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超声评估右心功能

 书道行 2023-06-17 发布于黑龙江

右心室的解剖结构

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      与左心室相比,右心室有非常明显的解剖结构。它由以下3个部分组成:包括三尖瓣(TV)的入口,带有肺动脉瓣的出口或下腔,以及一个小梁状的心尖。心房至少有3块乳头肌,一个包含右束支的调节带和一个称为室上肌的心肌褶皱。RV心肌纤维在浅层呈环状排列,在深层呈纵向排列,导致从入口到出口以及从游离壁到室间隔的收缩。RV的收缩更多的是依靠纵向缩短,而不是像LV那样的扭转和旋转运动。RV的正常冠状动脉灌注发生在收缩期和舒张期,而LV则主要在舒张期灌注。在子宫内RV和LV的壁厚是相等的,然而,一旦出生时脐带被夹住,肺血管阻力(PVR)迅速降低,RV的壁厚就会逆转。因此,RV是一个薄壁和新月形的心室,而LV是厚壁和子弹形的。这一特点使RV对容量过负荷的反应更好,但对压力负荷的反应更差,这一点与LV不同。两个心室共享室间隔(IVS),并包含在同一个心包内;这些共同点决定了它们之间的相互依赖性。

生理学

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      RV功能应与肺动脉(PA)功能一起检查。RV和肺动脉形成一个心肺单位,其功能由两部分组成:RV收缩力和肺动脉负荷,这也被称为RV后负荷。在功能正常的RV中,这两个部分是 '耦联 '的。这种 'RV-PA耦联 '保证了RV负荷向动脉负荷的有效能量转移。表达心房收缩力的金标准是收缩末期弹性(Ees)。弹性描述了在给定的容积变化中压力的变化,是弹性室的一个属性。Ees与负荷无关,由心肌细胞的收缩力和心肌肥大决定。

     PA 负荷由以下两个要素组成:稳定负荷和脉动负荷。PVR 是脉动负荷的稳定负荷和肺动脉顺应性 (PAC) 的表达。PVR 和 PAC 是反相关的。PAC 是 PA 扩张性的量度,可能对早期疾病更敏感。包含所有组件的总 PA 负荷的计算具有挑战性,但最好由有效动脉弹性 (Ea) 表示。有不同的方法来计算 Ees、PVR、PAC、Ea 和 RV-PA 耦联,这些方法在本综述的“有创血流动力学”部分进行了描述。

压力过大的RV中的病理生理学变化

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    本综述将着重于评估肺动脉高压(PAH)的RV功能,这是一个典型的压力负荷RV的例子。在PAH中,肺小动脉的增生性变化可能导致PAC的减少和随后的PVR的增加。RV通过同心肥大来适应增加的后负荷,这可使其收缩力提高4至5倍,因此 'RV-PA耦联 '将被维持。然而,随着PAH的发展,进一步的RV肥大是不可行的,RV开始扩张,因为这是通过Frank-Starling机制保持每搏量(SV)的唯一方法。RV扩张会增加室壁应力和耗氧量,并通过以下两种机制引发缺血:在壁内压力增加的情况下,氧需求增加和灌注减少。RV扩张的另一个后果是通过三尖瓣环的拉伸发展功能性三尖瓣反流(TR),这导致RV容积负荷和进一步扩张。此外,IVS在收缩期向左心室移动,导致室间不同步、左心室充盈不足和心肌细胞萎缩。因此,在PH值中,更准确的说法是双心室,而不是仅仅指RV功能障碍和衰竭。

右心衰竭的病因学

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     右心衰竭(HF)是一种综合征,其特点是RV-PA单元的结构和/或功能改变,导致肺循环的血流不理想。其原因总结于表1。存在一种以上的病理或机制是很常见的。

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评估RV功能

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        超声心动图是评估心脏结构和功能的既定工具,可用于诊断、监测和治疗指导。超声心动图的广泛性、多功能性和相对容易使用性使其成为一项基本的调查。它的局限性包括对RV各方面的观察不完全,某些受试者的回声性差,重复性比心脏磁共振低。此外,负荷条件(如高心输出量状态和明显的TR)、呼吸衰竭和使用正性肌力药或有创通气可能会影响右室功能,在评估时应加以考虑。超声心动图可以对RV功能进行定性和定量的评估。二维成像、M型、多普勒、组织多普勒成像(TDI)和彩色血流图是标准方法,而应变和三维超声心动图在诊断和预后方面已经获得了重要的证据基础。通常情况下,没有一个参数是足够的,需要一个整体的方法,而RV评估的协议和数据集已经公布。

       RV的复杂几何形状和胸骨后位置使其成像具有挑战性。在标准的二维成像中,应使用房室聚焦心尖四腔视图(RVf4C)而不是传统的四腔视图作为标准断层平面来测量RV大小和功能的线性指标。在这个视图中,与传统视图相比,RV尺寸系统性地较大,变异性较低。基底RV直径>42mm和/或RV:LV比例>1表明RV扩张。最近的数据支持正常的基础RV尺寸,男性>47mm,女性>43mm。下文将讨论RV功能的指标。尽管在本综述中没有讨论,但三尖瓣和肺动脉反流速度的连续波(CW)多普勒可以估计PA压力,是评估RV的一个重要部分。此外,RVOT的脉冲波(PW)多普勒可以检测到PVR的升高;短的PA加速时间和收缩期中段的缺口表明波反射增加。在全面的RV评估中,评估RV近端(右心房)和远端(PA)以及左心和心包也很重要。

