肺内膜切除术可使室间不同步化和右心室收缩壁应力正常化

背景

室间隔机械性不同步运动是肺动脉高压的一个特征。我们研究了慢性血栓栓塞性肺动脉高压(CTEPH)肺内膜切除术(PEA)后右心室(RV)壁应力在室间不同步运动恢复中的作用。

方法

在连续13例CTEPH患者肺内膜切除术前和术后6个月，应用心血管磁共振心肌标记。对于左心室(LV)和右心室游离壁，计算周向缩短(应变)达到峰值的时间(Tpeak)。肺动脉压(PAP)在PEA后48小时内通过右心导管测量。然后利用拉普拉斯定律计算右心室游离壁收缩壁应力。

结果

PEA后，Tpeak菌株从左至右游离壁延迟(L-R延迟)由97±49 ms下降至-4±51 ms (P< 0.001)，与正常参考值(-35±10 ms)无差异(P= 0.18)。RV壁应力由15.2±6.4 kPa显著降低至5.7±3.4 kPa (P< 0.001)，与正常参考值5.3±1.39 kPa (P= 0.78)。Tpeak中L-R延迟的减少与RV壁应力的减少相关性更强(r = 0.69，P= 0.007)，而收缩压降低(r = 0.53，P= 0.07)。Tpeak中L-R延迟的减少与RV半径减少的估计无关(r = 0.37，P= 0.21)或右心室收缩壁厚度增加(r = 0.19，P= 0.53)。

结论

对CTEPH进行PEA后，RV和LV峰值菌株重新同步。收缩心室壁应力的降低在这种重新同步中起着关键作用。

心室间室机械不同步运动是右心室压力过载的一个特征[1- - - - - -3.］．它发生在左室心肌缩短末期，此时左室游离壁继续缩短，而左室(LV)壁已处于早期舒张期[4- - - - - -7］．因此，室间隔向左弯曲，左室缩短而不射血，从而使右室非常低效[8]，此外还会影响左室早期充盈[9，10］．这种延长右心室收缩持续时间的潜在机制尚不清楚。在一个孤立的langendorf灌注心脏，Handoko等[11通过使用充气气球增加右心室压力，在峰值压力中产生了L-R不同步。早期的两项研究发现了L-R非同步与壁面应力之间的关系[5，12］．由于壁面应力是压力、体积和壁厚的综合效应，不同步的问题是用RV压力还是用壁面应力表示的变量的组合来最好地解释。这一发现有助于更好地理解右心室负荷过重时右心室结构的适应机制。

本研究的目的有两个。首先评估右心室卸载对慢性血栓栓塞性肺动脉高压(CTEPH)非同步运动的影响。其次，分离压力、体积、壁厚和壁应力对非同步化的影响。我们评估了这些对CTEPH患者肺内膜切除术前后L-R非同步化的影响。

病人的人口

在阿姆斯特丹大学学术医学中心连续17例可通过手术治疗的CTEPH患者中，有13例在肺内膜切除术(PEA)前后进行了前瞻性研究。1例患者因幽闭恐怖症拒绝参与，1例患者术后死亡，2例患者术后拒绝接受第二次心血管磁共振(CMR)。CTEPH的诊断和PEA的资格是根据先前报道的程序和标准确定的[13］．经肺血管造影及右心导管检查诊断及心肺血流动力学。50岁以上的患者常规进行冠状动脉造影，40岁以上有吸烟史的患者常规进行冠状动脉造影。

此外，纳入8名健康受试者(称为“对照组”)(年龄55±6岁，3名女性)，心电图(ECG)正常，QRS宽度为80±12 ms，其中右心室和左心室壁菌株并与CTEPH组进行比较。用于正常RV壁的估计压力，我们还纳入了8例怀疑PH值(年龄59±11岁，5名女性)但经右心导管检查证实右侧压力正常的患者(称为“正常右侧压力组”)。所有患者和对照组均知情同意该研究方案，该研究方案由VU大学医学中心的机构审查委员会批准。

