高海叶，邓爱云，王小娟，彭芮，刘天蕊，张璐，张艳，任凤霞，安玉琼

肺动脉高压（PAH）是一组临床常见的症状，随着肺血管阻力增加、肺动脉压升高，右心负荷不断增大，导致右心功能逐渐下降，最终引起右心功能衰竭[1]。速度向量成像技术是一种用来分析右心室心肌收缩功能的新技术[2]，可评估PAH患者的右心室功能[3]。但较少有超声心动图研究对PAH患者右心室的收缩同步性进行评估。本研究应用速度向量成像技术来评估PAH患者的右心室收缩同步性及应用三维超声心动图对右心室收缩功能进行评估，以期为临床应用提供新的方法。

1 资料与方法

研究对象：选择2017年3月至2017年11月在兰州大学第一医院心脏中心确诊的84例PAH患者，其中女性40例，男性44例，平均年龄（49.32±18.23）岁；单纯房间隔缺损38例，单纯动脉导管未闭4例，慢性阻塞性肺气肿15例，原因不明者27例。依据肺动脉收缩压（PASP）将PAH患者分为轻度组21例（PASP 30～50 mmHg，1 mmHg=0.133 kPa）、中度组34例（PASP 50～70 mmHg）、重度组29例（PASP≥70 mmHg）。纳入标准： PASP≥30 mmHg（PASP=三尖瓣反流峰值压差+右心房压；使用美国超声心动图学会指南估测右心房压[4]）、左心室射血分数＞50%、心电图显示为窦性心律者。排除标准：排除肺动脉狭窄、右心室流出道梗阻、三尖瓣病变、右心室心肌病变、右心室心肌梗死、右心室安装起搏器、凝血功能障碍者以及因肺内气体干扰显像效果、心内传导系统异常如心房颤动、房室阻滞、完全性右束支阻滞等影响测量结果准确性的患者。同时将27例年龄和性别匹配、无心血管疾病和PAH的健康人作为对照组。

实时三维和二维超声心动图图像采集：所有受试者均给予实时三维超声心动图检查，采用SIEMENS ACUSON S2000彩色超声诊断仪（西门子，德国）进行检查，受试者左侧卧位，在安静状态下测量，常规方法连接肢体导联心电图，采用4V1c探头（频率1～4 MHz）进行二维灰阶图像的采集，帧频为40～50帧，置于患者的心尖部进行扫描。三维图像的采集，受试者左侧卧位，在安静状态下测量，常规方法连接肢体导联心电图，采用4Z1c三维矩阵探头（1.75～4.25 MHz）进行三维图像的采集，容积帧频＞20 帧/s，置于患者的心尖部进行扫描，开始全容积成像-4D模式，并连续采集三个心动周期的心尖四腔视图。

数据分析：根据二维图像，使用Syngo.via 速度向量成像软件图像处理工作站进行处理，心内膜描记自右心室游离壁的三尖瓣环处依次到心尖部、室间隔三尖瓣环处，可得到右心室游离壁及室间隔6节段的应变、应变率值，选取每一心动周期中收缩期最大值作为应变、应变率的收缩期峰值，所有数据测量3次，取平均值，作为最终结果，对6个节段的应变、应变率取平均值，得到右心室整体应变、应变率。测量QRS波顶点到每一节段应变、应变率的收缩期峰值时间，记录为收缩达峰时间,并计算右心室应变达峰时间标准差、应变率达峰时间标准差，评估患者右心室同步性。应用三维探头，进入全容积成像模式，开启4D RV-function分析软件，手动确定三尖瓣、二尖瓣和心尖水平，勾画收缩末期和舒张末期右心室内膜边界、三尖瓣环边界，在机分析软件计算出右心室舒张末期容积（RVEDV）、右心室收缩末期容积（RVESV）、右心室每搏量（RVSV）及右心室射血分数（RVEF）、并以体表面积标化（BSA）,得到三维右心室舒张末期容积指数（RVEDVI）和三维右心室收缩末期容积指数（RVESVI）。

统计学方法：用SPSS 24.0统计软件分析。计量资料以均数±标准差s）来表示，用单因素方差ANOVA分析进行组间均数比较，多重两两比较使用LSD法，相关性分析使用Pearson相关性分析。P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

