Echocardiographic features of heart failure with preserver ejection fraction with atrial fibrillation
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摘要: 目的 研究射血分数保留心力衰竭(HFpEF)合并心房颤动(AF)患者肺动脉压及右心结构功能改变的特点。方法 HFpEF患者共349例,其中221例无AF病史且心脏彩超检查时无AF发作(HFpEF+N-AF组)、45例有AF病史但检查时无AF发作(HFpEF+E-AF组)、83例有AF病史且检查时有AF发作(HFpEF+C-AF组)。观察3组肺动脉压及右心结构改变的特点,另以同期102例健康人群为参考,得出3组右心结构指标的异常率。结果 HFpEF+C-AF组的RV-D1、RV-D2、RVOT2、RA-D1、RA-D2、RAA、LAD、LADi、LAV、LAVi大于HFpEF+E-AF组和HFpEF+N-AF组(P < 0.05);与HFpEF+N-AF组比较,HFpEF+C-AF组FS、EF、DT、IVRT、E/E′L、E/E′s、E/E′、FPV减低,E、E′L、E′s增加(P < 0.01);与HFpEF+E-AF组比较,HFpEF+C-AF组FS减低,E、E′L、E′s、FPV增加(P < 0.01)。多元逐步回归分析显示,3组RV-D2、RV-D3与LVEDVi独立相关,HFpEF+C-AF组和HFpEF+N-AF组RV-D1、RV-D2、RA-D2与LAVi独立相关,HFpEF+N-AF组RV-D1、RV-D2、RA-D1、RA-D2、RAA与PASP独立相关。结论 在HFpEF患者中,AF患者右心结构异常更显著,并且这种异常以右心房为主。AF患者存在明显的右心结构改变,但其舒张功能减退并不明显。相关性分析显示AF与右心结构改变之间的关系与肺动脉压无关,可能与HFpEF进展的原因、AF的减压机制有关。
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关键词:
- 射血分数保留心力衰竭 /
- 心房颤动 /
- 肺动脉压 /
- 超声心动图
Abstract: Objective To investigate the changes of pulmonary artery pressure and right heart structure and function in patients with HFpEF with atrial fibrillation(AF).Methods A total of 349 HFpEF patients were enrolled, including 221 patients who had no history of AF and had no AF at the time of echocardiography(HFpEF+N-AF group), 45 patients who had a history of AF but had no AF at the time of echocardiography(HFpEF+E-AF group), and 83 patients who had a history of AF and had AF at the time of echocardiography(HFpEF+C-AF group). The characteristics of pulmonary artery pressure and right heart structure of the three groups were observed, separately. In addition, taking 102 healthy people as references, the abnormal rates of right heart structure index of the three groups were obtained, separately.Results RV-D1, RV-D2, RVOT2, RA-D1, RA-D2, RAA, LAD, LADi, LAV, and LAVi of HFpEF+C-AF group were higher than those of HFpEF+E-AF group and HFpEF+N-AF group(P < 0.05). Compared with HFpEF+N-AF group, FS, EF, DT, IVRT, E/E′L, E/E′s, E/E′, and FPV in HFpEF+C-AF group were decreased, while E, E′L and E′s were increased(P < 0.01); Compared with HFpEF+E-AF group, FS in HFpEF+C-AF group were decreased, while E, E′L, E′s, FPV were increased(P < 0.01). Multiple stepwise regression analysis showed that RV-D2 and RV-D3 were independently correlated with LVEDVi in the three groups; in HFpEF+C-AF group and HFpEF+N-AF group, RV-D1, RV-D2, and RA-D2 were independently correlated with LAVi; in HFpEF+N-AF