二维斑点追踪技术评估类风湿关节炎患者右心功能及右心室-肺动脉耦联的应用

潘璐，黄璇，王婷婷，徐艳萍，叶晶晶，曹伟，纳丽莎

宁夏医科大学总医院心脏中心功能检查部超声心动图室，宁夏 银川 750000；

类风湿关节炎（rheumatoid arthritis，RA）是一种以侵蚀性关节炎为主要临床表现的自身免疫病，可并发肺、心血管疾病等[1]。RA常表现为肺动脉高压、右心功能障碍，但早期临床表现缺乏特异性、诊断困难、治疗效果不佳，且随病程发展肺动脉压力逐渐升高，严重者甚至出现右心功能衰竭[2]。右心功能障碍是肺动脉高压预后、生存率和孤立性心房颤动发生的重要预测因素[3-4]，因此，RA患者右心功能成为研究重点。二维斑点追踪成像（two-dimensional speckletracking imaging，2D-STI）技术可无创评估右心房、右心室机械功能[5-6]。目前通过2D-STI评价RA患者右心房应变及右心房、右心室应变与肺弥散功能关联性的研究较少。

当心脏功能与血管阻力正常匹配，即维持正常的心室-动脉耦联时，心脏才能维持有效的组织灌注。右心室-肺动脉（right ventricular-pulmonary artery，RVPA）耦联与住院心血管疾病患者的短期和长期死亡率增加相关[7]，但目前关于RA患者RV-PA耦联的研究尚不充分。本研究对RA患者的右心房、右心室机械功能及RV-PA耦联变化进行检测，拟为RA患者临床治疗和随访提供较全面的右心系统功能评估指标。

1 资料与方法

1.1 研究对象 前瞻性选择2020年6月—2022年6月宁夏医科大学总医院的60例RA患者，根据肺动脉收缩压（pulmonary artery systolic pressure，PASP）分为3组，每组20例：A组PASP＜33 mmHg，B组PASP 33～39 mmHg，C组PASP≥40 mmHg[3]，收集患者临床资料。纳入标准：参照《2018中国类风湿关节炎诊疗指南》[1]中的诊断标准。排除标准：先天性心脏病、心脏瓣膜病及其他影响右心室压力的间质性肺病、慢性阻塞性肺疾病、超声图像不佳及肺弥散功能无法测得者。同期选取20例健康者作为对照组，经体检、心电图、超声心动图检查排除常见心脏疾病。本研究经本院医学伦理委员会批准（KYLL-2022-0359），受检者均知情同意。

1.2 仪器和方法

1.2.1 常规超声心动图 使用GE E95超声诊断仪，M5S探头，频率2.0～4.5 MHz。测量指标：①右心室基底段内径（right ventricular base diameter，RVD base）、右心室长径（right ventricular length diamete，RVD length）、右心房上下径（right atrium diameter，RAD）、下腔静脉宽度（inferior vena cava diameter，IVC diameter）；②M超模式测量右心室侧壁三尖瓣瓣环位移（tricuspid annular plane systolic excursion，TAPSE）；③PASP：在剑突下切面，于下腔静脉靠近右心房入口处测量下腔静脉吸气时最大内径、呼气末内径，估测右心房压力（right atrium pressure，PRA）。PASP = 4V2+PRA（V为三尖瓣反流峰值速度）。成年患者，下腔静脉内径（inferior vena cava，IVC）≤18 mm，PRA=5 mm Hg；IVC＞18 mm，呼气末IVC塌陷≥50%，PRA=10 mm Hg；IVC＞18 mm，呼气末IVC塌陷＜50%，PRA=15 mm Hg。

1.2.2 2D-STI 采用2D-STI测量右心室收缩期整体应变（right ventricular global strain，RV GS）与右心室游离壁整体应变（right ventricular free wall strain，RV FWS），并测量右心室各节段的收缩期长轴峰值应变，包括游离壁基底段（RV basal strain）、中间段（RV mid-wall strain）与心尖段（RV apical strain），见图1A。以上数据均取3个心动周期的平均值，并进行重复性检验。

图1 右心室（A）、右心房（B）应变测量

采用右心室为主的心尖四腔切面，自游离壁三尖瓣环开始描记，沿右心房壁，包括右心房侧壁、右心房顶部和右心房间隔，至对侧三尖瓣环为止。右心室为主的心尖四腔切面通过优化角度、深度和增益以最大化显示右心房面积，避免右心房缩短，以达到全心动周期均可良好显示右心房的目的。右心房应变参数包括右心房应变储备功能、右心房应变通道功能及右心房应变收缩功能，即充盈期峰值应变（reservoir，R）、通道期导管峰值应变（conduit，CD）、收缩期峰值应变（contractile，CT），见图1B。以上数据均取3个心动周期的平均值，并进行重复性检验。随机选择15例患者，由1名具有5年以上经验且熟练掌握2D-STI技术的超声医师进行检查，记录应变值，1周后该医师再次对15例患者行2D-STI检查，分析观察者内的一致性。RV-PA耦联情况使用RV FWS/PASP进行评估[7]。

