右心室-肺动脉耦合对肺动脉高压患者生存预后的预测价值

作者:张刚成[1] 
单位:武汉亚洲心脏病医院[1]

  肺动脉高压 (Pulmonary Arterial Hypertension, PAH) 是一类以肺血管阻力进行性升高为主要特征的疾病。右心功能衰竭是导致PAH患者死亡的重要原因,然而目前临床尚缺乏能简便准确测定右心室功能,并提供实用性参数的方法。近年来,考虑右室功能与其循环的匹配性,国外有学者研究提出了“心室-血管耦合”这一概念[1]。简单来说,人体射血末期的心室弹性,即收缩末期弹性(Ees)与血管弹性(Ea)通过动态调整以维持最优的耦合关系。这种心室-血管的最优耦合关系是心室向血管进行有效能量传输的保障[2]。在病理情况下,心室和血管弹性会发生相应变化,两者间的能量传输效率降低,表现为心室-血管无法达到最佳耦合关系。通过量化心室-血管交互作用与理想耦合之间的关系,有学者利用右室-肺动脉耦合[3],进行右室功能评估。在右室-肺动脉耦合的临床应用探索中,不同研究团队侧重点不尽相同。Sagawa等人[4]认为,衡量肺动脉高压患者右室功能的指标,必须涵盖收缩力和后负荷,而右室收缩力的参考指标通常为右室收缩末期弹性,右室后负荷的参考指标为动脉弹性;Rebecca等人[5]发现在校正年龄、性别及WHO心功能分级后,右室每博量与收缩末期容积之比是预测肺动脉高压患者非移植存活率唯一的指标。然而,目前计算右室-肺动脉耦合系数的方法较多,且需要的检测方法及有效参数也有所不同,如何提供稳定有效的计算方法仍需要探究。


  因此,本研究旨在通过右心导管(Right Heart Catheterization, RHC)与心脏核磁共振(Cardiac Magnetic Resonance, CMR)检查测得的数据,运用不同方法计算PAH患者的右室-肺动脉耦合,并研究其与患者预后的关系,探索该方法用于预测肺动脉高压患者生存预后的临床意义,为临床工作提供一种更为简便实用的参考指标。


研究对象与方法


  1、研究对象及检查方法


  回顾性纳入2015年1月-12月在武汉亚洲心脏病医院确诊为PAH的患者64例,患者平均年龄33±13岁,男19名,女45名。筛选接受右心导管检查,并于右心导管检查后48小时内行心脏核磁共振检查的PAH患者50例用于后续分析。肺动脉高压诊断依据2015年欧洲心脏病学会(ESC)肺动脉高压诊疗指南[6],即经右心导管检查:静息状态下平均肺动脉压力(mPAP)≥25mmHg,且肺小动脉楔压≤15mmHg,肺血管阻力(PVR)>3wood 单位。排除有心脏核磁共振检查绝对禁忌患者、严重全身性疾病患者。收集患者临床相关指标用于分析,包括一般临床信息、血流动力学参数及心脏核磁检查指标。随访记录患者在右心导管术后两年内不良事件的发生情况,当患者发生不良事件或右心导管术后2年,随访结束。不良事件定义为全因死亡、病情恶化再入院及病情恶化调整用药等。


  2、右心室-肺动脉耦合(Ees/Ea)计算方法

 

  右心室-肺动脉耦合目前主要根据压力-容积环,采用两种方法进行计算:“压力法”和“容积法”[7]。压力法又称为单次心跳方法,由Takeuchi[8]首次提出。Ees理论上作为最大等容压力(Pmax)到收缩末期点的斜率,即Ees=(Pmax-ESP)/SV,Ea是压力-容积环上收缩末期点到舒张末期点的斜率。其中,Pmax为最大等容压力,由于等容收缩的压力波形近似于正弦波,因此可根据右室压力波形图应用正弦曲线拟合得出,Pmax估算为正弦波的峰值。假设舒张末期右室压力为0,则动脉弹性Ea可估算为ESP/SV。因此,压力法计算公式为:


  容积法由Sanz’s提出[9],即将经CMR检查获得的标准心脏四腔心、三腔心、两腔心、右室短轴自基底段至心尖段CINE图像,导入CVI 42软件工作站(Circle Cardiovascular Imaging 42,Canada)进行容积定量分析。利用右室短轴CINE图像得到右室收缩末期容积(ESV)及舒张末期容积(EDV),分别对应右室收缩末期压力(ESP)和舒张末期压力(EDP)。利用肺动脉短轴VENC图像得到收缩期肺动脉口流量,得到每搏输出量(SV)。而Ees=ESP/ESV,Ea=ESP/SV,因此,容积法计算公式为:

 

  3、统计学分析


  所有数据采用SPSS 22.0进行分析。服从正态分布的计量资料采用均数±标准差进行描述,偏态分布资料采用中位数(四分位数间距)进行描述。采用单因素及多因素Cox比例风险回归法评估PAH患者生存时间的影响因素。采用Kaplan-Meier生存分析比较不同组别生存时间的差异。P<0.05为差异有统计学意义。


结果

 

