实时三维超声及组织速度向量评价肺动脉高压患者右心室收缩功能及相关性研究

㊃论著㊃
通信作者:马惠,E m a i l :m a h u i 397@163.c o m
实时三维超声及组织速度向量评价肺动脉高压患者
右心室收缩功能及相关性研究
马 惠,张永峰,李慧莉,冯国燕
(兰州市中医医院功能科,甘肃兰州730050
) 摘 要:目的 应用实时三维超声(R T -3D E )及组织速度向量(V V I
)技术评价右心室整体及局部收缩功能,预测其在肺动脉高压(P H )患者右心功能衰竭中的价值㊂方法 选取我院诊断的P H 患者86例,
根据肺动脉收缩压(P A S P )分为轻中度组㊁重度组,每组43例,选择体检健康人35例作为对照组,
应用实时三维超声定量分析右心室三维射血分数(3D -R V E F ),右心室三维每搏量(3D -R V S V ),右心室三维舒张末容积(3D -R V E D V ),右心室三维收缩末容积(3D -R V E S V ),采用V V I 技术分析右心室六个节段心肌纵向应变(L -S )㊁应变率(L -S R )㊁整体应变(G l o b l eS )及应变率(G l o b l eS R ),并分析各参数之间的关系㊂结果 与对照组比较,轻中度组和重度组3D -R V E F 逐渐减低,3D -
R V E D V ㊁3D -R V E S V 及3D -R V S V 增高(P <0.01);3组右心室室间隔心尖段的L -S R 比较差异无统计学意义(P >
0.05),与对照组比较,两P H 组右心室其余各节段L -S ,L -S R 均减低(P <0.05),与轻中度组比较,重度组右心室L -S 及L -S R 降低更明显(P <0.05),与对照组比较,两P H 组右心室其余各节段L -S ,L -S R ㊁G l o b l e S 及G l o b l e S R 均减低(P <0.05),与轻中度组比较,重度组降低更明显(P <0.
05),3D -R V E F 与G l o b l eS ,G l o b l eS R 呈正相关㊂P A S P 与G l o b l eS ,G l o b l eS R 呈负相关,但相关性均不强㊂结论 肺动脉高压组右心室整体收缩功能有所降低,随着肺动脉压力逐渐增高,右心室各节段纵向应变及应变率逐渐减低,但是在不同程度P H 组中,右心室局部收缩功能变化比整体功能变化更早㊂
关键词:超声心动描记术,三维;向量心电描记术;高血压,肺性;心室功能,右中图分类号:R 445.1 文献标志码:A 文章编号:1004-583X (2018)06-0506-05
d o i :10.3969/j
.i s s n .1004-583X.2018.06.012A s s e s s m e n t o f r i g h t v e n t r i c u l a r s y s t o l i c f u n c t i o n i n p u l m o n a r y h y p
e r t e n s i o n p a t i e n t s b y r e a l -t i m e t h r e e -d i m e n s i o n a l e c h o c a r d i o g r a p h y a n d t i s s u e v e l o c i t y v
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i t a l ,L a n z h o u 730050,C h i n a C o r r e s p o n d i n g a
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e c t i v e T o e v a l u a t e t h e g l o b a l a n dr e g i o n a l s y s t o l i c
f u n c t i o no f t h e r i
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e n s i o n a l u l t r a s o u n d (R T -3D E )a n d t i s s u e v e l o c i t y v e c t o r i m a g e (V V I )t e c h n i q u e s ,a n d t o p r e d i c t i t sv a l u e t o p a t i e n t sw i t h p u l m o n a r y h y p e r t e n s i o n (P H )a s s o c i a t e dw i t hr i g
h th e a r t f a i l u r e .M e t h o d s At o t a l o f 86P H p a t i e n t s w a s s e l e c t e da n dd i v i d e di n t ot w o g r o u p sa c c o r d i n g t o p u l m o n a r y a r t e r i a l s y s t o l i c p r e s s u r e (P A S P ):t h e l i g h t -
t o -m o d e r a t eP H g r o u p m i l d g r o u p a n d t h e s e v e r eP H g r o u p .T o t a l l y 43p a t i e n t s i n e a c h g r o u p w e r e s e l e c t e d f o r p h y
