歐興密 綜述 閆瑞玲 審校

超聲心動圖評價肺動脈高壓患者右心房功能研究進展*

歐興密1綜述 閆瑞玲2審校

(1.甘肅中醫(yī)藥大學， 甘肅 蘭州 730000 ；2. 蘭州軍區(qū)蘭州總醫(yī)院超聲科， 甘肅 蘭州 730050)

肺動脈高壓可導致肺血管重構(gòu)、右心衰竭等嚴重并發(fā)癥。升高的右房壓是肺動脈高壓患者的一項確定的預后指標，然而肺動脈高壓患者右心房所發(fā)生的功能改變鮮為人知。積極評估右心房的結(jié)構(gòu)和功能對肺動脈高壓的監(jiān)測和預后至關(guān)重要。組織多普勒、實時三維超聲心動圖以及斑點追蹤成像等超聲新技術(shù)為臨床評價肺動脈高壓患者右心房的結(jié)構(gòu)和功能提供便捷、可靠的信息，本文就超聲心動圖評價肺動脈高壓患者右心房功能研究進展作一綜述。

超聲心動圖； 肺動脈高壓； 右心房功能

肺動脈高壓(Pulmonary Arterial Hypertension, PAH)是一種嚴重的肺血管疾病，主要特征是肺血管阻力升高和心輸出量減低[1]。隨著疾病的進展，將出現(xiàn)肺血管的重構(gòu)以及肺動脈平滑肌細胞的凋亡或增殖，如果不及時治療將導致右心衰竭甚至死亡[2]。1973年首次提出的肺動脈高壓分類，僅將其分為原發(fā)性和繼發(fā)性兩類。2008年在美國舉行的第四次肺動脈高壓世界研討會，修改了以前的分類，將其分為五個亞型[3]：①特發(fā)性或家族性PAH。②左心疾病所致PAH。③呼吸系統(tǒng)疾病所致PAH。④慢性血栓性栓塞所致PAH。⑤多種因子所致PAH。盡管PAH有著不同的類型，其基礎(chǔ)血流動力學改變是相似的。目前右心導管術(shù)是評估PAH的金標準，然而超聲心動圖以其獨特的優(yōu)勢在PAH的篩查、診斷和評估中扮演著不可或缺的重要角色[4]。

1 右心房的解剖結(jié)構(gòu)和生理功能

右心房的結(jié)構(gòu)主要包括右心耳、梳狀肌、界嵴、三個入口和一個出口，三個入口即上、下腔靜脈口和冠狀竇口，主要收集全身及心臟本身的靜脈回流，相當于回心血流的儲存庫，起著存儲功能；正常情況下右心房唯一的一個出口即右房室口，右心室舒張期血液經(jīng)右心房從三尖瓣口入右心室，此時右心房充當著管道的角色，而管道功能和右室的舒張?zhí)匦韵⑾⑾嚓P(guān)。右心室舒張早期心室的充盈主要靠右心室的抽吸作用來實現(xiàn)，而到了末期，則主要取決于右心房的主動收縮，即右心房的輔助泵功能。右心房的主動收縮功能，反映了右心房的前負荷、后負荷和收縮能力，在維持正常的心臟功能中起著重要作用[5]。Mehmet 等人的研究表明，心房內(nèi)血流動力學的改變與心耳收縮功能也是息息相關(guān)的[6]。此外，右心房的大小及順應(yīng)性，右室的僵硬度亦影響著右心房的功能[7]。