右心导管

所有患者均在术前CMR后48小时内行右心导管置入术。右心导管给予右心房压、肺动脉压(PAP)、肺毛细血管楔压(PCWP)和心排血量(热稀释)。肺血管阻力(PVR)计算为:PVR = 80·(平均pap -平均PCWP)/心排血量。在取出Swan-Ganz导管前，在PEA后的第一天或第二天重复进行术后血流动力学测量(Edwards生命科学，Irvine, CA, USA)

CMR成像采集

所有患者在内膜切除术前和内膜切除术后至少6个月进行CMR心肌标记。使用1.5级西门子“Avanto”全身MRI系统，配备6单元相控阵线圈(西门子医疗解决方案，Erlangen，德国)。高时间分辨率(29 ms)的CMR心肌标记与互补空间磁化调制(7 mm标记距离)和稳态自由进动成像一起应用。参数:每一次心跳8条相位编码线，TR 3.6 ms, TE 1.8 ms，翻转角度20度，体素大小1.2 × 3.8 × 6.0 mm3。在所有患者和对照组中，这种标记cine在中心室短轴平面上获得。标记采集后，左室和右室被一堆短轴CMR电影图像覆盖，用于体积评估，使用稳定状态自由进动成像，时间分辨率在25到35毫秒之间。

CMR图像分析

使用MR分析软件系统(Medis, Leiden, Netherlands)计算舒张末期容积(EDV)、收缩末期容积(ESV)、射血分数和心肌质量。为了评估左室峰值充盈率(PFR)，计算整个心周期的左室容积。

对标记后的图像进行谐波相位分析[14］．计算心周期中随时间的周向缩短。对于左室游离壁、室间隔和右室游离壁，通过自动例程计算与ECG r波相关的周向缩短的峰值时间(Tpeak) [15］．

左室游离壁、右室游离壁和间隔定义

左室游离壁被细分为5等份。左室壁与鼻中隔直接连续的2段不包括在左室游离壁中。RV自由墙以同样的方式划定。取完整的室间隔用于计算室间隔应变，从前到后与室壁连接。针对左室自由壁、右室自由壁和间隔，推导了应变和应变定时参数。

右心室收缩末期壁应力

我们对患者和对照组右心室收缩末期(ES)壁应力的估计始于拉普拉斯定律[16]:

右心室收缩压的估计收缩压人民行动党。RV ES的曲率半径很难直接测量，因为RV的形状不规则。因此，我们通过假设患者和对照组的这个体积都可以用一个球体来描述，来估计RVESV的半径。则RV ES半径为:

RV ES壁厚由RV自由壁ES体积除以RV自由壁ES表面积得到。通过对每个短轴ES切片上的RV自由壁进行轮廓化，然后应用辛普森法则得到RV自由壁ES体积。RV ES总表面积计算为:4·π·半径²，由上式取半径。右心室自由壁占总右心室表面的比例估计为2/3。因此RV自由壁ES表面积计算为RV ES总表面积的2/3倍。

统计数据

使用GraphPad Prism 4.0版本(GraphPad Software, San Diego, California)进行统计计算。所有数据均为正态分布。我们表演了一个双尾配对的学生t比较术前和术后CMR测量和血流动力学测量。L-R时延与T_峰线性回归检测左室冲量、左室PFR、6分钟步行距离和右室壁应力。所有数据均以均数±标准差表示。p值< 0.05为有统计学意义

病人的特点

患者特征见表1．患者人群的中位年龄为63岁(范围45-83岁)，46%为女性。PEA前心电图- qrs宽度为96±9 ms。心电图形态显示1例右侧束支阻滞。所有被研究的患者均未出现冠状动脉疾病。所有患者均成功实施了PEA，导致平均PAP显著降低(45±12 vs 25±6 mmHg;PTPR(870±391 vs 406±171 dyn·s/cm)⁵；P< 0.001)。表中总结了有创血流动力学测量结果2．6分钟步行距离由409±109米增加到510±91米(P< 0.001)。

cmr衍生的心室容积和功能

如表所示3.后6个月，RVEDV和RVESV显著降低。右心室行程容积有增大的趋势，RVEF增大。术前右心室肥厚在PEA后减少。LVESV稳定时，左室EDV明显升高。因此，左室冲程容积明显改善。此外，LV- edv校正后的LV峰值填充率(PFR)显著增加。

