一种新的超声心动图右心室功能障碍评分可以识别左心室功能障碍的血流动力学严重程度

目的

慢性左心室功能障碍(LVD)患者充血和低灌注的识别具有治疗和预后意义。在本研究中，我们假设右心室功能障碍(RVD)的多参数超声心动图分级可以促进血流动力学特征的表征。

方法

连续患者(n= 105例，年龄53±14岁，男性77%，左室射血分数28±11%)，在48 h内进行心脏移植或心力衰竭检查，并进行导管和超声心动图检查。定义了三种血流动力学特征:代偿性LVD (cLVD)，正常的肺毛细血管楔压(PCWP < 15 mmHg)和正常的混合静脉饱和度(SvO₂≥60%));LVD失代偿(dLVD, PCWP增加)和左室故障(LVF, PCWP增加和SvO降低)₂)．我们建立了5分RVD评分，包括肺动脉高压、三尖瓣环形平面收缩偏移减少、右心室扩张、≥中度三尖瓣反流和右心房压升高。

结果

cLVD、dLVD和LVF患者的RVD评分[中位数(IQR 25%;75%)]在三组之间差异显著，分别为1(0;1)、1(0.5;2)和3.0(2;3.5)。RVD评分≥2或≥4时，失代偿或LVF分别增加5.2倍和6.7倍的可能性。相反，RVD评分< 1和< 2分别降低了11.1倍和25倍的可能性。RVD评分比标准超声心动图更有助于血流动力学特征的识别。

结论

在这项概念证明研究中，超声心动图RVD评分确定了慢性LVD和射血分数降低患者的不同血流动力学严重程度。还需要进一步的研究来验证其普遍适用性。

图形抽象

超声心动图是评估疑似心力衰竭患者的一线工具，对慢性左室功能障碍(LVD)患者的随访也很重要[1］．左室充盈压升高和心排血量低是临床显性左室衰竭(LVF)的侵袭性特征。在过去的四十年里，超声心动图评估左室充盈压力升高一直是一个挑战，今天建议采用多参数方法[2，3.］．心力衰竭患者可根据标准参考方法即右心导管置入，分为不同的血流动力学严重程度。如果没有充血迹象(正常肺毛细血管楔压，PCWP)或全身低灌注(混合静脉血饱和正常，SvO)，则LVD患者被认为是代偿性(cLVD)₂)，如果有充血迹象(PCWP增加)则为失代偿(dLVD)，如果同时有充血和低灌注迹象则为明显的LVF。很明显，对LVD的严重程度进行分级对指导治疗和风险评估很重要。然而，超声心动图在这方面的潜力却很少受到关注。

由于左心室充盈压力增加和继发性肺动脉高压导致右心室后负荷增加是左心室功能障碍(RVD)患者最常见的原因[4］．左室后向衰竭对肺动脉压力、右室后负荷和右室-肺动脉耦合的影响已得到充分认识[5］．研究较少的是慢性LVD患者不同的血流动力学严重程度如何影响右心室功能、肺循环以及它们之间的耦合。由于RVD的程度与左室后向衰竭的程度有关，因此超声心动图对右室功能的评估很可能反映LVD的程度。在目前的研究中，我们假设使用一种新的RVD评分[6，这是一种衡量RVD严重程度的综合方法，可以促进慢性LVD患者血流动力学特征的表征。

研究人群

我们回顾性地确定了105例≥18岁的患者，他们在2015年7月至2019年7月期间连续转诊进行心脏移植或心力衰竭检查，在48小时内进行了右心导管检查和超声心动图检查。排除标准包括:1)急性心肌炎;2)心肌浸润性疾病(如淀粉样变和结节病);3)成人先天性心脏病。在全部研究人群中，72%的人进行了限制症状的心肺运动测试。在右心导管插入术时抽取空腹血样。该研究由哥德堡地区伦理审查委员会(Dnr. 286-18)批准，并根据《赫尔辛基宣言》进行。