group, RV-D1, RV-D2, RA-D1, RA-D2, and RAA were independently correlated with PASP.Conclusion Among patients with HFpEF, the abnormality of right heart structural in AF patients is more significant, and this abnormality is mainly in the right atrium. The right heart structural changes in patients with AF is significant, while the diastolic function was not significantly decreased. Correlation analysis showed that the relationship between AF and right heart structural changes was not related to pulmonary artery pressure. It might be related to the cause of the progression of HFpEF and the decompression mechanism of AF. -
射血分数保留心力衰竭(heart failure preserved ejection fraction,HFpEF)是一个重大的全球公共卫生问题,其发病率占所有心力衰竭人数的40%~50%[1]。右心功能障碍和心房颤动(atrial fibrillation,AF)在HFpEF患者中很常见,它们常常共存,并与不良预后独立有关。数据显示,无右心功能障碍的患者中AF发生率为31%~53%,而在HFpEF合并右心功能障碍患者中AF发生率为65%~73%[2]。由此可见,HFpEF患者中AF和右心功能障碍之间存在一定的关系,肺动脉压升高被普遍认为是其潜在机制,然而最近的研究表明,AF与右心功能障碍之间的关系与肺动脉压无关,但是对于其中的原因并不清楚。本研究通过对AF患者右心结构进行分析,探讨了AF不依靠肺动脉压而使右心结构改变的原因,旨在揭示AF患者HFpEF发展的规律。
1. 对象与方法
1.1 对象
选取2012年7月—2018年11月就诊于兰州大学第一医院老年病一科的HFpEF患者349例,其中无AF病史且心脏彩超检查时无AF发作(HFpEF+N-AF组)221例、有AF病史但检查时无AF发作(HFpEF+E-AF组)45例、有AF病史且检查时有AF发作(HFpEF+C-AF组)83例,观察3组之间临床特征及心脏结构功能改变的特点。另以同期住院的102例健康人群的右心结构指标为参考范围,测定值大于正常上限(P95)为异常,比较3组之间右心结构指标的异常率。HFpEF的诊断符合2008年欧洲心脏病学会心力衰竭诊断标准[3],AF的诊断符合2001年ACC/AHA/ESC心房颤动指南的诊断标准[4]。通过询问病史排除以下疾病:心脏瓣膜病、先天性心脏病、心肌病、心包疾病、起搏器植入、其他严重心律失常(室上性心动过速、病窦综合征)、肺栓塞、甲状腺功能亢进或减低、肝肾疾病、感染、贫血、白血病及恶性肿瘤。
1.2 一般资料
对所有研究对象进行详细的病史询问及全身体格检查,测量并记录血压、心率、身高、体重等参数,计算体重指数、体表面积。所有研究对象空腹8 h以上,抽取外周静脉血检测血浆N末端B型利钠肽原(NT-ProBNP),使用Roche cobas e411分析仪测定,采用电化学发光法,试剂盒购自Roche公司。
1.3 超声心动图检查
采用美国GE公司LOGIQ9超声诊断仪进行检查,每个指标测定3~5个连续心动周期,取平均值。
右心结构的测量:采用美国GE公司LOGIQ7超声诊断仪,参照2006年欧洲心脏病学会心脏结构定量检查建议[5]进行:采用肋弓下切面测定收缩期及舒张期右心室游离壁厚度(RV-FWs、RV-FWd);于心尖部四腔切面测定舒张期右心室基底部内径(RV-D1)、中部内径(RV-D2)以及基底部至心尖部长度(RV-D3);于胸骨旁短轴切面心底部水平测定右心室流出道内径[主动脉瓣上(RVOT1)、肺动脉瓣环水平(RVOT2)];于心尖部四腔切面测定右心房短轴内径(RA-D1)和长轴内径(RA-D2)以及右心房面积(RA-A)。
肺动脉压测量:采用三尖瓣反流法评估,在没有肺动脉狭窄和流出道梗阻的情况下,PASP等于右心室收缩压,通过多普勒超声心动图测量,采用简化Bernoulli方程结合右心房压计算PASP(即4V2+右心房压),右心房压力按照美国超声心动图协会推荐的方法[6],通过下腔静脉(IVC)内径及吸气末塌陷率评估。肺动脉高压被定义为PASP>35 mmHg(1 mmHg=0.133 kPa)。
左心结构测定:采用美国GE公司LOGIQ7超声诊断仪,参照2006年欧洲心脏病学会心脏结构定量检查建议[5]进行:用2D引导下的M型超声,在胸骨旁长轴二尖瓣水平切面测量左心室舒张末期室间隔厚度(IVSTd)、舒张末期后壁厚度(PWTd)及舒张末期内径(LVIDd);相对室壁厚度(RWT)=2×PWTd/LVIDd;左心室短轴缩短分数(FS)=(LVIDd-LVIDs)/LVIDd×100%;使用面积长度法测定左心室质量(LVM-AL);在胸骨旁长轴切面主动脉瓣水平,2D引导下测量心室收缩末期主动脉后壁后缘-心房后壁内膜间的距离为左心房内径(LAD);取心尖四腔图和二腔图,在心室收缩末期测量,采用双切面面积长度法计算左心房容积(LAV);取心尖部四腔及二腔切面,采用双平面改良Simpson’s法测量左心室收缩末期及舒张末期容积(LV-ESV、LV-EDV),并计算射血分数(EF);所有超声测量指标的指数均由相应指标/体表面积(BSA)计算,BSA以stevenson方法计算。
