二维斑点追踪技术与心脏MRI评估肺动脉高压患者右心功能的对比研究

戴欣 刘晓莹 王惠秋 张文 魏淼

肺动脉高压（pulmonary hypertension，PH）是以肺动脉压力升高为主的血流动力学和病理生理学异常状态，PH加重会引起患者右心衰竭甚至死亡，若不及时治疗会导致患者预后差［1-2］。引发PH的原因较多，准确评估PH患者右心功能对评估预后具有良好的价值。右室游离壁纵向应变（free-wall right ventricular longitudinal strain，RVLSrw）在评价右室功能中的作用已得到证实［3］。本研究旨在对比分析二维斑点追踪（2D-STI）技术与心脏MRI在评估PH患者右心功能中的临床价值。

资料与方法

一、研究对象

选取2018年1月至2020年1月我院收治的经右心导管确诊的PH患者77例，男5例，女72例，年龄28～59岁，平均（44.76±12.68）岁，其中慢性血栓栓塞性PH 42例，动脉型PH 35例。纳入标准：①均未接受任何治疗；②心律正常且无严重并发症；③心脏MRI图像及临床检查资料完整；④静息状态下右心导管平均肺动脉压≥25 mm Hg（1 mm Hg=0.133 kPa），且肺小动脉楔压<15 mm Hg及肺血管阻力>3 Wood单位。排除高血压病、心肌病等左心系统引起的PH、无低氧性PH、高血压病、糖尿病等心血管疾病，以及妊娠期、哺乳期妇女。另选同期性别、年龄与之匹配的77例健康志愿者为对照组，其中男7例，女70例，年龄29～58岁，平均（43.59±13.78）岁。两组一般资料比较差异均无统计学意义，具有可比性。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

1.超声检查：使用Philips iE 33彩色多普勒超声诊断仪，二维超声检查使用S5-1探头，频率1～3 MHz，帧频50～70帧/s；实时三维心脏超声检查使用X3-1探头，频率1～3 MHz，帧频>60帧/s。患者取左侧卧位，连接肢体导联心电图，先用二维超声常规扫查心脏切面；然后将X3-1探头置于患者心尖部进行扫描，应用2DSTI测量RVLSrw、右房储备功能（RASr）、右房管道功能（RASc）及右房泵功能（RASp），均测量3次取平均值，所有操作均由同一超声医师完成。

2.心脏MRI检查：使用GE 1.5 T Twin-speed Infinity ExciteⅡ超导型磁共振扫描仪，8通道心脏相控阵线圈，呼吸和心电门控。二维快速稳态进动采集成像序列，获取心脏MRI电影图像。短轴位电影成像参数为：重复时间、回波时间均为Min Full，翻转角45°，带宽125 kHz，视野设为35 cm×35 cm，矩阵为224×224，扫描层厚8 mm，层间距0 mm，激励次数为1，获取10～14层面的图像，每层扫描时相为20个相位。所有患者均在呼气结束时屏气，根据心率不同采集每层影像时需屏气8～15 s。将图像传至GE AW 4.3工作站，使用Report Card 3.7软件进行分析，于收缩、舒张末期手动记录每个层面右室心内膜与心外膜轮廓，其中右室容积包括右室流出道部分；乳头肌及肌小梁记为心室腔的一部分，其质量不计入心肌质量。使用软件自动计算患者右室射血分数（RVEF）、舒张末期容积指数（EDVI）、收缩末期容积指数（ESVI）、每搏输出量指数（SVI）、心指数（CI）、心肌质量（MM）、心肌质量指数（MMI）。

三、统计学处理

应用SPSS 22.0统计软件，计量资料以±s表示，行t检验；计数资料以例表示，行χ2检验。使用Pearson相关分析法分析心脏MRI指标与2D-STI指标之间的相关性；绘制受试者工作特征（ROC）曲线分析不同指标评估PH患者右心功能的诊断效能，计算曲线下面积（AUC），行Z检验。P<0.05为差异有统计学意义。

结果

一、两组右心功能MRI指标比较

心脏MRI检查结果显示，PH组RVEF、SVI、CI、MM、MMI均低于对照组，EDVI、ESVI均高于对照组，两组RVEF、EDVI、ESVI比较差异均有统计学意义（均P<0.05）。见表1和图1。

图1 两组心脏MRI图

表1 两组右心功能MRI指标比较（±s）

表1 两组右心功能MRI指标比较（±s）

RVEF：右室射血分数；EDVI：舒张末期容积指数；ESVI：收缩末期容积指数；SVI：每搏输出量指数；CI：心指数；MM：心肌质量；MMI：心肌质量指数

组别PH组对照组t值P值MMI（g/m2）24.13±8.0426.39±7.381.8170.071 RVEF（%）27.3±8.3836.1±9.426.1250.000 EDVI（ml/m2）135.83±40.17112.56±35.153.8250.000 ESVI（ml/m2）101.54±40.8465.27±5.067.7340.000 SVI（ml/m2）34.86±10.7136.37±9.30.9340.352 CI（L·min-1·m-2）3.83±1.114.06±1.491.0860.279 MM（g）37.56±9.4139.66±8.491.4540.148

