四維右室容積定量分析技術評估原發性高血壓病患者右室收縮功能

陳 燁 蘇 暉 張皓東 張建華

高血壓病是嚴重威脅人類健康的慢性疾病，是導致心腦血管疾病的重要危險因素［1］。左室是高血壓病患者最早受到損害的部位，長期的血流負荷增加使左室的結構和功能發生改變，主要表現為左室肥厚、幾何構型異常、舒縮功能降低等。既往對高血壓病心臟損傷的研究［2-3］多集中于左室構型和功能損害方面，對右心結構和功能變化的研究較少。近年來越來越多的研究［3-5］發現，右室功能是不同臨床條件下生存的重要因素，早期準確評估高血壓病患者的右室結構和功能對于評估患者心功能損害情況具有重要作用。超聲心動圖是評估心臟結構、功能常用的檢查方法，但由于右室幾何形態復雜，肌小梁豐富，二維超聲檢測存在一定局限性。四維右室容積定量分析（four-dimensional quantitative analysis of right ventricular volume，4D-RVVolume）是基于三維超聲成像基礎之上的心臟超聲檢測新技術，其不受心室形態的影響，本研究應用4DRV-Volume 探討原發性高血壓病患者右室收縮功能，旨在為高血壓病患者右室功能的準確評價探索更為有效的檢查方法。

資料與方法

一、研究對象

選取 2018 年 1 月至 2019 年 11 月在我院心內科診療的原發性高血壓病患者84例，其中男52例，女32例，年齡33～69歲，平均（48.2±10.1）歲。納入標準:①符合中國高血壓防治指南（2018年修訂版）［6］中原發性高血壓病診斷標準:在無藥物或其他因素干預下收縮壓≥140 mm Hg（1 mm Hg=0.133 kPa）和/或舒張壓≥90 mm Hg；②年齡25～70歲；③竇性心律。排除標準:①繼發性高血壓??；②合并先天性心臟病、心臟瓣膜病、擴張型心肌病、冠狀動脈粥樣硬化性心臟病、心力衰竭等其他心臟疾??；③心律失常；④肝腎嚴重功能不全、內分泌系統疾病、自身免疫性疾病、血液病、惡性腫瘤等其他嚴重疾??；⑤由于肥胖或不合作等原因所致的超聲心動圖像質量不佳者。按照左室質量指數（LVMI）將其分為高LVMI 組40 例（LVMI≥120 g/m2）和正常LVMI組44例（LVMI<120 g/m2）。另選同期健康體檢者45例，其中男25例，女20例，年齡29～68歲，平均（47.7±9.6）歲。本研究經我院醫學倫理委員會批準，所有研究對象均簽署知情同意書。

二、儀器與方法

1.儀器:使用Philips EPIQ 7C 彩色多普勒超聲診斷儀，S5-1探頭，頻率1.5～4.3 MHz；4V 矩陣探頭，頻率2～4 MHz。

2.二維超聲心動圖檢查:患者取左側臥位，2D 成像模式下于胸骨旁左室長軸切面測量左室舒張末期內徑（LVIDD）、左室收縮末期內徑（LVESD）、左室后壁厚度（LVPWT）、室間隔厚度（IVST）、左室射血分數（LVEF）；根據公式計算LVMI，公式為:LVMI =｛0.8×［1.04×（LVIDd +LVPWT+IVST）3-LVIDd3+0.6］｝/BSA。其中BSA 為體表面積（m2），BSA=身高（cm）+0.128×體質量（kg）-0.159。參照美國超聲心動協會標準［7］，于心尖四腔心、大動脈短軸、劍突下切面測量三尖瓣環收縮期位移（TAPSE）、三尖瓣舒張早晚期峰值速度比值（E/A）、肺動脈收縮壓（PASP）及右室Tei指數。

