魏 穎，張 波

(同濟(jì)大學(xué)附屬東方醫(yī)院醫(yī)學(xué)超聲科，上海 200120)

近年來終末期心力衰竭(heart failure, HF)數(shù)量逐漸攀升。2018中國(guó)國(guó)際心力衰竭大會(huì)公布中國(guó)至少有1 000萬HF患者，已成為擁有HF患者最多的國(guó)家之一[1]。心臟移植是目前公認(rèn)治療終末期HF唯一有效的手段，但受限于心臟供體嚴(yán)重不足，使心臟輔助裝置從最初心臟移植術(shù)前支撐逐漸過渡為主要終點(diǎn)治療方式，可顯著提患者生存率、改善生活質(zhì)量，有望替代心臟移植成為治療HF的主要方法。

1 心臟輔助裝置

心臟輔助裝置包括全人工心臟(total artificial heart, TAH)和心室輔助裝置(ventricular assist device, VAD)。TAH替代整個(gè)自然心臟。VAD分為左心室輔助裝置(left ventricular assist device, LVAD)、右心室輔助裝置(right ventricular assist advance, RVAD)及雙心室輔助裝置(biventricular assist advance, BVAD)，承擔(dān)心室部分或全部泵血工作。LVAD主要包括血液流入管道、血泵、流出管道及外部控制器(電源)等，流入管道和流出管道分別連接于左心室心尖部和升主動(dòng)脈或降主動(dòng)脈，外部控制器在體外可控。血液通過流入管道進(jìn)入血泵，由血泵推動(dòng)送入流出管道至升主動(dòng)脈或降主動(dòng)脈，以部分或全部代替左心室泵血功能。LVAD的血泵主要有隔膜血泵和葉輪血泵。隔膜血泵是模擬自然心臟的體積泵，有單向瓣膜，使血液?jiǎn)蜗蛄鲃?dòng)。葉輪血泵為非仿生性葉片式血泵，有離心泵、軸流泵及混流泵3種。血泵包括脈沖式血流和連續(xù)式血流。脈沖式血流血泵提供脈沖式血流，在流入管道和流出管道中有單向瓣膜，增加血栓形成風(fēng)險(xiǎn)；連續(xù)性血流血泵提供軸向或離心性連續(xù)血流，無瓣膜，壓力較低時(shí)可保證較多血流量，臨床應(yīng)用較多。

植入LVAD后可能出現(xiàn)感染、出血、血栓形成、機(jī)械故障、心律失?；蛴倚氖宜ソ叩纫幌盗胁l(fā)癥，右心室衰竭死亡率較高，臨床出現(xiàn)相應(yīng)癥狀時(shí)，右心功能已明顯下降，即使積極治療也為時(shí)已晚。植入LVAD后早期預(yù)防和評(píng)估右心室衰竭是臨床亟待解決的問題[2-3]。

2 右心室解剖學(xué)結(jié)構(gòu)及病理生理學(xué)表現(xiàn)

右心室位于胸骨正后方，冠狀面呈三角形，橫切面呈月牙形，由流入道、流出道及心尖部肌小梁組成，而流入道和流出道不在同一水平面，難以用幾何模型模擬。右心室壁較薄，主要由內(nèi)、外層心肌組成，外層心肌為環(huán)形，與房室溝平行走行，于心尖部折返，形成縱向內(nèi)層心肌，貫穿心尖與右房室環(huán)之間。右心室心肌運(yùn)動(dòng)包含內(nèi)層心肌縱向收縮和外層心肌徑向運(yùn)動(dòng)。右心室舒張產(chǎn)生的抽吸作用加速右心室血液充盈，收縮從心底及心尖部開始向右心室流出道蠕動(dòng)，縱向內(nèi)層心肌牽拉下移向心尖部，并靠向室間隔，在室間隔協(xié)調(diào)作用下將右心室血液射向肺動(dòng)脈。右心室可通過增加心肌收縮力以適應(yīng)后負(fù)荷增加，通過Frank-Starling機(jī)制適應(yīng)容量前負(fù)荷增加。

右心室血供主要來自右冠狀動(dòng)脈，少數(shù)來自左冠狀動(dòng)脈前降支。右冠狀動(dòng)脈在收縮期和舒張期均有血流灌注。左、右心室共用室間隔，室間隔肌肉束互相交織呈螺旋狀，對(duì)雙心室功能均有影響，且雙心室結(jié)構(gòu)與功能互相影響[4-5]。

3 超聲心動(dòng)圖評(píng)估右心室功能

超聲心動(dòng)圖是評(píng)估右心室功能有效且無創(chuàng)的重要手段。

3.1 右心室常規(guī)超聲心動(dòng)圖參數(shù) 美國(guó)超聲心動(dòng)圖學(xué)會(huì)指南推薦，將二維超聲于以右心室為中心的心尖四腔心切面測(cè)量的舒張末期右心室基底段內(nèi)徑>42 mm、或中間段內(nèi)徑>35 mm、或右心室長(zhǎng)軸>86 mm定義為右心室擴(kuò)大；舒張末期右心室流出道內(nèi)徑>27 mm為異常；于劍下四腔心切面測(cè)量右心室下壁厚度>5 mm為右心室肥厚；以右心室為中心的心尖四腔心切面測(cè)量三尖瓣環(huán)徑>43 mm提示三尖瓣環(huán)徑增大，是預(yù)測(cè)右心室衰竭的重要指標(biāo)。

