超聲心動圖二維斑點追蹤技術評價慢性阻塞性肺疾病患者右心室收縮功能

劉國文 李嶸娟 肖 瑤 朱光發 謝謹捷 楊 婭

慢性阻塞性肺疾病(chronic obstructive pulmonary disease，COPD)是一種常見的以持續氣流受限為特征的可以預防和治療的疾病，氣流受限以不完全可逆、進行性發展為特征，與氣道和肺臟對有毒顆粒或氣體的慢性炎性反應有關[1]。隨著病程進展，COPD的主要并發癥為進行性肺動脈高壓、右心結構和功能受損等，提示患者預后不良，晚期出現肺源性心臟病。及時、準確的評估此類患者的右心功能對改善其預后具有重要的臨床意義。

超聲心動圖具有廉價、快捷、無輻射的優點，是早期發現肺動脈高壓和評價右心功能的主要技術[2-3]。本研究使用超聲心動圖技術檢測COPD患者的肺動脈壓及右心室收縮功能,旨在探討右心室二維斑點追蹤技術評價COPD患者右心室收縮功能的應用價值。

資料與方法

1. 一般資料及病例選擇 入選本院 2015年 10月至 2017年 11月，臨床診斷為COPD的患者37例為研究對象，其中男性23例，女性14 例。按肺動脈收縮壓是否>40mmHg (1mmHg=0.133kPa)將COPD患者分為無肺動脈高壓組(patients with no pulmonary hypertension，NPH)和肺動脈高壓組(patients with pulmonary hypertension，PH)。所有患者均符合中國循證指南共識 《慢性阻塞性肺疾病診治指南》2013 年修訂版(中華醫學會呼吸病學分會慢性阻塞性肺疾病學組) 的診斷標準，均進行肺功能及超聲心動圖檢查。同時選取19例健康成人為對照組，其中男性12例，女性7例。所有研究對象均排除COPD急性期；高血壓；冠心病；明確患有COPD以外的其他呼吸系統疾病，如哮喘、支氣管擴張等；嚴重肝腎功能障礙、意識障礙；先天性心臟病，瓣膜病，心肌病等可導致右心系統病變而影響測量結果者。

2. 研究方法 采用 Philip IE33 彩色多普勒超聲診斷儀,S5-1探頭，頻率 2.0～4.0 MHz，配有TomTec定量分析軟件。所有研究對象均采取左側臥位，平靜呼吸，并同步連接心電圖， 記錄及存儲心尖四腔切面二維灰階動態圖像，以便脫機后分析。測定參數包括:①心腔大小指標: 右心室基底徑，右心室中間徑，右心室長軸徑，右心房舒張末面積；②右心室收縮功能指標: 右心室面積改變分數(fractional area change，FAC)，三尖瓣環平面收縮期移位 (three tricuspid annular plane systolic excursion，TAPSE)；組織多普勒測三尖瓣環收縮期的運動速度S’ (DTI-Derived Tricuspid Lateral Annular Systolic Velocity, S’-wave velocity)；右心室心肌做工指數(RV index of myocardial performance, RIMP)；③肺動脈壓指標:三尖瓣反流最大壓差，肺動脈收縮壓(pulmonary artery systolic pressure，PASP)。靜息狀態下估測右房壓：下腔靜脈寬度<2.1cm且吸氣時塌陷率>50%,右房壓約為3mmHg(范圍0～5mmHg)；下腔靜脈寬度>2.1cm且吸氣時塌陷率<50%,右房壓約為15mmHg(范圍10～20mmHg)；下腔靜脈寬度和塌陷率與上述不同時,右心房壓約為8mmHg(范圍5～10mmHg)；④右心室二維斑點追蹤參數：縱向右心室游離壁應變(right ventricle free wall longitudinal strain, RVFW-LS)；縱向右心室室間隔應變(right ventricle septum longitudinal strain, RVSep-LS)；徑向右心室游離壁應變(right ventricle free wall radial strain, RVFW-RS)；徑向右心室室間隔應變(right ventricle septum radial strain, RVSep-RS)；縱向右心室整體心內膜應變(right ventricle endocardial globle longitudinal strain, Endo-GLS)；縱向右心室整體心肌應變(right ventricle myocardium globle longitudinal strain, RVMyo-GLS)，徑向右心室整體心肌應變(right ventricle myocardium globle radial strain, RVMyo-GRS)。

3.統計學方法 應用 SPSS 20.0 統計軟件進行數據處理。計量資料以均數±標準差表示，多組間均數比較采用單因素 ANOVA 方差分析，兩兩比較采用 LSD檢驗和Tamhane檢驗，評價 COPD 各組與對照組之間右心室收縮功能參數差異。以P<0.05為差異有統計學意義。

結 果

1.患者的一般臨床特征 三組患者之間年齡、性別、血壓、體質量指數、體表面積及左心室射血分數，均差異無統計學意義，見表1。

2.三組右心室收縮功能比較 三組間比較FAC，TAPSE，RIMP，RVFW-LS，RVSep-LS，RVFW-RS，RVSep-RS，Endo-GLS，Myo-GLS，Myo-GRS，差異均有統計學意義(P<0.05)。COPD患者NPH組和PH組的FAC，RVSep-LS，RVSep-RS，Endo-GLS均小于對照組(P<0.05)；PH組的RVFW-LS，RVSep-LS，Endo-GLS均小于NPH組(P<0.05)；PH組的RVFW-LS，RVFW-RS，Myo-GLS，Myo-GRS均小于對照組(P<0.05，圖1～3)。

