二、右心功能评估
1、右房应变及排空功能
右房功能与右室收缩和舒张功能之间有着错综复杂的相互作用。右房的主要作用是调节右室充盈,可反映右室血流动力学状态以及收缩和舒张功能。右房功能可分为三个阶段:储血阶段发生在心室收缩期,此时右房作为体循环静脉回流的储血库,主要受心房顺应性和松弛性调控;其次是心室舒张早期发生的通道阶段,该时期受右室松弛性和心室僵硬度调节;最后是舒张晚期的心房主动充盈阶段,此时右房收缩,对右室进行主动充盈。
利用斑点追踪超声心动图(STE)评估右房应变是一项评估右房功能的新兴技术。目前多数商用平台均可应用心房专用STE软件,通过聚焦右房的心尖四腔切面对该腔室进行分析。右房功能还可通过三维超声心动图方法测量被动排空量、主动排空量、总排空量及排空分数进行评估。
目前,无论是基于STE还是三维超声心动图的右房相位功能测量指标,均未在临床实践中得到广泛应用。然而,这些方法作为当前重点研究领域,可能对肺动脉高压及高危人群具有预后评估价值。
图2-1,右房应变。右房应变测量采用聚焦右房的心尖四腔切面,追踪从三尖瓣环外侧至间隔侧的轨迹。测量时需避开瓣叶与瓣环之间的区域,沿右房内膜走行,同时避开下腔静脉、上腔静脉及右心耳。需特别注意避免右房短切,否则可能导致应变值高估。
2、三尖瓣环收缩期位移
三尖瓣环收缩期位移(TAPSE)通过测量收缩期右室游离壁纵向运动,作为评估整体右室收缩功能的替代指标。TAPSE正常值应>1.70cm。
TAPSE不应孤立使用,需结合右室大小、功能及临床资料综合判断。TAPSE可能低估右室收缩功能的常见情况包括图像质量不佳、M型取样线未与三尖瓣环运动方向平行、缩窄性心包炎、植入起搏器或导管干扰以及心胸外科术后状态。而在血流动力学改变、右心适应不良及严重功能性三尖瓣反流导致三尖瓣环变形的情况下,TAPSE可能高估右室收缩功能。此时需存在三维超声右室射血分数或面积变化分数异常等佐证时,才可报告TAPSE异常结果。
TAPSE可与肺动脉收缩压(PASP)结合,用于评估右室对后负荷的收缩反应,即右室-肺动脉耦联状态。TAPSE/PASP比值可预测毛细血管前和后肺动脉高压的临床结局、心力衰竭、COVID-19患者的预后以及预测经导管瓣膜病治疗的临床结果。健康人群TAPSE/PASP比值通常在0.5–0.7mm/mmHg范围内;肺动脉高压患者中,0.3-0.4mm/mmHg的TAPSE/PASP比值经压力-容积环验证提示右室-肺动脉解耦联,并与死亡风险升高相关。
M型是获得TAPSE的首选方法,也可通过斑点追踪(STE)和组织多普勒(TDI)获取,后者称为组织运动瓣环位移(TMAD)。
图3,TAPSE。在聚焦右室切面中,M型取样线沿三尖瓣环外侧放置,与瓣环运动方向平行。使用放大功能聚焦三尖瓣环区域并提高扫描速度可提升TAPSE测量准确性。彩色多普勒技术可提升TAPSE图像质量与测量精度。TMADSTE追踪瓣环位移峰值。
3、TDI S’速度
TDI测量右室游离壁基底段在收缩期的峰值速度,作为右室纵向收缩功能的替代指标之一。S’>9.5cm/s为正常值。
TDI S’速度可能在以下情况下被低估:图像质量差、多普勒增益或滤波未充分优化、取样线与三尖瓣环运动方向不平行或患者体位不佳。心包切除术后即刻,S’速度也可能低估右室收缩功能;若右室心尖部存在显著向左牵拉,则可能高估右室收缩功能。与TAPSE类似,TDI S’速度仅通过评估右室游离壁基底段外侧来替代整体右室收缩功能,因此不应单独使用,而需结合其他相关征象。
图4,TDI S’速度。在聚焦右室切面获取,将TDI PW取样线沿三尖瓣环外侧放置并优化取样容积设置。收缩轴与超声束之间的最大夹角应小于20°。TDI S’速度定义为基线以上红点标记处的峰值收缩速度。
4、右室面积变化分数
右室面积变化分数(FAC)与心脏磁共振成像(CMR)测得的右室射血分数(RVEF)高度相关,可评估右室收缩功能。
RV FAC (%)=(RVEDA-RVESA) /RVEDA×100
RVEDA:右室舒张末期面积;RVESA:右室收缩末期面积。
右室FAC的正常值>35%。为提高FAC测量的准确性,需优化聚焦右室的心尖四腔切面,使右室面积最大化,并确保在整个心动周期中持续清晰显示心内膜边界。若图像优化后右室显像仍不理想,超声造影剂可能有助于心内膜边界的勾勒。
