超声心动图估测急性二尖瓣反流合并左心室舒张功能障碍犬左心房压的准确性

郑海宁，金岩，付煜玮，张佳琦，王辉山，温朝阳

（1.解放军医学院研究生院，北京 100853；2.北京大学国际医院超声科，北京 102206；3.中国人民解放军北部战区总医院心外科，沈阳 110016；4.中国医学科学院阜外医院超声科，北京 100037）

左心房压 （left atrial pressure，LAP） 为左心室的前负荷，左心功能不全时LAP的变化早于临床症状与体征。LAP监测在心功能的评价中具有重要作用，可为心功能不全患者治疗方案的选择提供重要参考依据［1］。研究［2-4］显示，LAP升高与肺水肿、呼吸窘迫和心脏疾病预后不良相关。然而，LAP测量的金标准为心导管检查，由于其有创性，常规临床应用受限，因而无法满足临床诊疗和随访需要。本研究采用急性二尖瓣反流 （mitral regurgitation，MR）、MR合并左心室舒张功能障碍 （left ventricular diastolic dysfunction，LVDD） 比格犬模型，评价超声心动图估测LAP的可行性。

1 材料与方法

1.1 实验动物

健康成年比格犬8只，由浓浓 （北京） 生物科技有限公司提供，雌雄各半，犬龄2.1～3.5岁，平均（2.9±0.5） 岁；体质量14～22 kg，平均 （17.1±2.9） kg。术前适应性喂养7 d。

1.2 实验仪器与材料

迈瑞Resona 7超声诊断仪购自深圳迈瑞生物医疗电子股份有限公司，相控阵心脏探头，探头频率2.5 MHz；BIOPAC多导生理记录仪 （MP160）购自美国BIOPAC公司；动物呼吸机 （ACM608）购自北京航天长峰股份有限公司；血管内造影导管 （4F，RH*5SP0061M）、动脉鞘组 （7F，A70N25A）、导丝（GA35183）购自日本泰尔茂医疗产品有限公司；一次性无菌活检钳 （JHY-FB-18/12-A）购自南京微创医学科技有限公司；三聚氰胺甲醛树脂微球 （平均粒径51.7 μm）购自武汉华科微科科技有限责任公司。三聚氰胺微球悬液配置：200 mg三聚氰胺微球，配100 mL氯化钠注射液，置入超声波震荡仪中摇匀，待用。

1.3 犬急性MR模型 （MR组） 的制作

参照本课题组之前的实验方法［5-7］。比格犬麻醉成功后仰卧位固定，连接心电图，自右侧股动脉逆行过主动脉瓣将测压导管插入左心室。正中开胸并暴露心脏，切开心包，缝制心包吊床，自左心耳将测压导管插入左心房。分离穿刺左侧颈总动脉，沿导丝将动脉鞘管前端送至二尖瓣腱索附近，送入活检钳，夹断腱索，超声监视下观察8只比格犬MR情况。

模型制作成功标准：超声观察二尖瓣口，出现轻中量反流。MR程度判定标准：以彩色多普勒反流面积/左心房面积×100%计算，＜20%为轻度，20%～＜40%为中度，≥40%为重度。

1.4 犬急性MR合并LVDD模型 （MR+LVDD组） 的制作

8只比格犬MR模型制作成功后，后撤动脉鞘管使其前端进入主动脉窦内，经动脉鞘管间歇多次注入三聚氰胺微球悬液，三聚氰胺微球流入冠状动脉，造成冠状动脉小分支微栓塞。

模型制作成功标准：左心室舒张末压升高≥5 mmHg，定义为诱发急性缺血性LVDD模型制备成功。

1.5 相关参数的测量与计算

急性MR模型 （MR组）、急性MR合并LVDD模型（MR+LVDD组） 建模成功后，分别观察20 min至左心室、左心房血流动力学相对稳定，对每只比格犬进行超声心动图检查，60 min后重复1次超声心动图检查，每个模型共16个测量点，2组共采集到32组数据。

超声心动图测量方法：根据美国超声心动图学会指南建议［8］，经胸骨旁左心室长轴切面测量左心房内径 （LA） 和主动脉内径 （AO） 。经心尖四腔心切面采集二尖瓣血流脉冲多普勒频谱，测量舒张早期峰值流速 （E） 和舒张晚期峰值流速 （A） （图1A）。组织多普勒模式下采集二尖瓣环间隔和外侧壁舒张早期速度 （e’） 和舒张晚期速度 （a’） （图1B、1C），所有超声心动图测量均量取3个心动周期，取均值。计算E/A和E/e’的比值。利用Nagueh公式计算左心房压 （LAPECHO）［9］：LAPECHO=1.24×［E/e’］＋1.9。

采用导管法测量左心房压 （LAPc） ：实验过程中生理仪全程同步记录左心室、左心房压力曲线，通过左心房压力曲线测量平均LAP （图1 D）。

图1 超声心动图和血流动力学参数测量Fig.1 Measurement of echocardiographic and hemodynamic parameters

临床工作中，采用平均LAP作为左心房压力的评价指标。本研究以导管法测量的平均左心房压（LAPC） 作为“金标准”，验证超声法测算左心房压（LAPECHO） 的准确性。

1.5 统计学分析

采用SPSS 25.0软件进行分析。计量资料采用表示，LAPC、LAPECHO的比较采用配对t检验，LAPC与LAPECHO的相关性分析采用Pearson相关分析。P＜ 0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 模型制作

