慢性阻塞性肺疾病患者右心功能的评估

朱云云 潘伟民 陈立斌 俞霏 徐宁 应海平 张国阳 尹凤英

.临床研究.

慢性阻塞性肺疾病患者右心功能的评估

朱云云 潘伟民 陈立斌 俞霏 徐宁 应海平 张国阳 尹凤英

目的 应用超声心动图评价慢性阻塞性肺疾病(COPD)患者右心功能，探讨不同肺功能损坏程度的COPD患者右心结构和功能的变化。方法 将85例COPD患者行肺功能测定后根据疾病严重程度分为3组:轻度组36例，中度组33例，重度组16例。同时选取60名健康成人为对照组。所有受试者行超声心动图检查，比较4组之间的右心房、室大小指标、右心室舒张及收缩功能指标、肺动脉压指标的差异。结果 COPD轻度组患者仅有右心室基底径、三尖瓣反流(TR)最大压差及肺动脉收缩压(PASP)大于对照组［(3.28±0.71)cm比(3.20±0.79)cm，(22.22±1.76)mmHg比(18.31±2.17)mmHg，(35.63±2.25)mmHg比(23.83±2.56)mmHg，均为P＜0.01］。与对照组、COPD轻度组和中度组比较，重度组的E/E’增大(7.79±1.73比5.04±1.78、5.37±1.19和5.64± 1.81，均为P＜0.01)，右心室面积改变分数、三尖瓣环平面收缩移位降低［29.11%±8.41%比38.38%±9.45%、37.41%±8.49%和35.98%±10.59%；(18.08±4.62)cm比(22.37±4.09)cm、(21.09±2.46)cm和(20.71±4.82)cm，均为P＜0.01］。COPD患者3组间右心室基底径、TR最大压差及PASP差异均有统计学意义［(3.28±0.71)cm比(4.58±0.57)cm比(4.92±0.80)cm；(22.22 ±1.76)mmHg比(31.00±8.51)mmHg比(49.00±7.45)mmHg；(35.63±2.25)mmHg比(40.17± 2.97)mmHg比(59.00±2.54)mmHg，均为P＜0.01］，且随肺功能恶化而增大。结论 COPD患者随着肺功能的恶化，肺动脉压进行性升高，首先出现右心结构的改变，进而出现右心室心肌的舒张及收缩功能下降，且右心室舒张功能不全出现于明显收缩功能不全之前。

超声心动描记术； 肺疾病，慢性阻塞性； 肺功能； 右心功能

慢性阻塞性肺疾病(chronic obstructive pulmonary disease，COPD)是以气道不完全可逆性气流受限为特征的疾病，随着病程的进展，右心结构和功能将受到损害，可发生慢性肺原性心脏病，甚或右心衰竭，此时提示患者预后不佳［1-2］。及时、准确、方便地检测COPD患者右心功能已成为临床工作中日益关注的问题。本研究应用超声心动图对COPD患者右心功能进行检测，旨在探讨右心腔大小、右心室舒张及收缩功能指标、肺动脉压指标等在COPD患者右心功能评价中的应用价值。

1 对象和方法

1.1 研究对象

选择本院2011年5月至2013年1月临床诊断为COPD的85例患者为研究对象，其中男性53例，女性32例，年龄52～90岁，平均(58±10)岁。所有患者均符合中国COPD诊治指南2007年修订版(中华医学会呼吸病学分会)的诊断标准，进行了肺功能测定及超声心动图检查。同时选取60名健康成人为对照组，其中男性39例，女性21例，年龄40～76岁，平均(52±10)岁，经病史、体征、胸部X线片、心电图及超声心动图检查除外心肺疾病。所有研究对象均排除了肺动脉狭窄、三尖瓣器质性疾病、右心室流出道(right ventricular outflow tract，RVOT)梗阻、右心室心肌梗死、原发性心肌病及心律失常等可导致右心系统病变而影响测量结果者。

1.2 肺功能测定

采用肺功能测定仪(生产商:CareFusion German 234GmbH，规格型号:MasterScreen-Body/Diff)测定COPD患者的肺功能，参数包括用力肺活量(forced vital capacity，FVC)、第一秒用力呼气量(forced expiratory volume in one second，FEV1)、第一秒用力呼气量/用力肺活量(forced expiratory volume in the first second/forced vital capacity，FEV1/FVC)。根据肺功能情况，将COPD患者分为3组:(1)轻度组36例:FEV1/FVC＜70%，FEV1/FEV1预测值≥0.8；(2)中度组33例:FEV1/FVC＜70%，0.3≤FEV1/ FEV1预测值＜0.8；(3)重度组16例:FEV1/FVC＜70%，FEV1/FEV1预测值＜0.3或＜0.5且有呼吸衰竭或右心衰竭临床表现。