左心功能测定:参考2009年美国和欧洲左心室舒张功能心脏彩超测量指南[7]:①二尖瓣血流频谱:使用脉冲多普勒,于心尖四腔切面二尖瓣瓣尖水平,测量舒张早期最大充盈速度(E峰),E峰减速时间(DT)测定从E峰顶开始,测量沿E峰外缘连线至基线的时间;②取心尖五腔切面,测量主动脉瓣关闭与二尖瓣开放之间的时间(IVRT);③组织多普勒及其衍生参数:于心尖部四腔切面分别测量二尖瓣环侧壁和室间隔部舒张早期最大速度(E′L、E′s),并计算E/E′L、E/E′s及E/E′L和E/E′s的平均值(E/E′);④于心尖部四腔切面,记录从二尖瓣到心尖的彩色M型血流图,显示彩色边缘,边缘线的斜率代表FPV。
1.4 统计学处理
采用SPSS 24.0软件进行统计分析。Kolmogorov-Smirnov检验行正态分布检验,正态分布计量资料用X±S表示,非正态分布计量资料用M(P25,P75)表示,正常对照右心结构指标测定结果以M(P5,P95)表示。对于符合正态分布的资料,多组间比较采用单因素方差分析,组间两两比较,方差齐时采用LSD检验,方差不齐时采用Dunnett T3检验。对于符合非正态分布的资料,多组间比较采用Kruska-Wallis检验。计数资料用率表示,两组之间比较用卡方检验。因素间分析采用Pearson(正态分布数值型变量)或Spearman(非正态分布数值型变量)多元逐步回归分析。以P < 0.05为差异有统计学意义。
2. 结果
2.1 一般资料比较
与HFpEF+N-AF组比较,HFpEF+C-AF组的体表面积、舒张压、心率、NT-proBNP升高,收缩压、糖尿病患病率下降,HFpEF+E-AF组冠心病患病率升高(P < 0.05);与HFpEF+E-AF组比较,HFpEF+C-AF组NT-proBNP升高,体重指数、体表面积、心率升高,收缩压、冠心病患病率下降(P < 0.05);3组高血压及COPD患病率、心功能分级比较均差异无统计学意义,见表 1。
表 1 各组一般资料Table 1 General data例(%), X±S, M(P25, P75) 项目 HFpEF+C-AF组(83例) HFpEF+E-AF组(45例) HFpEF+N-AF组(221例) P值 男性 42(50.6) 26(57.8) 110(49.8) 0.617 年龄/岁 75±8 78±7 77±9 0.078 体重指数/(kg/m2) 25.25±4.482) 23.15±3.00 24.34±3.62 0.011 体表面积/m2 1.85±0.211)2) 1.77±0.17 1.78±0.17 0.005 收缩压/mmHg 132±191)2) 139±18 145±22 < 0.001 舒张压/mmHg 79±131) 76±16 75±11 0.010 心率/(次/min) 85±231) 79±17 74±14 < 0.001 高血压 56(67.5) 30(66.7) 164(74.2) 0.372 冠心病 12(14.5)2) 16(35.6)1) 41(18.6) 0.013 糖尿病 17(20.5)1) 12(26.7) 79(35.7) 0.030 COPD 7(8.4) 5(11.1) 22(10.0) 0.874 NYHAⅢ~Ⅳ级 68(81.9) 36(80.0) 159(71.9) 0.147 NT-proBNP/(pg/mL) 1411(807,2 292)1)2) 746(404,1 393) 633(343,1 309) < 0.001 注:NYHA:纽约心脏协会心功能分级;COPD:慢性阻塞性肺疾病。与HFpEF+N-AF组比较,1)P < 0.05,与HFpEF+E-AF组比较,2)P < 0.05。 2.2 右心结构及异常率比较
HFpEF+C-AF组RV-D1、RV-D2、RVOT2、RA-D1、RA-D2、RAA大于HFpEF+E-AF组和HFpEF+N-AF组(P < 0.05);HFpEF+E-AF组RA-D2大于HFpEF+N-AF组(P < 0.01);组间PASP、RV-FWd、RV-FWs、RV-D3、RVOT1比较差异无统计学意义,见表 2。健康对照组RV-FWd、RV-D1、RV-D2、RA-D1、RA-D2、RAA正常上限(P95)分别为6.7 mm、40.3 mm、34.4 mm、42.7 mm、54.8 mm及20.2 cm2,与欧美指南正常参考范围上限十分接近[8],以此为切点,右心结构参数异常率HFpEF+C-AF组为0~86.7%,HFpEF+E-AF组为0~44.4%,HFpEF+N-AF组为0.9%~26.2%,其中以右心房内径和面积异常率最高。RV-D1、RV-D2、RA-D1、RA-D2、RAA异常率HFpEF+C-AF组高于另外2组(P < 0.05),见表 3。
