应用速度向量成像技术评估阻塞性睡眠呼吸暂停综合征患者的右心功能

摘要

阻塞性睡眠呼吸暂停综合征(obstructive sleep apnea syndrome，OSAS)是指由于上呼吸道阻塞导致睡眠过程中反复出现呼吸暂停及低通气的临床综合征。OSAS不仅发病率高，而且与呼吸、心血管、神经、内分泌等多系统的疾病有关，也是引起猝死和道路交通事故的重要原因，严重影响患者的生活质量甚至危及生命，因此OSAS被认为是全球性的健康和社会问题。
　　在心血管方面，OSAS可直接引发肺动脉高压和高血压，也可增加冠心病、心律失常等的发生率及死亡率，并可以通过增加心脏前后负荷、改变心脏的微循环，导致心腔扩大、心肌重构，直接影响心脏的收缩与舒张功能。
　　由于超声心动图操作简便、快捷、无创，目前已经成为评估心脏结构和功能最常用的影像学检查方式。目前国内外已有较多应用超声心动图对OSAS患者左心结构与功能的研究，但对右心室的研究相对较少。部分原因是由于既往过多关注左心功能的评估，缺少对右心超声评估方法的探索，另外，由于右室形态、位置及解剖结构的特殊性也增加了超声评估的难度。虽然右心房也是组成心脏的四个心腔之一，临床工作中受到的关注却最少。
　　近年来，右心功能的重要性越来越受到人们的重视。目前，常规超声心动图评估右心室功能的方法与指标，如右心室射血分数、三尖瓣血流频谱、心肌工作指数（MPI），组织多普勒（TDI）、右室压力最大上升速率（dP/dt）等，由于易受到二维图像质量、测量角度等因素的影响，使其在应用中存在不足。常用的评估右房功能的方法更少，如二维超声心动图和三尖瓣血流频谱，受影响因素较多，且准确性较差。所以，如何准确的评估右心功能是超声工作者面临的一项挑战。
　　随着超声技术的不断发展，一些新的技术逐渐应用于右心的功能检测，使右心功能的评估有了很大的发展。基于二维图像的应变和应变率的测量已被列入指南，并已证实二维应变和应变率与心肌收缩力有很高的相关性。速度向量成像(velocity vector imaging，VVI)即是基于二维超声心动图的应变和应变率分析技术。VVI利用最佳模式匹配技术来追踪二维图像中感兴趣区的运动，并以矢量及曲线的方式显示心肌真实的运动方向、速度、位移、应变及应变率。本研究旨在应用VVI技术评估OSAS患者右室的收缩功能和舒张功能及右房功能，发现在OSAS早期阶段右室、右房的功能变化，为临床的早期干预、疗效评估和预后提供理论基础和技术手段，并探讨应用VVI技术评价OSAS患者右室及右房功能的可行性。
　　第一部分：应用速度向量成像技术评估阻塞性睡眠呼吸暂停综合征患者的右心室收缩与舒张功能
　　目的：应用VVI技术评价OSAS患者右心室整体和各节段的收缩功能及右心室的舒张功能，并探讨应用VVI技术评价OSAS患者右心室收缩与舒张功能的可行性。
　　方法：选择69例初诊为OSAS的患者，依据呼吸暂停低通气指数（apnea hypopnea index, AHI）分为轻度组（24例）、中度组（25例）、重度组（20例），另选30例健康者作为对照。应用二维超声心动图测量右室前壁厚度（RVAW）、右室舒张末期内径（RVDD）、三尖瓣环收缩期位移（TAPSE）、右室射血分数（RVEF）、右室面积变化分数（FAC）；应用频谱多普勒将取样容积置于三尖瓣口测量舒张早期峰值流速（E）、E峰的减速时间（DecT）及舒张晚期峰值流速（A），组织多普勒测量舒张早期三尖瓣环运动峰值速度（Em），计算E/A、E/Em。VVI技术测量右心室收缩期整体峰值速度（V）、整体纵向峰值应变（RV-GLSs）和应变率（RV-GLSRs），右心室游离壁（right ventricular free wall，RVFW）基底段、中间段、心尖段的收缩期峰值速度（V-B、V-M、V-A）、应变（S-B、S-M、S-A）和应变率（SR-B、SR-M、SR-A），右心室舒张早期峰值应变率（RV-SRe）、舒张晚期峰值应变率（RV-SRa），并计算RV-SRe/RV-SRa。