区域性RV功能的评估

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TAPSE

     三尖瓣收缩平面位移(TAPSE)被定义为M型超声心动图在收缩期侧向环的三尖瓣位移(距离通常以毫米表示)(图1)。它简单且可重复,但与负荷和角度有关。它是以高扫描速度(100mm/s)从边缘到边缘测量的。在TR的情况下,由于容量负荷,它可能成为假性正常化,建议使用其他指数,如应变或RV射血分数(RVEF)。异常的TAPSE被定义为<17mm。根据我们的经验,TAPSE往往是PH值最后恶化的RV功能指标,尽管在这之前通常有严重的径向功能下降。TAPSE已被证明与放射性核素心室造影和MRI确定的RVEF密切相关,并且它是PH和其他心血管疾病的一个强有力的预后标志。然而,它只能评估基底RV游离壁的纵向功能,而不是全局RV功能。

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图1,超声心动图参数用于定量评估RV功能。A 三尖瓣环面收缩期偏移(TAPSE),B 用组织多普勒成像测量的右心室收缩波速度(RV S′),C 用三维超声心动图测量的右心室射血分数(3DE RVEF),D 分数面积变化(FAC),E 二维右心室整体纵行应变(GLS)。

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RV 收缩波速度 (S')

      S' 是外侧三尖瓣环的收缩期峰值速度(图 1)。它是用 PW-TDI 测量的。它与 TAPSE 一样依赖于角度和负荷,并且超声波束应与外侧 TV 瓣环对齐。它是 RV 基部纵向功能的量度。它已被证明与 MRI 衍生的 RVEF 适度相关,并具有预后价值。异常 S' 定义为 < 9.5 cm/s。

全局性RV功能的评估

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RV FAC

       RV FAC 在 RVf4C 视图中进行评估。它需要在收缩末期和舒张末期手动记 RV 心内膜区域(图 1)。它应该包括乳头肌、小梁和调节带。FAC 定义为(舒张末期面积)-(收缩末期面积)/舒张末期面积,并以百分比表示。FAC 异常定义为 < 35%,而英国指南规定异常为男性 < 30% 和女性 < 35% 。

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RVLS 

      应变是衡量心肌变形的一个无量纲指标。心房纵向应变(RVLS)是收缩期心房底部和顶点之间纤维的纵向缩短,以负百分比表示。它是通过使用二维斑点跟踪来测量的。它在很大程度上取决于心内膜/心肌边界的成像质量,应在RVf4C视图中以高帧率测量。一个标准化的采集方案已经发表。全局性的RVLS可以用三个节段(RV游离壁)或六个节段(游离壁和IVS)来测量,因为这比节段性的数值更为标准化。与TAPSE和S′相比,RVLS对角度和负荷的依赖性较小,受平移运动的影响较小,可重复性较好,同时它可以识别亚临床功能障碍,并有既定的预后作用。然而,它忽略了RVOT的贡献,而且数值受供应商特定软件的影响。目前,还没有普遍认同的参考范围;然而,RVFWLS>-20%可被视为异常,其值>-15%可识别出严重下降的患者。RVLS是MRI得出的RVEF的最佳超声心动图相关指标。RVLS在心力衰竭、PH值、先天性心脏病、心肌病和三尖瓣反流中显示出诊断和预后作用。三维RV应变成像在概念上很吸引人,但它的临床效用还不太确定。

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3DE

    在过去的十年中,三维超声心动图(3DE)的改进使其被纳入到左心的评估中。这也使得三维超声心动图作为一种有前途的新的RV成像方式的数据集不断增加。3DE可以规避二维参数的大部分限制,并计算出RVEF,这是衡量全RV功能的最佳方法。3DE具有独特的优势,可以同时评估右心的几个方面,包括容积、功能、射血分数和TV形态。3DE得出的RVEF与MRI密切相关。在PH值中,3DE已经描述了RV的几何形状、RV重塑的模式、血流动力学和RV-PA耦联,并与结果相关。3DE的局限性包括依赖于良好的图像质量(高达25%的病例不可行),常规心率,需要特定的昂贵的硬件和软件,时间和专业知识。

超声心动图评估RV-PA耦联

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TAPSE:PASP 比率

     该比率首先被提出并作为 RV-PA 耦联的替代指标在一系列 HF 患者中被提出和评估,并显示出独立于 LV 功能障碍严重程度的预后作用。TAPSE:PASP 比率也在毛细血管前 PH 中进行了测试,其中它 与血流动力学相关,是生存的独立预测因子。TAPSE:PASP 已在一小组严重 PAH 患者中通过侵入性 RV 压力容积 (P-V) 分析得到验证。因此,TAPSE:PASP 比率已被纳入 2022 ESC/ERS PH 指南的风险评估算法,并在系统性硬化症患者疑似 PH 中具有潜在作用。其局限性与根据 TR 射流速度和 IVC 剖面对 PASP 的不完整/不准确估计有关。

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RVFWLS:PASP比值

      最近的一项研究强调了基线 RV 游离壁纵向应变 RVFWLS:PASP 比率在毛细血管前 PH 患者中的独立预后作用。一个独立小组的初步分析使用侵入性 P-V 环分析在一个小队列中为该参数提供了一些回顾性验证。

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应变超声心动图

     上述所有指标都可以在静止状态和峰值压力(运动或使用多巴胺)后进行评估。迄今为止,大多数数据来自健康志愿者,但也有一些中小型研究评估了RV收缩力储备在PH、瓣膜疾病和HF患者中的预后作用。

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