭，杨梦慧，庄琦，王玮，郑莺，乔志卿，沈节艳，沈学东

(上海交通大学医学院附属仁济医院，上海200127)

肺高血压(PH)是一组以持续进展性肺血管阻力升高和肺动脉压力升高为特征，最终导致右心衰竭和死亡的致命性疾病，其中肺动脉高压(PAH)是PH最凶险的类型[1]。目前临床用于评估右心功能的指标有脑钠肽(BNP)、6 min步行距离(6MWD)、三尖瓣环收缩期位移、心肌做功指数等，但这些指标大多反映的是右心室收缩功能；而右心室长期承受过大的后负荷时，右心房的压力和大小也会发生变化。右心房压力是反映PH患者右心室负荷过重的指标，是患者死亡的独立预测因子[2,3]。同时，右心房的大小也可预测PH患者出现心力衰竭等不良心血管事件的发生[4]。研究证实，合并心房颤动导致心房功能丧失的PH患者病情更易恶化，且预后不良[5]。因此，准确评估PAH患者的右心房功能具有重要意义。超声心动图是临床评估心功能最常用的方法，但在评价右心房功能时仅测量其大小及通过下腔静脉估测其压力。二维斑点追踪技术通过测量心肌运动应变可定量评估心房各功能。本研究探讨二维斑点追踪技术评估PAH患者右心房功能及在判断患者预后中的价值。

1 资料与方法

1.1 临床资料 选择2015年9月～2017年7月本院经右心导管检查确诊的PAH患者54例(PAH组)，男7例，女47例；年龄(44.58±15.45)岁；体表面积(1.54±0.12)m2；特发性PAH 16例，结缔组织病相关PAH 24例，慢性血栓栓塞性PAH 6例，先天性心脏病相关PAH 7例，门脉高压1例；纽约心脏协会心功能分级Ⅰ级22例、Ⅱ级16例、Ⅲ级10例、Ⅳ级6例BNP;242.00(84.50，622.00)ng/L，6MWD为410.00(360.00，459.00)m。纳入标准：年龄≤80岁；静息状态下右心导管平均肺动脉压≥25 mmHg，同时肺小动脉楔压<15 mmHg及肺血管阻力>3 Wood单位。排除标准：左心疾病相关PH；低氧性PH；合并严重并发症和心律失常；妊娠期；超声心动图图像质量欠佳；未完成随访。同期选择性别、年龄与PAH组相匹配的健康志愿者27例作为正常对照组，男4例，女23例；年龄(44.70±14.65)岁；体表面积(1.56±0.13)m2。两组性别、年龄、体表面积具有可比性。患者均知情同意。本研究已获得医院伦理委员会批准。

1.2 心功能检测 两组均行超声心动图检查。采用美国GE公司的Vivid E9彩色超声显像仪，用EchoPAC临床工作站脱机测量并分析相关数据，测3个心动周期后取其平均值。二维超声心动图测量参数包括在标准四腔切面通过M型超声测得的三尖瓣环收缩期位移(TAPSE)，通过描记心内膜测量右心室舒张末期面积和收缩末期面积计算右心室面积变化分数(FAC)，通过测量三尖瓣反流速度计算右心室收缩压(RVSP)。用四维超声心动图测得右心室射血分数(RVEF)。二维斑点追踪技术测量参数包括左心室整体纵向收缩期峰值应变(LVGLS)、右心室游离壁纵向收缩期峰值应变(RVFLS)、左心房储备功能(LASr)、左心房管道功能(LASc)、左心房泵功能(LASp)、右心房储备功能(RASr)、右心房管道功能(RASc)和右心房泵功能(RASp)。