图像和菌株

数字1分别为PEA前后RV峰值应变时的短轴cine图像和短轴标记图像。数字2显示了一名患者的左室和右室游离壁和间隔在PEA前后的心脏周期周向缩短曲线。在PEA之前，左心室和右心室同时启动，但右心室比左心室晚达到峰值。术后右室峰值不晚于左室峰值。在接受PEA治疗前，RV游离壁峰周向缩短减少(PEA治疗前，-13±3%，对照组，-18±2%:P< 0.001)，而左室游离壁周向缩短峰值与健康对照组相比无差异。PEA后RV峰周向缩短恢复到正常值。(图2)．

时间参数

PEA前后的时序参数结果如图所示3.和表4．PEA前，RV菌株达到峰值的时间(T_峰RV)显著长于T_峰LV，导致峰值应变的L-R延迟。术后,T_峰RV显著降低;而T_峰LV没有变。因此，L-R延迟从97±49 ms下降到与对照组相同的值，即达到正常值:-4±51 ms (P< 0.001)。此外，PEA后室间隔至右心室延迟也恢复正常。各RV段峰值应变数据见表5．

相关和线性回归分析

所有变量均满足正态分布的条件。相关分析和线性回归分析结果如图所示4．几个恢复参数与L-R延迟的减少显著相关:左室冲程量的增加(r = 0.75，P< 0.001)，归一化左室峰值充盈率增加(r = 0.64，P< 0.001)， 6分钟步行距离增加(r = 0.67，P< 0.001)。相比之下，肺动脉收缩压下降与L-R延迟下降之间无显著相关性(r = 0.53，P= 0.07)。rv半径的减小与L-R延迟的减小也无相关性(r = 0.37，P= 0.21)，收缩末期壁厚增加与L-R延迟减少无相关性(r = 0.19，P= 0.53)。

右心室收缩末期壁应力

PEA后，估计右心室收缩末期壁应力从15.2±6.4 kPa显著降低至5.7±3.4 kPa (P< 0.001)，与正常参考值5.3±1.39 kPa (P= 0.78)(图5)．此外，PEA后右心室收缩末期自由壁厚度显著增加(0.98±0.17 cm vs. 1.21。±0.38 cm，P= 0.01)。进一步，如图所示5 b， L-R延迟的改变与右心室收缩末期壁应力的降低显著相关(r = 0.69, P = 0.007)。

本研究的主要发现是:(1)PEA后，峰值应变的L-R延迟和收缩末期壁应力的估计都恢复到正常值;(2)左室左室延迟的变化主要与右室收缩末期壁应力的变化有关。

我们发现卸载RV后L-R非同步性下降，这与Lurz等人之前的观察结果一致[12]在rv -肺动脉导管梗阻缓解的患者中。与我们的研究相似，他们报告RV壁应力的降低与L-R延迟的减少相关。我们证明了这也适用于肺动脉高压患者，此外，我们证明了同步恢复主要是由PAP压力降低、收缩末期半径和壁厚增加的联合作用解释的。由于我们也纳入了健康受试者，我们能够证明右心室峰值应变、壁面应力以及左心室-右心室同步恢复到正常值(图3.而且5)．这意味着，通过减少右心室壁应力的干预措施，出现故障的右心室能够恢复功能。

在本研究中，我们在术后至少6个月进行了CMR测量，因为之前的报道显示，在至少3个月的时间内卸载心室可导致形态学和功能改善[17，18］．此外，Reesink等[19]显示，至少4个月后进行CMR，几乎完全反向RV重塑发生。然而，对于侵入性压力，我们使用直接的术后压力测量来计算壁应力。本研究将6个月后的CMR和术后压力值相结合是一个局限性，因为CMR衍生值反映了反向重塑的状态，而pea后的血流动力学则没有。然而，以往的报道表明，在PEA术后随访期间肺动脉压保持稳定[20.，21］．