s i c a l e x a m i n a t i o n .R e a l t i m e t h r e e -d i m e n s i o n a l u l t r a s o u n d q u a n t i t a t i v e a n a l y s i s o f r i g h t v e n t r i c u l a r t h r e e -d i m e n s i o n a l e j e c t i o n f r a c t i o n (3D -R V E F ),r i g h t v e n t r i c u l a rt h r e e -d i m e n s i o n a ls t r o k e v o l u m e (3D -R V S V ),r i g h t v e n t r i c u l a r t h r e e -d i m e n s i o n a l e n d d i a s t o l i c v o l u m e (3D -R V E D V ),r i g h t v e n t r i c u l a r t h r e e -d i m e n s i o n a l e n d s y s t o l i cv o l u m e (3D -R V E S V )w e r e a n a l y z e du s i n g t h eV V I t e c h n i q u e t o a n a l y z e t h e l o n g i t u d i n a lm y o c a r d i a l s t r a i n (L S ),s t r a i nr a t e (L -S R )g l o b a l s t r a i n (G l o b l eS )a n ds t r a i nr a t e (G l o b l eS R )i ns i xs e g m e n t so f t h er i g h tv e n t r i c l e .T h er e l a t i o n s h i p b
e t w e e nt h e p a r a m e t e r sw a s a n a l y s e d .R e s u l t s C o m p a r e dw i t h t h e c o n t r o l g r o u p ,3D R V E Fw a s g r a d u a l l y d e c r e a s e d i n t h em i l d -t o -
m o d e r a t e g r o u p a n d t h e s e v e r e g r o u p
,a n d3D -R V E D V ,3D -R V E S V ,a n d3D -R V S V w i t n e s s e d i n c r e a s e (P <0.01).T h e r ew a sn o s t a t i s t i c a l d i f f e r e n c e i nL S Rb e t w e e nt h e t h r e e g r o u p so f i n t e r v e n t r i c u l a r s e p t u m A.C o m p
a r e dw i t h t h e c o n t r o l g r o u p ,t h eL Sa n dL S Ri nt h e l e f tv e n t r i c u l a r s e g m e n t so f t h e r i g h tv e n t r i c l e i n
b o t hP H g r o u p sd e
c r e a s e
d (P <0.05).C o m p a r
e dw i t h t h e l i g h t -t o -m o d e r a t e g r o u p ,t h eL S a n dL S R i n t h e s e v e r e g r o u p d e c r e a s e d .C o m p a r e dw i t h t h e c o n t r o l g r o u p ,t h eL Sa n dL S Ri nt h e l e
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sd e c r e a s e d (P <0.05).C o m p a r e dw i t ht h e l i g h t -t o -m o d e r a t e g r o u p ,t h eL Sa n dL S Ri nt h es e v e r e g r o u p d e c r e a s e d .3D R V E F w a s p o s i t i v e l y c o r r e l a t e dw i t hG l o b eSa n dG l o b l eS R.P A S P w a sn e g a t i v e l y c
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r t e r i a l h y p e r t e n s i o n g r o u p w a s r e d u c e d .W i t h t h e i n c r e a s e o f t h e p u l m o n a r y a r t e r yp r e s s u r e ,t h e l o n g
i t u d i n a l s t r a i n a n d s t r a i n ㊃
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r a t e o f t h er i g h tv e n t r i c l es e g m e n t s g r a d u a l l y d e c r e a s e d.H o w e v e r,i nt h e g r o u p s w i t hd i f f e r e n t l e v e l so fP H,t h e c h a n g e o f r i g h t v e n t r i c u l a r l o c a l s y s t o l i c f u n c t i o nw a s e a r l i e r t h a t o f t h e o v e r a l l f u n c t i o n.