　　结果：1.收缩功能指标的变化：右心室收缩期峰值速度V在轻度组轻微增高，但与对照组比较无统计学差异，在OSAS中度组开始低于轻度组（t=3.01,P=0.05），OSAS重度组低于对照组和轻度组（t=4.99，P=0.01；t=3.15, P=0.01）。RV-GLSs和RV-GLSRs均自OSAS中度组开始低于对照组（t=3.80,P=0.003；t=4.41,P=0.003）。OSAS轻度组V-B高于对照组（t=2.216,P=0.049），中、重度组逐渐减低（P均＜0.05）。各节段的收缩期应变和应变率在OSAS轻度组的心尖段（S-A、SR-A）开始低于对照组（t=3.30,P=0.02；t=3.75,P=0.01），中、重度组各节段应变及应变率减低更为明显（P均＜0.05）。多因素回归分析结果显示，与AHI独立相关的指标有右心室收缩期整体纵向峰值应变RV-GLSs（t=-2.011，P=0.032）、应变率RV-GLSRs（t=-2.173，P=0.006）和右室游离壁心尖段收缩期峰值应变S-A（t=-2.495，P=0.025）、应变率SR-A（t=-2.391，P=0.004）。
　　2.舒张功能指标的变化：随疾病进展，RV-SRe、RV-SRe/RV-SRa、RV-SRa均呈逐渐减低趋势。OSAS中、重度组的RV-SRe、RV-SRe/RV-SRa均低于对照组和轻度组（P均＜0.05）；OSAS重度组的RV-SRa低于对照组（t=3.83，P=0.01）。多因素回归分析结果显示与AHI独立相关的指标为右室舒张早期峰值应变率RV-SRe（t=-2.495，P=0.026）。
　　结论：1.在右心衰竭和肺动脉高压发生之前，OSAS病人右心室心肌的收缩和舒张功能就开始减低。2.OSAS早期首先出现右心室节段性的功能改变，表现为右室游离壁基底段代偿性的收缩增强及心尖段应变和应变率的减低；可能是由于节段性心肌的代偿，右心室的整体应变及应变率并未出现减低，因此疾病早期对心室壁进行节段性功能分析能更敏感的检测出心肌功能的异常。3.右心室收缩期整体纵向峰值应变和应变率及右室游离壁心尖段的收缩期峰值应变、应变率与AHI独立相关，可作为检测OSAS患者右心室收缩功能受损及疾病严重程度的独立指标。4.右心室舒张早期应变率的减低早于舒张晚期应变率；右心室舒张早期峰值应变率与AHI独立相关，可作为检测OSAS右心室舒张功能受损及疾病严重程度的独立指标。5.应用VVI技术对心肌运动和形变的综合分析，能更早的检测出右心室功能出现的异常，更准确的评估OSAS患者右心室的收缩与舒张功能，为OSAS患者的右心室功能评价提供了新的途径和指标，为临床的早期诊断和早期治疗及疗效评估提供新的依据。
　　第二部分：应用速度向量成像技术评估阻塞性睡眠呼吸暂停综合征患者的右房功能
　　目的：应用VVI技术评价睡眠呼吸暂停综合征OSAS患者的右房功能，并探讨应用VVI技术评估OSAS患者右房功能的可行性。
　　方法：患者的入选及分组同前。应用二维超声心动图测量右心房上下径（RAL）、横径（RAT），手动描记右心房心内膜轨迹，获得（1）右室收缩末期右房的最大容积（Vmax）；（2）右室舒张末期右房最小容积（Vmin）；（3）右房收缩前容积（Vpre）；（4）右房总排空分数（RATEF），RATEF=（Vmax-Vmin）/Vmax；（5）右房被动排空分数（RAPEF），RAPEF=（Vmax-Vpre）/Vmax；（6）右房主动收缩排空分数（RAAEF），RAAEF=（Vpre-Vmin）/Vpre。右房容积指标均用体表面积校正为相应的指数（VImax、VImin、VIpre）。VVI数据测量右房整体纵向峰值应变（RA-GLS）、心室收缩期右房峰值应变率（RA-SRs）、心室舒张早期右房峰值应变率（RA-SRe）、心室舒张晚期右房峰值应变率（RA-SRa）。