3.4D-RV-Volume 檢測:調整探頭位置于心尖四腔切面，并可清晰顯示右室前壁及流出道和流入道。啟動4D 模式，調整探頭方向和角度，以清晰顯示右室前壁、流入道和流出道。然后囑患者屏住呼吸，以確保所采集圖像的清晰度，并于此狀態下采集3 個心動周期圖像。導出dicom 圖像在Tomtec 工作站4D-RVVolume 模塊對所采集圖像進行離線處理，應用半自動邊界檢測算法追蹤舒張末期和收縮末期心內膜，軟件自動計算右室舒張末期容積（RVEDV）、右室收縮末期容積（RVESV）、右室射血分數（RVEF）、右室游離壁縱向應變（RVFLS）、室間隔縱向應變（RVSLS）及面積變化分數（RVFAC）等參數。

4.重復性檢測:隨機抽取30 例接受超聲檢查的原發性高血壓病患者，于檢查后1 周再次由另一超聲科醫師對上述患者進行心臟超聲檢查，并應用4D-RVVolume 軟件再次分析采集的圖像，重點觀察RVEDV、RVESV、RVEF 3 個指標，并在檢查醫師之間進行上述3個指標一致性的重復性檢驗。

5.臨床資料采集:記錄所有患者年齡、性別、身高、體質量等一般情況，詢問吸煙、飲酒情況，患者入院后均予以血糖、血脂等實驗室檢查；并于平靜狀態下測量患者的坐位血壓。血壓的測量應用經過國家計量部門檢測且定期校準的臺式水銀血壓計，每例患者測量3次，取其均值。

三、統計學處理

應用SPSS 22.0統計軟件，計量資料以±s表示，多組間比較采用方差分析，組間兩兩比較行q檢驗；相關性分析采用Pearson 相關分析法。不同超聲醫師之間RVEDV、RVESV、RVEF 的一致性分析采用Bland-Altman法。P<0.05為差異有統計學意義。

結 果

一、各組一般資料比較

各組年齡、性別、BMI、BSA、心率、血糖、甘油三酯、總膽固醇比較差異均無統計學意義；對照組、正常LVMI 組、高LVMI 組收縮壓和舒張壓逐漸升高，兩兩比較差異均有統計學意義（均P<0.05）。見表1。

二、各組左、右心室二維超聲心動圖指標比較

高 LVMI 組 LVIDD、LVESD、LVPWT、IVST 均高于對照組，LVEF 低于對照組，差異均有統計學意義（均P<0.05）；高LVMI 組TAPSE 高于對照組和正常LVMI 組（均P<0.05）；對照組、正常LVMI 組、高LVMI組E/A 均呈降低趨勢，PASP、右室Tei 指數均呈升高趨勢，組間兩兩比較差異均有統計學意義（均P<0.05）。見表2。

三、各組右室4D-RV-Volume檢測指標比較

高 LVMI 組 RVEDV、RVESV 高于對照組，RVSLS低于正常LVMI 組和對照組，差異均有統計學意義（均P<0.05）；對照組、正常 LVMI 組、高 LVMI 組 RVFLS、RVFAC、RVEF 均呈降低趨勢，組間兩兩比較差異均有統計學意義（均P<0.05）。見表3和圖1，2。

四、4D-RV-Volume 技術檢測指標與二維超聲心動圖檢測指標的相關性分析

表1 各組一般資料比較

表2 各組左、右心室二維超聲心動圖指標比較（±s）

表2 各組左、右心室二維超聲心動圖指標比較（±s）

與對照組比較，*P<0.05；與正常LVMI組比較，#P<0.05。LVIDD:左室舒張末期內徑；LVESD:左室收縮末期內徑；LVPWT:左室后壁厚度；IVST:室間隔厚度；LVEF:左室射血分數；TAPSE:三尖瓣環收縮期位移；E/A:三尖瓣舒張早晚期峰值速度比值；PASP:肺動脈收縮壓。1 mm Hg=0.133 kPa

