应用超声心动图评估肝硬化患者心脏结构和功能临床价值研究*

胡 星，孟繁坤，韩 晶，张旭辉

肝硬化是一种由多种病因引起的慢性进行性肝脏疾病。患者长期处于高动力循环状态，典型特征为心肌收缩力下降、心输出量增高和全身血管阻力指数减低，这种异常状态被界定为“肝硬化性心肌病”(cirrhotic cardiomyopathy, CCM)，是肝硬化患者的重要并发症之一[1]。CCM 症状不典型，但在一些应激状态下可能会引发心力衰竭，甚至出现猝死等严重后果，近年来引起了学者的广泛关注[2，3]。终末期肝病模型(model for end-stage liver disease，MELD)评分公式中包含了肝肾功能指标等，是目前临床常用的较为客观的评价模型。我们应用超声心动图检测了肝硬化患者和健康体检者的心脏结构和功能状况，并估算了肝硬化患者肺动脉收缩压(pulmonary artery systolic pressure, PASP)的变化，以探讨不同终末期肝病模型评分肝硬化患者心脏各项指标的变化。

1 资料与方法

1.1 一般资料 2018年4月～2019年4月在北京佑安医院行超声心动图检查的肝硬化患者124例，男性 75 例，女性 49 例；平均年龄为 53.8±10.7 岁。入选患者均符合肝硬化临床诊断标准[4]，近 3 个月无消化道出血史，既往无高血压、糖尿病、心脏病、肾脏疾病，无恶性肿瘤病史。病因包括乙型肝炎 69 例、丙型肝炎 24 例、酒精性肝病 13 例、自身免疫性肝炎 11例和混合性(乙型肝炎合并丙型肝炎)7 例。另选择同期在我院健康体检者 60 例作为对照组，男性 38 例，女性 22 例；平均年龄为 52.3±11.9 岁。

1.2 彩色多普勒超声检查 使用 Siemens SC3000 型彩色多普勒超声诊断仪，取左侧卧位，行心脏超声检查。记录受检者心脏结构和功能指标，包括左房收缩末期内径(left-atrial end-systolic diameter, LAs)、左室舒张末期内径(left-ventricular end-diastolic diameter, LVd)、右房收缩末期内径(right-atrial end-systolic diameter, RAs)和右室舒张末期内径(right-ventricular end-diastolic diameter, RVd)，计算左室射血分数(left-ventricular ejection fraction, LVEF)。应用组织多普勒成像(tissue Doppler imaging，TDI)模式检测二尖瓣环频谱，记录舒张早期 Ea 峰和舒张晚期 Aa 峰，计算Ea/Aa 比值。另外，针对肝硬化患者，用连续多普勒模式获取三尖瓣反流频谱，记录峰值速度(V)，根据简化的 Burnulli 方程估算 PASP，计算公式如下：PASP=4V2+RAP，RAP(right-atrial pressure)代表右心房压力。对每例受检者连续测量三个心动周期，对所有心脏结构和功能指标取平均值。

1.3 血生化检测 根据结果计算肝硬化患者 MELD 评分。计算公式如下：3.8×ln 总胆红素(mg/dl)+11.2×ln INR+9.6×ln 血清肌酐(mg/dl)+6.4×病因(胆汁性或酒精性为 0 分，其他为 1 分)[5]。根据 MELD 评分，将患者分为三组：即轻度组 49 例(MELD≤9 分)、中度组44 例(10≤MELD 评分≤19 分)和重度组 31 例(MELD≥20 分)。

2 结果

2.1 两组超声检查心脏结构和功能指标比较 肝硬化患者 LAs 和 LVd 增大，Ea/Aa 比值降低，与正常人比，差异均具有显著性(P<0.05)，而两组 RAs、RVd 和 LVEF 比较，无显著性差异(P>0.05，表 1)。

表1 两组超声检查心脏结构和功能指标比较

与对照组比，①P<0.05

2.2 不同 MELD 评分患者心脏超声参数比较 随着终末期肝病模型评分的增加，肝硬化患者 LAs、LVd、PASP 逐渐增大(P<0.05)；3 组患者LAs 和 PASP有显著性差异，而RAs、RVd、LVEF和 Ea/Aa 比值无显著性差异(P>0.05，表 2)，其中Ea/Aa 比值<1 的患者共有 45 例，分别为轻度组 14 例(34.1%)，中度组 15 例(42.9%)，重度组 16 例(72.7%)。

表2 不同 MELD 评分患者超声检查心脏相关参数的比较

与轻度组比，①P<0.05；与中度组比，②P<0.05

2.3 PASP变化情况 根据简化的 Burnulli 方程，用三尖瓣反流速度估算 PASP，结果在纳入的 124 例肝硬化患者中有 9 例(7.3%)PASP>40 mmHg【肺动脉高压(pulmonary arterial hypertension, PAH)】，其中 2 例为中度，7 例为重度肝硬化。

