超声成像无创定量心内压新方法的临床研究

摘要

研究背景与目的:心腔内压力是临床上评价心功能的核心指标，其测量至今仍以心导管有创测压为金标准，操作复杂，潜在并发症多。除左室收缩压外，其他心内压力尚无替代性定量无创评估手段，包括左室舒张压（肺动脉舒张压）、右室舒张压（右房压）和右室收缩压。超声成像技术作为临床上广泛应用的评价心功能、进行心血管疾病诊断的有力工具，经过多年的发展，提出了多种能够定性或半定量估测心内压力的方法或指标，但仍然只能作为辅助判断方法，无法取代有创心内导管测压法。
　　肺动脉舒张期跨瓣压是无创评估肺动脉舒张压的必要成分，能够为心衰和冠心病患者的预后判断、肺动脉高压的诊断和分型、左室舒张功能的评价提供重要依据。现有的无创测量方法中，肺动脉反流法不能用于占目标人群1/3以上的无可测肺动脉反流的患者；而三尖瓣反流法易引起较大范围的偏差，影响临床诊断。
　　右房压是无创心内压力评估的基石，既能作为右室舒张压的替代指标，又是无创测量右室收缩压（肺动脉收缩压）和肺动脉舒张压的必要成分，在右心容量负荷及液体反应性评价、肺动脉高压以及右心舒张功能评价方面具有重要的临床价值。目前，临床上广泛应用的依靠超声心动图对右心或大静脉的血流动力学信息或内径动态变化进行右房压无创估测的方法，只能达到半定量评估右房压分级的水平，而且往往需要结合多个指标进行判断；其他依靠浅表超声观察颈内静脉或股静脉内径变化进行右房压估测也存在同样的问题。此外，外周静脉水囊或气囊压迫测压法与有创测压的偏差范围较大；现有的基于物诊方法进行估测的研究，由于没有解决右房个体化定位的问题，同有创测压一致性不佳。
　　本研究的目的是建立超声成像无创定量肺动脉舒张期跨瓣压和右房压的新方法，并通过与有创测压对照，检验其临床应用价值。
　　研究方法:
　　1.无创定量肺动脉舒张期跨瓣压。纳入102例受试者（50例男性和52例女性），平均年龄39岁。所有受试者均通过定量Muller动作诱导肺动脉瓣舒张期提前开放，使用Siemens Acuson Sequoia512超声诊断仪对肺动脉瓣脉冲多普勒血流频谱进行观察，依靠自制胸内负压测量设备记录肺动脉瓣舒张期提前开放瞬间的Muller动作幅度作为肺动脉舒张期跨瓣压（新方法）。43例受试者因临床诊断或治疗的需要进行了有创右心导管测压，其余59例受试者进行肺动脉反流法测压。将新方法测压结果和有创测压结果以及肺动脉反流法测压结果分别进行相关性和一致性分析。随机选取13例受试者进行新方法重复性检验。
　　2.无创定量右房压。纳入76例因临床需要进行右房压监测的患者（46例男性和30例女性），平均年龄54岁。使用M-Turbo床旁便携式超声诊断仪对患者进行无创测压，首先依据空间几何原理结合超声心动图技术对右房中心进行体表定位，然后通过颈部血管超声定位颈内静脉塌陷段顶点，二者间的垂直距离作为无创右房压（新方法）。术前无创测压在右侧进行，术后在左侧进行。所有患者均在术前（无创测压结束15分钟以内）进行有创中心静脉导管测压，持续监测至术后。将新方法测压结果和有创测压结果进行相关性和一致性分析。随机选取15例受试者进行新方法重复性检验。
　　研究结果：
　　1.无创定量肺动脉舒张期跨瓣压。在肺动脉反流测压组，新方法测压肺动脉跨瓣压平均值为9.4 mmHg，反流法测压平均值为7.2 mmHg。新方法与肺动脉反流测压法对照，二者相关性和一致性很好，线性相关系数为0.90（P＜0.001），Lin一致性相关系数为0.70（P＜0.001，95％可信区间0.61-0.77）。Bland-Altman一致性分析显示两方法平均差为2.2 mmHg，一致性界限（Limits of Agreement，LOA）为-4.9 mmHg~9.3 mmHg。
　　在有创导管测压组，新方法测压肺动脉跨瓣压平均值为13.2 mmHg，有创导管法测压平均值为11.5 mmHg。新方法与有创导管测压法对照，二者相关性和一致性很好，线性相关系数为0.95（P＜0.001），Lin一致性相关系数为0.91（P＜0.001，95%可信区间0.86-0.95）。Bland-Altman一致性分析显示两方法平均差为1.7 mmHg，LOA为-3.1 mmHg~6.5 mmHg。以有创所测跨瓣压12 mmHg为截断点进行亚组分析，结果表明：在两个亚组中新方法都高估了肺动脉舒张期跨瓣压，且在高压组更加明显。两组的 Bland-Altman平均差有显著性差异（低压组 vs.高压组，1.0 mmHg，LOA：-3.5 mmHg~5.5 mmHg vs.3.1 mmHg，LOA：-0.6 mmHg~6.9 mmHg）。
　　根据对随机选取的13例受试者进行重复性测压的结果，新方法的观察者内和观察者间一致性很好。观察者内和观察者间的组内相关系数分别为0.98（95%可信区间为0.96-0.99）和0.93（95%可信区间为0.79-0.98）。Bland-Altman一致性分析显示观察者内重复测压平均差为-0.3 mmHg（LOA为-1.8 mmHg~1.2 mmHg），观察者间重复测压平均差为-0.3 mmHg（LOA为-3.8 mmHg~3.2 mmHg）。
　　2.无创定量右房压。本研究中76例患者共进行了118次无创测压，其中术前74次，术后44次。无创测压平均时间为3分钟左右（182±47秒）。术前超声无创测压平均值为7.9 mmHg，有创测压平均值为8.1 mmHg。线性相关分析显示二者高度正相关，Lin一致性相关系数为0.89（P＜0.001，95%可信区间0.83-0.93）。Bland-Altman分析显示二者的平均差为0.22 mmHg（95%可信区间为-0.06~0.50 mmHg），LOA为-2.16 mmHg~2.59 mmHg。术后超声无创测压平均值为8.7 mmHg，有创测压平均值为8.6 mmHg。线性相关分析显示二者高度正相关，Lin一致性相关系数为0.92（P＜0.001，95%可信区间0.87-0.96）。Bland-Altman分析显示二者的平均差为-0.09 mmHg（95%可信区间为-0.41~0.22 mmHg），LOA为-2.12 mmHg~1.94 mmHg。
　　共有42例患者进行了术前术后两次无创测压，无创测压变化值与有创测压变化值高度正相关，Lin一致性相关系数为0.91（P＜0.001，95%可信区间0.83-0.95）Bland-Altman分析显示二者的平均差为-0.08 mmHg（95%可信区间为-0.43~0.26 mmHg），LOA为-2.25 mmHg~2.08 mmHg。根据对随机选取的15例受试者进行重复性测压的结果，新方法的观察者间一致性很好。观察者间的组内相关系数为0.97（95%可信区间为0.91-0.99）。Bland-Altman一致性分析观察者间重复测压平均差为-0.16 mmHg，LOA为-0.60 mmHg~0.28 mmHg。
　　研究结论：
　　1.通过定量Muller动作诱导肺动脉瓣舒张期提前开放，可以实现对肺动脉舒张期跨瓣压的无创测定，新方法不依赖肺动脉反流或三尖瓣反流，同有创测压对照结果表明达到了临床定量测压的要求。
　　2.通过超声成像准确定位右房中心和颈内静脉塌陷点，可以实现对右房压的无创测定，操作简单快捷。同有创测压对照证明，新方法首次真正使无创右房压评估达到了定量水平，有望在一定程度上取代有创测压。

