經胸實時三維超聲心動圖評估特發性肺動脈高壓患者三尖瓣幾何構型的價值

王亞文 牛麗莉 劉冰洋 陸敏杰 熊長明 韓寧 王浩 吳偉春 朱振輝

目的：研究經胸實時三維超聲心動圖在評估特發性肺動脈高壓（IPAH）患者的三尖瓣幾何構型中的應用價值。

方法：前瞻性入選2017年9月至2018年12月在中國醫學科學院阜外醫院就診的IPAH 患者30 例（為IPAH 組），健康志愿者15 例為對照組。所有研究對象均行經胸二維及三維超聲心動圖檢查，并使用四維自動三尖瓣定量（4D Auto-TVQ）在聚焦右心室切面分析三尖瓣結構。肺動脈高壓患者均在超聲心動圖檢查后48 h內采用右心導管檢查確診。

結果：IPAH 組的三尖瓣形態學參數瓣環面積、瓣環周長、四腔心直徑、瓣葉結合點高度、幕狀區最大高度和幕狀區容積均顯著大于對照組（P 均＜0.05）。與對照組相比，IPAH 組瓣環收縮期位移明顯更?。≒ ＜0.05）。兩組的瓣環面積變化率和兩腔心直徑差異均無統計學意義（P 均＞0.05）。IPAH 患者的三尖瓣幕狀區最大高度和瓣葉接合點高度均與右心室舒張末期容積具有良好相關性（r=0.710、 0.515，P 均＜0.05）；瓣環周長、四腔心直徑和瓣環面積均與右心房收縮末期容積具有良好相關性（r=0.712、 0.558、 0.545，P 均＜0.05）。

結論：IPAH 患者三尖瓣幕狀區最大高度、瓣葉接合點高度和幕狀區容積明顯增大，三尖瓣環擴張主要體現在四腔心切面直徑。三尖瓣幕狀區高度與右心室容積相關，而三尖瓣環尺寸與右心房容積相關。

肺動脈高壓是由多種原因引起的肺動脈壓力增高、肺血管重構的疾病[1]，其中特發性肺動脈高壓（IPAH）病因不明、起病隱匿，是預后較差的一類疾病[2-3]。肺動脈高壓進展逐步引起右心室后負荷增加，右心室擴大和三尖瓣環擴張，出現功能性三尖瓣反流，三尖瓣反流加重進一步導致右心室重構、乳頭肌移位和三尖瓣葉栓系，從而形成惡性循環，最終導致心力衰竭和死亡[4-5]。在肺動脈高壓進展過程中，三尖瓣幾何構型的改變發揮重要作用。然而三尖瓣結構復雜且高度動態[6]，傳統二維超聲心動圖不能反映三尖瓣環真實大小以及三尖瓣幕狀區整體形態。三維超聲心動圖能夠克服角度依賴性，無需幾何學假設，能準確反映三尖瓣的真實大小[7-8]。本研究旨在通過經胸實時三維超聲心動圖評估IPAH患者的三尖瓣空間幾何構型，同時探索右心房、右心室大小對三尖瓣形態改變的影響，從而為臨床治療和隨訪評估提供參考。

1 資料與方法

1.1 研究對象

本研究為前瞻性研究，納入了2017年9月至2018年12月于我院就診的IPAH 患者30 例（為IPAH 組）和健康志愿者15 例（為對照組）。納入標準：（1）年齡>18 歲；（2）臨床診斷為IPAH；（3）超聲心動圖和右心導管檢查時間間隔<48 h。排除標準：（1）存在房間隔缺損、室間隔缺損等心內分流；（2）心律不齊；（3）左心疾病或瓣膜性心臟??；（4）嚴重心力衰竭；（5）腎或肝衰竭；（6）圖像質量差。本研究通過中國醫學科學院阜外醫院倫理委員會批準（批號：2018-1063），所有參與者均簽署了書面知情同意書。

1.2 經胸二維超聲心動圖和經胸實時三維超聲心動圖檢查

經胸二維超聲心動圖：使用GE Vivid E9 彩色多普勒超聲診斷儀，S5-1 二維探頭，頻率2～5 MHz。受試者取左側臥位，連接心電圖，于平靜呼吸下行常規超聲心動圖檢查，采集心尖四腔心切面、聚焦右心室心尖四腔心切面，獲得較滿意二維圖像后，連續采集5 個以上心動周期的圖像。根據美國超聲心動圖學會標準[9]測量右心室舒張末期內徑、右心房左右徑、右心室面積變化分數、三尖瓣環收縮期位移、三尖瓣反流速度、三尖瓣舒張早期血流峰值流速（E 峰）與舒張晚期血流峰值流速（A 峰）的比值（E/A）。