1.3 超声心动图测定

采用Philip ie33彩色多普勒超声诊断仪，S521探头，频率2.0～4.0 MHz，配有Q-Lab6.0定量分析软件。所有研究对象均采取左侧卧位，平静呼吸，并同步连接心电图，记录及存储心尖四腔切面二维灰阶动态图像，以便脱机后分析。测定参数包括:(1)心腔大小指标:右心室基底径，右心室壁剑下厚度，RVOT远端径，RVOT近端径，右心房主径，右心房次径，右心房舒张末面积；(2)右心室舒张功能指标:E峰(三尖瓣口舒张早期灌注峰值流速)和A峰(三尖瓣口舒张晚期灌注峰值流速)、E’峰(三尖瓣环舒张早期运动峰值速度)，计算E/A比值、E/E’比值；(3)右心室收缩功能指标:右心室面积改变分数(fractional area change，FAC)，三尖瓣环平面收缩移位(three tricuspid annular plane systolic excursion，TAPSE)；(4)肺动脉压指标:三尖瓣反流(threetricuspid regurgitation，TR)最大压差，肺动脉收缩压(pulmonary artery systolic pressure，PASP)。

1.4 统计学方法

2 结果

2.1 肺功能指标检测结果

对照组的研究对象肺功能均正常，COPD患者根据肺功能损害程度分为轻度组、中度组及重度组。4组的肺功能指标检测结果见表1。

表1 COPD患者及健康对照组的肺功能检测结果(±s，%)

表1 COPD患者及健康对照组的肺功能检测结果(±s，%)

组别例数FVC FEV1 FEV1/FVC对照组60 97.5±4.4 89.1±7.1 85.2±5.9轻度组36 95.8±5.1 83.8±3.7 69.3±4.7中度组33 88.1±3.9 53.7±7.9 56.8±5.2重度组16 70.0±7.6 30.9±7.7 46.2±5.8

2.2 超声心动图检测结果

COPD轻度组患者的右心室基底径、TR最大压差及PASP大于对照组，差异有统计学意义(均为P＜0.01)。COPD中度、重度组患者的右心室基底径、RVOT远端径、RVOT近端径、右心房上下径、右心房左右径、右心房舒张末面积、TR最大压差及PASP均大于对照组和COPD轻度组(均为P＜0.01)，而E/A显著降低(均为P＜0.01)。与对照组、COPD轻度组和中度组比较，COPD重度组患者的E/E’显著增大(均为P＜0.01)，FAC和TAPSE显著降低(均为P＜0.01)。右心室壁剑下厚度虽随着肺功能损害的严重程度增加而有进行性增厚趋势，但4组间比较差异无统计学意义(P=0.0537)。右心室基底径、TR最大压差及PASP在COPD患者3组间差异有统计学意义(均为P＜0.01)，且随肺功能恶化而进行性增大，见表2。

表2 COPD患者及对照组的超声心动图检测结果(±s)

注:与对照组比较，aP＜0.01

房室大小组别例数右心室基底径(cm)右心室壁剑下厚度(cm) RVOT远端径(cm) RVOT近端径(cm)右心房上下径(cm)右心房左右径(cm)右心房舒张末面积(cm2)对照组60 3.20±0.79 5.08±0.96 22.50±2.68 26.02±2.85 40.95±5.17 34.25±4.74 12.16±2.56轻度组36 3.28±0.71 5.12±1.14 22.67±2.59 26.87±2.67 42.09±5.24 34.87±4.46 13.06±3.19中度组33 4.58±0.57a5.32±0.78 25.91±5.58a28.84±4.21a45.79±7.79a39.26±8.31a15.84±6.28a重度组16 4.92±0.80a5.51±0.67 28.38±5.58a30.42±4.99a46.81±8.47a41.92±8.55a16.70±6.55aF值44.586 1.155 13.862 9.529 6.522 9.871 8.023 P值＜0.0001 0.0537＜0.0001＜0.0001 0.0004＜0.0001＜0.0001组别例数舒张功能E/A E/E’收缩功能FAC(%)TAPSE(cm)肺动脉压TR最大压差(mmHg)PASP(mmHg)对照组60 1.34±0.37 5.04±1.78 38.38±9.45 22.37±4.09 18.31±2.17 23.83±2.56轻度组36 1.09±0.32 5.37±1.19 37.41±8.49 21.09±2.46 22.22±1.76 35.63±2.25中度组33 0.67±0.16a5.64±1.81 35.98±10.59 20.71±4.82 31.00±8.51a40.17±2.97a重度组16 0.53±0.17a7.79±1.73a29.11±8.41a18.08±4.62a49.00±7.45a59.00±2.54aF值51.561 11.841 4.246 5.116 177.07 874.26 P值＜0.0001＜0.0001 0.0066 0.0022＜0.0001＜0.0001

