实时三维超声心动图评价阻塞型睡眠呼吸暂停低通气综合征患者连续气道正压通气治疗前后右心室结构及功能变化

马 苑，冯艳红

(锦州医科大学附属第一医院超声科，辽宁 锦州 121001)

阻塞型睡眠呼吸暂停低通气综合征(obstructive sleep apnea hypopnea syndrome， OSAHS)是较常见的慢性疾病，全球范围内影响近十亿人[1]。OSAHS与心血管疾病和代谢性疾病密切相关，有效治疗OSAHS对降低心血管疾病发病率具有重要意义[2]。连续气道正压通气(continuous positive airway pressure， CPAP)是治疗OSAHS的主要方式[3]。既往研究[4]指出，右心室亚临床功能障碍可作为慢性肺部疾病患者预后不良的标志。实时三维超声心动图(real-time three-dimensional echocardiography， RT-3DE)可同时反映右心室纵向及横向运动对收缩功能的影响，在评估右心室总体容积和收缩功能方面表现出极大优势[5]。本研究采用RT-3DE 观察OSAHS患者，分析其评估CPAP治疗后右心室功能变化的价值。

1 资料与方法

1.1 研究对象 回顾性分析2019年3月—2020年3月于锦州医科大学附属第一医院接受CPAP治疗的OSAHS患者50例，男31例，女19例，年龄55～75岁，平均(65.3±4.4)岁，平均体质量指数(body mass index， BMI)为(26.60±3.57)kg/m2，包括中度亚组21例，睡眠呼吸暂停低通气指数(apnea hypopnea index， AHI)>15次/小时，且≤30次/小时；重度亚组29例，AHI>30次/小时。排除罹患各类心脏疾病及肺部疾病的患者。同期纳入40名健康志愿者作为对照组，男27例，女13例，年龄52～72岁，平均 (63.9±5.3)岁，平均BMI为(25.60±2.96)kg/m2。本研究通过院伦理委员会批准(编号：202118)。检查前受试者均签署知情同意书。

1.2 仪器与方法 采用Philips EPIQ7C彩色多普勒超声诊断仪，X5-1相控阵探头，频率1.0～5.0 MHz。嘱受试者仰卧，配合呼吸运动。由1名具有5年以上工作经验的超声科医师分别于治疗前及CPAP治疗后3、6个月于心尖四腔心切面测量右心室舒张末期内径(right ventricular end-diastolic diameter， RVEDD)，包括右心室基底横径(RVEDD1)、右心室中段横径(RVEDD2)、右心室长径(RVDD3)，采用M型超声模式测量三尖瓣环收缩期位移(tricuspid annular plane systolic excursion， TAPSE)，以脉冲多普勒记录舒张晚期三尖瓣口峰值流速(A)及舒张早期峰值流速度(E)，利用简化伯努利方程[6]间接测评肺动脉收缩压(systolic pulmonary artery pressure， SPAP)；之后同步连接心电图，以全容积模式连续采集4个心动周期心尖四腔心动态图像，将图像导入Philips Qlab 10.0软件，经3DQA插件分析获得右心室舒张末期容积(right ventricular end-diastolic volume， RVEDV)、右心室收缩末期容积(right ventricular end-systolic volume， RVESV)及右心室射血分数(right ventricular ejection fraction， RVEF)，并将容积参数除以体表面积加以校正[7]，获得RVEDV指数(RVEDV index， RVEDVI)和RVESV指数(RVESV index， RVESVI)。

于OSAHS组随机选取20例，由该医师对以上参数进行第2次测量，由另一名具有5年以上工作经验的医师进行第3次测量，用于分析测量结果的一致性。

1.3 CPAP治疗 嘱OSAHS患者于家中采用Hoffrichter Atmo Vital AUTO-CPAP设备自行实施CPAP治疗，每晚使用设备时间≥6 h、每周治疗时间≥6天，持续6个月。

1.4 临床资料 于CPAP治疗前及治疗后3、6个月，采用Nicolet v32多导睡眠监测仪监测患者睡眠，监测时间≥7 h，记录AHI、最低血氧饱和度(lowest arterial oxygen saturation， LSaO2)及血氧饱和度(arterial oxygen saturation， SaO2)<90%的持续时间；记录治疗前2组血压、血清总胆固醇(total cholesterol， TC)、甘油三酯(triglyceride， TG)、高密度脂蛋白胆固醇(high density lipoprotein cholesterol， HDL-C)及低密度脂蛋白胆固醇(low density lipoprotein cholesterol， LDL-C)。

1.5 统计学分析 采用SPSS 25.0统计分析软件。以组内相关系数(intra-class correlation coefficient， ICC)评价观察者内及观察者间测量结果的一致性，ICC<0.4为一致性差，0.4≤ICC≤0.75为一致性一般，ICC>0.75为一致性良好。以±s表示符合正态分布的计量资料，组间行独立样本t检验；对OSAHS组治疗前后行重复测量资料方差分析，两两比较采用LSD法检验；以中位数(上下四分位数)表示不符合正态分布的计量资料，组间行两独立样本秩和检验；对OSAHS组治疗前后行多个相关样本的Friedman秩和检验。以χ2检验比较组间性别差异。采用Pearson相关性检验评估AHI与右心室各参数间相关性；以AHI作为因变量，右心室各参数作为自变量，行多元逐步回归分析。P<0．05为差异有统计学意义。

