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文摘
客观的预后在肺动脉高压(PH)在很大程度上取决于房车功能。然而,不确定性度量的RV可能大多数临床相关的函数。本研究的目的是评估指标的临床意义的房车功能适应后负荷增加。
方法病人对PH值进行了心脏catheterisation和房车容积评估在48 h。一个房车最大压力(Pmax)从房车压力曲线计算。房车的充足率收缩功能适应增加了中风后负荷估计要么卷(SV) /收缩末期容积(ESV)比Pmax /平均肺动脉压(肺动脉平均)比率,或由EF (RVEF)。舒张功能的RV估计舒张倒电容系数β。生存分析是通过Cox比例人力资源,kaplan meier和主要结果死亡或肺移植的时间。
结果病人(n = 50;年龄58±13岁),涉及了广泛的肺动脉平均(13 - 79毫米汞柱)平均RVEF 39±17%和143±89毫升。的平均估计收缩末期心室动脉倒电容比分别为0.79±0.67 (SV / ESV)和2.3±0.65 (Pmax / mPAP-1)。Transplantation-free生存由右心房压力预测,肺动脉平均,肺血管阻力、β,SV, ESV, SV / ESV和RVEF,但控制右心房压力后,肺动脉平均,和SV, SV /是唯一的独立预测指标。
结论充足的房车功能适应后负荷预测病人的生存博士是否可以被评估使用房车容积成像将需要额外的确认。
来自Altmetric.com的统计
背景
近年来更好的欣赏,房车功能功能状态的主要决定因素,患者的运动能力和生存严重肺动脉高压(PH)。1,2然而,如何衡量房车函数和参数可能大多数临床相关仍然争论不休。2
正常的房车是薄壁新月形流发生器无法应付快速增加肺动脉压(PAP)。然而,在长期的存在增加了人民行动党,RV适应逐渐增加的收缩性允许保持输出。当最终这个“homeometric适应”失败,填充压力和RV维度的增加,导致维护流输出通过一个“比浊适应”,燕八哥定律所描述的心。因此,黄金标准的测量患者的房车功能PH值必然包括估计的收缩性和后负荷。
房车收缩性由最大倒电容量化,或房车压力-容积关系的最大价值,通常估计的收缩末期倒电容(ee)或收缩末期压力(ESP)比收缩末期容积(ESV)。可接受的参考测量房车后负荷是动脉倒电容(Ea),或中风ESP除以体积(SV)。重要的是,最优RV-arterial耦合,它允许流输出最小的能源成本,对应于一个ee / Ea比率约为1.5到2。3
严重PH患者数量有限的研究报道ee的增加成比例增加肺血管阻力(PVR)保存4或减少4 - 7ee / Ea。这些研究使用单一ee的跳动或多个测量,4 - 6或者尝试了一种简化方法,独家体积测量。7不同的方法导致ee / Ea比率变量值。此外,任何表示ee / Ea的预后相关性来衡量RV-arterial耦合或PH值的怀疑患者从未被研究过。
在目前的研究中,我们评估了不同的方法来估计预后的影响从右心catheterisation ee / Ea (RHC)和患者成像光谱的清规戒律博士因为收缩功能对舒张功能的影响,1 - 3我们也计算舒张期僵硬指数β最近显示显著增加患者的肺动脉高血压(PAH)。8
方法
研究背景
病人匹兹堡大学综合肺动脉高压的计划,并接受RHC PH值的评估,研究了知情同意是匹兹堡大学的机构审查委员会批准。这项研究是未来。入选标准是:(1)年龄≥18年;(2)临床表明RHC和心脏成像(多层螺旋CT(多层)的胸部,或者心脏MRI (CMR))。排除标准:(1)国际标准化比率(INR) > 1.6;(2)血小板计数< 50 000;(3)不能躺平的过程;(4)已知过敏静脉对比;(5)血清肌酐大于2.0;(6)心律失常从而排除心脏成像足够的控制。
房车容量评估
房车成交量衡量CMR (n = 6)或封闭的心脏多层(n = 44)。心脏多层ct扫描协议是专为本研究开发的如前所报道。9患者在通用电气光速16-slice扫描仪扫描(n = 13),或通用电气VCT 64片扫描仪(n = 31)(通用电气医疗;美国威斯康辛州密尔沃基)。选择格式图像和三维(3 d)和4 d全心卷效果图进行独立的工作站(GE ADW V.4.3,通用电气医疗集团,密尔沃基威斯康辛州,美国)。房车功能测量使用标准求和的板卷技术被用于评估左心室卷。房车的内腔边界在每个片手动跟踪从顶点到飞机end-systole和end-diastole三尖瓣。CMR CMR是由专门的技术人员1.5 T西门子Magnetom Espree(德国西门子医疗解决方案,埃朗根)和32路相控阵心血管线圈。CMR扫描包括标准breath-held分段电影成像与稳态自由进动和潜在ECG门控。10房车卷测量使用辛普森法则没有短轴的几何假设成堆的舒张压和收缩压电影结束结束帧(片6毫米厚,4毫米差距,每个心动周期30帧)由内科医生CMR经验。10