2 超聲心動圖對右心房功能的評價

2.1 M型及二維超聲心動圖對PAH患者右房功能的評價 M型超聲心動圖(M-mode echocardiograp--hy,MME)的主要優(yōu)勢是能夠精確的定位時間和距離，其對局部結(jié)構(gòu)運動軌跡的方向、時間、幅度、速率以及心功能的測定是二維超聲所無法取代的。其特有的距離敏感性使得M型超聲可用于房室腔的大小測量 ，當右心房增大時，該測量值具有一定的意義。由于只有當取樣線和心內(nèi)膜垂直時，測量的數(shù)據(jù)才準確，而傳統(tǒng)的M型超聲受取樣線的限制，不能任意旋轉(zhuǎn)角度,因此,多年來該方法主要局限于心室壁運動的研究。解剖M型超聲心動圖的問世克服了取樣線的角度依賴性，可360度旋轉(zhuǎn)角度，極大地擴展了探查范圍，使其對心房運動的評價更為精確。計曉涓等應(yīng)用解剖型M型超聲心動圖對30名健康兒童的心房功能進行了研究，結(jié)果顯示左、右心房壁運動均為舒張期向心腔內(nèi)運動，收縮期離心運動，與二維超聲觀察一致；房間隔于舒張期向左心房腔運動，與左心房壁運動方向相反，而與右心房壁運動方向一致，表明房間隔參與左房的泵血作用；左、右心房頂部收縮不明顯，與心房收縮作用的相關(guān)性極小[8]。近年由福州大學生物醫(yī)學工程研究所研制的全方位M型超聲心動圖保留了傳統(tǒng)和解剖M型超聲心動圖的優(yōu)點，克服其取樣線角度及數(shù)量的限制，可同時對同一平面不同節(jié)段的室壁運動進行分析，具有同平面、多點顯像的優(yōu)勢[9，10]。

二維超聲心動圖(Two Dimensional Echocardiography, 2DE)在房室腔大小，室壁及房、室間隔的厚度，大血管管徑的測量方面已經(jīng)應(yīng)用得相當成熟，2DE還能較為直觀地觀察室壁各階段的運動，結(jié)合MME可半定量地評價室壁的運動，不過此方法要求操作者要有較為扎實的臨床經(jīng)驗。Jaarsma C等人的研究表明，2DE診斷急性心肌梗死(AMI)和慢性心肌梗死(CMI)的敏感性分別為78.7%和61.3%，特異性為80.6%[11]。2DE主要用于評價PAH患者右心房結(jié)構(gòu)及大血管管徑的變化。

2.2 彩色和頻譜多普勒對PAH患者右房功能的評價 彩色多普勒能夠直觀地觀察心臟及其與之相連血管的血流情況，結(jié)合頻譜多普勒，能夠?qū)Χ?、三尖瓣，主動脈瓣及大血管內(nèi)的血流速度、方向以及有無異常血流進行定量描述，是評價瓣膜返流、肺動脈高壓、血管狹窄等問題的常用方法[12]。瓣膜返流壓差估測法是目前估測肺動脈收縮壓(pulmonary arterial systolic pressure,PASP)最常用的方法，有研究表明，瓣膜壓差估測法與右心導管法估測的PASP有較好的相關(guān)性[13]。

2.3 實時三維超聲心動圖(Real-Time Three Dimensional Echocardiograp，RT3DE) 實時三維超聲心動圖(RT3DE)是近幾年發(fā)展起來的一門新技術(shù),不用對房室腔進行幾何模型的假設(shè)，能夠動態(tài)地顯示心腔的立體空間結(jié)構(gòu)，直觀地了解心臟解剖和運動[14]。Li Y等分別采用 2DE、RT3DE 以及心臟磁共振對PAH患者的右心功能進行評價，應(yīng)用RT3DE測量的PAH患者的右室舒張末和收縮末容積與心臟磁共振測值相關(guān)性很大[15]。Vander Zwaan HB等的研究指出，RT3DE能夠?qū)τ倚娜莘e及射血分數(shù)進行快速且可重復的評估[16]。RT3DE能夠更準確地測量右心房收縮末和舒張末的容積，相比傳統(tǒng)的辛普森法，能更好地計算右心房射血分數(shù)(RAEF)，有研究報道，輕-中度PAH患者其RAEF增強，重度PAH患者其RAEF降低，且右房儲存功能與心臟指數(shù)和6分鐘步行實驗密切相關(guān)[17]。

2.4 組織多普勒成像(Doppler Tissue Imaging，DTI)及其衍生技術(shù) 組織多普勒成像(DTI)在分析室壁運動方面有著獨特的優(yōu)勢，通過測量組織速度、應(yīng)變和應(yīng)變率，定量的評價心臟整體、局部的收縮功能和異常舒張，是測量心肌形變的經(jīng)典方法[18，19]。DTI的檢測對象不是血流紅細胞，通過降低總增益及使用低通濾波器的方法，濾除血流運動的高頻低振幅信號，從而獲取其檢測對象心肌組織運動的低頻高振幅信號[20]。DTI 是探測PAH和右心功能紊亂的一種快速、非侵入性的方法。該技術(shù)以無創(chuàng)性、不受角度依賴及可重復性高的特征，為臨床心功能的評估提供較大的診斷價值[21，22]。Utsunomiya等得出結(jié)論，三尖瓣E/Ea比值能夠較為可靠地評估PAH患者的右室充盈壓并預測該類人群心血管事件的發(fā)生[23]。