K E Y W O R D S:e c h o c a r d i o g r a p h y,t h r e e-d i m e n s i o n a l;v e c t o r c a r d i o g r a p h y;h y p e r t e n s i o n,p u l m o n a r y;v e n t r i c u l a r f u n c t i o n,r i g h t
超声心动图对右心室功能的评价越来越受到关注,而评估肺动脉高压(P H)患者右心室功能尤为重要,因其主要死亡原因是右心室功能衰竭[1]㊂但由于右心室的解剖和结构较复杂,其评价仍具有挑战性[2]㊂因此,本研究应用实时三维超声(R T-3D E)及组织速度向量(V V I)技术,对P H患者右心室整体及局部功能进行评价,并探讨它们在评价右心衰竭中的应用价值㊂
1资料与方法
1.1研究对象2017年2-11月我院诊断的P H 患者86例,根据肺动脉收缩压(P A S P)分为轻中度组和重度组,每组各43例㊂轻中度组男21例,女22例,平均(51.1ʃ7.2)岁,心率55~98次/m i n;重度组男22例,女21例,平均(53.3ʃ7.9)岁,心率54~ 100次/m i n㊂选择我院同期体检健康人35例作为对照组,男17例,女18例,年龄(50.9ʃ7.7)岁,心率59~86次/m i n㊂3组性别,年龄等一般资料差异无统计学意义㊂所有研究对象均签署知情同意书㊂1.2入选及排除标准诊断符合2009年美国和欧洲公布的指南和专家共识诊断标准[3]㊂所有患者均为窦性心律,排除瓣膜病㊁心房颤动及各种心律失常㊁起搏器植入者及图像质量欠佳者㊂
1.3方法1.3.1仪器采用S I E M E N SA c u s o nS C2000彩色超声诊断仪进行检查,系统自带三维右心室定量分析软件,检查中使用4Z1c实时全容积探头,二维4V1c心脏超声探头,频率为1~3MH z,帧频50~70帧/s,并自带V V I分析软件㊂
1.3.2图像采集及相关参数测量所有患者取左侧卧位,平静呼吸,常规连接同步心电图,探头置于心尖,显示心尖四腔心切面㊂按 4D 按钮进入全容积成像系统,调节图像,使右心室位于图像中央,清晰显示右心室腔及心内膜边界(图1),连续存储3个心动周期全容积图像,嘱患者呼气末屏气,开启4D R V-f u n c t i o n分析软件,得出右心室三维射血分数(3D-R V E F),右心室三维每搏量(3D-R V S V),右心室三维舒张末容积(3D-R V E D V),右心室三维收缩末容积(3D-R V E S V)等参数㊂上述参数测量3次取平均值㊂图像留取时需注意充分显示患者的右心室及右心房,尤其包含完整的右心室心尖部,所有右心室心内膜模糊,不易辨认,图像欠佳的受试者剔除㊂V V I参数获取:自右心室室间隔基底处开始沿着右心室心内膜描记,依次至右心室游离壁基底处,软件自动分析右心室游离壁及室间隔基底段㊁中段㊁心尖段6个节段心肌的纵向应变(L-S)㊁应变率(L-S R)㊁整体应变(G l o b l eS)及应变率(G l o b l eS R)(图2㊁3)
㊂图14D R V-f u n c t i o n分析软件,清
晰显示正常人三维心内膜
图2P H患者右心室纵向㊁径向应变
及纵向㊁径向应变达峰时间
图3P H患者右心室纵向应变率
1.4统计学方法应用S P S S17.0软件包进行统计
学处理,计量资料以均数ʃ标准差(x-ʃs)表示,多组
比较采用单因素方差分析,两两比较采用S N K-q检
验㊂采用S p e a r m a n分析双变量的相关性㊂P<0.05
为差异有统计学意义㊂
2结果
2.1临床资料比较3组心率㊁收缩压(S B P)㊁舒张
压(D B P)㊁体重指数(B M I)及左心室射血分数
(L V E F)比较差异均无统计学意义(P>0.05)㊂与对
照组比较,轻中度组和重度组P A S P逐渐升高(P<
0.01)㊂见表1㊂
㊃705㊃
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表1 3组临床资料比较(x -ʃs
)组别例数心率(次/m i n )B M I (k g
/m 2)S B P (mmH g )D B P (mmH g )L V E F (%)P A S P (mmH g )对照组 3568ʃ2722.4ʃ2.68116.5ʃ18.269.3ʃ8.071.9ʃ2.9520.6ʃ4.3 轻中度组4369ʃ2122.6ʃ2.67121.7ʃ18.578.3ʃ5.366.04ʃ4.93
49.7ʃ8.2*
重度组
43
84ʃ2525.1ʃ2.3117.1ʃ28.4
78.4ʃ7.164.58ʃ5.193.5ʃ18.3*#
F 值0.5310.4431.8021.7580.58342.623P 值
0.561
0.643
0.287
0.253
0.537
0.000
注:对照组比较,*P <0.05;与轻中度组比较,#P <0.