表 2 各组右心结构比较Table 2 Comparison of right heart structure in each groupX±S 参数 HFpEF+C-AF组(83例) HFpEF+E-AF组(45例) HFpEF+N-AF组(221例) P值 PASP/mmHg 42.9±11.2 44.6±14.4 41.2±14.2 0.317 RV-FWd/mm 4.5±0.8 4.3±0.6 4.4±0.7 0.270 RV-FWs/mm 6.5±1.1 6.3±1.1 6.3±1.1 0.397 RV-D1/mm 37.7±6.41)2) 33.8±4.9 33.4±5.3 < 0.001 RV-D2/mm 31.5±6.71)2) 28.5±6.4 28.4±5.0 < 0.001 RV-D3/mm 58.5±9.1 58.4±8.5 59.2±6.7 0.729 RVOT1/mm 21.5±4.6 27.0±4.5 26.3±3.9 0.072 RVOT2/mm 28.0±4.11)2) 26.2±3.4 26.6±3.6 0.008 RAD1/mm 46.6±9.11)2) 40.1±6.5 37.9±6.3 < 0.001 RAD2/mm 63.1±8.41)2) 54.2±8.21) 51.0±6.8 < 0.001 RAA/cm2 27.2±9.51)2) 19.8±5.4 18.1±6.3 < 0.001 与HFpEF+N-AF组比较,1)P < 0.05;与HFpEF+E-AF组比较,2)P < 0.05。 表 3 肺动脉高压及右心结构异常率Table 3 Rates of pulmonary hypertension and structural abnormalities of the right heart例(%) 参数 HFpEF+C-AF组(83例) HFpEF+E-AF组(45例) HFpEF+N-AF组(221例) P值 参考范围M(P5,P95) PASP 22(26.5) 15(33.3) 52(23.5) 0.377 34.0(26.4,48.6) RV-FWd 0 0 2(0.9) 0.558 4.0(3.0,6.7) RV-FWs 4(4.8) 1(2.2) 7(3.2) 0.696 5.8(4.7,8.7) RV-D1 23(27.7)1)2) 5(11.1) 21(9.5) < 0.001 31.4(25.2,40.3) RV-D2 23(27.7)1)2) 5(11.1) 22(10.0) < 0.001 25.7(21.0,34.4) RV-D3 16(19.3) 9(20.0) 38(17.2) 0.857 53.4(44.2,65.4) RVOT1 12(14.5) 3(6.7) 16(7.2) 0.123 24.2(19.0,32.1) RVOT2 17(20.5)1) 12(26.7)1) 24(10.9) 0.008 24.4(18.7,31.3) RA-D1 53(63.9)1)2) 15(33.3) 46(20.8) < 0.001 34.7(27.8,42.7) RA-D2 71(85.5)1)2) 20(44.4)1) 58(26.2) < 0.001 45.6(35.5,54.8) RAA 72(86.7)1)2) 19(42.2)1) 58(26.2) < 0.001 14.2(11.0,20.2) 与HFpEF+N-AF组比较,1)P < 0.05;与HFpEF+E-AF组比较,2)P < 0.05。 2.3 左心结构功能比较
结构方面:HFpEF+C-AF组LAD、LADi、LAV、LAVi大于HFpEF+E-AF组和HFpEF+N-AF组(P < 0.01);组间IVSTd、PWTd、RWT、LVIDd、LVM-AL、LVMi-AL、LV-EDV、LVEDVi、LV-ESV比较差异无统计学意义。
功能方面:与HFpEF+N-AF组比较,HFpEF+C-AF组FS、EF、DT、IVRT、E/E′L、E/E′s、E/E′、FPV减低,E、E′L、E′s增加(P < 0.01),HFpEF+E-AF组DT、E/E′L减低,E、E′L、E′s增加(P < 0.05);与HFpEF+E-AF组比较,HFpEF+C-AF组FS减低,E、E′L、E′s、FPV增加(P < 0.01),见表 4。
表 4 各组左心结构和功能指标Table 4 Structure and function indexes of left heartX±S, M(P25, P75) 参数 HFpEF+C-AF组(83例) HFpEF+E-AF组(45例) HFpEF+N-AF组(221例) P值 IVSTd/mm 8.9±2.0 9.1±1.7 9.2±2.2 0.474 PWTd/mm 9.1±1.7 9.2±1.5 9.2±1.7 0.702 RWT/mm 0.38±0.08 0.37±0.07 0.39±0.09 0.514 LVIDd/mm 48.6±7.1 50.3±7.1 48.5±7.2 0.317 LVM-AL/mm 135±42 133±45 132±44 0.855 LVMi-AL/(g/m2) 73.0±20.2 73.5±21.6 74.1±22.5 0.919 LV-EDV/mL 73±27 74±31 79±31 0.226 LVEDVi/(mL/m2) 39.4±13.6 41.4±15.6 44.0±15.7 0.055 LV-ESV/mL 29±13 29±14 29±15 0.975 LAD/mm 46±81)2) 40±9 38±7 < 0.001 LADi/(cm/m2) 25.4±5.11)2) 22.4±4.7 21.1±4.0 < 0.001 LAV/mL 122±411)2) 90±42 78±30 < 0.001 LAVi/(mL/m2) 69.1±31.91)2) 50.4±22.8 45.1±21.7 < 0.001 FS/% 32(27,39)1)2) 38(32,41) 38(33,42) < 0.001 LVEF/% 61(55,66)1) 62(56,65) 64(59,70) 0.001 E/(cm/s) 96.0(86.7,110.3)1)2) 83.7(66.7,96.3)1) 73.7(59.8,90.8) < 0.001 DT/ms 164(142,188)1) 178(134,209)1) 207(163,253) < 0.001 IVRT/ms 76+141) 83±14 88±21 < 0.001 E′L/(cm/s) 10.3(8.0,12.0)1)2) 8.0(6.0,10.0)1) 