右室-肺动脉耦联评估的研究进展

蓝卫芳综述，邓 燕审校

0 引 言

近10年来，心肺系统疾病越来越关注右心室功能，右心室功能是肺动脉高压患者预后的重要因素，然而，准确评估右心室功能是一项挑战。肺循环与右心室后负荷之间的相互作用是一个复杂的过程，仅通过评估右心室功能并不能为临床精准化治疗提供足够依据。因此，通过全面评估右心室-肺动脉耦联可为肺动脉高压患者病情、临床精准治疗及预后判断提供有价值的依据。本文就右室-肺动脉耦联定义、检测方法、超声检测指标等方面评估进行综述。

1 右室-肺动脉耦联的定义

肺动脉高压(pulmonary hypertension, PH)是一种以进行性肺血管阻力升高，最终导致右心衰竭和患者死亡的临床综合征[1]。PH以肺动脉压力升高为表现形式的血流动力学状态，其标准被定义为海平面静息状态下右心导管测定的平均肺动脉压(mean pulmonary artery pressure，mPAP)≥25 mmHg[1-2]。PH全球发,病率约1%，其中65岁以上人群PH患病率高达10%，未经治疗的PH患者中位生存期不足3年[3]。2015年ESC/ERS发布的诊断与治疗指南中，将PH分为以下5大类：动脉性肺动脉高压(pulmonary arterial hypertension,PAH)，左心疾病相关性肺动脉高压，肺部疾病/缺氧性的肺动脉高压，慢性血栓栓塞性肺动脉高压，原因不明和(或)多种因素所致的肺动脉高压[3-7]。

右心室功能及肺动脉压力是影响PH患者预后的重要因素；然而，右心室功能评估对PH来说是一项挑战。右心功能状态依赖于右室心肌内在收缩力和肺血管后负荷之间复杂的相互作用。研究证实，右心功能不仅依赖于后负荷状态，且受体循环充血以及左、右室间相互作用的影响，因此常规反应右室功能状态的参数具有一定的局限性[8-9]。研究表明，常规右心室功能参数如：右心室射血分数(right ventricular ejection fraction，RVEF)、三尖瓣瓣环收缩期位移(ricuspid annular plane systolic excursion，TAPSE)、右心室每搏输出量(right ventricular stroke volume，RVSV)、右心室收缩末容积(right ventricular end systolic volume, RVESV)在疾病晚期出现右心舒张、收缩功能障碍时才会出现明显改变[9-11]。近年研究证实，基于右心室功能及其循环的匹配性出发的“右室-肺动脉耦联”的新指标，即在生理状态下，心室和血管弹性可以动态调节，以保持最佳的耦联关系；但在病理条件下，心室弹性和血管弹性发生变化，无法达到最佳的耦联关系，从而引起右心衰竭。该指标能更早期且准确反应压力负荷状态下右心的功能状态的变化[10-11]。

2 右室-肺动脉耦联的检测方法

2.1 右室-肺动脉耦联的侵入性检测目前研究证实，右心导管测压是右室-肺动脉耦联关系评估的重要方法，右室-肺动脉耦联需集成右室功能与右室压力负荷两个重要指标进行综合评估。右心导管通过计算心室弹性[收缩末期弹性(end systolic elastance，Ees)]和血管弹性[有效动脉弹性(arterial elastance，Ea)]的比值=Ees/Ea是右室-肺动脉耦联评估的“金标准”[12]。多项研究表明，右室-肺动脉耦联(即Ees/Ea)是右心功能异常及患者预后的一个独立预测因子，理想的右室-肺动脉耦联对应的Ees/Ea比值范围约为1.5～2.0，即以最小能耗供给血流输出，随着肺动脉压力增高Ees/Ea随之降低[12]。目前，临床中测量Ees/Ea有3种方法，即单次心跳法、结合心脏核磁振(cardiac magnetic resonance imaging，CMR)技术容积法、以及压力-容积环法，不同的方法测得的Ees/Ea比值存在差异[13]。Ees/Ea心导管测压法因其有创性及对检测者要求较高，所以检测具有一定的局限性。CMR价格昂贵、对仪器设备要求高、无法实现床旁检查等原因，其临床应用同样受到限制。

2.2侵入性与非侵入性相结合的检测方法

2.2.1 侵入性血流动力学检测结合心脏磁共振右室-肺动脉耦联可以结合非侵入性心脏影像学检查与侵入性的血流动力学检测方法测量右心室后负荷。Van de Veerdonk等[14]通过心脏磁共振量化RVEF结合侵入性检测肺血管阻力(pulmonary vascular resistance，PVR)检测右室-肺动脉耦联。结果显示，在使用药物治疗的PAH患者中，RVEF>35%的受试者的治疗反应远优于RVEF<35%的患者;重要的是，RVEF>35%合并PVR>650 dyn·s/cm5的受试者与RVEF>35%合并PVR<650 dyn·s/cm5受试者具有相似的临床预后。因此，通过结合右室-肺动脉耦联更有助于临床预后评估。