經胸實時三維超聲心動圖：使用GE Vivid E9 彩色多普勒超聲診斷儀，4V 三維探頭，頻率1.5～4.0 MHz。囑患者屏氣，于聚焦右心室的心尖四腔心切面行實時三維容積成像，使圖像完整包括三尖瓣、右心房及右心室結構，以圖像幀頻≥12 幀/s 采集4～6 個心動周期。運用EchoPAC 204 軟件四維自動三尖瓣定量（4D Auto-TVQ）分析獲得三尖瓣形態學參數：瓣環面積、瓣環面積變化率、瓣環周長、四腔心直徑、兩腔心直徑、瓣環收縮期位移、瓣葉接合點高度、幕狀區最大高度和幕狀區容積（圖1）；四維自動右心室定量（4D Auto-RVQ）分析獲得右心室舒張末期容積（RVEDV）和右心房收縮末期容積（RAESV）。

圖1 4D Auto-TVQ 測量三尖瓣形態學參數示意圖

1.3 統計學方法

采用 SPSS 25.0 軟件進行統計學分析。運用Shapiro-Wilk 檢驗對變量進行正態性檢驗。正態分布的計量資料以±s表示，用t檢驗比較組間差異，非正態分布的計量資料以M（四分位數間距）表示，采用 Mann-WhitneyU檢驗比較組間差異。計數資料用例（%）表示，兩組間比較采用 χ2檢驗或 Fisher 精確檢驗。三尖瓣形態學參數與RVEDV、RAESV 和右心導管肺動脈平均壓（mPAP）間的相關性分析采用Person 或 Spearman 相關分析法（r<0.3 為無顯著相關性，0.3 ≤r<0.5 為低度相關，0.5 ≤r<0.8 為中度相關，r≥ 0.8 為高度相關）。P<0.05 為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 兩組臨床資料和經胸二維超聲心動圖參數比較（表1）

表1 兩組臨床資料及二維超聲心動圖參數比較（±s）

表1 兩組臨床資料及二維超聲心動圖參數比較（±s）

注：IPAH：特發性肺動脈高壓；NT-proBNP：N 末端B 型利鈉肽原；E/A：三尖瓣舒張早期血流峰值流速（E 峰）與舒張晚期血流峰值流速（A 峰）的比值。*：以M（四分位數間距）表示。-：無。

項目對照組(n=15)IPAH 組(n=30)P 值年齡(歲)38.40±12.8334.30±8.890.217男性[例(%)]4(26.7)9(30.0)0.816體表面積(m2)*-1.55(0.27)-體重指數(kg/m2)-22.11±3.58-NT-proBNP(pg/ml)*-915.95(2 133.88)-6 分鐘步行距離(m)-411.32±106.00-WHO 功能分級[例(%)]Ⅰ級-2(6.6 )-Ⅱ級-14(46.7 )-Ⅲ級-14(46.7 )-經胸二維超聲心動圖參數右心室舒張末期內徑(mm)22.27±2.6034.47±7.35<0.001右心房左右徑(mm)33.87±4.2646.71±13.07<0.001右心室面積變化分數(%)44.00±11.5128.65±8.92<0.001三尖瓣環收縮期位移(mm)22.14±2.4815.46±2.77<0.001三尖瓣反流速度(m/s)1.98±0.454.42±0.78<0.001三尖瓣E/A 1.45±0.521.24±0.370.161

IPAH 組中，28 例（93.4%）患者為WHO 功能分級Ⅱ～Ⅲ級。IPAH 組的右心室舒張末期內徑[（34.47±7.35）mm vs.（22.27±2.60）mm]、右心房左右徑[（46.74±13.07）mm vs.（33.87±4.26）mm]和三尖瓣反流速度均大于對照組（P均<0.001）；右心室面積變化分數和三尖瓣環收縮期位移均小于對照組（P均<0.001）。

2.2 兩組經胸實時三維超聲心動圖三尖瓣形態學參數比較（表2）

表2 兩組經胸實時三維超聲心動圖三尖瓣形態學參數比較（±s）

表2 兩組經胸實時三維超聲心動圖三尖瓣形態學參數比較（±s）

注：IPAH：特發性肺動脈高壓。

項目對照組(n=15)IPAH 組(n=30)P 值瓣環面積(cm2)9.46±2.4112.22±2.730.001瓣環面積變化率(瓣環周長(cm)四腔心直徑(cm)%)17.83±6.7315.88±5.600.339 11.01±1.3812.28±1.700.001 3.31±0.463.97±0.600.001兩腔心直徑(cm)3.43±0.643.65±0.500.187瓣環收縮期位移(cm)1.16±0.320.81±0.22<0.001瓣葉接合點高度(cm)0.62±0.241.04±0.24<0.001幕狀區最大高度(cm)0.60±0.131.05±0.20<0.001幕狀區容積(ml)1.87±0.853.76±1.48<0.001

IPAH 組的瓣環面積、瓣環周長、四腔心直徑、瓣葉結合點高度、幕狀區最大高度和幕狀區容積均顯著大于對照組（P均<0.05）。與對照組相比，IPAH 組瓣環收縮期位移明顯更?。≒<0.001）。兩組的瓣環面積變化率和兩腔心直徑差異無統計學意義（P均>0.05）。