8只比格犬急性MR模型均构建成功，其中中度MR 5只，轻度MR 3只。

8只比格犬MR合并LVDD模型均构建成功。向左冠状动脉窦内缓慢推注三聚氰胺甲醛树脂微球悬液，该过程平均耗时约90 min，其中2只犬推注4次，3只推注5次，3只推注6次。比格犬左心室舒张末压升高均＞5 mmHg。无比格犬因室颤、心电机械分离等原因死亡，建模前后无E、A波融合和e’、a’波融合。

2.2 LAP、LA及E/e’

MR+LVDD组与MR组比较，LA增大，LA与AO比值 （LA/AO） 升高，LAPC升高，2组比较，LA、LA/AO、LAPC的差异均有统计学意义 （均P＜ 0.001），E/e’、LAPECHO的差异无统计学意义 （P=0.555）。见表1。

MR组和MR+LVDD组模型构建成功后80 min，LAPC较MR组、MR+LVDD组模型构建成功后20 min均升高，差异有统计学意义 （P=0.018，P=0.002）。MR组模型构建成功后80 min，LAPECHO较MR组模型构建成功后20 min升高，差异有统计学意义 （P=0.022）；MR+LVDD组模型构建成功后80 min，LAPECHO较MR+LVDD组模型构建成功后20 min降低，差异有统计学意义 （P＜ 0.001）。见图2。

2.3 舒张早期峰值流速 （E） 与舒张晚期峰值流速（A） 比值

MR组：16次超声心动图测量中，7只犬前后14次测量E/A均＞1，1只犬前后2次测量E/A＜1。MR+LVDD组：16次超声心动图测量中，7只犬第1次测量E/A＞1，3只犬第2次测量E/A＞1，4只犬第2次测量E/A＜1，1只犬前后2次测量E/A＜1。

2.4 LAPECHO与LAPC的相关性

图2 LAPECHO与LAPC的变化Fig.2 Left atrial pressure measured by catheterization and echocardiography

MR组：LAPECHO与LAPC呈线性正相关 （r=0.881，P＜ 0.001） （图3A）。MR+LVDD组：LAPECHO与LAPC呈线性负相关 （r=-0.897，P＜ 0.001） （图3B），且LAPECHO显著小于LAPC（图2）。分析MR组与MR+LVDD组全体32组数据，LAPECHO与LAPC无线性相关 （r=0.131，P=0.473） （图3C），排除MR+LVDD组中E/A＞1的10组数据，剩余22组E/A＜1的数据中，LAPECHO与LAPC呈正相关 （r=0.731，P＜ 0.001） （图3D）。

3 讨论

通过超声心动图测量的E/e’估算LAP，可以避免经导管直接测量或根据肺毛细血管楔压估计LAP带来的有创风险［10］，为临床提供简便可行的指标。E/e’评价LAP的准确性及其在预后评估中的价值在缺血性心脏病患者中已被证实［10-11］。然而，该方法尚未在急性LVDD合并MR患者中得到广泛验证。

表1 血流动力学参数和超声心动图测值Tab.1 Hemodynamic and echocardiographic parameters

在心脏功能正常的健康人中，二尖瓣环向心底的纵向运动 （e’） 会引起左心室充盈，在LVDD的患者中，LAP增加，e’减低。因此，E/e’可以用来评价LAP［12］。在心肌功能出现异常的情况下，E/e’可以反映LAP的变化。本研究发现，急性MR建模后，LAPECHO与LAPC相关性好，提示急性MR时E/e’可用来估测LAP，与以往的研究［13］一致。说明对于心肌功能无异常、单纯急性MR致LAP增高的患者，E/e’可以估测LAP。在急性MR合并LVDD模型建立初期，由于局部缺血损伤，心肌重构，心肌组织发生剧烈变化，e’差异性较大［14］，LAP明显升高，基于E/e’测量的LAPECHO与LAPC的相关性可能随之改变。E/A＜1被认为是评价舒张功能减退的标准之一。本研究发现，左心室舒张功能减退且E/A＜1时，LAPECHO与LAPC存在线性关系；左心室舒张功能减退但E/A＞1时，即出现舒张功能受损的二尖瓣血流频谱 （E、A） 假性正常化时，LAPECHO与LAPC相关性差。同时本研究发现，在急性MR合并LVDD模型建立后20 min，仅1只急性MR建模后E/A＜1的犬E/A仍＜1，其余7只犬E/A均＞1，急性MR合并LVDD模型建立后80 min，E/A＞1的7只犬中3只犬仍E/A ＞1，需引起临床重视。

图3 LAPECHO与LAPC的相关性Fig.3 Correlation between LAPECHO and LAPC

本研究的优点在于在超声检查的同时监测LAP，克服了临床和既往研究中两参数非同时测量的问题，验证了比格犬发生急性MR后LAPECHO与LAPC相关良好。相比于介入法，超声引导下构建急性MR合并LVDD模型无辐射［15］，简便可靠。经过前期研究的经验积累，优化微球推注速度和推注间隔时间，未出现由于室颤、血流动力学不稳造成犬死亡、建模失败等。本研究的局限性在于实验犬的数量少，使用了急性MR合并急性LVDD的实验模型，与临床实际情况有所不同。慢性MR可导致左心室肥大、收缩力减低、心肌僵硬和舒张功能改变；急性LVDD会影响左心室壁肌纤维的松弛，进而影响舒张早期二尖瓣环速度 （e’）；这些都可能影响LAPECHO与LAPC之间的关系［13，16］。同时，在取样容积放置不准确、二尖瓣环扩张、二尖瓣环钙化、严重MR、心动过速、房颤和节段性室壁运动异常等的情况下，组织多普勒测量的e’的准确性受限［17］。

综上所述，超声心动图估测急性MR比格犬LAP可靠，在急性MR合并LVDD早期，超声心动图估测LAP的能力仍有待进一步验证。