6.5(5.0,8.0) < 0.001 E/E′L 9.5(7.5,13.7)1) 10.7(8.1,12.8)1) 11.4(9.2,14.7) 0.006 E′s/(cm/s) 7.0(6.0,8.0)1)2) 5.0(4.3,6.5)1) 5.0(4.0,5.6) < 0.001 E/E′s 13.8(11.2,17.3)1) 15.0(13.0,18.3) 15.9(12.5,19.4) 0.024 E/E′ 11.4(9.2,16.1)1) 12.9(10.6,15.7) 13.8(10.9,17.2) 0.007 FPV/(cm/s) 42.6(34.6,56.2)1)2) 35.6(31.7,44.4) 57.7(29.8,47.5) 0.005 与HFpEF+N-AF组比较,1)P < 0.05,与HFpEF+E-AF组比较,2)P < 0.05。 2.4 右心结构改变与肺动脉压及左心结构功能的关系分析
多元逐步回归分析显示,3组RV-D2、RV-D3与LVEDVi独立相关,HFpEF+C-AF组和HFpEF+N-AF组RV-D1、RV-D2、RA-D2与LAVi独立相关,HFpEF+N-AF组RV-D1、RV-D2、RA-D1、RA-D2、RAA与PASP独立相关,见表 5。
表 5 右心结构与肺动脉压及左心结构功能多元线性回归分析Table 5 Multiple linear regression analysis因变量 组别 自变量 B β 95%CI P VIF RV-D1 HFpEF+C-AF LVEDVi 0.172 0.360 0.079~0.264 < 0.001 1.035 LAVi 0.049 0.244 0.010~0.089 0.015 1.043 IVRT -0.095 -0.205 -0.184~-0.006 0.037 1.022 HFpEF+E-AF PWTd 1.048 0.314 0.159~1.937 0.022 1.027 HFpEF+N-AF LVEDVi 0.055 0.141 0.002~0.109 0.044 1.041 LAVi 0.059 0.239 0.026~0.092 0.001 1.018 PASP 0.131 0.358 0.081~0.181 < 0.001 1.032 RV-D2 HFpEF+C-AF LVEDVi 0.120 0.242 0.021~0.219 0.018 1.035 LAVi 0.071 0.336 0.029~0.113 0.001 1.043 HFpEF+E-AF LVEDVi 0.140 0.339 0.020~0.259 0.023 1.000 HFpEF+N-AF LVEDVi 0.086 0.233 0.033~0.140 0.002 1.123 LAVi 0.047 0.201 0.015~0.079 0.005 1.019 PASP 0.096 0.278 0.048~0.144 < 0.001 1.040 RV-D3 HFpEF+C-AF LVEDVi 0.328 0.495 0.180~0.477 < 0.001 1.603 HFpEF+E-AF LVEDVi 0.176 0.325 0.007~0.346 0.042 1.380 HFpEF+N-AF LVEDVi 0.164 0.385 0.108~0.221 < 0.001 1.299 LADi -0.435 -0.260 -0.637~-0.233 < 0.001 1.088 RA-D1 HFpEF+C-AF LVEDVi 0.143 0.212 0.025~0.261 0.019 1.079 LAVi 0.151 0.529 0.101~0.201 < 0.001 1.068 HFpEF+E-AF LAVi 0.085 0.299 0.022~0.148 0.009 1.384 HFpEF+N-AF LVMi-AL 0.047 0.158 0.003~0.091 0.037 1.099 PASP 0.128 0.289 0.064~0.191 < 0.001 1.045 RA-D2 HFpEF+C-AF LAVi 0.129 0.362 0.053~0.206 0.001 1.177 HFpEF+E-AF PWTd 2.428 0.430 0.715~4.140 0.007 2.711 HFpEF+N-AF PASP 0.097 0.211 0.031~0.164 0.005 1.032 LAVi 0.060 0.192 0.015~0.104 0.009 1.020 RAA HFpEF+C-AF IVRT -0.177 -0.261 -0.318~-0.035 0.015 1.025 HFpEF+E-AF LVMi-AL 0.053 0.217 0.004~0.103 0.034 1.132 HFpEF+N-AF PASP 0.093 0.262 0.042~0.143 < 0.001 1.017 LAV 0.037 0.187 0.007~0.066 0.015 1.120 3. 讨论
在HFpEF患者中,右心功能障碍普遍存在且与死亡率增加有关,随着疾病的进展,右心结构和功能的变化远远超过左心的相应变化[9]。虽然HFpEF的以往研究强调左心疾病的中心作用,但目前的数据显示,右心在HFpEF的晚期起关键作用,并导致不良结果。肺动脉高压被普遍认为是右心功能障碍的危险因素,肺动脉压每增加1个标准差(SD)的,右心功能障碍发生的风险就增加39%~51%[10]。然而,在AF患者中,右心功能障碍与肺动脉压升高似乎并不相关,这在之前的研究中已经得出[11],但是导致这种现象的原因并不清楚,为此,我们对于这一问题进一步解释。
