「綜述」右心功能評價方法的比較

作者：齊元琨 崔曉霈 張紅雨

單位：山東大學齊魯醫院保健科(老年醫學科)

引用本文:齊元琨, 崔曉霈, 張紅雨. 右心功能評價方法的比較 [J] . 中華結核和呼吸雜誌, 2021, 44(7) : 665-670. DOI: 10.3760/cma.j.cn112147-20210318-00182.

摘要

隨著對血流動力學認識的深入，右心功能評估逐漸得到重視，右心功能評價的方法也趨於多樣化。本文就目前常用的右心功能評價方法，特別是各種無創右心功能評價方法及其各自優缺點進行對比。

右心衰竭是由多種病因引起的以靜脈壓升高和（或）肺循環障礙為特點的臨床綜合徵。與左心衰竭相比，右心功能受累更具有普遍性^［1］，右心衰竭是肺動脈高壓患者死亡的主要原因，也是冠心病和左心衰竭患者不良結局的預測指標^［2］。因此，右心功能管理與評價在心血管疾病治療及預後評估中的作用日益得到重視。本文將就目前右心功能評價的方法進行比較。

一、右心解剖及生理特點

右心室位於心臟最前方，大部分為胸骨遮擋，增加了超聲對右心檢查的難度，其解剖結構較左心室複雜，幾何形狀不規則^［3］，室壁厚度為2~5 mm，重量約為左心室的1/6。心臟收縮時，右心室輸出量雖與左心室相近，但其射血分數明顯低於後者。同時，由於右心室心肌質量及後負荷均明顯低於左心室，因此右心室每搏功僅為左心室的1/4^［4］。右心室的射血機制包括：縱向縮短、橫向收縮、室間隔膨入右心室內，同時心包和游離壁也起到輔助作用^{［2, 3］}。

右心室對容量負荷變化適應性強，對壓力負荷變化適應性較弱，在循環中起容量泵作用^［5］。由於共存於心包內，右心室容積和壓力的改變會影響左心室，同時左心室的收縮也會影響右心室每搏輸出量和收縮壓的20%~40%^［6］。

二、右心功能評價方法

目前臨床評估患者右心功能的方法可分為有創和無創兩類。有創評估包括心導管檢查和脈搏指數連續心輸出量監測等；無創評估包括心電圖、超聲心動圖、超聲心輸出量監測、心臟核磁共振成像及阻抗心動描記法等方法。

（一）右心導管檢查

精確測量心臟和肺部血流動力學指標，對於疾病的診斷，管理和預後評價有著極為深刻的影響。右心導管檢查（right heart catheterization，RHC）通過穿刺頸內靜脈或股靜脈，利用Swan-Ganz導管即漂浮導管測量各項血流動力學參數。成人RHC評價右心功能的指標及正常值見表1。

1.心輸出量和心指數：測量心輸出量主要有2種方法：（1）熱稀釋法，將一定容量的冰水混合物從漂浮導管的近端（右心房內）注入，位於肺動脈內導管遠端的溫度感受器可獲得血液溫度變化，使用熱量守恆方程計算相應數據。存在心內分流的先天性心臟病及三尖瓣大量反流的患者，熱稀釋法的準確度受到影響^{［7, 8］}。（2）間接Fick法，假設吸入肺部的氧氣全部轉移到血液中，心輸出量等於耗氧量與動靜脈血氧差值的比值^［9］。Fick法不受心內循環血流影響，可用於心內分流患者；但需多位置放置導管抽取血液測量血氧飽和度，以估測的基礎代謝率及氧耗量進行計算，且常用公式估測的氧耗量與直接測量存在較大誤差^［10］，多用於先天性心臟病術前評估及基礎研究^［7］。當患者存在心力衰竭及負荷升高時，心輸出量及心指數均降低，同時還受到心率、代謝及心內分流的影響^［11］。心指數為心輸出量與體表面積的比值，相對較穩定^［12］，目前國內外肺動脈高壓指南均將心指數作為危險分層及預後評估的重要血流動力學指標^［13］。

2.右心房壓（right atrial pressure，RAP）和波形：通過漂浮導管尖端在右心房內直接測得，mRAP≥10 mmHg（1 mmHg=0.133 kPa）提示容量超負荷或各種原因（如瓣膜病、心肌病、心包填塞、肺動脈高壓等）引起的右心衰竭，如果同時合併肺小動脈楔壓升高，提示左心衰竭繼發的右心功能惡化^［4，14］。