右室Tei指數0.3±0.1 0.4±0.2*0.6±0.2*#33.110 0.000組別對照組正常LVMI組高LVMI組F值P值LVIDD（mm）44.7±5.1 45.4±4.8 48.9±5.2*8.311 0.000 LVESD（mm）28.6±4.2 28.9±4.1 32.3±4.0*10.390 0.000 LVPWT（mm）8.8±1.2 8.9±1.1 10.3±1.4*19.143 0.000 IVST（mm）8.9±1.2 9.1±1.2 10.6±1.3*23.606 0.000 LVEF（%）65.3±7.0 65.5±6.8 60.4±6.5*7.511 0.001 TAPSE（mm）22.1±2.2 22.5±2.3 19.6±1.6*#23.836 0.000 E/A 1.2±0.4 0.9±0.3*0.7±0.2*#27.360 0.000 PASP（mm Hg）24.1±2.8 25.7±3.7*29.8±3.5*#32.228 0.000

表3 各組右室4D-RV-Volume檢測指標比較（±s）

表3 各組右室4D-RV-Volume檢測指標比較（±s）

與對照組比較，*P<0.05；與正常LVMI組比較，#P<0.05。RVEDV:右室舒張末期容積；RVESV:右室收縮末期容積；RVFLS:右室游離壁縱向應變；RVSLS:室間隔縱向應變；RVFAC:面積變化分數；RVEF:右室射血分數

RVEF（%）49.1±7.2 44.4±7.3*38.8±6.9*#22.021 0.000組別對照組正常LVMI組高LVMI組F值P值RVEDV（ml）81.8±10.2 84.6±10.0 87.9±10.5*3.768 0.026 RVESV（ml）39.3±9.5 41.4±9.8 44.7±9.1*3.365 0.034 RVFLS（%）20.8±4.4 16.5±3.7*12.9±3.2*#45.591 0.000 RVSLS（%）15.5±3.6 14.6±3.4 12.7±3.1*#7.028 0.001 RVFAC（%）38.9±6.2 35.3±5.9*30.5±5.8*#20.969 0.000

Pearson相關性分析顯示，4D-RV-Volume 技術測得的RVEF 與右室Tei 指數、PASP 均呈負相關（r=-0.513、-0.470，均P<0.05），與 TAPSE 呈正相關（r=0.607，P<0.05）。

五、4D-RV-Volume可重復性檢查結果

Bland-Altman 分析顯示，4D-RV-Volume 技術測得的RVEDV、RVESV、RVEF 在不同檢察者間變異系數分別為0.957、0.936、0.871，均具有良好的一致性。見圖3～5。

圖1 一45歲男性高LVMI原發性高血壓病患者4D-RV-Volume檢測情況

圖2 一39歲健康男性體檢者4D-RV-Volume檢測情況

圖5 不同檢查者應用4D-RV-Volume 技術檢測的RVEF的Bland-Altman圖

討 論

心臟的左、右心室在結構和功能上相互依賴，為機體提供足夠的肺和外周組織血液灌注，從而保障各項生理活動的進行。右室在體循環與肺循環的平衡調節中具有重要作用，右室的功能與多種心血管疾病的病情變化存在密切關系［8］。因此，對于右室結構和功能的評估有利于原發性高血壓病患者病情評估及臨床干預方案的選擇［9］。但右室解剖位置特殊，結構復雜，二維超聲心動圖對其大小和功能的定量分析存在一定的難度。4D-RV-Volume 技術是近年來應用于臨床的超聲檢查新技術，該技術在三維立體空間內半自動實時跟蹤右室內膜，可對右室的形態和功能進行多角度、全方位分析；同時還可對重建的右室圖像進行任意角度和位置的旋轉，所測參數更接近實際值，可更為全面、準確地評估右室容積和RVEF。國外研究［10］發現，三維超聲心動圖所測左室收縮功能不全患者的 RVEDV、RVESV 及 RVEF，與心臟 MRI 所測結果高度相關（r=0.90、0.89、0.77）。4D-RV-Volume技術在三維超聲成像基礎上，對存儲的圖像進行脫機分析，新的數據處理方法能夠更加方便、準確地評估右室的結構和功能［11］。另外，該技術還可生成縱向應變參數RVFLS、RVSLS，而這些參數在右室收縮功能的定量分析中具有重要作用。