测量分数

RVD评分是经验的，选择包含在RVD评分中的超声心动图参数是因为它们是已知的RVD或明显心室功能衰竭患者的常见表现。RVD评分包括以下参数和结果:1)肺动脉收缩压升高(RVD的常见原因)，2)三尖瓣环形平面收缩幅度减小(TAPSE，纵向功能)，3)右心室舒张面积增大(右心室肺动脉解耦的征象)，4)中度或重度三尖瓣反流(右心室肺动脉解耦的征象)，5)下腔静脉折陷性降低(右心房压升高的征象[5，7，8］．前两个参数(肺动脉高压和TAPSE降低)会出现在任何程度的RVD患者中，而后三个参数(右心室扩张、中度或重度三尖瓣反流和右心房压升高)更与明显的右心室衰竭有关。表格1显示RVD分数中包含的五个参数的分界值，每个参数在计分系统中被分配一分。之所以选择多普勒肺动脉收缩压≥40 mmHg的临界值，是因为已知该阈值可识别平均肺动脉压> 25 mmHg的患者[9］．三尖瓣反流分级考虑反流射流的密度和形状、彩色多普勒射流面积和是否存在收缩期肝静脉血流逆转[10］．右房压升高(≥10 mmHg)定义为下腔静脉溃散< 50%。对于多普勒肺动脉收缩压的评估，根据最近的建议对右房压(3,8,10,15 mmHg)进行分级评估[11］．

超声心动图

根据最近的指南进行左室和右室功能的标准评估[11］．根据之前提出的算法评估LV充填压力的增加[3.］．采用标准脉冲波多普勒法计算心排血量，认为心脏指数下限为1.9 L/min/m²男女皆可[12］．计算右心室舒张末期面积与右心室长轴比值，作为右心室球形度指标[13］．

手动跟踪RV游离壁上的散斑。仅使用中间和基底段，并将其平均值定义为RV自由壁纵向应变。我们省略了顶端段，因为经常发生(n= 24,23%)目测跟踪的问题，主要是因为根尖段仅部分包含在扇形中。

血流动力学测量

使用Seldinger技术引入肺动脉导管(7 F, Baxter Healthcare, Edwards危重护理分部，Deerfield, Illinois, USA)。测量或推导以下变量:心率、右心房压、右心室舒张末期压、肺动脉收缩压、肺动脉舒张压、平均肺动脉压、PCWP、心输出量、肺血管阻力和SvO₂．用热稀释法测定心排血量为3 ~ 5次连续测量的平均值，变化不超过10%。搏量和心排血量以体表面积为指标，得到搏量指数和心脏指数。肺血管阻力计算为平均肺动脉压力与肺毛细血管楔形压力之差除以心排血量，并以伍德单位表示。肺动脉弹性计算为平均肺动脉压/搏量。收缩期右心室弹性计算为收缩期肺动脉压/收缩期结束面积[14］．

统计分析

连续变量用均值±标准差(SD)表示，四分位范围的中位数或适当时用百分比表示。采用Spearman相关系数(R)评价线性关系的程度。多组间比较，当分布为正态时采用单因素方差分析检验，当分布偏态时采用Kruskal-Wallis检验。在零假设被拒绝的情况下(P值< 0.05被认为有统计学意义)，我们继续对组间比较进行事后分析，适当时使用独立样本t检验或Mann-Whitney检验。使用Bonferroni校正多重检验，零假设被拒绝，如果P值< 0.016。应用受试者操作特征曲线分析评估对1)失代偿(PCWP≥15 mmHg)和2)明显LVF (PCWP≥15 mmHg, SvO2 < 60%)患者的诊断能力。使用最佳Youlden指数确定利钠肽(NT-proBNP)和左室射血分数的临界值。以敏感性、特异性、阳性似然比、阴性似然比描述诊断表现。为了评估RVD评分的观察者间可变性，同一调查的两名调查人员(OBH, MA)进行了测量和评估(n= 20)。连续变量(TAPSE, RV舒张面积，多普勒肺动脉收缩压)的变异性用变异系数描述，并表示为差值的标准差除以两次测量值的平均值。对于分类参数(正常与右房压升高，三尖瓣反流等级< 2或≥2,RVD评分)，我们使用kappa统计。使用SPSS for Macintosh, version 27 (IBM Corp, Armonk, n.y.， USA)进行统计分析。

