超声心动图评价肺动脉高压患者右心房功能研究进展*

欧兴密 综述 闫瑞玲 审校

超声心动图评价肺动脉高压患者右心房功能研究进展*

欧兴密1综述 闫瑞玲2审校

(1.甘肃中医药大学， 甘肃 兰州 730000 ；2. 兰州军区兰州总医院超声科， 甘肃 兰州 730050)

肺动脉高压可导致肺血管重构、右心衰竭等严重并发症。升高的右房压是肺动脉高压患者的一项确定的预后指标，然而肺动脉高压患者右心房所发生的功能改变鲜为人知。积极评估右心房的结构和功能对肺动脉高压的监测和预后至关重要。组织多普勒、实时三维超声心动图以及斑点追踪成像等超声新技术为临床评价肺动脉高压患者右心房的结构和功能提供便捷、可靠的信息，本文就超声心动图评价肺动脉高压患者右心房功能研究进展作一综述。

超声心动图； 肺动脉高压； 右心房功能

肺动脉高压(Pulmonary Arterial Hypertension, PAH)是一种严重的肺血管疾病，主要特征是肺血管阻力升高和心输出量减低[1]。随着疾病的进展，将出现肺血管的重构以及肺动脉平滑肌细胞的凋亡或增殖，如果不及时治疗将导致右心衰竭甚至死亡[2]。1973年首次提出的肺动脉高压分类，仅将其分为原发性和继发性两类。2008年在美国举行的第四次肺动脉高压世界研讨会，修改了以前的分类，将其分为五个亚型[3]：①特发性或家族性PAH。②左心疾病所致PAH。③呼吸系统疾病所致PAH。④慢性血栓性栓塞所致PAH。⑤多种因子所致PAH。尽管PAH有着不同的类型，其基础血流动力学改变是相似的。目前右心导管术是评估PAH的金标准，然而超声心动图以其独特的优势在PAH的筛查、诊断和评估中扮演着不可或缺的重要角色[4]。

1 右心房的解剖结构和生理功能

右心房的结构主要包括右心耳、梳状肌、界嵴、三个入口和一个出口，三个入口即上、下腔静脉口和冠状窦口，主要收集全身及心脏本身的静脉回流，相当于回心血流的储存库，起着存储功能；正常情况下右心房唯一的一个出口即右房室口，右心室舒张期血液经右心房从三尖瓣口入右心室，此时右心房充当着管道的角色，而管道功能和右室的舒张特性息息相关。右心室舒张早期心室的充盈主要靠右心室的抽吸作用来实现，而到了末期，则主要取决于右心房的主动收缩，即右心房的辅助泵功能。右心房的主动收缩功能，反映了右心房的前负荷、后负荷和收缩能力，在维持正常的心脏功能中起着重要作用[5]。Mehmet 等人的研究表明，心房内血流动力学的改变与心耳收缩功能也是息息相关的[6]。此外，右心房的大小及顺应性，右室的僵硬度亦影响着右心房的功能[7]。

2 超声心动图对右心房功能的评价

2.1 M型及二维超声心动图对PAH患者右房功能的评价 M型超声心动图(M-mode echocardiograp--hy,MME)的主要优势是能够精确的定位时间和距离，其对局部结构运动轨迹的方向、时间、幅度、速率以及心功能的测定是二维超声所无法取代的。其特有的距离敏感性使得M型超声可用于房室腔的大小测量 ，当右心房增大时，该测量值具有一定的意义。由于只有当取样线和心内膜垂直时，测量的数据才准确，而传统的M型超声受取样线的限制，不能任意旋转角度,因此,多年来该方法主要局限于心室壁运动的研究。解剖M型超声心动图的问世克服了取样线的角度依赖性，可360度旋转角度，极大地扩展了探查范围，使其对心房运动的评价更为精确。计晓涓等应用解剖型M型超声心动图对30名健康儿童的心房功能进行了研究，结果显示左、右心房壁运动均为舒张期向心腔内运动，收缩期离心运动，与二维超声观察一致；房间隔于舒张期向左心房腔运动，与左心房壁运动方向相反，而与右心房壁运动方向一致，表明房间隔参与左房的泵血作用；左、右心房顶部收缩不明显，与心房收缩作用的相关性极小[8]。近年由福州大学生物医学工程研究所研制的全方位M型超声心动图保留了传统和解剖M型超声心动图的优点，克服其取样线角度及数量的限制，可同时对同一平面不同节段的室壁运动进行分析，具有同平面、多点显像的优势[9，10]。

