肺动脉高压患者心室重构的超声心动图指标与肺阻力的相关性研究

徐楠， 吴伟春， 牛丽莉，万琳媛，张茗卉，黄丽，王浩，何建国

临床研究

肺动脉高压患者心室重构的超声心动图指标与肺阻力的相关性研究

徐楠， 吴伟春， 牛丽莉，万琳媛，张茗卉，黄丽，王浩，何建国

目的：应用经胸二维及三维超声心动图技术研究肺动脉高压患者的双心室重构形态特点与肺小动脉阻力的相关性，探讨心室形态指标对肺小动脉阻力升高大于8.5 Wood的预测价值。

高血压，肺性；超声心动描记术;导管插入术

(Chinese Circulation Journal, 2017,32:161.)

肺动脉高压被定义为静息状态下患者经右心导管测量，平均肺动脉压力升高至≥25 mmHg（1mmHg=0.133 kPa），是由各种不同原因促使肺血管的结构和（或）功能发生改变，导致以肺血管阻力进行性增高为特点的临床综合征[1，2]。随着肺动脉压力的增加，右心室后负荷持续加重，最终可导致右心扩大、右心功能衰竭甚至死亡。揭示右心室与肺血管病变之间的关系对研究本病的病理生理机制意义重大，已有的研究证实右心室对压力后负荷的改变敏感，长期后负荷升高右心室将逐步发生心室扩张、室壁肥厚、室间隔左移这三种主要的重构改变[3，4]。右心导管测量所得的肺小动脉阻力是目前临床上评价肺血管病变程度的重要指标[5]，能够反映肺动脉高压患者右心室和肺循环的后负荷。本研究旨在探讨超声心动图评价肺动脉高压患者左右心室重构形态特点的相关指标与肺小动脉阻力之间的相关性，尝试为无创评估肺血管病变的程度提供简便易行的参考指标。

1 资料与方法

研究对象：为2012-10至2014-01间在我院接受右心导管检查明确诊断为肺动脉高压的患者61例（肺动脉高压组）。具体入选标准：（1）签署课题知情同意书；（2）有右心漂浮导管检查适应证；（3）确诊为2009年欧洲心脏病学会（ESC）肺动脉高压指南分类中的特发性肺动脉高压、先天性心脏病相关性肺动脉高压术后1年以上、结缔组织病相关性肺动脉高压、慢性血栓栓塞性肺动脉高压。排除标准：（1） 除上述病因之外的其他类型肺动脉高压；（2）患者不能签署知情同意书或配合研究试验；（3）由于病情加重或其他急慢性器质性疾病导致患者不能完成研究中所要求的必查项目；（4）妊娠、哺乳。

肺动脉高压组年龄14岁～66岁，平均年龄（32.61±10.75）岁，其中女性46例，男性15例，本组患者平均右心导管测量肺动脉收缩压为（91.89±25.92）mmHg，平均肺小动脉阻力为（994.45±539.00）Wood。肺动脉高压病因包括：特发性肺动脉高压54例，结缔组织病相关性肺动脉高压2例，遗传性出血性毛细血管扩张症2例，先天性门静脉闭锁1例，睡眠呼吸暂停综合征1例，慢性血栓栓塞性肺动脉高压1例。招募体检正常的健康志愿者作为正常对照组24例，年龄32岁～50岁，平均年龄（45.17±4.03）岁，其中女性15例，男性9例。

仪器与方法：（1）仪器：采用Philip公司IE33超声仪，二维经胸探头S5-1，频率3.5MHZ，三维经胸探头X5-1Matrix，频率2～5MHz。（2）右心导管检查：检查均在局麻下完成，测量肺动脉收缩压、肺小动脉阻力，热稀释法测量心指数。导管检查后一周内进行超声心动图检查。（3）超声心动图检查：患者左侧卧位采集二维及三维全容积图像。肺动脉高压组中通过使用连续波多普勒技术测量三尖瓣返流压差，测量右心房面积，分别记录吸气末及呼气末下腔静脉内径，按照美国超声心动图学会右心评价指南[6]估测右心房压，估算肺动脉收缩压=三尖瓣返流压差+右心房压；于胸骨旁乳头肌水平心室短轴切面测量舒张末左心室隔侧径（SPD）和前后径（APD）、收缩末期右心室前后径（RVADs）、左心室前后径（LVADs）；于心尖四腔心切面房室瓣环水平测量舒张末期左、右心室左右径（LVTDd、 RVTDd），收缩末期左、右心室左右径（LVTDs 、RVTDs）。分别计算左心室离心指数[7，8]LVEId=APD/SPD，右心室与左心室内径比值：RVADs/LVADs、RVTDd/LVTDd及 RVTDs/LVTDs；使用Philip公司Qlab10.1软件分析三维测量右心室舒张末期容积（3DRVEDV）。 将右心导管测得肺动脉收缩压、肺小动脉阻力与上述超声心动图指标进行相关性分析。