然而右室FAC的测量未考虑右室流出道的贡献。对成人先天性心脏病患者(如法洛四联症)而言,采用其他右室功能定量指标可能更具可靠性。与TAPSE和S’波速度不同,FAC同时反映了右室游离壁的纵向缩短和径向增厚。此外,FAC在评估右室收缩功能时还包含了室间隔(IVS)的贡献。当术后早期出现S’波速度和/或TAPSE被低估,或受负荷条件及几何重构影响时,FAC对右室收缩功能的评估尤为有效。在超声心动图耦合比指标中,FAC/肺动脉收缩压(PASP)比值可能具有更优好的预后价值。
图5,右室FAC。通过追踪右室心内膜来测量舒张末期(A)与收缩末期(B)之间的右室腔面积百分比变化。具体路径为:在聚焦右室的心尖四腔心切面,从三尖瓣环外侧开始,沿右室游离壁至心尖,再沿室间隔至三尖瓣环内侧。测量时,乳头肌、小梁结构及调节束均被纳入心腔面积计算范围。
5、右室流出道速度-时间积分与加速时间
通过测量远端右室流出道(RVOT)直径和脉冲多普勒(PW)在RVOT处获取的速度-时间积分(VTI)来计算右室每搏量(SV)和心输出量(CO)。
计算公式为:SV=[(πr²)×VTIRVOT],r为RVOT半径;
CO=[(SV×HR)/1000]。

RVOT VTI的测量在主动脉瓣水平的胸骨旁短轴切面完成,此时需将探头向上倾斜以优化RVOT及近端肺动脉的显像。将PW置于肺动脉瓣正下方的RVOT内,完整显示整个收缩期频谱。RVOT VTI具有角度依赖性,若取样线与血流方向不平行可能导致测值偏低。正常RVOT VTI值应大于18cm。
同样在RVOT收缩期PW图像上,右室流出道加速时间(AccT)的测量从血流开始至速度峰值顶点。正常值RVOT AccT>105ms,但在心率过低或过高(<60次/分和>100次/分)的患者中,RVOT加速时间的可靠性降低,且不应单独用作右室功能的评估指标。
RVOT VTI波形轮廓的改变也能为判断肺动脉血管疾病进展和后负荷增加提供依据。
图6-1,RVOT VTI。测量时需将PW取样容积置于肺动脉瓣近端的RVOT处。健康受试者(A)的PW波形呈光滑圆顶状,峰值流速出现在收缩中期,这与肺血管床的高顺应性和低阻力特性相符。随着后负荷逐渐增加,PW波形会变为更尖锐的三角形:RVOT AccT缩短,峰值流速前移至收缩早中期(B);可能出现收缩中期切迹(C),即多普勒信号的’W征’,提示肺血管阻力增高与顺应性下降;在晚期肺动脉高压和右心衰竭时(D),多普勒信号会减弱并出现反向血流,陡峭的AccT曲线表明右室-肺动脉压力快速达到平衡。
图6-2,RVOT AccT。将PW置于呼气末肺动脉瓣近端测量。该指标表示从血流开始到峰值的持续时间,在肺动脉高压患者中会因血管阻力增加而缩短。
6、右室瞬时压力变化率(dP/dt)
dP/dt是评估右室收缩功能和整体收缩功能的有效指标。若右室dP/dt<400mmHg/s则属异常。在毛细血管前肺动脉高压患者中,dP/dt降低是独立于TAPSE的死亡预测因子。尽管该指标获取简便、计算简单,但其结果受负荷状态影响,且在严重三尖瓣反流患者中准确性可能降低。此外,正常人群数据匮乏也限制了其临床推广价值。
图7,右室dP/dt。可通过三尖瓣反流CW信号的上升支测量,在200mm/s的扫描速度下,测量反流信号流速从1m/s增至2m/s所需的时间。根据修正的伯努利方程,这相当于压力从4mmHg上升至16mmHg(12mmHg增幅)。将该压力差值除以相应时间间隔,结果以mmHg/s表示。
7、右室心肌做功指数
右室心肌做功指数(MPI),又称Tei指数,是评估右室整体收缩和舒张功能的参数,反映射血期与非射血期的关系。右室舒张充盈结束后,等容收缩期开始。等容收缩时间(IVCT)为三尖瓣关闭与肺动脉瓣开放之间的时间间隔。随后进入右室射血期,对应心室收缩期。右室射血时间(ET)为血液经肺动脉瓣射出的时间。接下来肺动脉瓣关闭至三尖瓣开放之间的时间,称为等容舒张时间(IVRT)。右室MPI可通过两个公式计算得出:
RV MPI= (IVRT IVCT)/ET;
或RV MPI= (TCO-ET)/ET。
其中TCO代表三尖瓣关闭-开放间隔期,包含IVCT、ET和IVRT。MPI可通过PW或TDI方法获取。
MPI>0.55(PW TDI)或>0.40(PW)表示右室功能障碍。