本研究证明,在HFpEF患者中,右心房、右心室及左心房结构改变在AF患者中更明显,但左室舒张功能减退在AF患者中并不明显。此外,AF患者有更高比例的右心结构异常率,并且这种异常以右心房为主。不论操作当时是否发生AF,存在AF病史患者右心结构改变与左心结构改变独立相关,而与肺动脉压不相关。
我们的结果与Melenovsky等[11]的研究一致,与不合并AF患者相比,HFpEF合并AF患者右心结构异常更显著,相对于右心室来说,右心房表现出更明显的异常率。有数据显示,在HFpEF受试者中,34%~50%存在右心室肥大,而右心室扩张仅在30%~35%[11-12]。合理的解释是,右心室扩张似乎不能承受后负荷的长期增加,因此为了适应肺血管压力的变化,右心室室壁变厚,扩张受限。我们还发现,AF与右心结构改变明显相关,与不合并AF患者相比,AF患者右心腔扩大更明显。一方面,右心结构的改变会促进AF的发生,但是这往往预示着更差的心脏功能,另一方面,AF由于本身不规则的心房运动而出现心脏重构。
一般来说,右心结构改变是已知的压力负荷增加的结果,肺动脉高压的形成是HFpEF患者右心损伤的关键环节[13]。HFpEF患者左心室舒张功能障碍、左室充盈压力升高,经左心室-左心房-肺静脉-肺动脉压力传递,引起肺动脉压力增加,导致右心室后负荷增加,随着病情的发展,最终使右心腔发生不同程度的扩大或肥厚。我们假设AF是HFpEF进展的结果,随着心力衰竭的恶化,左室充盈压力及肺动脉压升高导致右心腔明显扩大,继而使AF发生率增加,然而,我们的结果显示存在AF患者左室舒张功能减退并不明显,说明HFpEF严重后发生AF这一推理不成立。我们进一步分析发现,AF患者右心结构改变与肺动脉压不相关。Gorter等[14]也发现,在HFpEF患者中,AF患者较窦性心律患者有更高的肺毛细血管楔压和肺动脉压,但是AF与右心功能障碍之间的关系独立于右室后负荷。虽然未证明AF患者有更高的肺压力改变,但是同样得出了AF与右心之间的关系独立于肺动脉压,这与最近的两项研究结果一致[11, 15]。总的来说,AF患者右心结构改变并不是HFpEF进展的结果,为什么AF患者右心结构改变明显而舒张功能减退不明显,对于这一问题,我们似乎不能用传统HFpEF的发展规律来解释。
冠心病、高血压是舒张性心力衰竭的主要原因,由于心肌损害及压力负荷过重,在出现收缩功能障碍前即出现舒张功能障碍,致使左室充盈压力升高,进而通过压力传导系统导致右心结构改变。而对于合并AF患者,我们认为其右心结构改变的主要原因是AF,当AF持续发生时,由于快速而不规则的心室率、缩短的心室充盈时间和受损的心房收缩能力,导致心房重构及纤维化,包括左心房和右心房[16],随着病程的延长,继而出现心室结构功能障碍。同时,AF也是诱发心力衰竭最重要的因素,常使原有心脏疾病加重,因此,这部分患者往往早期被诊断,此时舒张功能的减退并不明显。相反,对于没有AF发生的患者,症状出现多以晚期明显,因此就诊时其舒张功能发生明显改变。因此,存在AF患者心脏结构改变发生明显,而舒张功能减退尚未发生。此外,大多数研究表明[17],糖尿病也是HFpEF发生发展的原因之一,通过全身炎症反应和氧化应激,导致心肌细胞纤维化和心室重塑[18]。我们的结果中,窦性心律患者糖尿病更流行,这可能是这部分患者舒张功能更差的因素之一。
早在2014年的时候,研究者提出AF可以作为一种防止舒张末压和肺动脉压升高的机制[19-20]。他将心脏看作一个水动力系统,认为出现心力衰竭即水动力系统破坏时会导致左室充盈压力及肺动脉压升高,合理的假设是会出现一种保护机制来降低并防止这种压力持续增加,然而左室舒张压是由左室心肌状态决定的,不容易发生快速变化,但是可以通过停止左心房的机械收缩来降低压力的传导,从而阻止肺动脉压的升高,这正符合AF的作用机制,可以在保持节律的同时停止左心房的机械收缩。实际上,AF通常出现在肺动脉压增大的情况下。当左室舒张末压或肺动脉压增加到一定的临界值时,AF常被激活来消除左心房的机械收缩,降低肺动脉压力,减轻右心室的后负荷,从而防止心力衰竭的肺充血和水肿。因此,在AF的生理保护作用下,HFpEF即使出现肺动脉高压,其肺动脉值也不会持续增加。遗憾的是,这一机制在后面的研究中未被深究,本研究也不能说明AF患者肺动脉压升高经历,这一机制是否能解释AF患者右心改变独立于肺动脉压,可能需要前瞻性研究证明。
综上所述,AF与HFpEF的右心结构改变存在显著的联系,与不合并AF患者相比,AF患者右心结构异常更显著,并且右心房的结构变化明显大于右心室,可能是为了更好地适应后负荷的增加。AF患者右心结构改变明显,但其舒张功能减退并不明显,并且AF与右心结构改变之间的关系与肺动脉压无关,可能与HFpEF发生的原因、AF的减压机制等有关。
利益冲突 所有作者均声明不存在利益冲突
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表 1 各组一般资料
Table 1. General data
例(%), X±S, M(P25, P75) 项目 HFpEF+C-AF组(83例) HFpEF+E-AF组(45例) HFpEF+N-AF组(221例) P值 男性 42(50.6) 26(57.8) 110(49.8) 0.617 年龄/岁 75±8 78±7 77±9 0.078 体重指数/(kg/m2) 25.25±4.482) 23.15±3.00 24.34±3.62 0.011 体表面积/m2 1.85±0.211)2) 1.77±0.17 1.78±0.17 0.005 收缩压/mmHg 132±191)2) 139±18 145±22 < 0.001 舒张压/mmHg 79±131) 76±16 75±11 0.010 心率/(次/min) 85±231) 79±17 74±14 < 0.001 高血压 56(67.5) 30(66.7) 164(74.2) 0.372 冠心病 12(14.5)2) 16(35.6)1) 41(18.6) 0.013 糖尿病 17(20.5)1) 12(26.7) 79(35.7) 0.030 COPD 7(8.4) 5(11.1) 22(10.0) 0.874 NYHAⅢ~Ⅳ级 68(81.9) 36(80.0) 159(71.9) 0.147 NT-proBNP/(pg/mL) 1411(807,2 292)1)2) 746(404,1 393) 633(343,1 309) < 0.001 注:NYHA:纽约心脏协会心功能分级;COPD:慢性阻塞性肺疾病。与HFpEF+N-AF组比较,1)P < 0.05,与HFpEF+E-AF组比较,2)P < 0.05。 表 2 各组右心结构比较