DTI 發(fā)展至今產(chǎn)生了多種衍生技術(shù)，如多普勒組織頻譜圖(Doppleer Tissue Pulse Wve,DT-PW)、組織追蹤顯像(Tissue Tracking Imageing,TTI)、組織同步顯像(Tissue Synchronization Imaging,TSI)、組織多普勒的加速度模式(Tissue Doppler Acceleration Mode,DTAM)、心肌速度梯度(Myocardial Velocity Gradient,MVG)、應(yīng)變(Strain,S)及應(yīng)變率(Strain Rate,SR)等。研究發(fā)現(xiàn)，DTI 計算顯示的運動速度與實驗模塊的真實速度高度相關(guān)[24]。正常人心尖四腔心切面 DTI 曲線規(guī)則有序，等容收縮期、心室射血期出現(xiàn)兩個正向波，等容舒張期、快速充盈期、心房收縮期出現(xiàn)三個負向波，并且從基底段至心尖段峰值速度呈現(xiàn)逐漸遞減的趨勢[25]。

2.5 斑點追蹤成像技術(shù)(Speckle Tracking Echocardiography, STE) 二維斑點追蹤成像技術(shù)(two-dimensional speckle tracking echocardiography，2D-STE)是把心肌回聲根據(jù)其灰階的差異分為若干個小點，通過分析不同斑點的運動軌跡，反映心肌的做功情況。應(yīng)變(Strain,S)和應(yīng)變率(Strain Rate,SR)是其主要參數(shù)，分別反映心肌發(fā)生形變的程度和速度。已有研究表明，2D-STE可定量評價左心房的整體和節(jié)段性功能[26]。而左心房和右心房有著相似的結(jié)構(gòu)和功能[27]，2D-STE同樣也適用于右心房的功能評價[28]。考慮其對心臟病變的早期診斷和預測，STE是心臟力學評估非常有前景的一種方法，該方法能夠幫助我們更深一步地去理解一些復雜心臟疾病的細胞學及病理生理學機制，且其評價心房功能的參數(shù)較傳統(tǒng)參數(shù)更敏感，更準確[29，30]。

右心房在右心室功能障礙時對維持右心室充盈起著重要作用，長期的壓力和容量負荷超標致使右心房的大小、心房肌的厚度以及心房的運動發(fā)生改變，其中右心房的大小可以直觀地反映PAH患者的預后情況[31]。Sato T等研究顯示，右心房容積、儲存功能以及RAEF可作為前毛細血管肺動脈高壓的新的預測因子[32]。PAH患者的Tai指數(shù)增高，且與PAH的嚴重程度呈正相關(guān)，提示右心室功能隨著PAH癥狀的加重而減低[33，34]。隨著PAH患者右心室結(jié)構(gòu)和功能的改變，右心房的功能也出現(xiàn)了一些變化。右心房被動排空容積(RAVp)、右房被動排空分數(shù)(RAVpEF)、舒張早期右房排空速率峰值(dv/dtE)代表右心房管道功能，出現(xiàn)肺動脈高壓時，這些指標減低，提示右心室舒張功能減低；充盈壓升高將會影響右心房的血液流入右心室，此時右心房儲存器功能及助力泵功能增加，表現(xiàn)為右房總排空容積(RAVt)、收縮期右房充盈速率(dv/dtS)、右房主動排空容積(RAVa)、舒張晚期右房排空速率峰值(dv/dtA)增大[35]。