多普勒超声心动图
在病人的一个子集,同时获得多普勒房车流出道流速测量RHC采样RV-arterial耦合测量使用单一击败方法,如下表示。
右心catheterisation
RHC 48 h内执行,多层或使用balloon-tipped CMR热稀释法7 F Swan-Ganz导管右心房压力的测量(RAP),人民行动党,阻挡人民行动党,房车压力、心输出量(CO)。屏幕截图的房车压力轮廓存储在威特系统后来分析和半自动地redigitised在Matlab使用自定义项目。11
压力-容积分析
计算ee,单一击败法。12短暂,最大压力,房车最大压力(Pmax),计算了非线性外推的早期的收缩压和舒张压的部分房车压力曲线。ESP被近似的意思是人民行动党(肺动脉平均)。13ee当时的斜率计算收缩末期压力-容积(p - v)关系:(Pmax−肺动脉平均)除以SV。14Ea肺动脉平均比SV估计,假设房车压力在舒张末期容积(类别)等于零。12自从ee / Ea比率可以简化省略肺动脉平均或SV常用术语,ee / Ea也估计了SV / ESV的比率,定义为“体积法”或(Pmax /肺动脉平均−1)定义为“压力方法”(图1)。因为房车压力-容积循环的形状可能表明,特别是接近收缩期房车肺动脉平均压(sRVP),4ee / Ea也计算了sRVP代替肺动脉平均压的方法。
方法用来估计RV-arterial耦合(收缩末期倒电容(ee) /倒电容(Ea)和舒张期僵硬(β)。在体积法(A)和方法(B)的压力,动脉Ea比率的计算收缩末期压力(ESP)中风量(SV)。ee体积法估计的ESP比收缩末期容积(ESV),结果在一个简化的ee / Ea的SV /现代本。压力的方法,Pmax估计的非线性外推的收缩压和舒张压的早期部分房车压力曲线。ee当时的比率(Pmax-mean肺动脉压力)除以SV,结果在一个简化的ee / Ea (Pmax / ESP−1)。舒张期僵硬,β,由拟合非线性指数计算,P =α(eVβ−1),压力和体积测量舒张初(BDP:开始舒张压,ESV)和舒张末(EDP:舒张压,舒张末期容积(类别)。
舒张期僵硬被非线性指数曲线拟合计算的舒张压部分single-beat压力-容积循环最近出版的。8具体来说,舒张压刚度曲线拟合参数α和β由拟合非线性指数,P =α(eVβ−1)使用压力-容积循环(3分图1)。第一点是初压力后舒张等容ESV房车时放松。第二点是在等容收缩前的压强和体积。第三点是认为经过原点(0,0)。
所有单身击败压力-容积循环分析房车收缩期和舒张功能表现在Matlab (Matlab 2013计划MathWorks,纳蒂克,麻萨诸塞州,美国)。
研究协议
所有患者RHC,多层或CMR在48 h。此外,单一击败方法用多普勒超声心动图测量肺动脉流应用三个病人的一个子集。瞬时变化集成房车体积估计的体积流率计算产品的多普勒速度和肺动脉的平均横截面积决定从热稀释法(平均横截面积=有限公司/平均速度)。ESP的击败方法允许定义一行来自Pmax切线RV压力-容积循环相对体积变化计算从肺的集成流。12
统计数据
数据表示为平均数±标准差。统计学意义被定义为双面p < 0.05。主要结果的生存定义为自由从肺移植或死亡。不同评估方法计算使用成对的学生t测试。为了确定因素预后生存,Cox回归分析进行整个人口。单变量(意义组p < 0.05截止),和多元(逆向选择设定在p < 0.1截止,包括所有的变量有一个单变量分析p < 0.1)考克斯分析工作。接收机操作特性曲线(ROC)绘制变量显著的多变量Cox模型来确定曲线下的面积,特异性和灵敏度的最优的否决。最优的碎屑被定义为ROC曲线上的点最近的中华民国图的左上角。构造和生存率较kaplan - meier生存曲线是用来比较生存患者分层截止由中华民国。统计计算结果都是采用SPSS为Windows (V.20, SPSS,芝加哥,伊利诺斯州,美国)或R (R项目统计计算,http://www.r-project.org/生存分析)。