3 讨论

COPD患者因长期慢性缺氧及反复发作的慢性气道炎症、肺气肿等，可引起肺血管构型重建、肺小动脉炎症、肺泡壁毛细血管床破坏和减少及肺血管床受压，导致肺血管阻力增加，肺动脉压力不断增高，右心室后负荷增加，最终使右心结构和功能受损［3］。由于右心室极不规则的解剖形态和特殊性，给右心功能的检测带来困难。临床上判断右心室功能改变多是基于临床症状或体征，尚无量化标准；且COPD患者往往经济条件差，放射性核素、血管造影、多排螺旋CT、磁共振成像等检查由于设备昂贵、检查费用高、有放射性及患者体内不能有金属物等诸多因素，限制了临床应用，较常用的无创评价右心室功能的方法即为超声心动图。本研究遵循美国超声心动图学会2010年关于右心室心功能评价指南要求［2］，应用右心室基底径、右心室壁剑下厚度、RVOT远端径与近端径、右心房主径与次径、右心房舒张末面积、三尖瓣E/A、E/E’、FAC、TAPSE、TR最大压差及PASP等指标衡量右心结构与功能，同时评估不同肺功能损坏程度的COPD患者右心结构和功能的变化。

COPD患者随着肺动脉压升高，首先出现右心室结构的改变。本研究提示，随着COPD患者肺功能的进行性恶化，患者首先出现肺动脉压的升高和右心室基底径的改变，轻度肺功能异常的COPD患者由于病程相对较短，右心结构变化尚不明显，仅有右心室基底径的增大，至肺功能中重度异常时出现RVOT、右心房大小的改变。表明COPD患者右心结构的改变首先表现为右心室心腔扩大，通过增加容量来提高右心室收缩前负荷(Frank-Starling机制)，从而增加心输出量，起到一定的代偿作用，使得升高的心室压力尚未对右心室心肌的舒张及收缩功能造成较大的影响。随着病情进展，患者右心结构代偿进一步增加，表现为RVOT增宽和右心房扩大。美国超声心动图学会将右心室壁剑下厚度作为评价右心功能的一个指标，本研究显示右心室壁剑下厚度在4组之间比较差异无统计学意义，但随着肺功能损害的严重程度增加有进行性增厚趋势。

随着COPD患者肺功能的恶化，肺动脉压力不断升高，右心结构改变不足以代偿每搏输出量的降低，右心室残余血量增加，舒张末压增高，患者逐渐出现右心舒张及收缩功能的降低。应用脉冲多普勒成像测量的三尖瓣口血流速度所显示的E峰和A峰的比值E/A小于0.8提示右心室舒张功能不全［4］。本研究发现，E/A在COPD中、重度组较对照组明显减低，提示中、重度肺功能异常的COPD患者右心室舒张功能明显降低。本研究还应用组织多普勒成像测量了三尖瓣环运动速度所显示的E’峰，Sherazi和Zareba［5］认为通过E/E’比值可以预测舒张性心力衰竭患者的死亡率，是检测心脏舒张功能的敏感指标。本研究发现，与对照组和COPD轻、中度组相比，重度组患者的E/E’显著增大，提示重度肺功能异常的COPD患者已出现右心室舒张性心力衰竭。应用斑点追踪显像技术测量的TAPSE为三尖瓣环沿右心室长轴方向的收缩期位移，与右心室射血分数及右心室面积变化率呈正相关［6-7］。本研究发现，重度组的FAC和TAPSE较对照组和轻、中度组显著减小，提示重度肺功能异常的COPD患者右心室收缩功能降低。COPD中度组患者的右心衰竭症状不严重，但均有轻中度的双下肢水肿；而重度组患者已出现明显的右心衰竭临床表现，既有因体循环淤血导致的食欲不振、腹胀、白天尿少、夜尿增多及右上腹饱胀不适等症状，又有肝颈静脉反流征、双下肢水肿等体征。