052.2 右心室心功能比较 与对照组比较,
轻中度组和重度组3D -R V E F 逐渐减低,3D -R V E D V ㊁3D -R V E S V 及3D -R V S V 逐渐增高(P <0.01)㊂见表2㊂
2.3 右心室L -S 及L -S R 比较 3组右心室室间隔
心尖段的L -S R 比较差异无统计学意义(P >0.05),与对照组比较,两P H 组右心室其余各节段L -S ,L -
S R 均减低(P <0.05)
,与轻中度组比较,重度组右心室L -S 及L -S R 降低更明显(P <0.05
)㊂见表3㊂表2 3组右心室心功能比较(x -ʃs
)组别
例数3
D -R V
E
F (%)
3D -R V S V
(m l
)3D -R V E D V
(m l
)3D -R V E S V
(m l
)对照组 3548.40ʃ10.3830.95ʃ10.25
63.10ʃ25.36
32.80ʃ10.23
轻中度组4342.35ʃ9.23*
49.40ʃ11.90*
84.90ʃ26.31*
76.00ʃ12.58
*重度组 4339.00ʃ8.80*55.45ʃ12.75*#134.10ʃ28.54*#82.80ʃ13.24
*#F 值
8.55244.24573.171184.763P 值
0.0000.0000.0000.000
注:与对照组比较,*P <0.05;与轻中度组比较,#P <0.
05表3 3组右心室L -S 及L -S R 比较(x -ʃs ,%)
组别例数游离壁基底段
L -S
L -S R
游离壁中段L -S
L -S R
游离壁心尖段
L -S
L -S R
对照组 35-25.12ʃ10.33-1.90ʃ0.13-21.23ʃ8.32-1.55ʃ0.43-18.10ʃ5.23-1.15ʃ0.53轻中度组43-23.25ʃ9.23-1.60ʃ0.24*
-18.68ʃ7.21-1.20ʃ0.57*
-15.95ʃ4.93*
-1.05ʃ0.39重度组
43
-14.80ʃ8.21
*#
-1.00ʃ0.33*#
-12.80ʃ6.03
*#
-1.00ʃ0.53*#
-6.80ʃ3.03*#
-0.60ʃ0.21*#
F 值
14.456130.16414.52710.98673.86523.152P 值
0.0000.0000.0000.0000.0000.000组别例数室间隔基底段L -S
L -S R
室间隔中段L -S
L -S R
室间隔心尖段
L -S L -S R 对照组 35-17.40ʃ5.98-1.40ʃ0.43-18.15ʃ6.13-1.20ʃ0.23-17.65ʃ6.35-1.00ʃ0.23轻中度组43-15.50ʃ4.23-1.10ʃ0.33*
-17.15ʃ5.83-1.10ʃ0.13*
-16.60ʃ5.24-0.95ʃ0.21重度组
43
-8.20ʃ4.03*#
-0.80ʃ0.23*#
-12.30ʃ5.41
*#
-1.00ʃ0.29
*#
-12.10ʃ5.83
*#
-0.92ʃ0.19
F 值
42.57731.44511.9609.66310.5182.212P 值
0.000
0.000
0.000
0.000
0.000
0.114
注:与对照组比较,*P <0.05;与轻中度组比较,#P <0.