2.2.2侵入性血流动力学检测结合超声心动图有研究通过超声心动图测量TAPSE、右室面积变化率(fractional area change， FAC)检测右心室收缩功能，通过侵入性方法检测mPAP，采用TAPSE和FAC与mPAP的比值评右室-肺动脉耦联。研究结果显示，在肺血管病变程度相似的条件下，血清白细胞介素-6(IL-6)水平较高的PAH患者，右心室功能和右室-肺动脉耦联程度仍较差，血清IL-6水平与FAC/mPAP和TAPSE/mPAP呈显著相关[15]。Prins等[16]研究也得到相似结果，该研究发现脉冲多普勒测量的肺脉搏波传递时间(pulmonary pulse wave transit time ，pPTT)与右室-肺动脉耦联之间的关系，研究显示，pPTT与FAC/mPAP和TAPSE/mPAP密切相关，提示pPTT可作为无创评估PAH患者的肺血管血流动力学和右心室功能的指标。

3 右室-肺动脉耦联的无创超声检测方法

3.1 右室-肺动脉耦联的超声检测指标近年，有学者提出将超声心动图作为评估右室-肺动脉耦联的新方法。右室-肺动脉耦联的超声评估主要包括右心室功能、 肺血管阻力以及肺泡-毛细血管膜功能3个方面的评估[10]。右心室功能是维持的右室-肺动脉耦联重要组成部分。通过M 型超声测量三尖瓣瓣环收缩期由右室基部向右室心尖移动的距离得到TAPSE，反映右心室的纵向收缩能力。二维超声心动图检测右心室FAC可有效评估右心室纵向以及横向的收缩功能。此外，通过三维超声心动图检测右心室容积及RVEF较二维超声心动图能更充分完整地显示右心室形态，且能准确评估右心室的容积与功能。因此，超声心动图评估右室-肺动脉耦联具有经济、简单易行、检测技术要求低的特点，具有很高的临床实用价值[17]。

最新研究通常将反应右室功能的TAPSE、FAC与右心室收缩压(right ventricular systolic pressure, RVSP)或肺动脉收缩压(pulmonary artery systolic pressure, PASP)的比值[18-19]，或将TAPSE与肺动脉加速时间(pulmonary artery acceleration time, PAAT)比值作为评估右室-肺动脉耦联的重要指标[20]。另有研究显示，通过三维超声心动图检测RVSV 与RVESV比值亦可用于右室-肺动脉耦联的评估[21]。

3.2右室-肺动脉耦联的超声检测指标研究

3.2.1 TAPSE/PASP在Tello等[22]研究显示，TAPSE/PASP与作为“金标准”的心导管所测Ees/Ea密切相关，并且在PH患者中， TAPSE/PASP <0.31 mm/mm Hg的患者的预后明显高于TAPSE/PASP较高的患者，研究证明了TAPSE/PASP可能作为与右室-肺动脉耦联相关的简单可靠的非侵入性检查方法，同时可作为PH患者临床预后的指标。Vriz等[23]研究显示，在存在显著左室充盈压升高而不合并心衰的高血压患者可见反应右室-肺动脉耦联的指标TAPSE/PASP显著降低，提示高血压的早期阶段可能与右室-肺动脉耦联的解耦联有关，TAPSE/PASP比值是心力衰竭预后的有效预测指标。Forton等[24]研究显示，青少年比年轻或中年成年人具有更高的肺血管扩张性。与青少年相比，中年人于静息与负荷状态下的TAPSE/PASP比值显著降低，提示了中年人的右室-肺动脉耦联的变化。Braganca等[25]研究显示，血红蛋白水平与TAPSE/PASP比值呈正相关，末端脑利钠肽前体水平与TAPSE/PASP比值呈负相关，TAPSE/PASP>0.43 mm/mmHg的心脏再同步化治疗后患者左室射血功能得到改善，提示TAPSE/PASP与该类患者的临床预后密切相关。另有研究显示，TAPSE/PASP与经皮主动脉置换术后患者的危险分层密切相关，与传统的单独测量右室-肺动脉耦联的方法相比，TAPSE/PASP比值的评估可以提供更好的术前风险评估[26]。

3.2.2TAPSE/RVSP、FAC/RVSPHuston等[27]研究中使用TAPSE与RVSP的比值测量右室-肺动脉耦联，结果显示，与对照组相比，轻度PH患者TAPSE/RVSP降低，发生临床事件的风险增加，提示右室-肺动脉耦联受损， TAPSE/RVSP与肺动脉高压患者临床预后密切相关。Alexander等[28]研究中，右室-肺动脉耦联是根据FAC/RVSP、TAPSE/RVSP测量评估，结果显示，法洛四联症修补术后(repaired tetralogy of Fallot，TOF)组和肺动脉瓣狭窄(valvular pulmonic stenosis，VPS)组均与对照组的RV收缩功能指标相似，但TOF组和VPS组较高的RV后负荷导致右室-肺动脉耦联均较低；研究同时提示了慢性肺动脉反流患TAPSE/RVSP及FAC/RVSP比值与患者的活动能力及临床预后密切相关，可作为无创测量右室-肺动脉耦联的临床预后的指标。