三維斑點追蹤技術(shù)(Three-dimensional speckle tracking echocardiography，3D-STE)是在實時三維超聲心動圖(RT3DE)和二維斑點追蹤技術(shù)(2D-STE)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，用二者各自的優(yōu)點互補了彼此的缺陷，使心肌斑點回聲信號的追蹤更加客觀、精確，實現(xiàn)了三維心臟解剖結(jié)構(gòu)的空間定位，是RT3DE和2D-STE的完美結(jié)合。三維斑點追蹤技術(shù)較二維增加了面積應(yīng)變和三維立體應(yīng)變等新技術(shù)。Kleijn SA等研究指出，面積應(yīng)變將取代目前的超聲標準，因其對局部室壁運動異常的敏感性好，能夠更好地評價局部與整體心臟功能[36]。Saha SK等的研究結(jié)果顯示，右房肌斑點追蹤技術(shù)能夠產(chǎn)生特征性的應(yīng)變(S)和應(yīng)變率(SR)曲線，清晰地描述右心房的儲存功能(RA-RS%)、管道功能(RA-SR E)及助力泵功能(RA-SR A)[37]。肺動脈高壓患者，RA-RS%與肺血管阻力(PVR)呈負相關(guān)，與心搏量和心輸出量呈正相關(guān)(P<0.05)；右心導管術(shù)獲得的右房壓(RAP)和RA-SR E與肺動脈高壓的WHO功能分級密切相關(guān)。

3 小結(jié)與展望

盡管右心導管術(shù)被認為是PAH診斷的金標準，經(jīng)胸超聲心動圖以其廉價、可重復且無創(chuàng)的特點備受臨床青睞，是監(jiān)測PAH尤其是心臟功能非常有用的一種方法[38，39]。超聲技術(shù)也存在不足，二維超聲對心內(nèi)膜面的顯示不完整，對房室腔各節(jié)段運動狀態(tài)的觀察欠佳，且易受檢查手法、經(jīng)驗、圖像質(zhì)量等因素的影響，主觀依賴性較大，具有一定局限性。 RT-3DE對左室心內(nèi)膜的顯示依賴于良好的二維圖像、較好的透聲窗，對于肺氣腫、胸壁透聲情況差、心臟明細增大的患者 RT-3DE 的應(yīng)用及準確性受到一定的限制。DTI在測量心肌運動速度方面有一定優(yōu)越性，且有較好的時間分辨力，檢查較方便，還可聯(lián)機顯示心肌運動速度。

目前核磁共振、核素顯像及右心導管術(shù)等可用于評價心臟功能,由于以上技術(shù)存在價格昂貴、同位素福射或有創(chuàng)性檢查的局限性,臨床應(yīng)用受到一定的限制。超聲心動圖作為評價心臟結(jié)構(gòu)和功能最常用的技術(shù),具有操作簡便、無創(chuàng)、安全、經(jīng)濟、可重復等優(yōu)點。由于目前對右房的研究尚少，超聲心動圖的各項參數(shù)指標基本都是以左室為基礎(chǔ)設(shè)置的，對心房結(jié)構(gòu)及功能評價尚缺乏明確的參數(shù)指標。隨著超聲醫(yī)學的發(fā)展，相信先進技術(shù)會對右房功能做出更廣泛、更全面、更精確的評價[40]。

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Assessment of right atrial function in patient with pulmonary arterial hypertension by new technology of echocardiography

OU Xingmi1reviewingYAN Ruiling2checking

(1.GansuUniversityofChineseMedicine,Lanzhou730000,China;2.DepartmentofEcocardiography,LanzhouGeneralHospitalofLanzhouMilitaryCommand,Lanzhou730050,China)

Pulmonary arterial hypertension (PAH) can lead to serious complication such as pulmonary vascular remodeling, right heart failure. Elevated right atrial (RA) pressure is an established prognostic measure in PAH. However, little is known about perturbations in RA function in PAH. It is very important for the remodeling and prognosis of PAH to assess the structure and function of RA actively. New technology of Echocardiography, such as Real-Time Doppler Tissue Imaging, Three Dimensional Echocardiography and Speckle Tracking Echocardiography, provide convenient and reliable message for the assessment of right atrial struction and function in patient with PAH.

Echocardiography; Pulmonary arterial hypertension; Right atrial function

蘭州軍區(qū)衛(wèi)生科研面上項目(CLZ11JA03)

閆瑞玲，主任醫(yī)師，本刊編委，E-mail:1217949187@qq.com

R 445.1; R 543.2

A

10.3969/j.issn.1672-3511.2016.03.039

2015-11-16； 編輯：陳舟貴)