研究组的平均±SD年龄为53±14岁，其中77%为男性。86例患者被转诊进行心脏移植检查。88例患者左室射血分数< 40%。表格2显示了患者的临床特点。

42例cLVD伴正常PCWP和SvO₂(干温)，25例dLVD伴PCWP升高(湿温)，5例PCWP正常，SvO降低₂(干冷)和33例伴有PCWP升高和SvO降低的LVF患者₂(wet-cold)。干冷组的患者数量较少，未与其他三种血流动力学特征进行进一步比较。

左室/右室功能与血流动力学严重程度的关系

表格3.显示cLVD、dLVD和明显左心室肥厚患者的临床、实验室、功能能力、超声心动图和右心导管检查数据。左室功能增加损害的三组右房压和右房舒张末期压组间差异显著(表2)3.,无花果。1A)，结果表明与其他两组相比，LVF患者右心室衰竭的比例明显更大3.)．左心室后负荷估计为平均肺动脉压，在所有三组之间显示出显著差异，在LVF患者中有最明显的肺动脉高压迹象。由肺动脉弹性估计的总右心室流出阻抗在LVF患者中最高，并且在三组之间显示出显著差异(图2)。1B).与cLVD患者相比，LVF患者的肺血管阻力(非搏动后负荷)明显更高。RV-肺动脉耦合估计为RV和肺动脉弹性之间的比率，在LVF患者中最明显的耦合的所有三组之间显示出显著的差异(图。1C)。与cLVD患者相比，LVF患者的RV明显更大、更球形(图。1d e)。dLVD和LVF患者右心室的大小和形状没有差异。与dLVD相比，LVF患者纵向功能明显降低(图2)。1做减法)。在cLVD和dLVD患者之间，纵向函数没有差异，但整体函数有差异(图2)。1H)。RVD评分在三组间均有显著差异，dLVD和LVF之间的升幅最大(图。1我)。

检测失代偿和明显左心室肥厚

79例患者(75%)进行了标准超声心动图血流动力学特征分类。由于缺少多普勒心脏指数(n= 1,1%)，两个可用参数中只有一个为正(n= 17,16%)，且小于两个参数(n= 8,8%)。超声心动图正确评估血液动力学特征的患者比例为cLVD 54%， dLVD 44%， LVF 73%(两组之间)P值0.38)。左房压正常或升高的评估与有创PCWP之间的一致性为中等(kappa 0.52, 95% CI 0.33-0.72)，正确评估为78%，高估为17%。2A).多普勒降低CI，提示低灌注和SvO之间的一致性₂结果是公平的(kappa 0.33, 95% CI 0.15-0.50)， 66%的患者评估正确，24%的患者发生不正确的低灌注。2B)。

使用标准超声心动图，失代偿的可能性(PCWP≥15 mmHg)适度增加，阳性似然比2.8(表2)4)．如果左室充盈压和心脏指数正常，则这种可能性会大大降低。采用标准超声心动图，左室充盈压和心脏指数均为正常时，左室充盈压的可能性增加至中等程度;反之，左室充盈压和心脏指数均为正常时，左室充盈压的可能性降低至中等程度。

采用ROC分析检测RVD评分、NT-proBNP、左室射血分数、整体左室纵向应变和E/E '识别不同血流动力学剖面的能力(图2)。3.a - b)。与左室射血分数、左室整体纵向应变和E/E′相比，RVD评分和NT-proBNP的曲线下面积最大(图2)。3.A).使用NT-proBNP水平，当临界值≥2000ng /L时，失代偿的可能性适度增加，如果未达到临界值，失代偿的可能性仅略有下降(表4)．RVD评分的临界值≥2，失代偿的可能性显著增加(阈值规则)。降低RVD评分≥1的临界值，如果RVD评分低于(RVD评分0可定义为排除阈值)，失代偿的可能性显著降低。同样，与左室射血分数、左室整体纵向应变和E/E′相比，RVD评分和NT-proBNP曲线下的检测面积最大(图2)。3.B).应用NT-proBNP水平临界值≥3100 ng/L检测LVF，如果高于阈值，则增加了中度的可能性，如果低于阈值，则降低了中度的可能性(表4)．RVD评分临界值≥4时，发生LVF的可能性显著增加(阈值规则)。降低临界值至RVD评分≥2，若RVD评分低于(RVD评分为0或1，排除阈值)，则明显LVF的可能性大大降低。