3.2.3三维超声─RVSV/RVESVAubert等[29]通过三维超声心动图测量获得的RVSV/RVESV比值，评估91名PH患者中的右室-肺动脉耦联，结果显示，RVSV/RVESV与右心导管联合CMR测量获得的比值具有良好的相关性；此外，在mPAP升高的患者中，右室-肺动脉耦联明显受损，表明右心室不能增加其固有收缩力保持耦联状态。Jone等[21]研究显示，在世界卫生组织功能分类较差的PH患者中，三维超声心动图检测RVSV/RVESV比值较低。RVSV/ RVESV值每增加0.1，右室游离壁纵向应变(right ventricular free wall longitudinal strain，RVFWLS)下降1.74%(P<0.001)，提示RVSV/RVESV与儿童PAH患者右室应变密切相关，是此类患者不良预后的重要预测因子。有研究显示，在相似的心脏指数的毛细血管后型PH患者较对照组RVSV/RVESV更低, 提示患者右心室功能受损[30]。最新一项研究表明，在33例因左心疾病继发肺动脉高压患者中，应用三维经食管超声心动图获得右室-肺动脉耦联指标RVSV/RVESV显著降低，提示PH患者的右心室功能受损[30]。

3.2.4TAPSE/PAATTAPSE/PAAT是另一右室-肺动脉耦联的重要评估指标。在Bussmann等[31]研究中，在早产儿出生后第1天评估左室舒张功能与右室-肺动脉相互关系，用右心室长度-力量关系(TAPSE/PAAT)来评估右室-肺动脉耦联，心舒张功能障碍与早产儿出生后右室-肺动脉耦联受损呈正相关。该研究表明TAPSE/PAAT是新生儿期在生理与病理状态下作为右室-肺动脉耦联的可逆性改变，TAPSE/PAAT作为右室-肺动脉耦联的指标，在评估健康和疾病早产儿应激状态下右心室储备方面的具有很大潜力。

3.2.5负荷超声评估右室-肺动脉耦联研究显示，射血分数保留的心力衰竭早期阶段患者中，运动和药物多巴酚丁诱发肺高压与右心室收缩和舒张功能受损有关, 提示右室-肺动脉耦联在疾病早期阶段已出现异常改变[32-33]。Kevin等[34]研究显示，在接受运动负荷超声心动图检查的健康受试者中，青少年和年轻人在休息时和运动负荷期间的右室-肺动脉耦联指标TAPSE/PASP比值均高于中年成年人，TAPSE/PASP比值与运动负荷量呈负相关。此外，Spruijt等[35]研究中，17例毛细血管前型PH患者和7例无PH的对照受试者均接受有创性心肺运动试验，研究结果显示，运动负荷导致PH患者Ees/Ea降低，而对照组Ees/Ea不受影响。负荷超声监测右室-肺动脉耦联在心、肺疾病的早期诊断与预后评估中具有重要价值，但负荷超声心动图评估右室-肺动脉耦在不同心、 肺疾病发生不良心血管事件的预测截点需进一步探讨[11]。

3.2.6应变超声心动图评估右室-肺动脉耦联研究显示，与对照组相比，PH患者的右室整体纵向应变(right ventricular global longitudinal strain，RVGLS)显著降低，-13.7%作为RVGLS临界值可提示患者长期生存率降低[36]。研究证实，RVGLS与住院或死亡相关, RVGLS是评估预后的独立预测指标[37]。有研究使用二维斑点追踪超声心动图技术获得反映右心室收缩功能参数RVGLS、RVFWLS与超声心动图估计的PASP比值评估慢性心力衰竭患者右室-肺动脉耦联，结果显示，RVGLS/PASP、RVFWLS/PASP与死亡风险增加独立相关，该指标或能识别较高风险的患者[38]。此外，在Steflik等[39]学者研究显示，在右心室优势型的单心室患者中，周向应变和应变率与有创性心导管测量获得的Ea/Ees相关，周向应变可作为单心室患者评估心室-动脉耦联的替代方法。

4 展 望

右室-肺动脉耦联在评估PH患者右心功能状态及临床预后具有重要意义。有创性检查虽可作为“金标准”，但其临床应用的受到一定的限制。现有研究证实，通过超声心动图无创评估右室-肺动脉耦联具有准确、简单易行，但超声心动图不同超声成像模式及检测指标在不同原因导致肺动脉高压的右室-肺动脉耦联评估中的价值，以及其在不良心血管病事件预后的预测价值是有待一步验证。