超声心动图无创性评估肺血管阻力

魏丽群 WEI Liqun

李 越 LI Yue

王广义 WANG Guangyi

韩宝石 HAN Baoshi

翟亚楠 ZHAI Yanan

王 娟 WANG Juan

超声心动图无创性评估肺血管阻力

魏丽群 WEI Liqun

李 越 LI Yue

王广义 WANG Guangyi

韩宝石 HAN Baoshi

翟亚楠 ZHAI Yanan

王 娟 WANG Juan

目的 比较超声心动图与右心导管检测肺血管阻力（PVR）的结果，探讨多普勒超声心动图无创、定量评估PVR的可行性。资料与方法28例拟诊为肺动脉高压（PH）的患者，采用多普勒超声测量右心室流出道时间流速积分（TVIRVOT）和三尖瓣收缩期反流血流频谱最大速度（TRV），并采用多普勒超声测算公式1（PVRecho1=TRV/TVIRVOT×10+0.16）及公式2（PVRecho2=TRV2/TVIRVOT×5.19－0.4）分别计算PVR。同时采用右心导管检测肺动脉压力和心排量，并采用Fick法计算PVR。依据右心导管测量结果将患者分为肺阻力略增高组（PVR≤6 Wood）和肺阻力显著增高组（PVR＞6 Wood），评价公式1及公式2所测得PVR与右心导管测值的一致性。结果采用多普勒超声测算公式1和公式2所测得PVR与右心导管测值在不分组和分组时均呈显著正相关（r=0.881、0.895、0.925, P＜0.01），但公式1所测得PVR仅在肺阻力略增高组与右心导管测值一致性好，公式2所测得PVR与右心导管测值在各组一致性均无显著差异，公式2在肺阻力略增高组患者所测得PVR与右心导管测值比较的偏倚性较公式1大。以TRV/TVIRVOT＞0.19作为阈值，区分PVR＞6 Wood的敏感度（100%）和特异度（80%）较好。结论多普勒超声心动图可以快速、无创地定量评估PVR，但在临床工作中需注意不同程度PVR增高的患者应使用不同的测算公式。

高血压，肺性；超声心动描记术，多普勒，彩色；肺动脉；血管阻力

肺血管阻力（pulmonary vascular resistance, PVR）是影响疑似或已知肺动脉高压（pulmonary hypertension, PH）患者病情评估和治疗的重要参数[1]，常规由右心导管测量，但其为有创性检查，适用范围有限、费用昂贵，并存在一定的并发症和风险，不适用于作为一项筛查技术。因此，寻求无创性地测量PVR的方法一直是研究的重点。多普勒超声可以无创性地检测PVR，其结果较经典的肺动脉导管测压具有更好的相关性和重复性，且价格低廉，值得临床推广[1]。然而既往研究报道的多普勒超声检测PVR的具体方法及参数不尽相同，对其可行性和准确性存在争议[2,3]。国外多中心大规模研究报道以2种多普勒超声测算公式估测PVR，本研究拟对估算方法的实用性进行探讨，以期更为准确地无创性评估PVR。

1 资料与方法

1.1 研究对象 随机选取2012-02～2013-08在解放军总医院心内科住院的拟诊为PH并行右心导管检查的28例患者，其中男12例，女16例；年龄13～67岁，平均（35.2±15.4）岁；引起PH的原因：室间隔缺损8例，房间隔缺损6例，动脉导管未闭4例，肺动静脉瘘2例，特发性肺动脉高压3例，肺动脉栓塞4例，大动脉炎1例。排除右心室流出道及肺动脉瓣狭窄、非窦性心律、左心相关的PH及声窗欠佳者。所有患者均知情同意并签署超声心动图和右心导管检查知情同意书。

1.2 超声心动图检查 采用GE Vividi彩色多普勒超声诊断仪，M3S探头，频率1.7～3.4 MHz。同步记录II导联心电图信号。患者取左侧卧位，平静呼吸，进行常规超声心动图检查，胸骨旁短轴切面测量右心室流出道时间流速积分（time-velocity integral of the right ventricular outfow tract, TVIRVOT）（图1）， 心尖四腔切面记录三尖瓣收缩期反流血流频谱最大速度（TRV）（图2）。以上各指标均连续测量5个心动周期取平均值，同时记录患者的心率。超声心动图检查在右心导管检查前2 h内于导管室完成，每一例患者均根据以下2种多普勒超声测算公式计算PVR，公 式1：PVRecho1=TRV/TVIRVOT×10+0.16， 公 式2：PVRecho2=TRV2/TVIRVOT×5.19－0.4[4]。