统计学分析：所有数据采用SPSS18.0统计软件进行统计分析。各测量值数据均以均数±标准差表示，均数比较采用成组资料t检验。各因素间相关性检验采用Pearson分析，以P<0.05为差异有统计学意义。使用ROC曲线评价超声心动图指标LVEId 、RVADs/LVADs对肺小动脉阻力>8.5Wood的预测价值。

2 结果

肺动脉高压组与正常对照组比较，左右心室形态均有明显差别（表1）。肺动脉高压组LVEId、RVTDd/LVTDd、RVTDs/LVTDs、RVADs/LVADs均明显高于正常对照组（P<0.01）。肺动脉高压组3DRVEDV测定结果较正常对照组增加（P<0.05）。

表1 肺动脉高压组与正常对照组超声心动图测量值比较结果（）

表1 肺动脉高压组与正常对照组超声心动图测量值比较结果（）

注：LVEId：舒张末期左心室离心指数；RVADs/LVADs：收缩末期右心室前后径与左心室前后径之比；RVTDd/LVTDd：舒张末期右心室左右径与左心室左右径比值； RVTDs/LVTDs：收缩末期右心室左右径与左心室左右径比值；3DRVEDV：三维右心室舒张末期容积

变量 正常对照组(n=24)肺动脉高压组(n=61) t值 P值LVEId 1.05±0.56 1.68±0.36 8.47 0.000 RVADs/LVADs 0.59±0.11 2.18±0.99 7.73 0.000 RVTDd/LVTDd 0.92±0.12 1.49±0.39 7.02 0.000 RVTDs/LVTDs 0.89±0.12 1.46±0.43 6.33 0.000 3DRVEDV(ml) 70.59±13.76 83.88±23.85 2.56 0.012

超声心动图方法测量肺动脉高压患者肺动脉收缩压力与右心导管测量的肺动脉收缩压力呈高度相关（r=0.99，P=0.000）。超声心动图测量心室重构指标与右心导管测量的肺小动脉阻力间有不同程度的正相关性：LVEId、RVADs/LVADs均与肺小动脉阻力呈强的正性相关（r=0.670、0.666，P<0.01）。RVTDd/LVTDd、RVTDs/LVTDs与肺小动脉阻力呈弱的正相关（r=0.352、0.403，P<0.01）；3D RVEDV与肺小动脉阻力呈弱的正相关（r=0.304，P<0.05）。

分别使用LVEId及RVADs/LVADs预测肺小动脉阻力>8.5Wood，所得到受试者工作特征曲线下面积AUC分别为0.876、0.805，P均<0.001。LVEId>1.48时预测肺小动脉阻力>8.5Wood的敏感度86.5%，特异度73.7%；RVADs/LVADs>1.71时预测肺小动脉阻力>8.5Wood的敏感度73.0%，特异度78.9%。

3 讨论

肺动脉高压可由多种复杂因素导致，其血流动力学改变各有特点[9]，但其起始病变均为肺血管本身不同程度上出现了病理学的特征性改变：肺动脉内膜增生、中膜肥厚及特征性丛样病变[10]。右心导管作为评价肺动脉压力和肺血管阻力以及心功能最直接的手段，一直是临床评价肺动脉压力和血管病变及心室功能的金标准，肺阻力为反映肺血管病变程度的重要指标[5，10]，最新文献报道肺小动脉阻力>8.5Wood患者预后不良[11]。在长期压力后负荷的作用下右心室逐步重构，即发生一系列代偿性改变（腔室扩大，室壁肥厚，室间隔向左心室偏曲），在肺血管病变进展的不同阶段，右心室进行代偿的程度和其功能变化之间的关系尚没有完全被揭示，在临床上不同患者病情进展过程有较大的个体差异[12.13]。右心功能的代偿能力是影响肺动脉高压患者预后的重要因素，近年来越来越多的学者把右心室与肺循环作为一个整体来探索肺动脉高压的机制[14]。