右室MPI不依赖于几何假设,同时具有预测肺动脉高压患者预后的价值。MPI作为动态测量指标,既反映心肌功能也反映负荷状态。右室前负荷增加和右心淤血(如液体负荷过重)会延长IVCT和IVRT,导致MPI升高。反之,前负荷降低则会缩短这两个间期。肺动脉高压和后负荷增加同样会延长IVCT和IVRT,无论右室收缩功能如何,都会导致MPI升高。严重的三尖瓣反流可能在不影响IVCT的情况下缩短IVRT。R-R间期变化(如房颤患者)会导致ET和TCO测量值波动。MPI对负荷状态、心律失常的敏感性限制了其在临床中的广泛应用。
图8,右室MPI可通过肺动脉瓣口PW法或TDI法进行测量。PW法:将光标置于肺动脉分叉短轴切面显示的RVOT处,ET定义为血流开始至终止的持续时间。TCO为三尖瓣A波结束至E波开始的时间间隔。这些测量数据来自不同成像平面和心动周期,当R-R间期基本保持一致时才能获得较为准确的结果。TDI法:在聚焦右室的心尖四腔心切面中,将取样线置于三尖瓣环外侧壁。ET为S’波起始至终止的时间间隔,TCO为TDI a’波结束至e’波起始的时间间隔。
8、右室纵向收缩应变
STE是一种辅助性超声心动图工具,基于软件的算法,通过超声与心肌组织相互作用的形变来推导局部和整体性功能。STE可在超声设备进行图像采集时实施,也可在后期处理中使用应变分析软件完成。
右室应变分析在聚焦右室的心尖四腔切面进行,确保在整个心动周期清晰显示右室游离壁的侧向运动,通常以R-R间期作为门控信号来识别收缩期起始点。收缩应变峰值出现在主动脉瓣关闭时。参考点和感兴趣区域沿三尖瓣环外侧与内侧放置,并追踪右室心内膜边界,包括肌小梁和乳头肌。可手动勾勒,或采用半自动生成后手动调整的方式。应尽可能使用专用的右室斑点追踪超声心动图软件,而非经过修改的左室应变分析软件包。
右室整体纵向应变(RVGLS)指包含右室游离壁和室间隔基底段、中段、心尖段共六个节段的平均应变值;而右室游离壁应变(RVFWS)仅计算右室游离壁基底段、中段、心尖段三个节段的平均应变。与三节段RVFWS相比,六节段RVGLS测量中包含的室间隔会降低绝对应变值,且无法区分左室收缩力对右室收缩功能的贡献。RVFWS和RVGLS应变值低于-20%至-25%通常视为正常值。
应用斑点追踪技术时需注意几个关键因素:首先,该技术依赖良好的右室心内膜显像,易受混响伪影影响;复杂的心腔几何形态和操作者对心内膜边界的勾画也会影响测量准确性和可重复性——例如若包含右房或心包结构将导致应变值低估。此外,该技术受心率变异性限制,心率过快时会降低时间分辨率。大量证据表明右室局部与整体应变在不同患者群体中具有重要预后价值。建议将右室应变分析纳入右室功能标准评估体系,尤其针对肺动脉高压患者及高危人群。
图9,右室纵向应变(RVLSS)。确保在整个心动周期中完整显示右室腔。最佳时间分辨率范围为50-90帧/s。由于右室游离壁应变(三节段)能排除左室收缩功能的影响,通常被视为评估右室功能更精准的指标。
9、右室舒张功能
尽管人们日益认识到右室舒张功能评估在包括肺动脉高压在内的多种急慢性疾病中的重要性,但这一指标仍常被排除在标准超声心动图报告之外。右室舒张功能障碍是亚临床右室功能异常的敏感指标,通常在出现明显收缩功能障碍、右室扩张或右室肥厚之前就已显现。表3列举了与右室舒张功能障碍相关的常见临床病症。
标准右室舒张功能评估包括(表2):二维形态学评估右房及下腔静脉;三尖瓣E波和A波速度、E/A比值及减速时间;肝静脉血流舒张期占优势;以及三尖瓣环外侧壁TDI e’波和a’波速度、e’/a’比值及等容舒张时间(IVRT)。
评估右室舒张功能时,须综合考量这些因素而非孤立看待单一舒张参数。
表2,右室舒张功能评估相关指标及参考值。RAV index:右房容积指数;RVWT:右室游离壁厚度;IVC:下腔静脉;DT:此处为三尖瓣E峰减速时间;IVRT:等容舒张时间。
参考文献:
Mukherjee M, Rudski LG, Addetia K, et al. Guidelines for the Echocardiographic Assessment of the Right Heart in Adults and Special Considerations in Pulmonary Hypertension: Recommendations from the American Society of Echocardiography. J Am Soc Echocardiogr. 2025;38(3):141-186. doi:10.1016/j.echo.2025.01.006