1.3 随访 定期对PAH组进行电话随访，每3个月1次，时间截止至2019年1月，记录全因死亡及再入院等终点事件。

2 结果

2.1 两组超声心动图参数比较 正常对照组TAPSE、FAC、RVEF、RVSP分别为(24.50±3.15)mm、43.62±6.73、43.47%±7.85%、0，PAH组TAPSE、FAC、RVEF、RVSP分别为16.00(13.00，18.00)mm、24.77±8.46、22.99%±6.94%、(75.88±25.40)mmHg。两组TAPSE、FAC、RVEF比较差异有统计学意义(P均<0.05)。

2.2 两组二维斑点追踪技术参数比较 正常对照组LVGLS、RVFLS、LASr、LASc、LASp、RASr、RASc、RASp分别为-18.05%±2.76%、-19.94%±5.38%、36.88%±13.45%、23.34%±9.80%、15.00%±5.79%，31.82%±12.87%、18.66%±8.87%、15.15%±5.92%，PAH组分别为-15.70%(-17.68%，-12.80%)、-14.14%±5.93%、26.07%±10.00%、11.69%(8.22%，18.84%)、12.33%±4.62%、25.63%±13.50%、8.02%(5.12%，14.80%)，15.39%±8.37%。两组LVGLS、RVFLS、LASr、LASc、LASp、RASr、RASc比较差异均有统计学意义(P均<0.05)，两组RASp比较差异无统计学意义(P>0.05)。

2.3 各参数的相关性 除RASp与RVSP、RVEF无相关性外(P均>0.05)，RASr、RASc、RASp与临床及超声反映右心功能的指标均有相关性(P均<0.05)。见表1。

表1 各指标的相关性分析

2.4 各参数对PAH患者预后的预测价值 随访(250.4±98.3)d，PAH组共有8例患者出现终点事件，其中死亡4例，再入院4例。根据各参数的ROC曲线，BNP、6MWD及二维超声参数FAC、RVSP、RVEF对预测患者预后效能较高，而斑点追踪参数中的LVGLS效能低，RVFLS效能较低，RASr与RASp效能高。见表2。根据RASr、RASp的ROC曲线，计算约登指数，选取约登指数最大的截断值。RASr的截断值为20.61，敏感度为75.0%，特异度为73.9%。RASp的截断值为15.28，敏感度为100%，特异度为54.30%。按照RASr和RASp的截断值将患者分为两组，分别绘制Kaplan-Meier曲线，见图1。结果显示，RASr<20.61%的患者生存率[66.67%(12/18)]低于RASr≥20.61%的患者[94.44%(34/36)]，比较差异有统计学意义(P均>0.05);而RASP<15.28%的患者生存率[72.41%(21/29)]低于RASp≥15.28%的患者[100%(25/25)]，比较差异有统计学意义(P均>0.05)。

表2 各参数的ROC曲线分析

注：A为根据RASr绘制的生存曲线;B为根据RASp绘制的生存曲线。

图1 PAH患者的Kaplan-Meier曲线

3 讨论

心房有三个主要功能，①储备功能：储存心室收缩期内静脉回流的血液；②管道功能：在心室舒张早期将储存的血液从心房输送到心室；③泵功能：通过心房收缩向心室充盈提供15%～30%的血流量。在不同的病理生理状况下，心房的功能会出现相应的调节，在一定范围内可保证心室充盈量。正常情况下右心房高容量而低压力，有利于血液回流，防止出现肝淤血及外周水肿[6]，但PAH患者长期右心压力超负荷使得心室紧张度上升，舒张功能障碍[7]，RVEF降低,收缩末期残余血量增多，充盈压升高。因此舒张期右室与右心房的压差减小，右室对于右心房的抽吸作用减弱，舒张早期心房进入心室的血量减少，表现为右心房的管道功能降低，而管道功能降低也是右心弛缓或顺应性下降的表现[8，9]。心房同样符合Frank-Starling机制，收缩前负荷的增大，使得心房心肌初长度增加，心房泵功能增强，心室充盈量增加，右心房主动收缩的泵功能相对增强，可能也是右心衰竭的一种代偿机制。同时，右心室舒张末压的升高也使得回流至心房的血量减少，右心房的储备功能降低。Gaynor等[6]的研究结果显示右心房达到最大容积时，管道功能与储备功能的比值与心输出量呈负相关，即储备功能受损将会降低心输出量。