结果
共有50例(34岁女性)登记,58±13岁,纽约心脏协会(NYHA)功能类2.5±0.8,距离走进6分钟295±125米。9人没有PH值所定义的肺动脉平均< 25毫米汞柱。他们的肺动脉平均17±4(范围:10-21)毫米汞柱。他们被称为PH值的怀疑,因为不明原因的呼吸困难和问题在多普勒超声心动图三尖瓣返流的最大速度增加。其余41例特发性肺动脉高压的诊断在11日,结缔组织病相关的多环芳烃在12,慢性血栓栓塞PH值3,sarcoidosis-associated PH值在3,门户hypertension-associated PAH, PH值二次7特发性肺纤维化,和左心室舒张功能不全在4。LVEF是62±6%。phosphodiesterase-5抑制剂的PH值由治疗12例,内皮素受体拮抗剂在5日在5环前列腺素,钙通道阻滞剂在11日,华法林在11日利尿剂29和洋地黄3。
总结了血液动力学的测量表1。有一个广泛的肺血液动力学和房车适应后负荷评估RVEF和n端b型利钠肽(NT-pro-BNP)水平。
ee的测量和Ea, ee / Ea比率的容量和压力所示方法表2。ee增加,但ee / Ea,体积或压力方法,降低比例增加PAP (图2)。ee和ee / Ea肺动脉平均压方法的最高和最低体积法,sRVP压力之间的方法(表2)。舒张压刚度系数β增加成比例增加ee(压力方法)和减少ee / Ea (SV / ESV) (图3)。β没有明显与ee体积法(肺动脉平均/ ESV;R = 0.016;p = 0.91)和ee / Ea压力方法(Pmax / mPAP-1;R = 0.34;p = 0.34)。
比收缩末期倒电容(ee) /倒电容(Ea)压力计算方法(A)或体积法(B)策划与平均肺动脉压(肺动脉平均)。ee / Ea是当压力计算的方法比计算体积测量时,然而,逆关系肺动脉平均方法之间是一致的。
与房车收缩舒张压刚度线性增加(A)。然而,有一个逆舒张期僵硬和RV-arterial耦合比率之间的关系,中风卷(SV) /收缩末期容积(ESV)。
平均随访时间为2.1±1.9年最大5.9年的随访16个事件(11人死亡,5肺移植)。未经调整的单变量Cox比例风险比率预测死亡时间的主要结果或肺移植进行以下变量:说唱音乐、肺动脉平均、PVR、SV、ESV,英孚,SV / ESVβ和Pmax / mPAP-1。更高的肺动脉平均、PVR、ESV和β,和更低的SV, RVEF和ee / Ea的体积法(SV (ESV)都是由单变量Cox比例风险预测结果比(图4在整个队列。ee / Ea压力估计的方法与肺动脉平均或sRVP估计ESP没有预测的结果在整个队列。在多变量cox模型的整个队列控制说唱,肺动脉平均和SV, SV / ESV成为唯一的独立预测指标transplant-free生存(或0.030,95%可信区间0.003到0.324,p = 0.004,整体模型p = 0.003)。保持这种情况在控制了舒张期僵硬(β),说唱,SV在另一个模型(或0.066,95%可信区间0.005到0.873,p = 0.039,整体模型p = 0.002)。但在模型中控制了性别、年龄和功能类,SV / ESV是唯一重要的预测(或0.024,95%可信区间0.002到0.391,p = 0.009,整体模型p < 0.001)。当队列仅限于那些PH(肺动脉平均≥25毫米汞柱),SV, ESV RVEF、β和SV /是唯一的单变量预测的结果。在这群局限于肺动脉平均≥25毫米汞柱,SV / ESV仍transplant-free生存的独立预测指标多变量分析说唱、肺动脉平均和SV(或0.035,95%可信区间0.003到0.379,p = 0.006,整体模型p = 0.015),这是一个更强大的预测比RVEF相似的模型(或0.928,95%可信区间0.883到0.974,p = 0.003,整体模型p = 0.002)。患者分层的ROC-derived截止值≤0.515 ee / Ea显示高度显著差异在相关的kaplan meier transplant-free生存曲线(图5)。
福勒斯特图显示每个参数的独立的人力资源和95%置信区间预测死亡或肺移植的主要结果。1.0人力资源>与更大的死亡风险或肺移植;比< 1.0防护;* p < 0.05显著。
