超声心动图中指南定义对右心室直径测量的影响：基于健康对照与肺动脉高压患者的自动化分析

《Echo Research & Practice》：Impact of guideline definitions on right ventricular diameter in echocardiography: an automated analysis in controls and patients with pulmonary hypertension

　　

摘要背景：为提高标准化程度，2025年美国超声心动图协会（ASE）指南修订了右心室（RV）基底部与中部直径的定义，对2010年ASE与欧洲心脏病学会（ESC）定义进行了更新。
研究目的：（1）量化2010年与2025年ASE指南之间右心室（RV）直径测量的差异；（2）确定该差异对右心室扩大（RVE）诊断的影响；（3）将上述结果与一种新型自动化非线性中心线（centerline）方法进行比较。
方法：研究人员分析了208名健康志愿者和221例肺动脉高压（PAH）患者。采用定制化心脏轮廓分析（C2A）软件，在3种定义下测量RV直径。2010年ASE/ESC将直径定义为基底段和中段内的最大径线。相比之下，2025年ASE将基底部直径定义为三尖瓣（tricuspid valve）下方的直径，将中部直径定义为RV流入道约50%处的直径，且二者均与瓣环（annulus）平行。C2A方法采用非线性RV中心线作为参考以标准化测量位置：中点取中心线全长的50%处，基底部直径定义为RV近端¹/₃范围内的最大垂直距离。研究人员量化了定义间的绝对差异与相对差异，并比较了健康对照中按性别分层的RVE患病率；同时给出了诊断效能〔受试者工作特征曲线（ROC）〕与结局预测〔Cox模型〕结果。
结果：健康志愿者的年龄中位数为63岁（男性占52%），PAH患者为48岁（男性占22%）；肺血管阻力指数（PVRI）中位数为22 Wood units·m²。与ASE/ESC 2010定义相比，ASE 2025定义测得的直径更低，基底部低15%，中部低20%。在健康对照中采用2025定义时，基底部RVE在女性中为1%，在男性中为22%；中部RVE在女性中为6%，在男性中为35.8%。2010定义对PAH的区分能力略优〔曲线下面积（AUC）0.937 比 0.898，p＜0.001〕。然而，两种定义的结局预测能力相近，其C统计量分别为0.59（0.53–0.65）和0.59（0.53–0.66）。
结论：在临床实践中实施不同RV直径指南定义时，必须重视其间差异。

该文发表于《Echo Research》，围绕右心室（RV）横径在超声心动图中的定义差异及其临床影响展开系统研究。研究背景在于，右心室因形态不对称、腔体呈新月形且中心线并非线性，导致二维超声中基底部和中部直径的测量长期缺乏完全统一的标准。2010年美国超声心动图协会（ASE）与欧洲心脏病学会（ESC）指南将RV基底部与中部直径定义为各分段内的最大径线，而2025年ASE更新则将基底部直径限定于三尖瓣环下方、中部直径限定于流入道约50%位置，并要求与瓣环平行。虽然新定义意在提高标准化程度，但不同定义是否可互换、是否会改变右心室扩大（RVE）的判定、以及何种定义更能反映真实RV重构状态，仍缺乏定量证据，因此有必要开展本研究。

研究人员据此建立了一套自动化心脏轮廓分析（C2A）流程，系统比较2010 ASE/ESC定义、2025 ASE定义以及基于非线性中心线的自动化定义三者之间的差异，并进一步评估这些差异对肺动脉高压（PAH）识别、血流动力学相关性及临床结局预测的影响。研究结果表明，不同指南下的RV横径定义并不能互换；2025 ASE定义所测得的基底部和中部直径系统性偏小，且这种差异会显著影响健康人群中RVE的判定比例，尤其在男性中更为明显。研究还显示，最大径线导向的定义，无论是2010指南方法还是基于非线性中心线的C2A方法，与RV面积的相关性更强，在区分PAH与健康对照方面表现更优。尽管不同定义在结局预测上的差异不大，但本研究强调，在临床实践中应用更新后的指南定义时，必须充分认识其几何学基础与潜在分类偏移。其重要意义在于为RV测量标准化提供了直接证据，也提示自动化轮廓分析有助于提高重复性和一致性。

研究方法概括如下：研究纳入两个队列，即2011—2015年前瞻性招募的208名健康志愿者，以及2001—2020年登记于Stanford肺血管疾病注册库、最终符合条件的221例PAH患者；PAH诊断基于右心导管检查（RHC）。研究人员从经胸超声心动图（TTE）RV聚焦心尖四腔心切面提取RV心内膜轮廓，利用Us2.ai描记后导出JSON数据，再通过Python编写的C2A软件识别心尖、构建非线性中心线并自动计算横径、面积与曲率指标。统计学方面，采用Wilcoxon符号秩检验、Mann–Whitney U检验、Spearman相关、线性回归、ROC分析、DeLong检验及Cox比例风险模型，比较不同定义的测量差异、疾病判别效能以及预后价值。

在“Study population”部分，研究人员说明了样本构成与分析基础。健康队列共208人，男性占52%，年龄中位数63岁；PAH队列共221例，男性占22%，年龄中位数48岁。PAH患者多属于中高危分层，提示该队列具有明确的右心负荷异常特征。C2A方法除8例因极端曲率导致部分技术识别困难外，基本可应用于全部描记轮廓，说明该自动化流程具备较好的可实施性。