Inter-observer可变性

右心室舒张面积、多普勒收缩压和TAPSE的观察者间变异性分别为8.8%、8.6%和22%。超声心动图评价右心房压、三尖瓣反流和RVD评分的一致性(95% CI)分别为0.90(0.71 ~ 1.0)、1.0和0.69(0.47 ~ 0.92)。

本研究主要发现如下:第一，左室肺动脉单位的功能与左室血流动力学特征密切相关;其次，当涉及到识别血流动力学特征时，标准的超声心动图评估不太有用;第三，采用一种新型的RVD评分来评估RVD的程度，可以在传统超声心动图指标的基础上提高对LVD的评估和鉴别。

在慢性心力衰竭和左室射血分数降低的患者中，临床检查时的充血和低灌注是除症状、生物标志物或慢性心力衰竭风险评分外具有独立预后价值的重要发现[15，16］．另一方面，充血的床边评估受到重复性问题的阻碍[17)，被认为是困难的，因此常常不能彻底地表演。此外，已知左室充盈压力升高先于临床检查的症状和发现[18]，认识到充血并调整治疗可减少今后住院的需要[19］．无创检测液体潴留和左室充盈压力升高一直是多普勒超声心动图的历史挑战。在最近的一项荟萃分析中，标准超声心动图指标与有创左室充盈压力之间的相关性仅为中等[20.］．应用多参数方法可以获得更好的近似[3.]，但该方法仍需进一步验证[2，20.，21，22］．

在本研究中，我们寻求其他可以识别不同血流动力学特征的指标。我们假设由RVD相关的多个参数组成的评分系统可以改善血流动力学特征的检测和区分[6］．我们的研究结果表明，左室功能的阶梯式损害与右室后负荷的相应增加、高右室充盈压力、右室扩张、右室纵向功能降低以及更频繁的中度或重度三尖瓣反流有关。使用特定的排除和排除阈值，RVD评分比标准超声心动图和NT-proBNP更有助于血流动力学特征的识别。值得注意的是，RVD评分1 - 3的患者对于特定的血流动力学特征是不确定的，但从RVD评分1(最可能是干热)到RVD评分3(最可能是湿冷)，左室功能更加错乱的可能性会增加，如图(图)所示。3.C). RVD评分与血流动力学特征之间的关系表明，患者RVD评分的逐步升高会引起左室血流动力学恶化的怀疑(图。4)．RVD评分可能是高度动态的，将反映左室血流动力学状态的变化，因为这种变化将导致右室负荷状况的改变。需要进一步的研究来确认RVD评分在多大程度上可以用于监测左室血流动力学谱的个体波动。

在过去的二十年中，由于RVD已被证明携带了超越传统LVD标记物的预后信息，因此LVD患者的右心室功能越来越受到关注。23，24，25］．这些研究的共同之处在于，它们都包括了患有收缩性心力衰竭和左室射血分数范围有限的患者。因此，所研究的不同左室功能参数在多元模型中比左室射血分数具有更强的预测能力也就不足为奇了。不同的研究均认为预后不良主要与RVD的程度有关。我们的研究结果提出了一个临床重要的替代解释。RVD似乎是预后的重要性，因为它反映了LVD的严重程度。个体纵向(TAPSE, RV应变)和整体(分数面积变化)参数在三组之间有显著差异，但只有RVD评分在三组之间有显著差异。重要的是，考虑到左室和右室功能障碍之间的因果关系，优化心力衰竭治疗后，左室功能改善后，右室功能明显改善(图2)。4) [26］．因此，在LVD患者中观察RVD，最好使用多参数方法，应该促进治疗的优化。话虽如此，重要的是要认识到什么时候RVD是由固有的肌肉疾病引起的，而不是继发于LVD的血液动力学过载。浸润性心肌疾病或终末期心力衰竭导致心室永久性损伤伴心肌纤维化时常出现这种情况[27］．某些临床和实验室发现可能支持终末期RV衰竭的诊断。严重的三尖瓣反流和左室扩张而无左室充盈压力增加或肺动脉高压是支持真正的RVD的超声心动图征象的例子。