目录

声明

缩略语表

前言

文献回顾

一、肺动脉舒张期跨瓣压

1 肺动脉舒张期跨瓣压的临床意义

2 肺动脉舒张期跨瓣压的测量方法

3 呼吸性胸压变化在心内传递研究

4 小结

二、右房压

1 右房压的临床意义

2 右房压的测量方法

3 广义帕斯卡定律

4 小结

第一部分 无创定量肺动脉舒张期跨瓣压

1 材料

1.1 研究对象

1.2 超声无创测压的主要仪器设备

1.3 导管有创测压的主要仪器设备

2 方法

2.1 自然呼吸肺动脉瓣舒张期提前开放的观察

2.2 定量Muller动作诱导肺动脉瓣舒张期提前开放测定跨瓣压（新方法）

2.3 肺动脉反流法测定肺动脉舒张期跨瓣压

2.4 心内导管法有创测定肺动脉舒张期跨瓣压

2.5 统计分析

3 结果

3.1 平静呼吸肺动脉瓣舒张期提前开放的观察

3.2 新方法与肺动脉反流法对照

3.3 新方法与有创导管测压对照

3.4 新方法的观察者内及观察者间一致性

4 讨论

4.1 新方法测压原理

4.2 新方法与其他测压方法的比较

4.3 新方法的临床应用

4.4新方法存在的不足

第二部分 无创定量右房压

1 材料

1.1 研究对象

1.2 颈内静脉液柱塌陷段与右房压关系的物理模型

1.3 超声无创测压的主要仪器设备

1.4 导管有创测压的主要仪器设备

2 方法

2.1 颈内静脉液柱塌陷段与右房压关系的模型观察

2.2 超声无创定量右房压

2.3 中心静脉导管有创测定右房压

2.4 统计分析

3 结果

3.1 颈内静脉液柱塌陷段与右房压的准确对应关系

3.2 超声无创定量右房压与有创测压对照

3.3 新方法的观察者间一致性

4 讨论

4.1 新方法测压原理

4.2 新方法与其他测压方法的比较

4.3 新方法的临床应用

4.4新方法存在的不足

小结

参考文献

附录

个人简历和研究成果

致谢