3 讨论

CCM 临床表现隐匿，早期心脏形态没有异常，属于肝硬化的一种潜在的并发症，但随着病程的进展，心脏结构和功能都逐渐发生改变。其具体发病机制仍不明确，有研究认为 β肾上腺素能刺激反应的减低、电生理复极异常、GLP-1 受体激动剂等参与了疾病的发生发展[6,7]。失代偿期肝硬化患者肝脏结构被破坏、肝功能减退，引起肝内功能性动静脉短路、神经体液调节异常、外周血管广泛性扩张、心排血量持续性增加，从而导致患者的心血管系统始终处于高动力循环状态。这种循环系统的高动力状态进一步导致心功能变化及心肌重构，包括心肌厚度、心脏容量和心脏质量的改变。在早期肝硬化患者，CCM的发病率较低，且基础心输出量的增加和外周血管的舒张会掩盖心力衰竭的表现，心功能的异常往往被忽视。而当患者处于生理应激或手术状态时，就可能出现心脏功能障碍甚至心力衰竭或猝死。早期发现肝硬化患者的心脏异常并给予准确的评估，可以尽早采取有效措施预防病情进一步发展，同时避免不恰当的治疗。

MELD 评分系统是 2001 年 Kamath et al提出的评价系统，该评分系统充分考虑了不同病因及肾功能变化对预后的影响，并将模型中不同参数赋予了不同的权重，其连续型分值能更好地反映肝病的严重程度，是迄今为止较为理想的评价模型。MELD评分能够很好地反映肝功能储备功能，低评分的肝硬化患者生存期较长，该评分被认为是肝移植病例选择的良好指标[8]。

肝硬化患者心脏组织形态学和潜在的病理生理学改变为心脏容量或压力超负荷，与心肌炎和心肌梗死等情况引起的心脏重构相似。其表现特点为心脏几何形状、质量和心室壁应力发生变化[9]。早期肝硬化心脏形态多无异常，随着病程的进展，患者心脏的电生理活动逐渐减退，心脏结构出现不同程度的退行性改变，多发生于左侧心脏。组织学改变包括心肌肥大、细胞间质和细胞内水肿、细胞损伤等。本研究显示，与健康对照组比，肝硬化患者 LAs 和 LVd 增大，而RAs和RVd 无显著性差异，说明肝硬化患者以左心结构改变为主，包括左心房增大，左心室肥大、扩张等，而右心房和右心室的形态改变不显著。不同肝功能状态的肝硬化患者随着 MELD 评分的增加，LAs 和 LVd 逐渐增大，且两者均与肝硬化疾病的严重程度呈正相关，与文献报道基本一致[10,11]，表明肝硬化患者左心结构的改变与肝病严重程度相关，随着疾病的进展，心脏结构异常逐步加剧。

肝硬化患者心脏功能改变主要以舒张功能减退和电生理异常为主[12,13]。心脏电生理异常主要表现为QT间期延长，还包括ST-T改变、房性早搏或室性早搏、窦性心动过速等。传统超声使用脉冲多普勒计算二尖瓣舒张早期峰值流速 E 与舒张晚期峰值流速 A 的比值(E/A)，用 E/A 比值评判左心室的舒张功能[14]，但该方法在舒张功能Ⅱ级时容易出现假性正常化，从而影响对心功能的正确判断。本研究采用 TDI 模式检测 Ea/Aa 比值，该模式用于评价心肌组织的运动，由于减少了容量负荷的影响，Ea/Aa 在评价左心室舒张功能方面比 E/A 比值更敏感和更特异。在正常情况下 Ea/Aa比值>1，而 Ea/Aa 比值小于 1 ，提示心室舒张功能减低。本研究发现，与对照组相比，肝硬化患者 Ea/Aa 比值降低，且 Ea/Aa比值>1 在肝功能很差的肝硬化患者所占的比例明显高于肝功能尚好的患者，说明相对于早期肝硬化，终末期肝病患者左室舒张功能障碍更为多见。另外，当心室舒张功能减低时，心房向心室血流充盈受限，从而导致心房淤血、容积增大，最终导致左房腔扩大[15]。左房的大小代表了左室充盈压的高低，可以反映左心室舒张功能的变化，也是发生心力衰竭的有效预测因子。本研究肝硬化患者左房大小随着肝病严重程度的加重而逐渐增大，说明患者的舒张功能减低的程度随着病情严重程度而进行性加重。

肝硬化患者门静脉高压(portal hypertension，PH)和高动力循环有可能会导致门静脉性肺动脉高压(portopulmonary hypertension，POPH)。POPH 是在无其他 PAH 成因的情况下形成的与 PH 相关的前毛细血管PAH。有报道称，在等待肝移植的患者中，肺动脉高压的发病率为 6.5%～8.5%[16]。本研究发现，随着肝病严重程度的增加，患者的PASP 逐渐增加，且压力与 MELD 评分分值呈正相关。测量肺动脉压的金标准是右心导管术，但该方法具有侵入性且价格昂贵，在临床无法成为筛选和监测患者肺动脉压力的常规方法。有研究称用超声心动图测量的 PASP 预测 PAH 的灵敏度和特异度分别为 73.6%和 75.6%[17]。我们通过超声心动图进行肺动脉压的估算，由于根据三尖瓣反流频谱峰值速度常高估PASP，根据国内外专家共识，当估测的压力大于 40 mmHg 才认为存在 PAH[18]。本研究 124 例肝硬化患者中有 9 例患者 PASP>40mmHg，其中 2 例分布在中度组，7 例分布在重度组，在本研究纳入的肝硬化患者中 PAH 患病率为 7.3%。肝移植、经颈静脉肝内门体分流、治疗性穿刺术等外科干预都可能会促成不良的心脏预后[19]。肺动脉压力的评估和监测在肝移植及其他肝脏外科手术的围手术期都非常重要[20]。POPH发病率低但预后较差，目前尚无特别有效的治疗方法。2013年美国肝病学会和肝移植学会发布实践指南指出：肝移植候选人群应进行常规超声心动图检查以排除POPH。