Table 2. Comparison of right heart structure in each group
X±S 参数 HFpEF+C-AF组(83例) HFpEF+E-AF组(45例) HFpEF+N-AF组(221例) P值 PASP/mmHg 42.9±11.2 44.6±14.4 41.2±14.2 0.317 RV-FWd/mm 4.5±0.8 4.3±0.6 4.4±0.7 0.270 RV-FWs/mm 6.5±1.1 6.3±1.1 6.3±1.1 0.397 RV-D1/mm 37.7±6.41)2) 33.8±4.9 33.4±5.3 < 0.001 RV-D2/mm 31.5±6.71)2) 28.5±6.4 28.4±5.0 < 0.001 RV-D3/mm 58.5±9.1 58.4±8.5 59.2±6.7 0.729 RVOT1/mm 21.5±4.6 27.0±4.5 26.3±3.9 0.072 RVOT2/mm 28.0±4.11)2) 26.2±3.4 26.6±3.6 0.008 RAD1/mm 46.6±9.11)2) 40.1±6.5 37.9±6.3 < 0.001 RAD2/mm 63.1±8.41)2) 54.2±8.21) 51.0±6.8 < 0.001 RAA/cm2 27.2±9.51)2) 19.8±5.4 18.1±6.3 < 0.001 与HFpEF+N-AF组比较,1)P < 0.05;与HFpEF+E-AF组比较,2)P < 0.05。 表 3 肺动脉高压及右心结构异常率
Table 3. Rates of pulmonary hypertension and structural abnormalities of the right heart
例(%) 参数 HFpEF+C-AF组(83例) HFpEF+E-AF组(45例) HFpEF+N-AF组(221例) P值 参考范围M(P5,P95) PASP 22(26.5) 15(33.3) 52(23.5) 0.377 34.0(26.4,48.6) RV-FWd 0 0 2(0.9) 0.558 4.0(3.0,6.7) RV-FWs 4(4.8) 1(2.2) 7(3.2) 0.696 5.8(4.7,8.7) RV-D1 23(27.7)1)2) 5(11.1) 21(9.5) < 0.001 31.4(25.2,40.3) RV-D2 23(27.7)1)2) 5(11.1) 22(10.0) < 0.001 25.7(21.0,34.4) RV-D3 16(19.3) 9(20.0) 38(17.2) 0.857 53.4(44.2,65.4) RVOT1 12(14.5) 3(6.7) 16(7.2) 0.123 24.2(19.0,32.1) RVOT2 17(20.5)1) 12(26.7)1) 24(10.9) 0.008 24.4(18.7,31.3) RA-D1 53(63.9)1)2) 15(33.3) 46(20.8) < 0.001 34.7(27.8,42.7) RA-D2 71(85.5)1)2) 20(44.4)1) 58(26.2) < 0.001 45.6(35.5,54.8) RAA 72(86.7)1)2) 19(42.2)1) 58(26.2) < 0.001 14.2(11.0,20.2) 与HFpEF+N-AF组比较,1)P < 0.05;与HFpEF+E-AF组比较,2)P < 0.05。 表 4 各组左心结构和功能指标
Table 4. Structure and function indexes of left heart
X±S, M(P25, P75) 参数 HFpEF+C-AF组(83例) HFpEF+E-AF组(45例) HFpEF+N-AF组(221例) P值 IVSTd/mm 8.9±2.0 9.1±1.7 9.2±2.2 0.474 PWTd/mm 9.1±1.7 9.2±1.5 9.2±1.7 0.702 RWT/mm 0.38±0.08 0.37±0.07 0.39±0.09 0.514 LVIDd/mm 48.6±7.1 50.3±7.1 48.5±7.2 0.317 LVM-AL/mm 135±42 133±45 132±44 0.855 LVMi-AL/(g/m2) 73.0±20.2 73.5±21.6 74.1±22.5 0.919 LV-EDV/mL 73±27 74±31 79±31 0.226 LVEDVi/(mL/m2) 39.4±13.6 41.4±15.6 44.0±15.7 0.055 LV-ESV/mL 29±13 29±14 29±15 0.975 LAD/mm 46±81)2) 40±9 38±7 < 0.001 LADi/(cm/m2) 25.4±5.11)2) 22.4±4.7 21.1±4.0 < 0.001 LAV/mL 122±411)2) 90±42 78±30 < 