在“C2A method reliability”部分，研究人员评估了自动化方法的可靠性。结果显示，心尖与中心线的位置在绝大多数病例中与高级别阅片者视觉判断一致，仅1例因RV心尖旋转明显而存在偏差。另两名阅片者间的RV面积重复性分析显示，相对偏倚为?6.9%，百分位精密度为7.5%。这些结果说明，除几何定义差异外，阅片者本身对边界界面的判读也会带来系统性误差，进一步凸显标准化与自动化的必要性。

在“Non-linearity of the centerline”部分，研究人员首先验证RV中心线并非线性这一核心假设。他们采用偏心指数（Eccentricity Index）、长度比（Length Ratio）与平均曲率（κ_avg）3项指标量化中心线弯曲程度。结果显示，无论健康对照还是PAH患者，RV中心线均明显偏离理想线性；且PAH组非线性程度更高，尤其在收缩期差异更为显著。该发现说明RV的弯曲几何在病理状态下进一步加重，也为基于非线性中心线定义横径提供了解剖学依据。

在“Comparison between transverse diameter methods”部分，研究人员比较了不同横径测量方法的几何差异。结果发现，采用不同中心线类型、不同分段方式以及不同横断面方向，均可导致测值变化。基底部最大径的位置在健康人与PAH患者之间存在差异，且线性方法下这种差异更为明显；中部最大径大致位于中心线约33%处，但PAH患者在线性方法下变异性更大。进一步成对比较显示，与2010 ASE/ESC定义相比，2025 ASE定义的基底部与中部横径分别降低约15%和20%，差异具有统计学意义。与C2A比较时，2025 ASE在基底部给出的数值更低，而在中部则相对更高，提示测量位置与方向共同影响最终结果。虽然各种直径定义与RV舒张末及收缩末面积均高度相关，但2025 ASE定义下的基底部直径与RV面积的相关性低于2010定义和C2A定义，说明其对整体RV扩大的代表性略弱。

在“Clinical implications”中的“Prevalence of RV enlargement and reference limits”部分，研究人员检验了不同定义对RVE判定的影响。将2025 ASE推荐阈值应用于健康对照后发现，RVE检出率不仅受横径定义影响，而且存在显著性别差异。以基底部直径为例，女性仅1%超过阈值，而男性超过20%；中部直径也呈现类似趋势。若采用2010定义或C2A定义，超阈值比例甚至更高。研究据此指出，若沿用统一阈值而不进行性别分层，极易在男性中造成RVE过度诊断。参考值分析进一步表明，指南阈值与男性中位值接近甚至更高，提示现行界值在不同性别间的适配性不足。

在“Discrimination of PAH”部分，研究人员比较了不同定义对PAH的判别能力。结果显示，在基底部横径上，ASE 2025、ASE/ESC 2010和C2A三者的AUC分别为0.898、0.937和0.927，其中2025 ASE显著低于后两者；而在中部横径上，三种定义的AUC均较高，且差异无统计学意义。该结果说明，对疾病识别而言，基底部定义的变化影响更大，而最大径线策略在区分PAH与健康状态时表现更佳。

在“Association with hemodynamics and outcome”部分，研究人员分析了横径与血流动力学和临床结局之间的联系。首先，按身高校正后RV直径与体型的相关性最小，但研究仍采用临床上更常见的体表面积（BSA）校正方式。其次，各种RV横径与肺血管阻力指数（PVRI）仅呈弱到中等相关，Spearman rho为0.278至0.384，定义间无显著差别；相比之下，RV收缩末面积指数与RV面积缩短分数（fractional area change）与PVRI的相关性更强。生存分析显示，不同RV横径定义的风险比（HR）与C统计量总体处于相近范围，均弱于REVEAL Lite 2评分、RV面积和NT-proBNP等指标。这提示RV线性直径虽可反映结构改变，但在血流动力学与预后评估中的信息量有限。

在“Discussion”部分，研究人员总结指出，RV横径的不同指南定义并不等价，简单替换定义会带来系统性偏差。研究证实，RV中心线的非线性在健康人与PAH中均存在，且PAH更为显著；从几何学和统计学角度看，最大径线定义与RV面积的对应性更强，也更有利于识别PAH。相较之下，2025 ASE将基底部测量限定于三尖瓣环下方，虽然有助于视觉操作标准化，但可能因RV游离壁曲率影响而低估基底部横径。研究还强调，文献中长期存在多种定义，根本原因在于RV形态复杂、测量时相与边界界面缺乏统一，而自动化轮廓分析可为此类测量提供一致的参考框架。临床上，这意味着不能过度解读小幅随访变化，因为几何定义、图像采集及阅片者差异均会造成可观波动。

论文结论部分可译为：研究人员量化了现有RV横径不同定义之间的差异，并证明这些差异会影响PAH中RV大小、血流动力学及临床结局的评估。尽管2025年ASE指南提出修改RV直径定义以期获得更好的标准化，但本研究结果支持在可行情况下采用解剖学上一致的方法测量基底部与中部最大横径，并以RV非线性中心线作为引导。总体而言，该研究为右心超声定量提供了重要的方法学证据，提示未来标准化路径应同时兼顾几何真实性、自动化可重复性以及性别特异性参考范围。