  1、患者基本信息


  本研究共纳入64例患者,其中50例患者有完整右心导管和心脏核磁共振检查资料,纳入最终分析。50例研究对象中,男性15例,女性35例。平均年龄为31±13岁。其中,先天性心脏病相关性肺动脉高压患者32例,特发性肺动脉高压患者10例,结缔组织病相关性肺动脉高压患者4例,慢性血栓栓塞性肺动脉高压患者1例,其他肺动脉高压患者3例。WHO心功能分级Ⅰ、Ⅱ级共32例,Ⅲ、Ⅳ级共18例。6分钟步行距离400± 120米。血流动力学参数、右室容积参数及右室-肺动脉耦合数据详见表(1)。

 


  注:mPAP,平均肺动脉压力;Pmax,右室最大压力;RVESP,右心室收缩末压;RVEDP,右心室舒张末压;PVR,肺血管阻力;CO,心输出量;RVEDV,右心室舒张末容积;RVESV,右心室收缩末容积;RVEF,右心室射血分数;SV,每博量;Ees/Ea(p),压力法计算的Ees/Ea;Ees/Ea(v),容积法计算的Ees/Ea。


  2、生存时间影响因素分析


  将血流动力学参数、右室容积参数及右室-肺动脉耦合参数纳入单变量Cox比例风险回归模型,结果显示Pmax、RVESP及Ees/Ea(v)与肺动脉高压患者发生不良事件显著相关。随后,将单因素分析中有统计学意义的因素纳入多因素Cox回归分析,结果显示仅Ees/Ea(v)是影响生存时间的独立危险因素(O R =0.084, 95% CI为0.009-0.814, p=0.032)(表2)。

 


  3、生存预后分析

 

  随访时间为2年,共计14例(28%)患者发生终点事件,其中3例患者死亡,11例患者临床恶化(8例病情恶化再入院,3例病情恶化调整用药)。进一步,将患者按Ees/Ea(v)中位数进行分组,比较组间生存时间的差异。结果显示,容积法Ees/Ea≤0.67的肺动脉高压患者更易发生不良预后(Log Rank检验值=5.398,p=0.020)(图1)。Ees/Ea(v)>0.67的肺动脉高压患者两年生存率显著高于Ees/Ea(v)≤0.67的肺动脉高压患者(86.7% VS 50%),差异有统计学意义(P=0.003)。

 


图1  肺动脉高压患者2年生存曲线


讨论

 

  肺动脉高压是一类以肺动脉进行性闭塞导致肺血管阻力逐渐升高进而发生右心室衰竭的一种恶性肺血管疾病,患者大多数以活动耐力下降为首发症状,预后差,致死率较高。右心导管是衡量右室功能与效率的金指标,虽然测量的压力和肺血管阻力是诊断肺血管疾病的重要工具,但这些指标无法客观充分的反映右室功能,其用于PAH患者预后的预测价值有限。右心室容积和功能参数是心血管系统疾病的重要评价指标,心脏核磁共振被认为是评价心腔容积和功能最准确的方法。将右心导管检查与心脏核磁共振检查相结合,相关指标用以预测肺动脉高压患者的生存预后,是本研究的初始动机和主旨。


  基于压力-容积关系计算右室-肺动脉耦合效率的方法有两种:“压力法”和“容积法”。压力-容积关系的研究兴起于20世纪70年代,根据收缩末期与舒张末期的压力容积关系,可综合评估右室功能。近年来,随着侵入性与非侵入性测量技术的不断发展,右室-肺动脉耦合开始逐渐由基础研究向临床转化[10,11,12]。本研究分别采用压力法和容积法计算右室-肺动脉耦合参数,结合血流动力学参数和心脏核磁共振检查指标,分析肺动脉高压患者预后的影响因素。单因素和多因素COX风险比例回归分析均说明容积法计算的Ees/Ea作为唯一有效指标,能够独立预测肺动脉高压患者的预后(O R =0.084, 95% CI为0.009-0.814, P=0.032)。在生存时间分析中,将Ees/Ea(v)根据中位数0.67分为两组,组间生存时间差异显著(Log Rank检验值=5.398,p=0.020),说明Ees/Ea(v)=0.67可以作为肺动脉高压患者是否会产生不良预后的临界值,这与Rebecca等人[7]按SV/ESV=0.515为临界值预测PAH患者存活率的结论基本一致。而通过更为复杂的压力法计算的Ees/Ea反而不能预测临床预后,说明更简单的非侵入性心脏核磁共振得出的右室-肺动脉耦合优于侵入性右心导管测量结果。既往评估右室-肺动脉耦合效率的动物实验和临床研究均表明,健康状态与疾病状态的耦合效率差异显著:健康状态的耦合效率较大,大样本正常人类研究证明Ees/Ea范围通常在1.5-2.0[13,14]之间,而疾病状态的耦合效率则更低[15,16,17]。我们的研究也证实了这一结论,当Ees/Ea(v)≤0.67时,患者生存预后更差。进一步说明容积法计算的Ees/Ea在基线状态时能反应PAH患者的基本状态。


  综上所述,容积法计算的Ees/Ea能为预测肺动脉高压患者两年生存预后提供重要信息。基线水平容积法Ees/Ea≤0.67的肺动脉高压患者更易发生不良预后,值得临床关注。同时,可尝试采用非侵入性方法评估右室功能,监测疾病发展状况,以期在疾病发展早期对患者-疾病进行有效干预。


  当然,本研究仍存在部分局限性:研究的样本量相对较少,随访时间偏短。后期可通过扩大样本量,延长随访时间,做进一步观察研究。另外,本研究人群以先心病相关性肺动脉高压患者居多,是否适用于所有肺动脉高压患者,仍有待验证。


    2019/5/24 9:15:21     访问数:608
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