各组受试者右心室三维超声心动参数测量结果比较（表1）：与对照组受试者比较，PAH患者的RVEDVI和RVESVI均明显增加，RVEF和RVSV均明显降低（P均＜0.05）。随着PAH加重，轻度组、中度组、重度组的RVEDVI和RVESVI逐渐增加，RVEF和RVSV逐渐降低，组间两两比较差异均有统计学意义（P均＜0.05）；除了轻度组与对照组的RVEDVI差异无统计学意义外，PAH三个组的其他各指标与对照组间的差异均有统计学意义（P均＜0.05）。

表1 各组受试者右心室三维超声心动图参数测量结果比较

表1 各组受试者右心室三维超声心动图参数测量结果比较

注：RVEDVI：右心室舒张末期容积指数；RVESVI：右心室收缩末期容积指数；RVEF：右心室射血分数；RVSV：右心室每搏输出量。与对照组比较*P＜0．05；与轻度组比较△P＜0．05；与中度组比较▲P＜0．05

项目 对照组 (n=27) 肺动脉高压患者 (n=84) F值轻度组 (n=21) 中度组 (n=34) 重度组 (n=29)RVEDVI (ml/m2) 57．43±14．15 58．35±13．16 79．13±19．79*△ 91．93±33．54*△▲ 10．19 RVESVI (ml/m2) 23．57±2．13 32．73±8．23* 48．19±12．42*△ 58．86±22．31*△▲ 24．04 RVEF (%) 0．45±0．04 0．41±0．06* 0．38±0．03*△ 0．33±0．06*△▲ 78．17 RVSV (ml) 54．53±18．87 46．46±15．53* 38．06±12．41*△ 29．97±9．19*△▲ 14．45

各组受试者右心室整体应变、应变率以及右心室收缩同步性比较（图1、表2）：轻度组、中度组、重度组与对照组比较，右心室整体应变均明显减低（P均＜0.05），且随着PAH加重，右心室整体应变逐渐减低，但中度组与轻度组比较差异无统计学意义（P＞0.05），重度组与轻度组、中度组比较，差异均有统计学意义（P均＜0.05）。右心室整体应变率方面，中度组、重度组与对照组比较，重度组与轻度组、中度组比较，差异均有统计学意义（P均＜0.05）。右心室应变、应变率达峰时间标准差比较，对照组应变、应变率曲线一致性良好，随PAH加重，应变、应变率曲线一致性变差，出现了曲线波峰的紊乱，部分节段出现了波峰提前的现象。随着PAH加重，右心室应变达峰时间标准差延长；中度组、重度组分别与对照组、轻度组比较，差异均有统计学意义（P均＜0.05）。随着PAH加重，右心室应变率达峰时间标准差延长；轻度组、中度组、重度组与对照组比较，重度组与轻度组、中度组比较，差异均有统计学意义（P均 ＜0.05）。

右心室收缩同步性与右心室收缩功能及PASP的相关性：Pearson相关性分析显示，右心室应变达峰时间标准差与PASP呈正相关（r=0.324，P=0.000），与右心室整体应变（r=-0.292，P=0.003）、右心室整体应变率（r=-0.245，P=0.014）、RVEF（r=-0.509，P=0.000）呈负相关。右心室应变率达峰时间标准差与PASP呈正相关（r=0.429，P=0.000），与右心室整体应变（r=-0.534，P=0.000）、右心室整体应变率（r=-0.331，P=0.000）、RVEF（r=-0.391，P=0.000）呈负相关。

图1 各组受试者三维超声心动图右心室6节段应变曲线

表2 各组受试者右心室整体应变、右心室整体应变率、右心室应变达峰时间标准差、右心室应变率达峰时间标准差比较

3 讨论

PAH导致右心功能不全的患者会出现右心房负荷过重及功能障碍。PAH患者的右心房横径明显扩张。右心室游离壁增厚也是右心室收缩压升高的一个比较明显的指标。欧洲心脏病学会指南指出，右心室游离壁厚度＞5 mm提示其增厚[5]。右心室前壁厚度与右心导管测得的肺动脉压力有着良好的相关性[6]。PAH患者右心室后负荷增加，为了维持其功能，右心室就会出现初始补偿适应性反应，于是心肌细胞快速肥大；这种初始补偿反应的特征是右心室肥大，以增强右心室心肌收缩性；右心室射血分数的保留是一种代偿性机制，这种代偿状态通常呈进行性恶化，致使右心室肥大、收缩能力进行性下降、心腔扩大、射血分数显著降低[7]。这一过程造成心肌受损或应激反应，随着疾病的进展会出现右心室功能不全，包括收缩和和舒张功能障碍；当右心室收缩功能障碍时，可出现低心排出量、低血压，进而造成循环衰竭、心肌缺血。