　　结果：1.OSAS病人的右心房内径和容积增大。OSAS重度组的RAL、RAT高于对照组（t=2.498,P=0.022；t=2.245,P=0.033）；OSAS中、重度组的VImax高于对照组（t=2.237,P=0.047；t=2.469,P=0.031）；OSAS重度组的VImin、VIpre高于对照组（t=2.326,P=0.044；t=2.405,P=0.035）。右心房被动排空分数RAPEF在OSAS中、重度组低于对照组（t=2.681,P=0.021；t=2.985,P=0.011），而主动脉排空分数RAAEF在OSAS中度组高于对照组（t=3.006,P=0.02），重度组与对照组无统计学差异（P＞0.05）。
　　2. RA-GLS自OSAS中度组低于对照组（t=2.333, P=0.040），重度组减低更明显（vs对照组t=3.25,P=0.008；vs轻度组t=3.011, P=0.012）。OSAS中度组的RA-SRe开始低于对照组（t=2.466,P=0.031），重度组减低更明显（t=3.547,P=0.005）。RA-SRs在OSAS重度组低于对照组和轻度组（t=3.665,P=0.004；t=3.204,P=0.008）。RA-SRa在OSAS重度组低于对照组（t=2.425,P=0.034）。
　　3.相关分析显示，右房应变及应变率指标（RA-GLS、RA-SRs、RA-SRe、RA-SRa）、右房大小（RAL、RAT）、右房容积指数（VImax、VImin）及RAPEF与AHI有不同程度的相关性。多因素回归分析显示，与AHI独立相关的指标有右房整体纵向峰值应变RA-GLS和心室舒张早期右房峰值应变率RA-SRe（t=-2.738，P=0.010；t=-2.191，P=0.036）。RA-GLS和RA-SRe与右室功能指标RV-GLSs和RV-SRe之间存在相关性。
　　结论：1.OSAS的病人伴随右心室收缩与舒张功能的减低，也会出现不同程度的右心房功能异常，且右心房功能的异常出现于肺动脉高压和右心衰竭发生之前。2.OSAS病人右心房功能的异常，在血流动力学上表现为储备功能的增加、管道功能的减低和辅泵（收缩）功能的增加，而应变和应变率则表现为不同程度的减低，右房整体纵向峰值应变RA-GLS和心室舒张早期右房峰值应变率RA-SRe的减低出现最早，提这两个指标能更早的反映右心房的功能受损。3.RA-GLS和RA-SRe与AHI独立相关，提示RA-GLS和RA-SRe是估测OSAS患者右房功能受损和疾病严重程度的独立指标。4.RA-GLS和RA-SRe与RV-GLSs和RV-SRe相关，反映右房的功能减低与右室的功能减低有关，同时也提示RA-GLS和RA-SRe在一定程度上可以反映右室的功能状态。5.应用VVI技术能更早的检测出右房的功能异常，更准确的评估OSAS患者的右房功能，为OSAS患者右房功能的评估提供了新的方法和指标，为临床早期诊断、早期治疗及疗效评估提供新的依据。

目录

引言

参考文献

第一部分 应用速度向量成像技术评估阻塞性睡眠呼吸暂停综合征患者的右心室收缩与舒张功能

资料与方法

结果

讨论

结论

创新性与不足

参考文献

附图

第二部分 应用速度向量成像技术评估阻塞性睡眠呼吸暂停综合征患者的右房功能

资料与方法

结果

讨论

结论

创新性与不足

参考文献

附图

综述一：速度向量成像技术在右心室功能评估中的应用

综述二：超声心动图在评估右心室收缩功能中的应用

攻读学位期间的研究成果

缩略词表

致谢

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