0.001 LAVi/(mL/m2) 69.1±31.91)2) 50.4±22.8 45.1±21.7 < 0.001 FS/% 32(27,39)1)2) 38(32,41) 38(33,42) < 0.001 LVEF/% 61(55,66)1) 62(56,65) 64(59,70) 0.001 E/(cm/s) 96.0(86.7,110.3)1)2) 83.7(66.7,96.3)1) 73.7(59.8,90.8) < 0.001 DT/ms 164(142,188)1) 178(134,209)1) 207(163,253) < 0.001 IVRT/ms 76+141) 83±14 88±21 < 0.001 E′L/(cm/s) 10.3(8.0,12.0)1)2) 8.0(6.0,10.0)1) 6.5(5.0,8.0) < 0.001 E/E′L 9.5(7.5,13.7)1) 10.7(8.1,12.8)1) 11.4(9.2,14.7) 0.006 E′s/(cm/s) 7.0(6.0,8.0)1)2) 5.0(4.3,6.5)1) 5.0(4.0,5.6) < 0.001 E/E′s 13.8(11.2,17.3)1) 15.0(13.0,18.3) 15.9(12.5,19.4) 0.024 E/E′ 11.4(9.2,16.1)1) 12.9(10.6,15.7) 13.8(10.9,17.2) 0.007 FPV/(cm/s) 42.6(34.6,56.2)1)2) 35.6(31.7,44.4) 57.7(29.8,47.5) 0.005 与HFpEF+N-AF组比较,1)P < 0.05,与HFpEF+E-AF组比较,2)P < 0.05。 表 5 右心结构与肺动脉压及左心结构功能多元线性回归分析
Table 5. Multiple linear regression analysis
因变量 组别 自变量 B β 95%CI P VIF RV-D1 HFpEF+C-AF LVEDVi 0.172 0.360 0.079~0.264 < 0.001 1.035 LAVi 0.049 0.244 0.010~0.089 0.015 1.043 IVRT -0.095 -0.205 -0.184~-0.006 0.037 1.022 HFpEF+E-AF PWTd 1.048 0.314 0.159~1.937 0.022 1.027 HFpEF+N-AF LVEDVi 0.055 0.141 0.002~0.109 0.044 1.041 LAVi 0.059 0.239 0.026~0.092 0.001 1.018 PASP 0.131 0.358 0.081~0.181 < 0.001 1.032 RV-D2 HFpEF+C-AF LVEDVi 0.120 0.242 0.021~0.219 0.018 1.035 LAVi 0.071 0.336 0.029~0.113 0.001 1.043 HFpEF+E-AF LVEDVi 0.140 0.339 0.020~0.259 0.023 1.000 HFpEF+N-AF LVEDVi 0.086 0.233 0.033~0.140 0.002 1.123 LAVi 0.047 0.201 0.015~0.079 0.005 1.019 PASP 0.096 0.278 0.048~0.144 < 0.001 1.040 RV-D3 HFpEF+C-AF LVEDVi 0.328 0.495 0.180~0.477 < 0.001 1.603 HFpEF+E-AF LVEDVi 0.176 0.325 0.007~0.346 0.042 1.380 HFpEF+N-AF LVEDVi 0.164 0.385 0.108~0.221 < 0.001 1.299 LADi -0.435 -0.260 -0.637~-0.233 < 0.001 1.088 RA-D1 HFpEF+C-AF LVEDVi 0.143 0.212 0.025~0.261 0.019 1.079 LAVi 0.151 0.529 0.101~0.201 < 0.001 1.068 HFpEF+E-AF LAVi 0.085 0.299 0.022~0.148 0.009 1.384 HFpEF+N-AF LVMi-AL 0.047 0.158 0.003~0.091 0.037 1.099 PASP 0.128 0.289 0.064~0.191 < 0.001 1.045 RA-D2 HFpEF+C-AF LAVi 0.129 0.362 0.053~0.206 0.001 1.177 HFpEF+E-AF PWTd 2.428 0.430 0.715~4.140 0.007 2.711 HFpEF+N-AF PASP 0.097 0.211 0.031~0.164 0.005 1.032 LAVi 0.060 0.192 0.015~0.104 0.009 1.020 RAA HFpEF+C-AF IVRT -0.177 -0.261 -0.318~-0.035 0.015 1.025 HFpEF+E-AF LVMi-AL 0.053 0.217 0.004~0.103 0.034 1.132 HFpEF+N-AF PASP 0.093 0.262 0.042~0.143 < 0.001 1.017 LAV 0.037 0.187 0.007~0.066 0.015 1.120 -
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其他类型引用(1)
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