3.右心室舒張末壓（right ventricular end-diastolic pressure，RVEDP）為右心室收縮開始時測量的壓力，在正常情況下非常低，反映的是心包約束和壓力，而不是右心室舒張末期的拉伸作用^［15］。循環血容量增加、右心室肥大及順應性降低、反流性瓣膜病及縮窄性心包炎等導致右心衰竭時，RVEDP升高^［14］。

目前，右心導管檢查主要用於先天性心臟病手術指征評估，心臟手術術後監測，心力衰竭、肺水腫、瓣膜性心臟病、心肌病及肺動脈高壓等疾病的診斷和臨床監測^［8，16］。

（二）脈搏指數連續心輸出量監測（pulse index contour continuous cardiac output，PiCCO）

PiCCO檢測將2根導管分別置入上腔靜脈及大動脈內，採用熱稀釋法結合動脈壓力波形曲線進行分析，獲得連續的血流動力學參數^［17］，具有創傷小、監測時間長等優點，可以根據血流動力學對危重患者進行有針對性治療，提高患者生存率，但需對患者進行特殊護理，防止出現穿刺部位的感染。

RHC和PiCCO均為創傷性檢查，增加患者痛苦、操作繁瑣、技術要求高、耗時長，存在相關併發症。RHC需要導管室配合併且對術者的熟練度要求較高，所以RHC的臨床普及和應用率並不高，各種無創心功能檢測方法應運而生。

（三）心臟磁共振成像（cardiac magnetic resonance，CMR）

CMR可提供右心室和肺動脈的高質量圖像並進行3D重建，清晰顯示右心腔大小及形態、心肌厚度和跨瓣血流速度，準確評估右心室容量和射血分數^［18］。CMR目前已成為無創評估心臟結構和功能的「金標準」^［19］。CMR評價成人右心功能的參數及正常值見表2^［20］，其主要缺陷是花費高、檢查時間長、技術和圖像分析要求高和患者耐受性差，限制了臨床應用。

（四）放射性心血池顯像

放射性心血池顯像是最早用於臨床的無創右心功能評估方法^［21］，能夠同時評估右心室射血分數、室壁灌注和心肌代謝。使用¹⁵O-和¹¹C-標記的示蹤劑，通過正電子發射斷層掃描還可以評估右心室心肌氧耗量^［22］，但由於需要使用放射性核素，普及應用受到限制。

（五）超聲心動圖（transthoracic echocardiography，TTE）

經胸壁TTE應用超聲測距原理，超聲波透過皮膚及皮下組織測量各處心壁、心室及瓣膜等結構的周期性活動，在觀察心臟結構的同時可對心臟功能進行評價。通過測量流出道的血流速度，可獲得射血分數等參數。通過測量肺動脈瓣及三尖瓣的反流速度，應用簡化Bernoulli方程，從而估測肺動脈壓力^［23］。TTE評價右心功能的指標較多。

1.面積變化分數（fractional area change，FAC）：從心尖四腔心切面分別測量舒張末期與收縮末期右心室面積，面積差與舒張末期面積的比值即為FAC，正常成人FAC>35%，如圖1，2。FAC與心臟磁共振所得的RV射血分數有較好的相關性，可用於右心室心肌梗死和肺動脈高壓患者的預後評估^［24］。然而，右心室大量肌小梁會影響心內膜描記的精準度，從而影響FAC評估的準確性。

2.三尖瓣環收縮期位移（tricuspid annular plane systolic excursion，TAPSE）：可反映右心室縱向收縮功能，是右心室收縮功能的定量指標^［25］，Kaul等^［26］發現TAPSE與同位素測得的右心射血分數相關性好。在心尖四腔心切面，M型取樣線置於三尖瓣瓣環，測量三尖瓣環從舒張末期至收縮末期的位移^［27］（圖3），正常成人參考值應≥16 mm。TAPSE優點是測量方法簡單、重複性好；缺點是不適用於外科術後，僅體現右心室的縱向收縮能力、不能反映流出道部分的收縮能力^［28］。

3.心肌功能指數（Tei index）：指等容收縮及等容舒張時間之和（三尖瓣關閉到開放的時間）與射血時間的比值，可同時反映右心室收縮和舒張功能。正常值為0.28±0.04，右心功能不全者Tei指數升高^［29］。Tei指數不受右心室結構和心率影響，只和右心室收縮時間相關，但是當右心房壓增高及心律失常時準確度明顯下降^{［25，30］}。