综上所述，COPD患者随着肺功能的恶化，肺动脉压进行性升高，心脏方面首先出现右心结构的改变，主要表现为右心室基底径及RVOT远端径及近端径、右心房上下径及左右径、右心房舒张末面积的异常，尚未对右心室心肌的舒张和收缩功能造成较大影响，处于可恢复阶段，至肺功能中度异常后，患者出现右心室舒张功能不全，重度COPD患者右心室舒张性心力衰竭同时伴有收缩功能不全，表明右心室舒张功能不全出现于明显收缩功能不全之前。今后需联合使用超声指标，综合评价COPD患者右心结构及功能变化程度，为患者的临床治疗、病情估测及预后判断提供有意义的资料。

本研究局限性:缺乏心功能参照的“金标准”，样本量较小，结果的代表性受限。

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Evaluation of right heart function in patients with chronic obstructive pulmonary disease

Zhu Yunyun1，Pan Weimin2，Chen Libin3，Yu Fei3，Xu Ning4，Ying Haiping4，Zhang Guoyang2，Yin Fengying3.
1 Department of Geriatrics，Ningbo First Hospital，Ningbo 315010，China；2 Department of Cardiology；3 Department of Ultrasonography；4 Department of Respiration

Objective To evaluate the right heart function in patients with chronic obstructive pulmonary disease(COPD)by echocardiography，and to find out the correlation between echocardiographic findings and severity of COPD.Methods A total of 85 patients with COPD were selected and staged by pulmonary function test(PFT)，of which 36 were mild，33 were moderate and 16 were severe.And 60 healthy volunteers were as controls.All the subjects were evaluated by echocardiography.Results Right ventricular(RV)basal diameter，tricuspid regurgitation(TR)maximum pressure and pulmonary artery systolic pressure(PASP)were significantly greater in mild group than in control group［(3.28±0.71)cm vs.(3.20±0.79)cm，(22.22±1.76)mmHg vs.(18.31±2.17)mmHg，and(35.63±2.25)mmHg vs.(23.83±2.56)mmHg，respectively，all P＜0.01］.Compared with other three groups，E/E’in severe group was significantly increased(7.79±1.73 vs.5.04±1.78，5.37±1.19 and 5.64±1.81，respectively，all P＜0.01)，right ventricular fractional area change(FAC)and tricuspid annular plane systolic excursion(TAPSE)significantly lower［29.11%±8.41%vs.38.38%±9.45%，37.41%± 8.49%and 35.98%±10.59%；(18.08±4.62)cm vs.(22.37±4.09)cm，(21.09±2.46)cm and (20.71±4.82)cm，respectively，all P＜0.01］.RV basal diameter，TR and PASP in the three COPD groups were significantly different［(3.28±0.71)cm vs.(4.58±0.57)cm vs.(4.92±0.80)cm；(22.22 ±1.76)mmHg vs.(31.00±8.51)mmHg vs.(49.00±7.45)mmHg；(35.63±2.25)mmHg vs.(40.17 ±2.97)mmHg vs.(59.00±2.54)mmHg，all P＜0.01］，and increased with the severity of COPD. Conclusions With the deterioration of lung function in COPD patients，pulmonary artery pressure is increased.Structural changes appear firstly in right heart，and then right ventricular diastolic and systolic dysfunction appears.Right ventricular diastolic dysfunction appears earlier than significant systolic dysfunction.

Echocardiography； Pulmonary disease，chronic obstructive； Pulmonary function；Right heart function

Yin Fengying，Email:1325386665@qq.com

2014-01-17)

(本文编辑:谭潇)

This work was supported by the grants from the Medical and Health Science and Technology Plan Program Project in Zhejiang(No.2011KYB095)and the Science and Technology Program Project in Ningbo (No.2011C50023).

10.3969/j.issn.1007-5410.2014.04.004

浙江省医药卫生科技计划项目(2011KYB095)；宁波市科技计划项目(2011C50023)

315010宁波市第一医院老年科(朱云云)，心内科(潘伟民、张国阳)，超声科(陈立斌、俞霏、尹凤英)，呼吸科(徐宁、应海平)

尹凤英，电子信箱:1325386665@qq.com