心肌应变分析技术评价肺动脉高压患者右室功能

范绚维 崔 建 唐秀杰 王春波 王廉一

肺动脉高压是临床常见疾病，长期肺动脉高压导致右室后负荷对右室功能和结构均有明显影响。评估右室功能对提高大多心脏疾病和肺部疾病患者的生存率及改善预后均有重要作用［1］。斑点追踪成像是在二维图像上追踪心肌回声斑点，分析心肌的运动轨迹，无角度依赖性。有学者［2-3］应用二维斑点追踪成像单切面技术对肺动脉高压患者右心功能进行研究，近年国内也有学者［4］应用斑点追踪成像对右室四腔心单切面6节段或游离壁3节段进行研究。2014年Forsha等［5］首次将右室分为三切面18节段进行研究，证实右室三切面应变分析具有可行性，后续研究将右室三切面套用在左室牛眼图模型中，自动整合成17节段，能更直观地描述右室整体和局部功能。本研究应用心肌应变分析技术评价肺动脉高压患者的右室功能，探讨其临床应用价值。

资料与方法

一、研究对象

选取2015年4月至2019年4月在我院心脏中心彩超室进行检查的肺动脉高压患者68例（肺动脉高压组），男28例，女40例，年龄55～82岁，平均（67.63±8.20）岁；其中，重度肺动脉高压10例，中度肺动脉高压28例，轻度肺动脉高压30例。另选同期与肺动脉高压组年龄、性别相匹配的正常对照组68例，男31例，女37例，年龄51～79岁，平均（65.82±7.56）岁；均为窦性心律，左心功能正常，除外心律失常、三尖瓣病变、右室心肌梗死、右室心肌病、肺动脉瓣狭窄。两组间年龄、性别、体表面积、心率、左室收缩功能等比较差异均无统计学意义。本研究经我院医学伦理委员会批准，所有受检者均签署知情同意书。

二、仪器与方法

使用GE Vivid E 9彩色多普勒超声诊断仪，M5S-D探头，频率3.5 MHz。受检者取左侧卧位，连接肢体导联心电图，嘱其平静呼吸，获取清晰二维动态图像。肺动脉收缩压（PASP）的测量采用三尖瓣反流压差法［6］，根据美国超声心动图学会相关指南［7］获取肺动脉收缩末期内径（MPAD）、右室舒张末期内径（RVED）、右室面积变化分数（RVFAC）、三尖瓣环平面收缩位移（TAPSE）及三尖瓣环收缩期位移速度（S’）。然后应用斑点追踪成像找到左室视图，探头向右倾斜，获得右室四腔心切面，即中游离壁-中间隔切面，以右室纵轴逆时针旋转获得右室后游离壁-前间隔切面和右室前游离壁-后间隔切面，获得切面的旋转角度与左室三切面旋转角度相似（图1）。三切面留取成功后应用斑点追踪成像测量每个切面6节段，共18节段应变，牛眼图自动整合成17节段（图2），包括前游离壁基底段、中游离壁基底段、后游离壁基底段、前游离壁中段、中游离壁中段、后游离壁中段、后间隔基底段、中间隔基底段、前间隔基底段、后间隔中段、中间隔中段、前间隔中段、前心尖部、游离壁心尖部、后心尖部、室间隔心尖部、心尖顶部，以及右室整体纵向收缩峰值应变（GS）。

三、统计学处理

结 果

一、两组常规超声心动图参数比较

肺动脉高压组MPAD、RVED均较正常对照组升高，RVFAC、TAPSE及S’均较正常对照组降低，差异均有统计学意义（均P＜0.05）。见表1。

表1 两组常规超声心动图参数比较（）

表1 两组常规超声心动图参数比较（）

MPAD：肺动脉收缩末期内径；RVED：右室舒张末期内径；RVFAC：右室面积变化分数；TAPSE：三尖瓣环平面收缩位移；S’：三尖瓣环收缩期位移速度

S’（cm/s）10.12±0.54 9.25±1.28 0.042组别正常对照组肺动脉高压组P值MPAD（mm）20.34±2.15 25.42±8.52 0.038 RVED（mm）31.25±2.31 35.89±3.93 0.048 RVFAC（%）46.30±5.10 38.70±8.60 0.014 TAPSE（cm）2.06±0.22 1.78±0.20 0.035

二、两组应变参数比较

肺动脉高压组右室GS及各节段应变均较对照组均减低，GS、前游离壁基底段应变、中游离壁基底段应变、后游离壁基底段应变、前游离壁中段应变、中游离壁中段应变、中间隔基底段应变、前间隔基底段应变、中间隔中段应变、前间隔中段应变与正常对照组比较差异均有统计学意义（均P＜0.05）；余各节段应变两组间比较差异均无统计学意义。见表2和图3，4。