1.2.3 肺弥散功能测定 使用日本捷斯特大型肺功能仪器HI-801检测所有肺功能指标，每个项目连续做3次。为排除体表面积对肺功能值的影响，结果以实测值占预计值的百分比表示，记录肺一氧化碳弥散量占预计值的百分比（DLCO SB%）。

1.3 统计学方法 应用SPSS 22.0软件。符合正态分布的计量资料以±s表示，组间比较使用ANOVA分析、LSD检验；非正态分布的计量资料以M（Qr）表示，多组间比较使用Kruskal-WallisH检验，两组间比较使用Mann-Whitney分析。采用Spearman相关性分析评估变量间的相关性。采用Bland-Altman法分析应变值在观察者内的一致性。P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 RA各组与对照组一般资料比较 RA各组间年龄差异无统计学意义（P＞0.05）。C组DLCO SB%较对照组减低，差异有统计学意义（P＜0.05），见表1。

表1 RA各组与对照组一般资料及肺弥散功能指标比较

2.2 RA各组与对照组常规超声心动图参数比较 C组与A组、对照组相比RVD base、PASP增高，C组与对照组相比RAD、IVC diameter增高，TAPSE减低（P均＜0.05）；B组与对照组相比RAD增大，且PASP较A组升高（P均＜0.05），其他指标两两比较差异无统计学意义（P均＞0.05），见表2。

表2 RA各组与对照组常规超声心动图参数比较

2.3 RA各组与对照组右心房、右心室、RV-PA耦联参数比较 C组较A组及对照组RV GS、RV FWS、右心房S-CD、右心房S-R、RV FWS/PASP减低（P均＜0.05）；B组较对照组RV FWS、右心房S-CD、右心房S-R、RV FWS/PASP减低，且与A组相比右心房SCD、右心房S-R、RV FWS/PASP减低，差异有统计学意义（P均＜0.05），其他指标两两比较差异无统计学意义（P均＞0.05），见表3。

表3 RA各组与对照组右心房、右心室、RV-PA耦联参数比较（±s）

表3 RA各组与对照组右心房、右心室、RV-PA耦联参数比较（±s）

注：RV GS：右心室收缩期整体应变；RV FWS：右心室游离壁整体应变；RV basal strain、mid-wall strain、apical strain：右心室游离壁基底段、中间段、心尖段收缩期长轴峰值应变；S-R、S-CT、S-CD：右心房充盈期、收缩期、通道期导管峰值应变；PASP：肺动脉收缩压；RV-PA：右心室-肺动脉；a与对照组、bA组比较，P＜0.05

项目A组（n=20）B组（n=20）C组（n=20）对照组（n=20）F值P值RV GS（%） 19.1±5.1 18.4±4.9 15.0±6.7ab 19.4±4.4 2.80 0.045 RV FWS（%）21.5±4.3 20.3±4.7a 17.3±5.8ab 24.3±5.0 6.60 0.001 RV basal strain（%） 27.5±3.9 28.7±6.0 26.9±6.2 29.7±4.2 1.09 0.358 RV mid-wall strain（%）24.7±4.7 24.8±4.8 21.9±5.1a 25.7±5.2 2.51 0.101 RV apical strain（%） 17.3±6.9 18.1±7.0 17.2±6.5 19.5±5.8 0.52 0.699 S-R（%）36.0±7.9 30.9±7.8ab 29.1±9.1ab 36.7±5.9 4.67 0.005 S-CT（%） 17.3±6.5 18.5±6.1 16.0±6.4 19.1±5.6 1.01 0.392 S-CD（%）19.9±6.9 15.3±4.7ab 13.2±6.1ab 18.9±4.8 5.65 0.001 RV FWS/PASP 0.96±0.19 0.56±0.13ab 0.38±0.13ab 1.12±0.23 74.88 0.000

2.4 右心功能、RV-PA耦联指标与DLCO SB%的相关性分析 DLCO SB%与RV GS、RV FWS、右心房SCD、RV FWS/PASP呈正相关（r=0.392、0.472、0.431、0.572，P均＜0.01），与右心房S-R、右心房S-CT无相关性（r=0.115、0.246，P均＞0.05）。

2.5 一致性检验 RV GS、RV FWS、RV basal strain、RV mid-wall strain、RV apical strain、右心房S-R、右心房S-CT、右心房S-CD的观察者测值均一致性良好（图2）。

图2 观察者内一致性的Bland-Altman分析。A. RV basal strain；B. RV mid-wall strain；C. RV apical strain；D. RA S-R；E. RA SCT；F. RA S-CD