有研究证实，右心室壁由多层肌纤维构成，包括与房室沟平行的环形肌纤维和心内膜下的纵行肌纤维；环形肌纤维拉动心肌短轴方向的环形、扭转运动，纵行肌纤维则拉动房室环沿长轴方向运动[8]。右心室射血功能主要由长轴方向的运动来完成，因此，在研究PAH患者右心室功能及收缩同步性时，沿长轴方向运动及机械收缩同步性等可以较准确地反应右心室功能的改变。

右心室心肌纤维呈串联排列、肌肉较少、容积与表面积比值小，因此顺应性好、收缩能力差、对容量负荷耐受性较好，但是对压力负荷特别敏感，压力负荷是影响右心室的主要因素[9]，PAH患者右心室压力负荷进行性加重，因此，对右心室的评估主要是研究其在压力负荷下的功能改变，本研究主要关注这一方面。既往研究表明，PAH患者右心室内失同步性的机制可能与心肌肥厚造成相对心内膜下缺血或与心肌电机械耦联失衡有关，PAH可造成右冠状动脉储备能力下降，致心肌收缩功能下降[10-12]。本研究中PAH患者的右心室收缩功能下降，且随PAH加重而逐渐降低；右心室游离壁及室间隔整体应变、应变率均下降，随PAH加重呈逐渐降低趋势；RVEF及RVSV减小，且随PASP增高呈减低趋势；右心室容积指数增加，且随PASP增高呈增加趋势。

本研究还表明，随着PASP进行性升高，右心室各节段应变、应变率达峰时间变得不一致，部分节段出现了应变、应变率达峰时间提前的现象，随着PAH加重，右心室壁各节段达峰时间的不一致性程度更加明显，在速度向量成像应变、应变率曲线上，表现为应变、应变率减低的室壁心肌节段收缩达峰波时间明显提前，达峰时间标准差也相应延长，即出现了右心室失同步性，这可能与PAH使心肌纤维化、心肌纤维化减低心内膜下的血流储备从而导致局部心肌的变形能力降低有关，这与既往通过心肌收缩达峰时间对收缩同步性进行定量评估的研究结果一致[13]。

动物实验表明，右心室心肌缺血可能是PAH的常见特征之一；右心室高压引起的急性右心室衰竭可通过升高中心主动脉压达到逆转，后者增加了右心室冠状动脉灌注压，这种现象可能引起心内膜下心肌缺血改变；此外，心内膜下缺血引起心室节段收缩期达峰时间的不同程度的提前[14]，本研究结果也与之一致，这也是本研究可靠性的一个有力证据。同时，有研究表明，右心室压力负荷增加会导致心室内传导延迟造成收缩不同步[15]。所以PAH患者右心室心肌纤维化造成的相对心内膜下缺血或心肌电机械耦联失衡共同导致右心室内收缩不同步。

本研究还显示，右心室应变、应变率达峰时间标准差与PASP及右心室整体应变、右心室整体应变率、RVEF有着很好的相关性，所以速度向量成像技术联合实时三维超声心动图可以对PAH患者的右心室收缩功能及同步性进行评估。尽管肺血管系统变化是PAH的主要原因，但症状的严重程度和生存与RV功能密切相关，右心衰竭是PAH患者的主要死亡原因[16]。PAH早期的临床症状比较隐匿，症状出现的时候由于肺的各级血管已出现重构并逐渐闭塞，药物干预已基本没有价值了，临床上死亡率比较高[17]。PAH患者的右心室应变、应变率、应变达峰时间标准差，应变率达峰时间标准差在PAH早期就与健康对照组有差异，并且这些指标在PAH疾病进展的不同阶段也是有差异的。近年来，临床医生对于各种原因引起的右心衰竭患者的诊疗、评估都离不开对右心功能的详细分析[18]。如果能将右心功能检查常规应用于可疑PAH患者的筛查以及病情评估中，就能针对不同程度的PAH患者制定相应的诊疗方案，从而对疾病进行早期干预，使更多的患者受益。

本研究没有探索速度向量成像技术与临床电生理检查联合评估右心室不同步和对临床结局的影响，也没有与PAH患者早期特异性临床实验室指标进行联合评估，未来需要在这一方面进一步研究。另外，本研究样本量偏小，需进一步扩大样本量,对不同原因引起的右心室压力负荷改变导致的PAH患者右心室整体功能变化进行探索。