要讨论的最重要的局限性与我们发现的一般适用性有关。首先，本研究为回顾性研究，以晚期心力衰竭患者为主。我们的结果在多大程度上可以外推到慢性但症状较轻的LVD患者是至关重要的。其次，研究患者主要为心衰伴左室射血分数降低。已知心力衰竭和保留射血分数患者的RVD是临床结果的主要预测因素[28］．因此，需要一个复制阶段，包括对我们结果的外部验证，并涉及对其他心力衰竭人群的超声心动图RVD评分的评估。

在本研究中，我们假设RVD的程度与LVD的程度是耦合的。如果潜在的疾病过程累及右心室心肌，这种耦合将不那么紧密。我们排除了患有心肌炎和浸润性疾病的患者，但仍存在一种可能性，即在我们的患者中观察到的RVD达到了我们无法估计的程度，是由涉及双心室的潜在疾病过程引起的。

今天RV游离壁应变被认为是比TAPSE更好的RV函数描述符。然而，在本研究中，我们选择TAPSE主要有两个原因。首先，由于根尖段的包入和跟踪质量的评估经常出现问题，3段游离壁应变患者的比例会低于TAPSE，几乎可以达到100%。其次，我们知道自由壁应变是由供应商决定的，严格来说，任何表明右心室功能障碍的截止点只能在使用同一供应商的情况下使用。

在本研究中，RV大小的评估是基于二维面积和线性维度。众所周知，由于右心室复杂的解剖结构，超声心动图可以忽略扩张。因此，可以想象，未来使用基于3D的超声心动图可以改善右心室扩张的检测，并允许评估右心室射血分数[29］．

在本研究中，我们发现5点超声心动图多参数RVD评分可以识别不同LV血流动力学严重程度的患者。该方法优于标准超声心动图测量提供的评估。RVD评分基于右心室失代偿的病理生理学，很容易从标准超声心动图检查中获得。左室充盈压力和心输出量的标准超声心动图评估受到大量假阳性的阻碍。在这种情况下，在临床实践中，使用易于获得的多参数RVD评分来评估右心室功能可以为正在补偿的患者(RVD评分为0)提供额外的支持，评分越高，失代偿或明显左心室功能不全的可能性就越大。

所有原始数据均可根据请求随时获得。

不适用。

由哥德堡大学提供的开放获取资金。这项研究得到了瑞典斯德哥尔摩的瑞典心肺基金会(项目编号:no。20110377)和瑞典国家之间的协议，瑞典政府和县议会之间的alf协议(批准号为20110377)。76-250及75-130)．

作者及隶属关系

1. 瑞典哥德堡大学，萨尔格伦斯卡医学院，分子和临床医学系，萨尔格伦斯卡大学医院，哥德堡

   Odd beck - hanssen & Marco Astengo

2. 瑞典哥德堡大学Sahlgrenska学院医学研究所

   Odd Bech-Hanssen, Martin Fredholm, Marco Astengo, Sven-Erik Bartfay, Entela Bollano, Göran Dellgren, Kristjan Karason & Sven-Erik Ricksten

3. 瑞典哥德堡麻醉科和重症监护室

   Martin Fredholm & Sven-Erik Ricksten

4. 瑞典哥德堡心脏病科

   Sven-Erik Bartfay, Entela Bollano和Kristjan Karason

5. 移植研究所，Göteborg，瑞典

   Goran Dellgren

6. 瑞典哥德堡Sahlgrenska大学医院心胸外科

   埃塞俄比亚Karason

贡献

所有作者都对手稿的概念、设计和关键修改做出了贡献，并批准了它的提交。作者Bech-Hanssen, Fredholm和Astengo确定了研究对象，进行了测量和分析。作者们阅读并批准了最终的手稿。

相应的作者

对应到奇怪的Bech-Hanssen．

伦理批准并同意参与

该研究由哥德堡地区伦理审查委员会(Dnr. 286-18)批准，并根据《赫尔辛基宣言》进行。由于回顾性研究设计，患者的知情同意被放弃。

发表同意书

不适用。

相互竞争的利益

Kristjan Karason收到了Orion Pharma和Abbot的讲座费。其余的作者都没有任何利益冲突关系需要披露。

出版商的注意

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