本研究二維超聲心動圖發現，高LVMI 組LVIDD、LVESD、LVPWT、IVST 均高于對照組（均P<0.05），LVEF低于對照組（P<0.05），說明原發性高血壓病患者心臟后負荷長期增大，導致心肌代償性肥大，并由此引發心室舒縮功能障礙。隨著高血壓病情的進一步發展，肺毛細血管楔壓逐漸升高，肺循環后負荷逐漸增大，并對右室的結構和功能產生影響。另外，本研究還發現高LVMI 組TAPSE高于對照組和正常LVMI組（均P<0.05）；對照組、正常 LVMI 組、高 LVMI 組 E/A 均呈降低趨勢，PASP、右室Tei 指數呈升高趨勢，差異均有統計學意義（均P<0.05），進一步表明原發性高血壓病患者的右室功能受到損害，而高LVMI 患者損害情況更為嚴重［12-13］。對于原發性高血壓病患者心肌重量預測心血管事件的價值較左室構型改變的預測價值更高，故本研究應用4D-RV-Volume 技術評估不同LVMI的原發性高血壓患者的右室功能。研究發現，高LVMI組RVEDV、RVESV、RVSLS更高，RVFLS、RVFAC、RVEF 逐漸降低，差異均有統計學意義（均P<0.05）。右室結構和功能的變化除與肺循環后負荷增大有關，還與患者的交感神經、腎素-血管緊張素-醛固酮系統過度激活和心肌供氧-需氧失衡有關。上述因素對蛋白和膠原的合成過程造成影響，從而促進了右室重構，致使右室容積、縱向應變率及RVEF 均發生變化。4D-RV-Volume 技術擺脫了常規超聲心動圖二維平面勾勒右室內膜的限制，在四維空間內測定的RVFLS、RVSLS、RVFAC、RVEF 等指標更能夠準確反映高血壓病不同時期右室容積和局部室壁縱向應變變化，從而準確評價右室功能。李一丹等［14］研究發現右室縱向游離壁可反映肺動脈高壓患者右心功能；李勝男等［15］研究應用4D-RV-Volume技術評估系統性紅斑狼瘡患者右心功能，發現合并肺動脈高壓的系統性紅斑狼瘡患者RVEDV、RVESV、RVSLS均升高，RVFLS、RVFAC、RVEF均降低（均P<0.05），該研究認為4D-RV-Volume技術是評價系統性紅斑狼瘡患者右心功能的行之有效的新方法。另外，本研究發現4D-RV-Volume 技術所測RVEF 值與右室Tei 指數、PASP 均呈負相關（均P<0.05），與TAPSE 呈正相關（P<0.05）；Bland-Altman分析顯示，4D-RV-Volume 技術檢測右室RVEDV、RVESV、RVEF 在不同觀察者之間具有良好的一致性，表明該技術應用于原發性高血壓病患者右室結構和功能的評估具有較高的可靠性，在不同檢查者之間具有較好的可重復性。

本研究不足之處在于納入病例數較少，所得研究數據尚缺乏大樣本的數據對比，且未與評價右心功能的金標準心臟MRI 進行比較；另外，左室LVMI 與右心重構之間的關系也尚待進一步探討。

綜上所述，4D-RV-Volume 技術作為一項新的心臟超聲檢查技術，可定量評估原發性高血壓病患者右室結構和功能，為高血壓病患者病情評估和心血管并發癥的防治提供依據。