4.其他參數：包括組織都卜勒測三尖瓣環收縮期的運動速度（DTI-derived tricuspid lateral annular systolic velocity，S′-wave）、等容收縮期右心室加速時間（myocardial acceleration during isovolumic contraction，IVA）、三維超聲右心室射血分數測量（right ventricular EF by 3D，3D RVEF）及右心室縱向應變（right ventricular longitudinal strain，RVLS）等^［31］。

TTE普及性高、無創、操作簡便、可重複、可顯示心臟結構異常，但對操作者技術要求高，結果易受主觀影響，且右心解剖位置及結構對超聲成像存在固有限制。TTE右心功能評估指標各有其優點和局限性^{［25，31, 32］}（表3），因此指南推薦多指標結合評估右心功能^［32］。需要注意的是，TTE可用於肺動脈高壓的篩查，但不能作為確診標準^{［13，33］}。將TTE與CT結合可提高肺動脈高壓診斷的準確性，可用於肺動脈高壓早期篩查和病因診斷^［34］。

（六）超聲心輸出量監測

超聲心輸出量監測（ultrasonic cardiac output monitoring，USCOM）是一種應用連續都卜勒超聲進行無創血流動力學檢測的方法。將探頭分別放置於左胸骨旁和胸骨上窩位置監測經肺和經主動脈血流，測量兩部位的射血速度×管腔截面積（根據身高體重換算），即可得出左、右心室射血時間、外周血管阻力、CI和CO等參數^［35］。由於探頭角度等原因，USCOM所測心輸出量常比實際偏低^［36］。正常人靜息狀態下USCOM測得左、右心的心輸出量與心指數具有良好相關性^［37］。USCOM具有無創、快速、簡便等優點，然而，USCOM信號受患者體脂含量、超聲探頭選擇、氣胸以及體位等影響，臨床上經常用來與其他血流動力學的檢測方法作對比^［38］。此外，USCOM設備昂貴，難以普及。

（七）心電圖

心電圖檢查（electrocardiogram，ECG）雖然沒有特異性右心功能評價指標，但簡便、經濟、技術操作要求低、普及率高，對於肺栓塞、肺動脈高壓及心肌梗死等導致右心擴大、肥厚的疾病具有提示作用。文獻報導R_I<2 mm+SV₁≤2 mm、V₁R/S>1、V₆R/S<1、V₁導聯qR波或額面QRS電軸>110°對右心受累陽性預測率>80%。電軸右偏合併額面QRS電軸>110°對於重度肺動脈高壓具有一定預測價值^［39］。

（八）阻抗心動描記法

阻抗心動描記法（impedance cardiography，ICG）是通過測量胸阻抗隨心動周期的變化而進行血流動力學檢測的方法^［40］。主動脈、肺動脈等大血管容量和血液流速會隨心臟搏動發生動態變化導致胸阻抗變化。在頸部及胸部之間加入恆幅高頻檢測電流，通過電流變化可得出胸腔內阻抗隨心動周期的變化^［41］，進而計算每搏輸出量、心輸出量、心指數和胸液傳導性等參數（表4）。

雖ICG測量心輸出量與熱稀釋法及直接Ficks法所得心輸出量均具有較好的相關性，並可連續監測反映右心前負荷^{［42, 43, 44, 45］}，但其在肺動脈高壓患者右心功能評估中的準確性仍有爭議。研究表明ICG與心肺運動試驗相結合同時測量每搏輸出量、心指數與VO_2peak，可用於評估肺動脈高壓患者的疾病嚴重程度和短期預後^［44］。同時應用ICG、右心導管和CMR測量肺動脈高壓患者心輸出量，右心導管和CMR符合率較高，但ICG所測心輸出量較右心導管測量值高估、相關性差^［45］。Lesny等^［46］發現，與左心衰竭相比，ICG測得肺動脈高壓患者心輸出量準確性下降，可能與肺動脈重塑、肺動脈阻抗改變有關。此外，當患者存在嚴重水腫、大量胸腔積液或體型肥胖時，其電阻抗信號弱、干擾性生物電過高，導致測量準確性下降^［47］。

ICG具有無創、操作簡便、無需專業技術人員、可多次甚至連續監測等優點，但是對於右心功能評價，目前的研究均存在樣本量過小的問題，結論尚不可靠。

三、小結

目前，採用熱稀釋法的右心導管檢測仍然是右心功能評估的金標準，但是各種無創檢測方法均有其獨特的應用價值和優勢（表5），也是血流動力學評估的發展趨勢。除較成熟的CMR、放射性心血池顯像及超聲心動圖外，更為低成本、簡便易行和容易普及推廣的ICG在右心功能評估中的作用值得進一步進行大樣本臨床研究。

參考文獻（略）