本组研究对象均为毛细血管前肺动脉高压患者（肺毛细血管嵌压<15 mmHg），绝大部分为特发型肺动脉高压（占93.4%）。左心室离心指数及左右心室不同内径比值均与正常对照组有显著差异。早在1985年Ryan等[7]提出在右心室处于容量或压力负荷加重的状态下可使用LVEId来定量评价室间隔移动的程度。由于肺血管病变程度越重可通过肺循环回流入左心系统的血流量越少，左心室重构程度是反映肺血管病变程度的敏感指标。LVEId从左心室重构形态的角度体现了肺动脉高压患者左右心室间的相互作用，通过室间隔摆动的方向和幅度可反映出两侧心室间的压力关系，本研究结果与以往研究一致[7，8，15，16]，肺动脉高压患者的LVEId明显高于正常，在本组病例中LVEId与肺小动脉阻力高度相关，LVEId>1.48可帮助临床筛选出肺血管病变严重，肺小动脉阻力>8.5Wood的患者。

本研究结果证明了右心室内径与左心室内径比值作为定量评估肺动脉高压患者心室代偿性重构的有效指标也可对肺血管病变情况具有一定预测价值，其原因是这类指标同时反映了右心室扩大及压力负荷导致室间隔偏移这两重代偿机制。其中收缩末期右心室与左心室前后径比值明显优于两心室左右径比值可能是由于前后径是在心室乳头肌水平心室进行测量，受房室瓣环影响，心室中间段比基底段对于心室容量变化的代偿能力更大，反应更加灵敏；另一方面，在右心室压力负荷加重的情况下室间隔在收缩末期向左侧移动的幅度最大，因此这个新参数在理论上具有重要的临床价值[17]，在本研究中RVADs/LVADs与肺小动脉阻力高度相关，且RVADs/LVADs>1.71时预测肺小动脉阻力>8.5Wood的敏感度73.0%，特异度78.9%。结合简化后的指标LVEId>1.5和RVADs/LVADs>1.7可便于在超声心动图检查过程中无创快速地筛查出肺血管病变严重的高危患者。

本研究证实三维指标3DRVEDV与肺小动脉阻力具有正相关性，与这一指标的相关性并不优于二维指标。导致这种结果可能是由于实时三维图像帧频有限，Qlab软件需要手动描绘心内膜进行测量，辨认心内膜位置及勾画手法这些因素均可能对右心室容积的测量造成误差；此外这个指标仅可体现右心室扩大这一种代偿机制，在理论上优越性不如其它指标[18]。

本研究的不足之处在于样本量偏小，病因相对集中，尚不能对所有类型的肺动脉高压患者展开深入全面的研究。右心导管与超声心动图检查之间有3～7天左右的时间间隔可能会对压力估测及相关性评价造成偏差。本研究为横断面对照研究，如能长期随访患者各参数的变化及其关系可得到更加真实可靠、说服力强的研究结果。

随着实时三维超声心动图、三维应变及心室声学造影等新技术的不断发展，以及相关软件的不断完善，相信在不远的未来我们将可以综合运用超声心动图技术准确、全面地获取肺动脉高压患者的心脏结构及血流动力学信息，为提高肺动脉高压的临床救治水平添砖加瓦。

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Relationship Between Echocardiographic Parameters of Ventricular Remodeling and Pulmonary Arterial Resistance in Patients of Pulmonary Artery Hypertension

XU Nan, WU Wei-chun, NIU Li-li, WAN Lin-yuan, ZHANG Ming-hui, HUANG Li, WANG Hao, HE Jian-guo.
Department of Echocardiography, Cardiovascular Institute and Fu Wai Hospital, CAMS and PUMC, Beijing (100037), China. Co-corresponding Authors: WANG Hao, Email: hal6112@163.com and HE Jian-guo, Email: hejianguofw@163.com