2.3 IPAH 患者的三尖瓣形態學參數與RVEDV、RAESV 的相關性分析（表3）

表3 IPAH 患者的三尖瓣形態學參數與RVEDV、RAESV 的相關性分析（n=30）

幕狀區最大高度（r=0.710）、瓣葉結合點高度（r=0.515）均與RVEDV 中度相關，瓣環周長（r=0.456）、幕狀區容積（r=0.452）均與RVEDV 低度相關，四腔心直徑與RVEDV 無顯著相關性；瓣環面積（r=0.545）、瓣環周長（r=0.712）、四腔心直徑（r=0.558）均與RAESV 中度相關，幕狀區最大高度、瓣葉結合點高度和幕狀區容積與RAESV 無顯著相關性。

2.4 IPAH 患者的三尖瓣形態學參數與mPAP 的相關性分析（表4）

表4 IPAH 患者的三尖瓣形態學參數與mPAP 的相關性分析（n=30）

瓣環收縮期位移（r=-0.475）與mPAP 低度相關，瓣環面積、瓣環面積變化率、瓣環周長、四腔心直徑、兩腔心直徑、瓣葉接合點高度、幕狀區最大高度和幕狀區容積均與mPAP 無顯著相關性。

3 討論

三尖瓣重構和三尖瓣反流進展與肺動脈高壓患者右心室重構和不良預后密切相關[4]，準確評估肺動脈高壓患者三尖瓣構型改變對疾病進展的病理生理機制以及患者病情的綜合評估具有潛在意義。Muraru 等[10]對280 例功能性三尖瓣反流患者的三尖瓣構型進行比較分析，發現不同原因所致功能性三尖瓣反流患者在三尖瓣重構方面存在一定差異。然而近年來研究多集中在左心系統疾病相關功能性三尖瓣反流患者三尖瓣的形態學改變，關于IPAH 患者三尖瓣構型特征的研究仍然較少。

現有指南推薦在二維超聲心動圖心尖四腔心切面測量評估三尖瓣[11-12]，然而三尖瓣環呈馬鞍形，結構復雜[6-7]，傳統二維超聲心動圖容易低估三尖瓣環真實大小，此外二維超聲心動圖沒有可重復的評估三尖瓣的四腔心切面[13-14]，Praz 等[14]研究發現二維超聲心動圖和CT 在測量瓣環周長和面積方面一致性較差。三維超聲心動圖能夠克服平面和角度依賴性，較為真實地反映三尖瓣環空間構型，有研究顯示4D Auto-TVQ 分析獲得的三尖瓣環周長及面積與CT 測量結果一致性好[15]，此外，三維超聲心動圖可以綜合評估三尖瓣葉栓系的高度和容積。

Utsunomiya 等[12]對147 例功能性三尖瓣反流患者和50 例健康者的三尖瓣結構進行比較分析，發現功能性三尖瓣反流患者的三尖瓣環直徑明顯增大。Medvedofsky 等[4]研究進一步發現隨著三尖瓣反流程度的進展，肺動脈高壓患者的三尖瓣環直徑進一步增加。本研究發現，IPAH 患者的三尖瓣環四腔心直徑顯著增加，而兩腔心直徑與健康人無明顯差異。Muraru 等[10]和Guta 等[16]均提出，右心房容積增大是三尖瓣環擴大的主要機制。本研究結果同樣顯示，三尖瓣環面積和周長與RAESV 的相關性均大于RVEDV。此外，本研究還發現三尖瓣環四腔心直徑與RAESV 中度相關，而與RVEDV 無顯著相關性。

隨著肺動脈高壓進展，右心室逐漸擴大，乳頭肌向側方及心尖方向移位，由于腱索牽拉瓣葉，導致三尖瓣葉栓系和向心尖方向幕狀突起[17-18]，三尖瓣栓系是肺動脈高壓相關功能性三尖瓣反流的主要機制[10,17]。三維超聲心動圖在評估三尖瓣栓系的方面具有明顯優勢，可以綜合評估三尖瓣栓系高度和容積。本研究結果顯示IPAH 患者三尖瓣幕狀區最大高度、瓣葉接合點高度和幕狀區容積均顯著高于對照組，并且隨著RVEDV 增加，三尖瓣幕狀區最大高度、瓣葉接合點高度和幕狀區容積均呈增大趨勢。

本研究具有一定的局限性，首先本研究針對IPAH，樣本量較小且為單中心研究，后續研究應納入多種亞型肺動脈高壓患者，擴大樣本量，進一步驗證肺動脈高壓患者三尖瓣空間構型特點以及其與右心房、右心室的相關關系。其次，本研究主要納入WHO 功能分級Ⅱ～Ⅲ級的IPAH 患者，未來應進一步明確WHO 功能分級Ⅰ級的IPAH 患者三尖瓣構型特征。此外，本次研究未與CT 或心臟磁共振成像對照，評估4D Auto-TVQ 三尖瓣形態學參數的準確性。

綜上，本研究初步探討了IPAH 患者三尖瓣環和三尖瓣葉栓系的形態學特征，并進一步分析了三尖瓣構型與右心房、右心室容積的相關關系，為更好地理解IPAH 患者三尖瓣重構的病理生理機制提供了一定的參考意義，為臨床更加全面評估右心結構和改善治療策略提供參考。

利益沖突：所有作者均聲明不存在利益沖突