kaplan meier存活曲线由中风患者量(SV) /收缩末期容积(ESV) 0.515在整个队列(A)和群仅限于那些与肺动脉高压(平均肺动脉压(肺动脉平均)≥25毫米汞柱;B)。
因为假设压力-容积循环显著影响的形状测量ee异时措施的压力和体积计算,同时我们使用房车压力和多普勒肺流速三个病人构建代表瞬时压力-容积循环。房车体积的相对变化在一个心动周期的计算多普勒流速度(图6)。病人分别有一个正常肺动脉平均(17毫米汞柱)和有限公司(5.0升/分钟),或肺动脉平均升高(62和47毫米汞柱),并降低或正常的公司(2.4升/分钟,C: 8.3升/分钟)。ee计算线来自Pmax和p - v曲线的切线接近ee sRVP压力计算的方法。ee斜坡计算与肺动脉平均略高。
从瞬时房车压力和肺动脉压力-容积循环多普勒流(A)相比,简化了压力-容积循环与收缩期峰值房车压力(sRVP)估计收缩末期压力(B)三个科目。相应的房车压力曲线也显示(左,插图)。斜坡上的收缩末期倒电容(ee)分别为0.91 mm Hg /毫升(主题),1.02毫米汞柱/毫升(主题B),和1.21 mm Hg /毫升(C)主题。斜坡的ee B分别为0.83毫米汞柱/ mL, 1.19毫米汞柱/ mL,和C: 1.53 mm Hg /毫升。山坡上的ee平均肺动脉压(肺动脉平均)而不是sRVP(图中未显示)分别为1.03 mm Hg / mL, 1.46 mm Hg /毫升和1.93 mm Hg /毫升。
讨论
目前的结果表明,房车收缩功能的耦合后负荷是一个独立的预测transplantation-free生存患者的严重性和起源PH值的变量。在这个人口PH值的病人,最简单的度量RV-arterial耦合基于成像收缩末期和产品类别影响预后优于入侵RHC提供的测量。
充足的房车功能适应PH患者后负荷评价通常是在临床实践中各种侵入性和非侵入性的测量。其中,说唱和CO (RHC),三尖瓣环平面偏移,房车性能指标,心房大小、应变和心包积液(超声心动图),SV, ESV、类别和RVEF (CMR)和脑利钠肽已被证明的预后相关性。2然而,可用数据不提供一个层次结构允许临床医生根据病人和选择相关的和实际的可用资源。这就是为什么在本研究,我们探讨了测量的预测价值更紧密地与金标准RV的收缩和舒张功能。1 - 3,15
收缩心室功能,或者收缩性,由最大心室倒电容,定义或ee。同样,心室后负荷是最好定义为Ea。都可以测量相同的p - v循环。ee / Ea高于1,通常在1.5 - 2之间,允许房车流输出最小的能源成本,从而反映出最佳ventriculo-arterial耦合。1 - 3因此,最近的一些研究已经报道了ee / Ea患者的严重形式的酸碱等多环芳烃或慢性血栓栓塞,显示增加适应ee或多或少地保存ee / Ea比率。4 - 7然而,RV-arterial耦合的预测价值衡量ee / Ea尚未确定。
在目前的研究中,我们寻找的最佳组合生理声音和临床可行的预测方法。体积法是一种ee / Ea比简化为压力。7在这一过程中,存在着一种固有的假设V0或RV体积为零填充压力等于零,这是不现实的。14收缩末期的pv non-ejecting心室率测量实验,或一个家庭的p - V循环排出心室,实际上是轻微的曲线,但积极的V0。16因此,SV ESV低估了ee / Ea考虑ESP与测量。14从Pmax压力方法计算ee / Ea,肺动脉平均和SV,导致压力比(Pmax /肺动脉平均−1)。该方法假定preload-independency ESV和肺动脉平均有效估计的ESP。两个假设受到一些限制。4,13 - 16然而,压力方法可能提供更准确的测量ee / Ea比体积法,相对preload-independency更可能在报道的范围比0 V的值测量0。这证实了ee / Ea测量计算通过单一击败方法论三个病人。因此奇怪RV-arterial耦合比其他测量的体积测量的充足率房车收缩功能的耦合后负荷预测的结果。原因不清楚。实际发现是影响预后的相关性有关RV-arterial耦合可以测量使用一个完全非侵入性的方法。这将需要确认一个更大的患者人群。