传统超声心动图用于评估PAH患者心功能的指标如TAPSE、FAC、心肌做功指数等均反映右心室收缩功能，而用于PAH患者右心房功能的评估指标较少，主要包括右心房的大小和压力。在心尖四腔切面测量右心房的纵径和横径判断其大小，在剑突下切面测量下腔静脉的内径和深吸气时塌陷率估测右心房压力。以上指标过于简单，且也仅是半定量测量右心房压力，无法完整且准确地反映PAH患者右心房功能的变化。斑点追踪技术可通过追踪心肌上的斑点标记，定量检测心肌运动的速度、应变、应变率等，通过斑点追踪获取右心房心肌运动的应变曲线，分别测量RASr、RASc、RASp，可以定量评估右心房储备功能、管道功能和泵功能。

本研究PAH组不仅反映右心功能的超声指标(TAPSE、FAC、RVEF)低于正常对照组，且斑点追踪中反映心肌运动的LVGLS、RVFLS也差于正常对照组；RASp不仅与正常对照组无明显差别，甚至均值略高于正常对照组，但其他功能及左房功能均低于正常对照组。表明PAH患者不仅存在右心室衰竭，左心室及左心房的功能也受到影响；右心房的储备功能和管道功能明显下降，而泵功能轻度升高，在一定程度上补偿了由于管道功能下降带来的右心室充盈量的降低。

本研究将右心房的不同功能分别与反映右心功能的临床和超声参数进行相关性分析，RASr、RASc、RASp均与BNP、6MWD及可反映右心功能和预后的FAC[10,11]、TAPSE[12，13]等指标有相关性。此外，右心房各功能也与RVFLS相关。说明右心房的各功能在一定程度上也可以反映心功能状况，并且可能与右心室的纵向运动功能存在相互作用。

通过ROC曲线分析可发现，右心房的储备功能及泵功能对于患者预后预测有一定价值。针对儿童肺高压的研究也有类似结果，右心房的各功能不仅与6MWD及BNP有相关性，右心房的储备功能和泵功能、心房的最大容积也是患者不良预后的独立危险因素[14]。Sato等[15]利用磁共振成像技术评估PAH患者右心房不同时相的容积变化，发现右心房的储备容积指数与RVEF呈正相关，且随着WHO心功能分级的增加而降低，同时右心房容积指数也是患者出现病情恶化的独立危险因素[16]。有研究发现，右心房储备功能对于WHO心功能分级具有预测作用，提示PAH患者危险分层[17]。在左心衰和左心房功能的相关研究中也显示，心房功能可能为提示心力衰竭更敏感的指标[8,18,19]。本研究中RVFLS未能同其他研究[20，21]表现出判断预后的价值，可能与样本量不够大、随访时间不够长等因素有关，但RASr、RASp已经具有预后判断价值，有可能是比RVFLS敏感的预后指标。同时RASr低于20.61%及RASp低于15.28%时，意味着不良预后发生的可能性增加，应当引起临床重视。

综上所述，本研究不仅进一步证实了PAH患者右心房功能的变化与临床心功能指标的相关性，且发现二维斑点追踪技术参数右心房储备功能及泵功能在判断患者预后中的价值。本研究也存在不足之处。首先，纳入的样本量有限，且随访时间不够长，发生终点事件的患者较少，也限制了亚组分析，得出的结论尚需大样本、长时间随访的研究来证实；其次，排除了左心疾病相关肺高压及低氧性肺高压，研究结果需要在其他类型的肺高压中进行验证；最后，二维斑点追踪技术受到切面位置和角度的影响，随着三维斑点追踪技术的发展，可以更加全面立体准确地评估心房功能，可进一步探究心房功能在PAH引起右心衰竭中的作用和价值。