图1 多普勒超声胸骨旁短轴切面测量TVIRVOT

图2 多普勒超声心尖四腔切面记录TRV

1.3 右心导管检查 常规麻醉后经皮穿刺股动、静脉，插入相应型号的Leman、Pigtal导管至各心腔测压，并抽取血标本测定血氧含量，用多导生理仪记录肺动脉收缩压（PASP）、肺动脉舒张压（PADP）、肺动脉平均压（PAMP）、肺动脉楔压（PCWP）。根据Fick法计算心排量（Qp）[5]，然后根据以下公式计算PVR：PVR=（PAMP－PCWP）/Qp。术中观察患者心率及血压的变化。根据右心导管测量肺血管阻力（PVRcath）的结果将患者分为肺阻力略增高组（PVR≤6 Wood）和肺阻力显著增高组（PVR＞6 Wood）。

1.4 统计学方法 采用SPSS 18.0软件，不同多普勒超声测算公式所测得PVR与右心导管测值比较采用配对t检验，P＜0.05表示差异有统计学意义。肺阻力略增高组及肺阻力显著增高组患者右心导管所测得PVR与多普勒超声测算公式1、公式2所测得PVR的一致性采用Bland-Altman分析；两种多普勒超声测算公式所测得PVR与右心导管测值之间的相关性采用Pearson相关分析，采用ROC曲线分析TRV/TVIRVOT对肺阻力增高程度的敏感性和特异性。

2 结果

2.1 多普勒超声不同测算公式所测得PVR与右心导管测值比较 肺阻力略增高组多普勒超声测算公式1、公式2所测得PVR与右心导管测值比较，差异均无统计学意义（t=0.107、－1.337, P＞0.05）；肺阻力显著增高组多普勒超声测算公式1所测得PVR显著小于右心导管测值，差异有统计学意义（t=－5.589, P＜0.001），公式2所测得PVR与右心导管测值比较，差异无统计学意义（t=－1.924, P＞0.05）。所有患者整体公式1所测得PVR显著小于右心导管测值，差异有统计学意义（t=4.238, P＜0.001）；公式2所测得PVR与右心导管测值比较，差异无统计学意义（t=1.189, P＞0.05），见表1。

表1 不同多普勒超声测算公式所测得PVR与右心导管测值比较（Wood）

2.2 多普勒超声测算公式1、公式2所测得PVR与患者右心导管测值的一致性 Bland-Altman分析结果显示，多普勒超声测算公式1、公式2所测得全部患者PVR与右心导管测值的偏倚性和一致性界限不同，其中公式1与右心导管测值的偏倚平均为6.8，95% CI为－6.7～20.4（图3A）；公式2与右心导管测值的偏倚平均为2.2，95% CI为－6.5～10.9（图3B）。

多普勒超声测算公式1与肺阻力略增高组患者右心导管测值的偏倚平均为0.53，95% CI为－0.76～1.81（图4A）；公式2与肺阻力略增高组患者右心导管测值的偏倚平均为－1.2，95% CI为－4.5～2.1（图4B），提示多普勒超声测算公式1在肺阻力略增高组患者所测得PVR与右心导管测值比较的偏倚性相对较小。

多普勒超声测算公式1与肺阻力显著增高组患者右心导管测值的偏倚平均为10.3，95% CI为－2.0～22.7（图5A）；公式2与肺阻力显著增高组患者右心导管测值的偏倚平均为4.1，95% CI为－4.5～12.7（图5B），提示公式2在肺阻力显著增高组患者所测得PVR与右心导管测值的偏倚性相对较小，而公式1所测得PVR与右心导管测值的偏倚性较大。