p - v循环正常房车的三角形状,与弹射持续最大倒电容后,肺血管低阻抗的关系。17正方形的正常左心室pv循环最大end-systole Ea,从而ee和Emax同时左上角的p - v循环。18严重的PH值随着PVR的发展,房车的p - v循环转换到一个正方形形状,ee和Emax之间的区别变得微不足道,19与早期达到顶峰,或可能需要一个三角形的形状和ESP接近峰值RV的收缩压4也见图6。因此,在低PVR ESV通过任何成像技术测量低估房车Emax体积,但这个错误是在高PVR最小化。另一方面,假设肺动脉平均压方法接近房车压力Emax高估了ee / Ea,所以sRVP估计ESP可能会更好。然而,在目前的研究中,虽然sRVP代替肺动脉平均压方法导致ee和ee / Ea略低,如预期(图6)这不是有关预后功能有改善。
最近的研究关注RVEF房车的措施适应后负荷PAH患者披露的重要性随时间的变化与疾病的自然进化和药理干预措施。20.然而,RVEF明显load-dependent ee / Ea。3然而,SV装入独立/现代本应该比RVEF因为ESV变化比例小于静脉返回产品类别在任何给定的变化。因此,SV / ESV的代孕RV-arterial耦合率和为什么最大的最佳测量收缩期Ea依赖家庭的压力-容积循环变量静脉返回。3,4如何随时间变化的更健壮的测量RV-arterial耦合改善预测结果严重的PH值还有待探索。
舒张功能被定义为舒张期倒电容曲线由一个家庭的压力-容积循环变量加载。提出了几种方案。15最近,雨等21日报道PAH患者房车舒张期僵硬估计通过舒张期压力-容积曲线拟合非线性指数关系,与公式P =α(eVβ−1)。8在这项研究中,舒张压刚度常数β与疾病严重程度密切相关。房车舒张功能不全的发病机制有关房车胶原蛋白含量增加(即纤维化)和刚度RV观察,进而由于肌小节的磷酸化,关键蛋白质调节肌细胞刚度。8因此,我们通过这个方法计算β,发现它是transplant-free生存的预测,尽管不是独立的。
在目前的研究中,ee / Ea比率和β是高度相关的。这并不令人感到意外,因为作为心肌细胞放松是依赖后负荷,钙处理和收缩蛋白质功能,所有受影响的收缩功能适应负荷条件,以便心室松弛可以被视为不可分割的一部分,一个连续contraction-relaxation心脏的循环。21
目前发现有几个局限性。第一个是小病人的人口规模和不均匀性的严重程度和类型的PH值无法有效的亚组分析。因此,我们不知道如果本研究的结论是普遍适用的。第二,只为最初的测量是研究预测,不改变疾病的进展,希望在将来的研究中得到解决。第三,SV测量产品类别和ESV的区别,这可能造成低估它的真正价值三尖瓣返流。然而,SV计算从公司和人力资源是72±29毫升,类别之间的差异和ESV 76±28毫升,p = 0.50,表明本研究缺乏显著三尖瓣返流的人口。此外,潜在ECG门控在CMR可能错过了真正的产品类别和低估产品类别。四是在缺乏一个真正的黄金标准RV-arterial耦合,基于测量Emax, Ea和β的家庭压力体积循环在变量静脉返回生成的。而并发策略已经报道了这个目的,4这才在一项研究中,而不是发现通常是可行的。6另一方面,插入一个下腔静脉气球操纵静脉返回被认为是过度入侵,因此,道德问题。
总之,本研究显示预后相关性RV-arterial耦合成像的评估及产品类别在病人博士这将需要确认在较大的PH患者群体。
关键信息
已知在这个问题上是什么?
房车功能与预后严重肺动脉高压,但最临床相关的指标仍不确定。临床方法估计房车体积简化压力函数循环与疾病严重程度,但没有评估的临床相关性。
本研究添加什么呢?
本研究调查的能力RV-pulmonary动脉耦合参数中风体积收缩末期容积比(SV / ESV),房车最大等容压力/平均肺动脉压力比、EF、舒张功能的RV预测临床结果。充足的房车功能适应后负荷预测肺动脉高压病人的生存,可以使用成像评估和SV / ESV的比率。
这可能会如何影响临床实践呢?
房车函数的能力与定量指标在肺动脉高压临床结果可以为管理提供一个强大的工具。等指标也可以被用于未来的替代终点的结果和评价反应治疗。
确认
我们感谢玛丽Pollera和蒂姆·巴赫曼的技术支持,和安东尼Longhini协助收集的数据。
引用
脚注
贡献者MAS,老妈,杰和肝癌的概念和设计研究。CD、VK和JL导致CT数据的分析和解释。CB导致临床资料的分析砂解释。RRV RN, MRP,老妈,肝癌和MAS导致了数据的分析和解释。RRV RN, MRP,杰,肝癌和MAS起草手稿和所有作者批判导致修改它。所有作者已阅读并最终批准的手稿。
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