二、两组2D-STI指标比较

2D-STI检测结果显示，PH组RVLSrw、RASr、RASp均高于对照组，RASc低于对照组；除RASp外，两组其余参数比较差异均有统计学意义（均P<0.05）。见表2和图2。

图2 两组2D-STI图

表2 两组2D-STI指标比较（±s） %

表2 两组2D-STI指标比较（±s） %

RVLSrw：右室游离壁纵向应变；RASr：右房储备功能；RASc：右房管道功能；RASp：右房泵功能

组别PH组对照组t值P值RVLSrw-14.47±5.68-19.76±5.395.9280.000 RASr 61.10±11.8430.92±12.5715.3360.000 RASp 15.48±7.2915.31±5.720.1610.872 RASc 13.15±6.5618.16±9.093.9220.000

三、相关性分析

Pearson相关分析结果显示，RVEF与RVLSrw、RASr、RASc均呈正相关（r=0.517、0.523、0.272，均P<0.05）；EDVI与RVLSrw、RASr均呈正相关（r=0.526、0.306，均P<0.05）；ESVI与RVLSrw、RASr、RASc均呈正相关（r=0.601、0.597、0.281，均P<0.05）。

四、ROC曲线分析

ROC曲线分析结果见表3和图3。RVEF、EDVI、ESVI、RVLSrw、RASr及RASc评估PH患者右心功能的AUC分别为0.756、0.739、0.820、0.725、0.957、0.659，RASr的AUC高于其余指标，差异均有统计学意义（均P<0.05）。

图3 不同指标评估PH患者右心功能的ROC曲线图

表3 不同指标评估PH患者右心功能的ROC曲线分析结果

讨论

PH预后差，可引起右心功能衰竭导致患者死亡，故PH患者的生存率不高［4-5］，因此，准确评估其右心功能及肺动脉血流动力学变化对临床制定治疗方案、改善预后、降低死亡率均有重要意义［6-7］。右心导管检查具有侵入性，操作风险较大，故临床应用受限；心脏MRI是影像学方法评估PH患者右心功能的“金标准”［8］。2D-STI技术不受声束夹角与运动方向的影响，是目前评估右心功能的常用方法，本研究旨在对比分析2DSTI与心脏MRI不同指标评估PH患者右心功能的临床价值。

任雯等［9］研究显示，预后不良的PH患者RVEF、左室SVI、三尖瓣环收缩期位移（TAPSE）均降低，右室EDVI和ESVI均升高，经心脏MRI检出预后不良的PH患者左、右心功能均较差，且左室TAPSE、SVI均为患者预后不良的独立影响因素（OR=0.829～0.986、0.890～0.997，P=0.022、0.039）。张学铭等［10］研究显示，RASr、RASc、RASp与右心功能评估指标脑钠肽、6 min步行距离、纽约心脏病协会心功能分级、右室面积变化分数、TAPSE、右室收缩压、RVEF、右室游离壁纵向收缩期间峰值应变均相关（均P<0.05），且ROC曲线分析结果显示，RASr和RASp预测PH患者预后的诊断效能最高，表明2D-STI可有效评估患者右房功能并预测其预后情况。本研究结果也显示，心脏MRI测得PH组右心功能指标RVEF、SVI、CI、MM及MMI均低于对照组，2D-STI测得PH组RVLSrw、RASr、RASp均高于对照组，差异均有统计学意义（均P<0.05），表明PH患者右心功能下降，心脏MRI与2D-STI对评估PH患者右心功能均有一定价值。

本研究ROC曲线分析结果显示，RASc、RASr、RVLSrw检测PH患者右心功能的敏感性分别为92.2%、92.2%和100%，高于心脏MRI检测指标，这可能是因为2D-STI可通过追踪PH患者心肌上的斑点标记，定量检测其心肌运动指标，通过斑点追踪的方式得到其运动应变曲线，测量RASc、RASp后可以定量评估PH患者的右房管道功能和泵功能变化。本研究相关性分析显示RVEF、ESVI与RVLSrw、RASr、RASc均呈正相关，EDVI与RVLSrw、RASr均呈正相关（均P<0.05），提示心脏MRI指标和2D-STI指标均能快速、无创地评价PH患者右心功能，且2D-STI的评价效果更好。与邢宇和周桦［11］研究结果相似。

综上所述，2D-STI技术较心脏MRI能更准确地评估PH患者右心功能，可为临床治疗提供参考依据。但本研究样本量较少，今后将扩大样本量进一步分析研究。