三尖瓣環(huán)收縮期位移(tricuspid annular plane systolic excursion, TAPSE)是目前臨床評(píng)估右心室縱向收縮功能障礙的指標(biāo)，TAPSE<17 mm提示右心室衰竭。三尖瓣環(huán)心肌運(yùn)動(dòng)受心率及心臟前、后負(fù)荷影響較小。組織多普勒成像測(cè)量三尖瓣環(huán)收縮期峰值速度<10 cm/s提示右心室收縮功能異常。

偏心指數(shù)(eccentricity index, EI)指平行于室間隔的左心室短軸與垂直于室間隔的左心室短軸的比值，正常收縮末期與舒張末期EI均接近1；右心室前負(fù)荷過重時(shí)，EI收縮末期接近1，舒張末期則明顯>1，右心室后負(fù)過重時(shí)，收縮期與舒張期EI均>1。

右心室面積變化分?jǐn)?shù)(right ventricular fractional area change, RVFAC)可判斷右心室長(zhǎng)軸方向收縮功能，RVFAC<35%時(shí)提示右心室收縮功能下降。實(shí)時(shí)三維超聲心動(dòng)圖可從不同角度和切面連續(xù)截取心臟圖像，重建右心室三維結(jié)構(gòu)，提高評(píng)估右心室功能的準(zhǔn)確性，右心室射血分?jǐn)?shù)(right ventricular ejection fraction, RVEF)<45%為異常。研究[6]顯示三維超聲心動(dòng)圖測(cè)量RVEF與MR測(cè)量結(jié)果相似。右心室心肌做功指數(shù)(right ventricular index of myocardial performance, RV-MPI)是評(píng)價(jià)右心室收縮及舒張功能的綜合性指標(biāo)，不受右心室前、后負(fù)荷，心率、肺動(dòng)脈舒張壓及三尖瓣反流等影響，可準(zhǔn)確定量反映右心室功能。

此外，評(píng)價(jià)右心室功能時(shí)，還需綜合考慮心肌收縮功能與后負(fù)荷的關(guān)系。有學(xué)者[7-8]用“右心室-肺動(dòng)脈耦合”評(píng)估右心室功能，后負(fù)荷不斷增加時(shí)，右心室通過增強(qiáng)收縮力(“耦合”)維持有效心輸出量。右心室收縮性即右心室收縮末彈性(end-systolic elastance, EeS)，可用右心室收縮末壓(end-systolic pressure, ESP)/收縮末期容積(end-systolic volume, ESV)比值表示；可根據(jù)有效動(dòng)脈彈性(effective arterial elastance, Ea)，即ESP/每搏輸出量(stroke volume, SV)比值估算右心室后負(fù)荷。右心室-肺動(dòng)脈耦合比為EeS/Ea，簡(jiǎn)化為SV/ESV，超聲測(cè)量相關(guān)指標(biāo)可有效預(yù)測(cè)右心室功能[8]。

3.2 超聲新技術(shù)參數(shù) 斑點(diǎn)追蹤顯像(speckle tracking imaging, STI)是基于高幀頻二維灰階圖像的超聲新技術(shù)。心肌細(xì)小結(jié)構(gòu)對(duì)入射超聲波產(chǎn)生散射，在圖像上形成散射斑點(diǎn)，逐幀追蹤某“斑點(diǎn)”對(duì)應(yīng)的心肌形變，可用應(yīng)變及應(yīng)變率評(píng)估心肌各節(jié)段變形能力。獲取STI信號(hào)不受心率及周圍組織牽拉的影響，無角度依賴，時(shí)間和空間分辨力均較好。有研究[9-10]采用STI定量分析心肌運(yùn)動(dòng)，發(fā)現(xiàn)正常人右心室中間段應(yīng)變和應(yīng)變率最大，右基底段、中間段和心尖段應(yīng)變和應(yīng)變率均大于左心室對(duì)應(yīng)心肌的應(yīng)變和應(yīng)變率[11]。右心室縱向應(yīng)變以右心室游離壁縱向應(yīng)變?yōu)橹?，后者與左心室射血分?jǐn)?shù)(left ventricular ejection fraction, LVEF)、TAPSE、RIMP及右心室壁厚度均呈正相關(guān)[12-13]，是右心室功能障礙的預(yù)測(cè)因子[14]。HF患者右心室游離壁應(yīng)變及應(yīng)變率降低，STI能準(zhǔn)確評(píng)估心肌組織功能，及早發(fā)現(xiàn)心肌細(xì)微病變[15]。