圖1 COPD患者合并肺動脈高壓右心室應變 注：RVFW-LS：-13.1%；RVSep- LS：-9.6%；Endo-GLS:-13.0%；RVFW-RS：16.4%；RVSep-RS：18.8%

項目無肺高壓組(n=18)肺高壓組(n=19)對照組(n=19)P值男性8(44.4)14(73.7)12(63.1)0.192年齡66±6.767±5.464±4.10.203BMI/(kg/m2)24.57±3.1023.97±3.7825.46±2.290.054體表面積/m21.67±0.171.74±0.211.80±0.140.236收縮壓/(mm-Hg)124±3.6123±7.0123±7.60.073舒張壓/(mm-Hg)68±8.871±12.673±5.20.058LVEF/%65±5.762±5.663±6.70.734

注：LVEF，左心室射血分數

表2 三組右心室收縮功能指標比較

注：與對照組相比，※P<0.05，與肺高壓組相比，△P<0.05

討 論

COPD 特征性的病理學改變存在于氣道、肺實質和肺血管，其中肺血管改變的特征是血管壁增厚。長期慢性缺氧可導致肺血管廣泛收縮和肺動脈高壓，常伴有血管內膜增生、血管發生纖維化和閉塞，導致肺循環的結構重組。慢阻肺晚期出現肺動脈高壓，進而產生慢性肺源性心臟病及右心衰竭[4]。

因右心結構不規則，臨床工作中對右心功能的評價仍主要基于患者的臨床癥狀和體征，對右心功能的量化評估是臨床亟需解決問題。COPD患者因病程長、年齡偏高、合并疾病多，常常面臨就診時的經濟負擔，多排螺旋 CT、磁共振等檢查的費用高、有放射性，需要患者閉氣配合及體內不能有金屬物等，限制了臨床應用。目前最為常用的評估右心功能的技術手段是超聲心動圖。本研究對每1例入組患者均進行詳細的超聲心動圖圖像采集，當患者出現明顯的圖像不清楚時，囑患者在左側臥位的基礎上進一步采用左側前傾臥位，使心臟更加接近體表，從而提升圖像質量，每個切面均多次重復采集圖像，但仍有部分患者圖像無法達到理想效果，則予以排除。本研究在參照美國超聲心動圖學會制定的評估右心功能指南的基礎上，研究超聲心動圖評估右心功能的二維斑點追蹤技術，從而更加早期、準確的評估COPD患者右心室收縮功能。超聲應變(strain，S)成像近些年出現的評估心肌功能的新技術，能夠無創、定量地評價心肌整體或局部功能。S 是指物體受外力的相對形變，心肌局部組織受力產生形變。根據 Lagrangian 公式：S=△L/ L0=(L-L0)/L0，S 表示應變，△L 表示心肌長度的改變量，L0 為心肌的初始長度，L 為測量時心肌的瞬時長度。S 正值表示心肌長軸方向上的伸長或短軸方向上的增寬；S 負值則相反[5]。本研究包括評估右心室收縮功能的傳統指標，如右心室面積改變分數，三尖瓣環平面收縮位移；組織多普勒測三尖瓣環收縮期的運動速度；右心室心肌做工指數等，同時進一步研究新的評價右心室收縮功能的二維斑點追蹤參數，如，縱向右心室游離壁應變，縱向右心室室間隔應變；徑向右心室游離壁應變；徑向右心室室間隔應變；縱向右心室整體心內膜應變；縱向右心室整體心肌應變，徑向右心室整體心肌應變等。

Avin等[6]研究了35例肺動脈高壓患者的右心室功能，其結果顯示肺動脈高壓患者的縱向右心室基底和中間部應變明顯低于健康對照組；Satoshi等[7]研究了36例肺動脈高壓患者，所有患者均進行右心導管和超聲心動過圖檢查，其結果顯示右心室游離壁的應變值與肺動脈壓和肺血管阻力呈明顯負相關；本研究結果中RVEndo-GLS和 RVSep-LS在三組間及三組內均差異有統計學意義，且PH組右心室應變明顯低于NPH組和對照組，結果與上述研究一致，而右心室的整體應變相比局部應變更能反應出右心室的真實收縮功能，本研究結果顯示COPD患者的右心室收縮功能相比正常人低，而同時伴有肺動脈高壓的患者其收縮功能則進一步減低。Koya等[8]對28例肺動脈高壓患者的右心室游離壁進行二維斑點分層應變研究，其研究認為，右心室游離壁心內膜的應變值在反應右室收縮功能方面相比整體和外層更準確；本研究中右心室整體心肌的縱向和徑向應變均只有PH組與對照組差異有統計學意義，與其研究結果一致，但限于入組例數太少，需要進一步證實。傳統的用于評價右心室收縮功能的參數中，僅有FAC和RIMP的結果顯示PF組和對照組間差異有統計學意義，而本研究納入的二維斑點追蹤應變參數均能反應出PH組與對照組間的差異且三組之間比較差異有統計學意義，因此本研究結果表明二維斑點追蹤技術相比傳統超聲心動圖參數更容易發現COPD患者的右心室收縮功能異常[9]。

綜上所述，超聲心動圖二維斑點追蹤技術可以用于評價COPD患者右心室收縮功能，COPD患者的右心室收縮功能低于健康人，伴有肺動脈高壓的COPD患者其右心室收縮功能進一步降低。二維斑點追蹤技術相比常規的用于評價右心室收縮功能的超聲心動圖參數更加敏感。

本研究的局限性：納入的研究對象少，缺少評估右心功能的金標準，缺少患者的隨訪資料。