052.4 右心室G l o b l e S 及G l o b l e S R 比较 与对照组
比较,两P H 组右心室G l o b l e S 及G l o b l e S R 均减低(P <0.05),与轻中度组比较,重度组降低更明显(P <0.05
)㊂见表4㊂表4 3组右心室G l o b l e S 及G l o b l e S R 比较(x -ʃs ,%)
组别例数G l o b a l S
G l o b a l S R
对照组 35-19.60ʃ6.33 -0.97ʃ0.33 轻中度组43-17.85ʃ5.93* -0.90ʃ0.23* 重度组
43
-11.30ʃ5.03*#
-0.71ʃ0.20*#
F 值
23.44511.276P 值
0.000
0.000
2.5 相关性分析 3D -R V E F 与G l o b l eS ,G l o b l e
S R 呈正相关㊂P A S P 与G l o b l eS ,G l o b l eS R 呈负相关,但相关性均不强㊂见表5㊂
表5 3D -R V E F 和P A S P 与G l o b l e S ,G l o b l e S R 相关性分析
变量
G l o b l eS G l o b l eS R 3D -R V E F r 值
P 值0.563<0.010.643<0.01P A S P
r 值P 值
-0.342<0.01
-0.367
<0.01
3 讨 论
P H 患者症状体征缺乏特异性,
大多数患者往往在疾病发展晚期就诊,错失最佳治疗机会,而无论何
种病因导致P H ,
最终将发展为难治性右心衰竭[4-5]
,因右心室解剖位置特殊㊁形态不规则且空间结构复
杂,难以进行标准的几何学假设[
6-7
]㊂有研究证实三维超声是一种较精确及有效的评估右心室功能的方
法,且与心脏磁共振相关性良好[8-11
]㊂V V I 能较准确
地反映局部心肌收缩功能及心肌本身的形变能力,
㊃
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有研究表明右心室压力负荷会直接影响右心室收缩期心肌的形变及室间隔和左心室的形态[12-13]㊂因此,本研究对不同程度P H患者应用R T-3D E及V V I技术对右心室整体及局部收缩功能进行定量研究㊂
右心室容量负荷及压力负荷增加,均会导致肺血管阻力和肺动脉压力增加,当超过心脏的自身调节,出现负荷过重的情况,右心顺应性下降,发生代偿性重构,心肌细胞长度增加,当失代偿时,引发右心室功能不全[14]㊂本研究结果显示,随着肺动脉压力增加,3D-R V E F逐渐减低,右心室容积呈递增趋势,而这与郑枫等[15]研究一致㊂本研究显示正常人右心室游离壁基底段至心尖段右心室L-S呈递减趋势;而室间隔基底段L-S由心尖段至基底段呈递增趋势;本研究证实轻中度组与重度组L-S及L-S R比较差异均有统计学意义,尤其是右心室游离壁基底段及中段,其可能原因是在纵向浅层肌纤维牵拉下,右心室由心底向心尖部收缩移动,主要是心肌基底段和中段做功,而室间隔不仅受右心室压力的影响,而且还受左心室压力的影响,因此它反映更多的是左㊁右心室心肌收缩功能的综合方面㊂
在右心室的收缩功能中,右心室游离壁较室间隔所起的作用更明显,这可能是右心室特殊的解剖结构及空间结构引起,右心室心肌薄㊁弹性较好,对容量符合耐受性好,对压力负荷耐受性差,长期应对较高的压力负荷,可出现心肌肥厚㊁心腔扩大,收缩功能减低等变化[16]㊂所以右心室游离壁基底段及中段对肺动脉压力升高更敏感,而右心室局部收缩功能降低比整体功能降低更早出现㊂V i t a r e l l i等[17]研究显示不同程度P H导致右心室不同程度形变㊂随着P A S P逐渐增高,右心室各节段L-S及L-S R逐渐减低,且曲线紊乱,失去正常人波峰波谷形态㊂本研究证实随着P A S P增高,右心室各节段L-S及L-S R 逐渐降低,而G l o b l eS㊁G l o b l eS R逐渐降低,P A S P 与两者呈负相关,说明P A S P是P H患者右心室整体功能的影响因素,3D-R V E F越低,其G l o b l eS㊁G l o b l eS R越低,二者均呈正相关,这与以往研究一致[18-19],说明G l o b l eS㊁G l o b l eS R能反映右心室整体功能㊂
局限性:因受患者肥胖㊁肺气肿㊁胸廓畸形等因素影响,本研究仅采集了声窗较好的健康受试者图像;本研究样本量偏小,需进一步扩大样本量;对不同原因引起的压力负荷及容量负荷改变,导致P H 患者的右室局部及整体功能的变化有待进一步研究㊂
综上所述,实时三维超声心动图可较准确地对右心室容量及收缩功能进行评价[20],联合右心室V V I技术对P H患者右心室整体和局部收缩功能评
价反而具有独特的优势,此外,临床应用中如果进一步通过使用超声造影剂改善图像质量,可以避免患者自身因素对图像质量的影响,使之应用更广泛,并在右心相关疾病的临床诊疗㊁预后判断中发挥重要作用㊂
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收稿日期:2018-01-18编辑:
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张卫国
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收稿日期:2018-01-07编辑:王秋红
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