受限于右心室形態(tài)不規(guī)則和非向心性收縮，二維斑點(diǎn)追蹤技術(shù)(two-dimensional speckle tracking imaging, 2D-STI)不能完全跟蹤心肌斑點(diǎn)的空間運(yùn)動(dòng)[16]，右心室非縱向運(yùn)動(dòng)常易被忽略[17]。三維斑點(diǎn)追蹤技術(shù)(three-dimensional speckle tracking imaging, 3D-STI)是在三維空間追蹤心肌斑點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡，可評(píng)估右心室整體及局部心肌功能早期改變[18-19]。

心肌聲學(xué)造影利用造影劑清楚顯示心內(nèi)膜，與STI結(jié)合可定量評(píng)估心肌縱向、徑向及圓周方向形變及心室扭轉(zhuǎn)，從不同角度反映心肌缺血后心室各節(jié)段心肌運(yùn)動(dòng)及微循環(huán)灌注，聯(lián)合應(yīng)用負(fù)荷超聲心動(dòng)圖可評(píng)價(jià)負(fù)荷狀態(tài)下心肌運(yùn)動(dòng)及微循環(huán)灌注，提高診斷心肌缺血的敏感度。

血流向量成像技術(shù)(vector flow mapping, VFM)是可視化觀察向量圖、流線圖及渦流圖和量化分析心腔內(nèi)血流場(chǎng)的超聲新技術(shù)[20]。向量圖顯示心腔內(nèi)血流速度分布，流線圖顯示腔內(nèi)血流束起止、流向及血流性質(zhì)，渦流圖顯示血流中的渦流成分、渦流發(fā)生時(shí)間、形成位置及流量。馬小靜等[21]應(yīng)用VFM圖像觀察正常人右房室的血液流場(chǎng)變化，發(fā)現(xiàn)渦流描述參數(shù)能反映正常人右心心動(dòng)周期各時(shí)相變化規(guī)律。

3.3 超聲心動(dòng)圖于植入LVAD圍手術(shù)期評(píng)估右室功能 國(guó)際心肺移植學(xué)會(huì)機(jī)械循環(huán)支持(mechanical circulatory support, MCS)指南指出，對(duì)終末期HF患者須在植入LVAD前行超聲心動(dòng)圖評(píng)估是否是適應(yīng)證及能否受益[22]，并對(duì)其進(jìn)行危險(xiǎn)分層和有創(chuàng)心腔充盈壓評(píng)估。右心室功能對(duì)評(píng)估病情、選擇治療方案及預(yù)后評(píng)價(jià)均至關(guān)重要[23]，是預(yù)測(cè)HF患者死亡率的獨(dú)立因素[24]。超聲心動(dòng)圖對(duì)評(píng)估植入LVAD圍手術(shù)期右心室功能具有重要價(jià)值[25-27]。

植入LVAD后急性右心室衰竭發(fā)生率為10%～30%，即使積極采取右心輔助治療，死亡率仍較高，多數(shù)學(xué)者認(rèn)為原因在于外界血泵協(xié)助降低左心室后負(fù)荷，以改善左心室心肌供血、促進(jìn)左心室收縮功能恢復(fù)，增加了左心室心輸出量及回心血量；而收縮期LVAD負(fù)壓作用使室間隔向左偏移，左心室變小，三尖瓣環(huán)運(yùn)動(dòng)減少，導(dǎo)致右心室形態(tài)改變和功能障礙。植入LVAD后不同泵速對(duì)右心室的影響不同，伴隨泵速增加，室間隔左移加重，室間隔對(duì)右心室的牽拉下降，加重潛在的右心室衰竭概率。國(guó)際心肺移植協(xié)會(huì)建議，植入LVAD后應(yīng)調(diào)整泵速，使室間隔保持在中線位置，以充分卸載左心室負(fù)荷；而超聲心動(dòng)圖可實(shí)時(shí)觀察室間隔位置變化。

TAPSE是植入LVAD前右心室衰竭的預(yù)測(cè)因子。PUWANANT等[28]發(fā)現(xiàn)植入LVAD后右心室衰竭患者TAPSE較術(shù)前明顯減低，提示測(cè)量TAPSE有助于早期識(shí)別右心室衰竭。MILANO等[29]發(fā)現(xiàn)植入LVAD后三尖瓣反流嚴(yán)重程度是術(shù)后右心衰竭的重要預(yù)測(cè)因素，故建議對(duì)術(shù)前存在中重度三尖瓣反流者先行三尖瓣成形術(shù)。MALINOWSKI等[30]采用超聲心動(dòng)圖評(píng)估健康綿羊心臟模型植入LVAD后右心室功能及容積變化，發(fā)現(xiàn)急性植入LVAD后室間隔向左移位，右心室直徑增加，但三尖瓣環(huán)運(yùn)動(dòng)或右心室形態(tài)未改變，提示急性左心室卸載負(fù)荷并不足以造成三尖瓣環(huán)動(dòng)力學(xué)改變。

4 小結(jié)

超聲心動(dòng)圖可在植入LVAD治療HF過程中有效評(píng)估右心室功能改變，多個(gè)參數(shù)相結(jié)合可為制定治療方案提供影像學(xué)依據(jù)。