2 结果

OSAHS组与对照组之间，性别(χ2=0.29，P=0.59)、年龄(t=1.40，P=0.16)及BMI(t=1.42，P=0.16)差异均无统计学意义。

2.1 超声心动图参数及测量一致性 OSAHS组LSaO2、HDL-C、TAPSE及E/A均显著低于对照组(P均<0.05)，AHI、SaO2<90%时间、LDL-C及SPAP均显著高于对照组(P均<0.05)；组间血压及RVEDD差异均无统计学意义(P均>0.05)，见表1。OSAHS组RVEDV、RVESV、RVEDVI及RVESVI均显著大于对照组(P均<0.05)，RVEF显著小于对照组(P均<0.05)，见表2及图1、2。观察者内及观察者间测量结果的一致性均良好(ICC：0.77～0.88，P均<0.05)。

表1 OSAHS患者与健康人临床资料及传统超声心动图参数比较

图1 患者男，63岁，OSAHS 经处理RT-3DE图像获得右心室三维模型，RVEDV为96.8 ml，RVESV为50.9 ml，RVEF为47.4% A.标准四腔心切面； B.两腔心切面(右心室、右心房)； C.左右心室横切面； D.右心室三维模型

图2 志愿者男，59岁 经处理RT-3DE图像获得右心室三维模型，RVEDV为77.2 ml，RVESV为32.0 ml，RVEF为58.6% A.标准四腔心切面； B.两腔心切面(右心室、右心房)； C. 左右心室横切面； D.右心室三维模型

2.2 相关性分析 AHI与RVEF、TAPSE及E/A均呈负相关(r=-0.64、-0.40、-0.45，P均<0.05)，与BMI、RVEDV、RVESV、RVEDVI、RVESVI及SPAP均呈正相关(r=0.56、0.52、0.61、0.58、0.65、0.65，P均<0.05)。逐步多元回归分析显示BMI、RVESV、RVESVI及RVEF可作为AHI的独立预测因子，标准化偏回归系数β分别为0.233、0.278、0.316及-0.277(P均<0.05)。

2.3 治疗效果 CPAP治疗3个月后，OSAHS组AHI、SaO2<90%时间、TC、LDL-C、SPAP、RVEDV、RVESV及RVESVI较前明显降低(P均<0.05)、LSaO2及E/A明显升高(P均<0.05)；治疗6个月后，除RVEDD及TAPSE外，其余参数均较治疗前明显改善(P均<0.05)；治疗后6个月后，相比治疗3个月后，TG、TC、LDL-C、SPAP及各RT-3DE参数均较明显降低(P均<0.05)，HDL-C则明显升高(P<0.05)，见表3、4。

表3 OSAHS组CPAP治疗前后临床资料及传统超声心动图参数比较(n=50)

表4 OSAHS组CPAP治疗前后RT-3DE参数比较(n=50)

3 讨论

OSAHS的严重低氧血症、高碳酸血症及交感神经活性增强可造成肺血管收缩甚至重塑，使肺动脉压力加大，增加右心室压力负荷；酸中毒引起的水钠潴留与胸腔内负压造成静脉回流量增加，使右心室容量负荷增大；诸多因素共同导致右心室结构及功能损害[8]。

MAGALANG等[9]采用心脏MRI评价OSHAS患者心功能，发现CPAP治疗3个月后，左心室舒张末期及收缩末期容积指数、左心室射血分数及RVEF较治疗前均未发生明显变化，而RVEDVI及RVESVI显著降低，认为OSAHS患者右心室结构不良重塑可能发生于出现明显症状及左心室功能障碍之前。本研究OSAHS组RVEDV、RVESV、RVEDVI及RVESVI均显著增大，RVEF显著减小，提示OSAHS患者已发生明显右心室重构及功能障碍；CPAP治疗3个月后，OSAHS组RVEDV、RVESV及RVESVI明显减小，RVEF和RVEDVI也在CPAP治疗6个月后得到显著改善。COLISH等[10]采用心脏MR观察发现CPAP治疗3个月后OSAHS患者右心房和右心室容积降低，且在随访1年内持续改善。本研究OSAHS组经CPAP治疗3个月后RVEDD虽有增大趋势，但差异并不显著，治疗6个月后RVEDD及TAPSE较治疗前仍无显著改变，可能提示传统超声心动图评价右心室结构及功能存在局限性，而RT-3DE的准确性、实用性及敏感度均较好。但RT-3DE对图像质量要求较高，采集心尖四腔心图像时，应尽量使右心室偏向中央，并在屏气状态下采集；分析图像时，应适当选择收缩舒张末期图像，仔细调整边界，以生成舒张末期、收缩末期右心室三维模型。

CPAP治疗后右心室收缩和舒张功能恢复证实OSAHS与右心室功能改变存在关联。CPAP系针对OSAHS病因进行的对症治疗，可降低胸腔内负压，纠正低氧血症和二氧化碳潴留，降低肺血管阻力，是治疗OSAHS的最有效方式[11]。此外，OSAHS引起的间歇性低氧可使机体呈慢性炎性反应状态，进一步干扰人体脂肪代谢[12]；CPAP治疗可通过降低体内炎症因子改善血脂状况[13]。本组OSAHS患者经CPAP治疗后血脂水平得到明显改善。

综上，OSAHS患者存在右心室结构及功能异常；相比传统超声心动图参数，RT-3DE评估CPAP治疗后右心室功能改善的效果更佳。本研究的主要局限性在于OSAHS样本量小，且RT-3DE后处理对图像质量要求较高，建立三维模型时易受人为因素干扰，有待进一步完善。