二维超声心动图(Two Dimensional Echocardiography, 2DE)在房室腔大小，室壁及房、室间隔的厚度，大血管管径的测量方面已经应用得相当成熟，2DE还能较为直观地观察室壁各阶段的运动，结合MME可半定量地评价室壁的运动，不过此方法要求操作者要有较为扎实的临床经验。Jaarsma C等人的研究表明，2DE诊断急性心肌梗死(AMI)和慢性心肌梗死(CMI)的敏感性分别为78.7%和61.3%，特异性为80.6%[11]。2DE主要用于评价PAH患者右心房结构及大血管管径的变化。

2.2 彩色和频谱多普勒对PAH患者右房功能的评价 彩色多普勒能够直观地观察心脏及其与之相连血管的血流情况，结合频谱多普勒，能够对二、三尖瓣，主动脉瓣及大血管内的血流速度、方向以及有无异常血流进行定量描述，是评价瓣膜返流、肺动脉高压、血管狭窄等问题的常用方法[12]。瓣膜返流压差估测法是目前估测肺动脉收缩压(pulmonary arterial systolic pressure,PASP)最常用的方法，有研究表明，瓣膜压差估测法与右心导管法估测的PASP有较好的相关性[13]。

2.3 实时三维超声心动图(Real-Time Three Dimensional Echocardiograp，RT3DE) 实时三维超声心动图(RT3DE)是近几年发展起来的一门新技术,不用对房室腔进行几何模型的假设，能够动态地显示心腔的立体空间结构，直观地了解心脏解剖和运动[14]。Li Y等分别采用 2DE、RT3DE 以及心脏磁共振对PAH患者的右心功能进行评价，应用RT3DE测量的PAH患者的右室舒张末和收缩末容积与心脏磁共振测值相关性很大[15]。Vander Zwaan HB等的研究指出，RT3DE能够对右心容积及射血分数进行快速且可重复的评估[16]。RT3DE能够更准确地测量右心房收缩末和舒张末的容积，相比传统的辛普森法，能更好地计算右心房射血分数(RAEF)，有研究报道，轻-中度PAH患者其RAEF增强，重度PAH患者其RAEF降低，且右房储存功能与心脏指数和6分钟步行实验密切相关[17]。

2.4 组织多普勒成像(Doppler Tissue Imaging，DTI)及其衍生技术 组织多普勒成像(DTI)在分析室壁运动方面有着独特的优势，通过测量组织速度、应变和应变率，定量的评价心脏整体、局部的收缩功能和异常舒张，是测量心肌形变的经典方法[18，19]。DTI的检测对象不是血流红细胞，通过降低总增益及使用低通滤波器的方法，滤除血流运动的高频低振幅信号，从而获取其检测对象心肌组织运动的低频高振幅信号[20]。DTI 是探测PAH和右心功能紊乱的一种快速、非侵入性的方法。该技术以无创性、不受角度依赖及可重复性高的特征，为临床心功能的评估提供较大的诊断价值[21，22]。Utsunomiya等得出结论，三尖瓣E/Ea比值能够较为可靠地评估PAH患者的右室充盈压并预测该类人群心血管事件的发生[23]。

DTI 发展至今产生了多种衍生技术，如多普勒组织频谱图(Doppleer Tissue Pulse Wve,DT-PW)、组织追踪显像(Tissue Tracking Imageing,TTI)、组织同步显像(Tissue Synchronization Imaging,TSI)、组织多普勒的加速度模式(Tissue Doppler Acceleration Mode,DTAM)、心肌速度梯度(Myocardial Velocity Gradient,MVG)、应变(Strain,S)及应变率(Strain Rate,SR)等。研究发现，DTI 计算显示的运动速度与实验模块的真实速度高度相关[24]。正常人心尖四腔心切面 DTI 曲线规则有序，等容收缩期、心室射血期出现两个正向波，等容舒张期、快速充盈期、心房收缩期出现三个负向波，并且从基底段至心尖段峰值速度呈现逐渐递减的趋势[25]。