实验数据

我们的结果与心肌的数据一致。布鲁萨特等[22]及其他[23]研究了负荷和收缩持续时间之间的关系，表明施加在孤立肌肉上的急性高后负荷增加了收缩持续时间。最近，Handoko等人[11]使用来自慢性PH大鼠模型的离体朗根多夫灌注心脏，并显示使用充气心室球囊增加右心室容积和压力可诱导峰值压力时心室不同步化。因此，心肌壁应力的增加导致收缩时间延长，在实验条件下也是如此。

肺动脉高压的收缩末期壁应力

CTEPH中收缩期末期壁应力增加的发现与早期关于肺动脉高压的报道一致[24，25］．壁面应力的增加不仅影响右心室收缩时间，而且对心肌灌注也有负面影响[26]及随后的葡萄糖代谢[25]，并增加需氧量[27]此外，格罗斯曼等人[28]表明，壁面应力的增加引起了壁面的扩张，而扩张又导致壁面应力的进一步增加，从而保持了正反馈的恶性循环。

降低收缩末期壁应力可以通过降低右心室压力和通过同心肥大改善右心室适应来实现[29］．这种适应的相关性在先天性心脏病导致的PH患者中很明显:在这些患者中，右心室更有能力应对增加的后负荷，可能是因为右心室有更多的时间通过代偿性肥厚来适应。这强调了肥厚与降低壁面应力的相关性，从而减少右心室压力过载时的L-R不同步。

限制

本研究的患者数量较少。这是极具侵入性的PEA手术的后果，该手术只能应用于一小部分CTEPH患者。然而，所有的统计分析都是在患者内部进行的，通过配对样本t检验比较术前和术后的数据。这样就可以在少数人身上取得显著的结果。

此外，一个简化的假设是用球形结构描述右心室收缩末期容积，用于计算患者和对照组的右心室壁应力。

在CTEPH患者中，PEA后峰值应变的L-R非同步性恢复到正常值。右心室收缩末期壁应力在这种恢复中起着关键作用，反映了肺动脉压力、右心室半径和壁厚的复杂相互作用。

资助及支援

Anton Vonk-Noordegraaf得到了荷兰科学研究组织(NWO)-VIDI的支持。

从属关系

1. 阿姆斯特丹大学肺病科，荷兰阿姆斯特丹

   Gert-Jan Mauritz, Anton Vonk-Noordegraaf, Taco Kind, Nabil Saouti, Joachim Bosboom和Nico Westerhof

2. 阿姆斯特丹大学物理与医学技术系，荷兰阿姆斯特丹

   蒂姆·马库斯

3. 荷兰阿姆斯特丹自由大学医学中心心血管研究所生理学系

   尼科Westerhof

4. 阿姆斯特丹大学肺病科，荷兰阿姆斯特丹

   Sulaiman的病人

5. 荷兰阿姆斯特丹大学学术医学中心心胸外科

   Jaap J Kloek

6. 呼吸内科，Onze Lieve Vrouwe Gasthuis，阿姆斯特丹，荷兰

   保罗医学教授

相应的作者

对应到蒂姆·马库斯．

相互竞争的利益

作者宣称他们之间没有利益冲突。

作者的贡献

GM负责本研究的构思和设计、数据采集、结果分析和解释以及文稿的起草;AV负责本研究的构思、设计和稿件的修改;TK对结果进行数据采集、分析和解释。SS进行数据分析;JK进行了手术和修改手稿;对稿件进行PB修改;NS进行数据采集;JB对结果进行数据采集、分析和解释;NW:负责本研究的构思和设计;JM负责本研究的构思和设计、结果的解释和文稿的起草。

188滚球软件本文由BioMed Central Ltd授权发布。这是一篇开放获取文章，188滚球软件根据创作共用归属许可协议(https://creativecommons.org/licenses/by/2.0)，允许在任何媒介上不受限制地使用、传播和复制，前提是正确地引用原始作品。

转载及权限