图3 多普勒超声测算公式1（A）、公式2（B）所测得全部患者PVR与右心导管测值的一致性

图4 肺阻力略增高组多普勒超声测算公式1（A）、公式2（B）与右心导管测值的一致性

图5 肺阻力显著增高组多普勒超声测算公式1（A）、公式2（B）与右心导管测值的一致性

2.3 多普勒超声不同测算公式所测得PVR与右心导管测值的相关性 公式1、公式2所测得PVR与全部患者右心导管测值均呈显著正相关（r=0.881、0.895, P＜0.01），公式1所测得肺高压略增高组PVR和公式2测得肺高压显著增高组PVR与全部患者右心导管测值呈显著正相关（r=0.925, P＜0.01），提示两种多普勒超声测算公式分别与不同肺高压程度分组匹配后的相关性较单一公式适用全部患者状态下的相关性似有增高趋势，见图6。

图6 多普勒超声测算公式1、公式2所测得PVR与右心导管测值的相关性

2.4 TRV/TVIRVOT对肺阻力增高程度的评估 ROC曲线分析结果显示，以TRV/TVIRVOT＞0.19作为预测PVR＞6 Wood的阈值，曲线下面积为0.844，标准误为0.085，检出PVR＞6 Wood患者的敏感度为100%，特异度为80%，见图7。

图7 以TRV/TVIRVOT预测PVR＞6 Wood患者的ROC曲线

3 讨论

肺动脉压力增高不仅与肺血管阻力有关，还受肺血流量的影响。PVR能更好地反映肺循环功能及肺血管结构改变的程度，PVR增高将加重右心室后负荷，诱发右心功能衰竭，是患者死亡的独立预测因子[6]。对于先天性心脏病患者，PVR是确定手术指征的关键参数之一，影响患者的长期预后；对于拟行心脏移植的患者，PVR升高是恶性转归的独立预测因子[7,8]。当先天性心脏病存在大量左向右分流导致肺循环流速和流量明显增加时，肺动脉压力往往出现不同程度的增高，但PVR并不一定升高，或其升高程度远低于肺动脉压力，故此时临床更注重PVR而非肺动脉压力。

PVR常规通过右心导管检测，但其为有创性操作，不利于反复进行和远期随访[2]。超声检测PVR与导管检测相比具有相关性高、无创、重复性好、价格低廉等优点，对治疗决策、随访疗效、评估预后均有重要意义[3]，但相关研究较少。

目前无创超声用于计算PVR的基本参数为TRV和TVIRVOT，其中TRV代表肺动脉压力，TVIRVOT代表肺血流量，既往研究显示，TRV/TVIRVOT与右心导管测值呈显著正相关（r=0.93, P＜0.001），但不同研究采用TRV/TVIRVOT计算PVR的公式及其与导管实测值的一致性不尽相同，故目前对超声无创评估PVR的可靠性尚有争议[9-13]。美国超声心动图协会右心室功能评估指南暂未推荐用超声心动图作为PVR的常规评估方法[14]。当PVR较高时，超声所测得PVR与右心导管实测值偏差较大。Rajagopalan等[11]报道，当PVR＞8 Wood时，超声检查估算值与右心导管测值的相关性较差（r=0.17）。Abbas等[4]的多中心研究显示，不同程度的PVR增高可能需要采用不同的超声测算公式，当0.175＜TRV/TVIRVOT＜0.275时预测PVR较低（2 Wood＜PVR＜6 Wood），此时采用公式1估测PVR结果与右心导管测量结果有较高的一致性；当TRV/ TVIRVOT＞0.275时预测PVR较高（PVR＞6 Wood），此时采用公式2估测PVR结果与右心导管测量结果具有较高的一致性。