Objective: To study the relationship between ventricular remodeling features and pulmonary arterial resistance (PVR) in pulmonary artery hypertension (PAH) patients by 2-D, 3-D transthoracic echocardiography, and to explore the predictive value of ventricular morphological parameter for PVR>8.5 Wood unit in relevant patients.Methods: Our research included in 2 groups: PAH group, n=61 patients admitted in our hospital from 2012-10 to 2014-01 with right heart catheterization (RHC) confirmed diagnosis and Control group, n=24 normal subjects. LVEId, the ratios of RVADs/LVADs, RVTDd/LVTDd and RVTDs/LVTDs were measured by 2-D transthoracic echocardiography; 3DRVEDV was measured by 3-D transthoracic echocardiography. Correlation analysis was conducted between echocardiography parameters and RHC measured PVR parameters; the strongly related echocardiography parameters were studied by ROC curve to assess their predictive value of PVR>8.5 Wood unit.Results: Compared with Control group, PAH group had increased LVEId, RVADs/LVADs, RVTDd/LVTDd and RVTDs/LVTDs, P<0.01; elevated 3DRVEDV, P<0.05. LVEId and RVADs/LVADs were strongly related to PAH (r=0.670 and r=0.666, both P<0.01); 3DRVEDV was weakly related to PAH (r=0.304, P<0.05). LVEId and RVADs/LVADs for predicting PVR>8.5 Wood unit were as AUC=0.876 and 0.805, both P<0.001.Conclusion: 2-D and 3-D transthoracic echocardiography may evaluate ventricular remodeling by simple and convenient parameters in PAH patients; LVEId, the ratios of RVADs/LVADs, RVTDd/LVTD, RVTDs/LVTD and 3DRVEDV were positively related to PVR, noninvasive echocardiography could preliminarily determine pulmonary vessel lesion levels.

Hypertension pulmonary ; Echocardiography; Catheterization

2016-05-25）

（编辑：汪碧蓉）

国家科技支撑计划：肺循环疾病及其心功能的研究（2011BAI11B15）

100037 北京市，中国医学科学院 北京协和医学院 国家心血管病中心 阜外医院 超声影像中心（徐楠、吴伟春、牛丽莉、万琳媛、张茗卉、王浩），肺血管病中心（黄丽、何建国）

徐楠 主治医师 硕士 主要从事心血管疾病的超声影像诊断研究 Email:xuean2002@163.com 共同通讯作者：王浩 Email:Hal6112@163.com何建国 Email:hejianguofw@163.com

R541

A

1000-3614（2017）02-0161-04

10.3969/j.issn.1000-3614.2017.02.012

方法：收集2012-10至2014-01间在我院接受右心导管检查明确诊断为肺动脉高压的患者61例（肺动脉高压组），正常对照组24例。采集完整的经胸超声心动图二维及三维图像，二维测量舒张末左心室离心指数（LVEId）、收缩末期右心室前后径与左心室前后径比值（RVADs/LVADs）、舒张末期右心室左右径与左心室左右径比值（RVTDd/ LVTDd）、收缩末期右心室左右径与左心室左右径比值（RVTDs/LVTDs）；三维测量右心室舒张末期容积（3D RVEDV）。将右心导管指标肺小动脉阻力与上述超声心动图形态学指标进行相关性分析，选取强相关的超声心动图指标进行受试者工作曲线（ROC）曲线分析，预测肺小动脉阻力>8.5 Wood。

结果：肺动脉高压组LVEId、RVADs/LVADs、RVTDd/LVTDd、RVTDs/LVTDs与正常对照组相比均有明显升高（P<0.01）；肺动脉高压组3D RVEDV较正常对照组明显升高（P<0.05）。LVEId 、RVADs/LVADs与肺小动脉阻力有强相关性（r=0.670、 r=0.666，P均<0.01）；RVTDd/LVTDd、 RVTDs/LVTDs与肺小动脉阻力有弱相关性（r=0.352、r=0.403，P均<0.01）；3D RVEDV与肺小动脉阻力有弱相关性（r=0.304，P<0.05）。应用LVEId及RVADs/LVADs预测肺小动脉阻力>8.5 Wood的曲线下面积（AUC=0.876、0.805，P均<0.001）。

结论：应用经胸二维及三维超声心动图技术可通过多种简便指标评价肺动脉高压患者的心室重构形态，二维测量LVEId、RVADs/LVADs、RVTDd/LVTDd、 RVTDs/LVTDs及三维方法3D RVEDV均与肺小动脉阻力有正相关性，通过无创超声心动图指标可初步判断肺血管病变程度。