2.5 斑点追踪成像技术(Speckle Tracking Echocardiography, STE) 二维斑点追踪成像技术(two-dimensional speckle tracking echocardiography，2D-STE)是把心肌回声根据其灰阶的差异分为若干个小点，通过分析不同斑点的运动轨迹，反映心肌的做功情况。应变(Strain,S)和应变率(Strain Rate,SR)是其主要参数，分别反映心肌发生形变的程度和速度。已有研究表明，2D-STE可定量评价左心房的整体和节段性功能[26]。而左心房和右心房有着相似的结构和功能[27]，2D-STE同样也适用于右心房的功能评价[28]。考虑其对心脏病变的早期诊断和预测，STE是心脏力学评估非常有前景的一种方法，该方法能够帮助我们更深一步地去理解一些复杂心脏疾病的细胞学及病理生理学机制，且其评价心房功能的参数较传统参数更敏感，更准确[29，30]。

右心房在右心室功能障碍时对维持右心室充盈起着重要作用，长期的压力和容量负荷超标致使右心房的大小、心房肌的厚度以及心房的运动发生改变，其中右心房的大小可以直观地反映PAH患者的预后情况[31]。Sato T等研究显示，右心房容积、储存功能以及RAEF可作为前毛细血管肺动脉高压的新的预测因子[32]。PAH患者的Tai指数增高，且与PAH的严重程度呈正相关，提示右心室功能随着PAH症状的加重而减低[33，34]。随着PAH患者右心室结构和功能的改变，右心房的功能也出现了一些变化。右心房被动排空容积(RAVp)、右房被动排空分数(RAVpEF)、舒张早期右房排空速率峰值(dv/dtE)代表右心房管道功能，出现肺动脉高压时，这些指标减低，提示右心室舒张功能减低；充盈压升高将会影响右心房的血液流入右心室，此时右心房储存器功能及助力泵功能增加，表现为右房总排空容积(RAVt)、收缩期右房充盈速率(dv/dtS)、右房主动排空容积(RAVa)、舒张晚期右房排空速率峰值(dv/dtA)增大[35]。

三维斑点追踪技术(Three-dimensional speckle tracking echocardiography，3D-STE)是在实时三维超声心动图(RT3DE)和二维斑点追踪技术(2D-STE)的基础上发展起来的，用二者各自的优点互补了彼此的缺陷，使心肌斑点回声信号的追踪更加客观、精确，实现了三维心脏解剖结构的空间定位，是RT3DE和2D-STE的完美结合。三维斑点追踪技术较二维增加了面积应变和三维立体应变等新技术。Kleijn SA等研究指出，面积应变将取代目前的超声标准，因其对局部室壁运动异常的敏感性好，能够更好地评价局部与整体心脏功能[36]。Saha SK等的研究结果显示，右房肌斑点追踪技术能够产生特征性的应变(S)和应变率(SR)曲线，清晰地描述右心房的储存功能(RA-RS%)、管道功能(RA-SR E)及助力泵功能(RA-SR A)[37]。肺动脉高压患者，RA-RS%与肺血管阻力(PVR)呈负相关，与心搏量和心输出量呈正相关(P<0.05)；右心导管术获得的右房压(RAP)和RA-SR E与肺动脉高压的WHO功能分级密切相关。

3 小结与展望

尽管右心导管术被认为是PAH诊断的金标准，经胸超声心动图以其廉价、可重复且无创的特点备受临床青睐，是监测PAH尤其是心脏功能非常有用的一种方法[38，39]。超声技术也存在不足，二维超声对心内膜面的显示不完整，对房室腔各节段运动状态的观察欠佳，且易受检查手法、经验、图像质量等因素的影响，主观依赖性较大，具有一定局限性。 RT-3DE对左室心内膜的显示依赖于良好的二维图像、较好的透声窗，对于肺气肿、胸壁透声情况差、心脏明细增大的患者 RT-3DE 的应用及准确性受到一定的限制。DTI在测量心肌运动速度方面有一定优越性，且有较好的时间分辨力，检查较方便，还可联机显示心肌运动速度。

目前核磁共振、核素显像及右心导管术等可用于评价心脏功能,由于以上技术存在价格昂贵、同位素福射或有创性检查的局限性,临床应用受到一定的限制。超声心动图作为评价心脏结构和功能最常用的技术,具有操作简便、无创、安全、经济、可重复等优点。由于目前对右房的研究尚少，超声心动图的各项参数指标基本都是以左室为基础设置的，对心房结构及功能评价尚缺乏明确的参数指标。随着超声医学的发展，相信先进技术会对右房功能做出更广泛、更全面、更精确的评价[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

兰州军区卫生科研面上项目(CLZ11JA03)

闫瑞玲，主任医师，本刊编委，E-mail:1217949187@qq.com

R 445.1; R 543.2

A

10.3969/j.issn.1672-3511.2016.03.039

2015-11-16； 编辑：陈舟贵)