本研究结果显示，多普勒超声不同测算公式所测得PVR与右心导管测值均呈显著正相关。一致性分析结果显示，当PVR≤6 Wood时，多普勒超声测算公式1所测得PVR与右心导管测值一致且偏倚性较小，但随着PVR增大，公式1的误差逐渐增大，故公式1不适用于PVR显著增高的患者。尽管公式2适用性更广，在肺阻力略增高组和肺阻力显著增高组患者PVR检测结果与右心导管测值均无显著差异，但当PVR≤6 Wood时，公式2所测得PVR与右心导管测值偏倚性较大，其原因可能是由于TRV/TVIRVOT中TRV代表了压力，TVIRVOT代表了血流量。根据Bernoulli方程，随着TRV增加，肺动脉压力呈二次指数性增加，肺血管阻力=（肺动脉平均压－肺动脉楔压）/心排量，肺动脉收缩压=4×三尖瓣反流最大速度2+右房压，血流量=横截面积×心率×速度时间积分。而右心室功能障碍患者TRV常会被低估，且TVIRVOT可能会随着右心结构的变化和右心功能的减弱而发生非线性改变[10]。因此，对于右心功能尚好的低速三尖瓣反流只会产生很小的差异，而利用高速三尖瓣反流估测PVR需要考虑二次指数性的变化所造成的影响。当PVR＞6 Wood时，TRV2/TVIRVOT较TRV/TVIRVOT能提供更加准确的PVR，故对于此类患者建议使用公式2。鉴于不同多普勒超声测算公式计算PVR的适用性不同，本研究结果显示，以TRV/TVIRVOT＞0.19作为预测PVR＞6 Wood的阈值，敏感度为100%，特异度为80%，该阈值介于既往研究报道的0.145～0.275[4,15-17]之间，敏感度与特异度相当。因此，采用TRV/TVIRVOT预测PVR的增高程度是可行的。

本研究的局限性：①样本量较少，需进一步积累病例对研究结果进行验证；②本研究仅分析了较为常用的两种多普勒超声测算公式，范围较局限，对于其他超声方法的适用性尚待探讨；③由于导管室操作环境的限制，超声检查估测PVR是在导管检查术前2 h内进行的，患者术中的用药及精神状态变化有可能会对血流动力学产生一定的影响。

总之，多普勒超声心动图可以无创、定量评估PVR，但需要注意对不同程度的PVR增高患者选用与之相匹配的测算公式。采用TRV/TVIRVOT对PVR增高程度进行初步分组有助于选择合适的测算公式。

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（责任编辑 张春辉）

Non-invasive Assessment of Pulmonary Vascular Resistance by Echocardiography

PurposeTo discuss the feasibility of assessing pulmonary vascular resistance (PVR) by Doppler echocardiography as a non-invasive measurement through a comparative analysis of Doppler echocardiography and right cardiac catheterization.Materials and MethodsTwenty-eight patients with suspected pulmonary hypertension (PH) were enrolled in the study. The time-velocity integral of the right ventricular outflow tract (TVIRVOT) and tricuspid regurgitation velocity (TRV) were measured by Doppler ultrasound, and PVR was calculated according to formula 1 (PVRecho1=TRV/ TVIRVOT×10+0.16) and formula 2 (PVRecho2=TRV2/TVIRVOT×5.19－0.4) respectively. Meanwhile, pulmonary arterial pressure and cardiac output were detected by right cardiac catheterization, and PVR was obtained by using the Fick method. The patients were further divided into the slightly increased PVR group (PVR≤6 Wood) and the obviously increased PVR group (PVR＞6 Wood) according to the measurement of right cardiac catheterization. The correlation of the results obtained by the two means was assessed.ResultsThe PVR calculated by Doppler ultrasound using formula 1 and 2 and that by right cardiac catheterization was positively correlated no matter grouping was considered or not (r=0.881, 0.895 and 0.925, P＜0.01). However, the PVR calculated by using formula 1 only showed better consistency with that by right cardiac catheterization in the slightly increased PVR group; the PVR by using formula 2 had no signifcant consistency with either group. Further Bland & Altman analysis revealed that, in the slightly increased PVR group, the PVR calculated by using formula 2 had a bigger bias than that by using formula 1. Taking TRV/TVIRVOT＞0.19 as the cutoff value to distinguish PVR＞6 Wood had good sensitivity and specificity of 100% and 80%, respectively.ConclusionDoppler echocardiography can be used as a rapid, noninvasive and quantitative way to measure pulmonary vascular resistance, but increased PVR with different degrees should be analyzed by using different calculation formulae.

Hypertension, pulmonary; Echocardiography, Doppler, color; Pulmonary artery; Vascular resistance

解放军总医院超声科 北京 100853

李 越

Department of Ultrasound, Chinese PLA General Hospital, Beijing 100853, China

Address Correspondence to: LI Yue

E-mail: liyue301@126.com

R543.2；R540.4+5

2013-10-25

修回日期：2014-03-26

中国医学影像学杂志

2014年 第22卷 第4期：272-277

Chinese Journal of Medical Imaging

2014 Volume 22(4): 272-277

10.3969/j.issn.1005-5185.2014.04.009