3 讨论

RA的心血管疾病发病率和死亡率均比正常人群高1.5倍[8]，且可能出现肺动脉高压、右心功能障碍后预后不佳[9]。2D-STI的纵向应变作为右心房、右心室功能评价指标已纳入2018年《二维斑点追踪超声心动图在左心房、右心室及右心房形变成像标准化中的应用指南》[10]。RV-PA耦联反映了右心室功能对后负荷的适应能力。本研究对RA患者右心功能、RV-PA耦联超声心动图参数进行分析。

3.1 RA患者右心功能及相关指标 本研究发现随着RA患者PASP增高，右心房、右心室发生形变且功能减低。RV GS、RV FWS减低，与Naseem等[9]研究一致，这是由于RA的抗心磷脂抗体可通过内皮细胞损伤引起右心室功能障碍[11]。肺动脉压升高后右心室后负荷随右心室压力升高而增加，右心室发生适应性改变，如加强收缩和心肌肥大，最终导致右心室收缩功能受损，因此右心室收缩功能的相关参数是对肺动脉高压患者预后最有价值的预测因子[12-13]。抗心磷脂抗体的作用及肺动脉高压对右心室肌细胞结构、电生理、机械性的影响均能够解释本研究中随着PASP升高RA患者的右心室形变能力减弱。而B组RV FWS低于对照组，但RV GS与对照组无显著差异，可能是RV GS包含室间隔作用，而室间隔形变能力是左、右心室共同作用的结果。

右心房不仅通过在收缩期保留血液管理舒张期的右心室充盈，还可在舒张期早期输送储存的血液，并通过舒张期后期的收缩进一步充盈右心室。随着肺动脉压力升高，右心室压升高，前负荷储备通过Frank-Starling机制作出反应，右心房会增加其收缩性和扩张性，直到右心房补偿不足，两者均将下降。然而，当右心室压力超负荷进一步发展且前负荷储备达到其极限时，RV GS对增加的右心室后负荷的代偿丧失，右心房功能损伤间接导致心排血量减少，最终出现严重的右心衰竭，并迅速恶化直至死亡[12-14]。Theres等[15]研究认为肺动脉高压中当右心室压力增加时，右心房导管功能首先下降，甚至发生于右心室收缩功能下降前；而本研究发现B组RA患者右心房S-CD、右心房S-R减低，表明这两项指标可反映RA患者右心系统血流动力学变化。因此，笔者认为右心房S-CD、右心房S-R和RV FWS可能是RA右心功能障碍的早期标志物。

3.2 RA患者的RV-PA耦联情况 右心室功能与后负荷的比值是RV-PA耦联的概念基础。RV-PA解偶联在多种心血管疾病状态中具有重要的预后意义，包括射血分数保留的心力衰竭、严重主动脉瓣狭窄和肺动脉高压[16-17]。RV FWS测量游离壁右心室功能，避免了仅对基础节段功能进行采样，与TAPSE等指标相似；且RV FWS不受角度依赖，能更全面地反映右心室收缩功能[18]。故本研究使用RV FWS/PASP反映RV-PA，并发现PASP＞33 mmHg的RA患者出现RV-PA解偶联。RA患者RV-PA耦合完好时，右心室机械做功有效地转移到肺循环，当后负荷增加时，右心室收缩力增加以维持正常RV-PA耦联。但当适应性不足时，右心室无法维持肺血管系统给定的后负荷，则出现RV-PA解耦联。因此RV FWS/PASP可以敏感地检测RA患者右心室功能与后负荷适应性不足，探查其RV-PA耦联情况。

3.3 右心功能、RV-PA耦联与肺弥散功能的相关性10%～50%的RA患者会出现弥漫性间质肺纤维化，其发生率随着病程增长、年龄增高而增高[19]。DLCO SB%与结缔组织病间质肺纤维化密切相关，是反映间质性肺疾病进展的最佳指标，也是其患者死亡的独立预测因子，已广泛应用于结缔组织病相关间质性肺疾病的临床风险分层[20]。本研究中右心功能、RV FWS/PASP与DLCO SB%具有相关性，且RV FWS/PASP的显著性最佳，表明RV FWS/PASP对RA相关间质性肺疾病进展评估具有一定意义。

3.4 本研究的局限性 本研究进行超声心动图检查时，未对疾病活动进行评估，无法确定疾病活动性与右心功能障碍的关系，需要扩大样本量继续研究。总之，2D-STI的应变值、RV FWS/PASP可以评估RA患者亚临床右心功能损伤及右心室功能与后负荷适应性不足，且与RA相关间质性肺疾病严重程度相关。此外，PASP 33～39 mmHg的RA患者已存在右心功能障碍及RV-PA解偶联，可能需要密切随访，并对危险因素和相关并发症进行更积极的管理。

利益冲突 所有作者均声明不存在利益冲突