三、相关性分析

Pearson相关分析显示右室GS与PASP呈负相关（r=-0.784，P＜0.01）。见图5。

表2 两组三切面应变参数比较（） %

表2 两组三切面应变参数比较（） %

GS：整体纵向收缩峰值应变

组别正常对照组肺动脉高压组P值中游离壁基底段-30.49±7.26-25.21±2.78 0.036后游离壁基底段-21.43±3.55-17.21±5.02 0.040前游离壁中段-28.44±6.42-22.78±6.21 0.037中游离壁中段-30.60±7.95-23.64±5.96 0.042后游离壁中段-21.62±3.02-17.36±6.01 0.068组别正常对照组肺动脉高压组P值右室游离壁前游离壁基底段-28.02±5.46-22.64±6.63 0.045室间隔后间隔基底段-23.25±9.05-20.13±8.24 0.382中间隔基底段-23.70±3.46-18.06±4.12 0.035前间隔基底段-26.83±6.18-20.31±4.67 0.012后间隔中段-21.78±9.14-19.40±9.26 0.302中间隔中段-22.86±3.06-18.04±4.82 0.048前间隔中段-25.28±4.75-19.06±4.40 0.039心尖部组别GS正常对照组肺动脉高压组P值-24.26±3.52-19.68±3.74 0.041前心尖部-20.72±8.56-18.14±8.23 0.128游离壁心尖部-20.32±4.14-17.43±5.27 0.203后心尖部-20.23±6.99-17.95±8.96 0.276室间隔心尖部-25.26±7.73-21.34±6.49 0.194心尖顶部-21.43±4.06-18.86±6.17 0.234

讨 论

肺动脉高压发病机制复杂，发病率呈逐年上升趋势。长期肺动脉高压导致肺小血管持续受压，使血管壁内皮细胞不断损伤，肺小血管重构，血管壁弹性减低，最终肺动脉高压不可逆，其造成右室后负荷对右室功能和结构均有明显影响。肺动脉高压患者早期可无明显症状，若不进行干预治疗，肺血管及右心结构重塑，发展为难治性右心衰竭，短期死亡率高［8］，故评价肺动脉高压患者右室功能十分重要。近年来斑点追踪成像已广泛用于临床研究，但其对肺动脉高压患者右心功能的研究大多停留在单一切面，本研究将右室分为3个切面进行研究，能更全面地评估右心功能。

右心各项超声指标在肺动脉高压早期代偿阶段多正常，研究［4］表明轻度肺动脉高压患者常规超声心动图参数与正常对照组比较差异均无统计学意义。当肺动脉压力持续进行性升高至右心失代偿期，结构开始发生改变，右室内径增宽、右室壁增厚，此时可出现右室扩大及肥厚。主肺动脉增宽是肺动脉压力升高的间接表现，当MPAD＞25 mm需考虑肺动脉高压［2］。本研究结果显示，肺动脉高压组RVED和MPAD均升高，与正常对照组比较差异均有统计学意义（均P＜0.05）。RVFAC、TAPSE及S’作为简单且重复性好的超声检查参数已广泛用于右室功能的评估，RVFAC＜35%、TAPSE＜17 mm 及S’＜9.5 cm/s均可提示心室功能减低［7］。本研究结果显示，肺动脉高压组上述指标均较正常对照组减低，差异均有统计学意义（均P＜0.05）。郑枫等［9］发现，轻度肺动脉高压组RVFAC、TAPSE、S’与正常对照组比较差异均无统计学意义，中度及重度肺动脉高压组与正常对照组比较差异均有统计学意义（均P＜0.05），且上述三个指标均不达标，表明心室功能减低，本研究中肺动脉高压组S’＜9.5 cm/s不达标，RVFAC、TAPSE虽差异均有统计学意义，但RVFAC＞35%，TAPSE＞17 mm，未提示心室功能明显减低，故有必要对肺动脉高压患者分度研究，以分析其心室功能。

本研究探索性研究超声应变技术评价肺动脉高压患者右室功能，发现肺动脉高压组右室GS及三切面各节段应变均较正常对照组减低，前游离壁基底段、中游离壁基底段、后游离壁基底段、前游离壁中段、中游离壁中段、中间隔基底段、前间隔基底段、中间隔中段、前间隔中段应变与正常对照组比较差异均有统计学意义（均P＜0.05），考虑肺动脉高压患者右室长轴收缩功能减低主要表现在前中游离壁基底段和中间段及大部分靠前室间隔基底段和中间段，故肺动脉高压患者右室后壁及心尖部收缩运动减低较正常对照组不明显。心肌条带理论［6］认为左、右室肌束带为一完整连续的螺旋状结构，包括右室游离壁段、左室游离壁段、下降节段和上升节段，心脏的收缩和舒张运动包括纵向、径向、圆周及旋转等运动。依据该理论及解剖结构考虑右室后壁纵向收缩改变相对前中游离壁小。彭于东和彭红桃［10］应用二维斑点追踪成像对肺动脉高压患者右室游离壁径向应变进行研究，发现肺动脉高压患者右室基底段前壁、游离壁、下后壁、中间段游离壁、心尖段前壁及径向三切面整体圆周应变均低于正常对照组，差异均有统计学意义（均P＜0.05），本研究结果与之一致。胡路路等［11］应用三维斑点追踪成像对肺动脉高压患者右室功能进行研究，发现肺动脉高压患者右室GS与正常对照组比较差异有统计学意义（P＜0.05），右室圆周应变比较差异无统计学意义，右室纵向螺旋形心肌发生重构较环形心肌早，为本研究分析右室GS及局部应变提供了依据。

本研究相关性分析显示，随着PASP升高，GS减低，心室收缩力度减低，GS与PASP呈负相关（r=-0.784，P＜0.01）。胡路路等［11］应用三维斑点追踪成像检测右室GS，发现其与PASP呈负相关（r=-0.366，P=0.018），本研究结果与之一致。再次体现了右室三切面评价右室整体及局部功能的优势。

综上所述，应用超声应变技术评价肺动脉高压患者右室功能具有可行性，为临床评估右室整体及局部收缩功能提供了新的方法。本研究的不足在于未对肺动脉高压患者按病因及程度进行分组研究，今后需进一步分析。