何健龍，陳燕，羅琳，Ng Ming-Yen,2，Dudley Pennell，沈新平*

1.香港大學(xué)深圳醫(yī)院醫(yī)學(xué)影像科放射部，廣東深圳 518000；2.香港大學(xué)李嘉誠(chéng)醫(yī)學(xué)院放射診斷學(xué)系，香港 999077；3.英國(guó)國(guó)家心肺研究所，皇家布朗頓醫(yī)院心血管生物醫(yī)學(xué)研究部，倫敦 SW3 6NP； *通訊作者 沈新平 shenxp@hku-szh.org

心臟容積、功能和心肌質(zhì)量的準(zhǔn)確評(píng)價(jià)對(duì)心血管疾病的診斷、治療和預(yù)后至關(guān)重要[1-2]，心血管磁共振成像（cardiovascular magnetic resonance imaging，CMR）具有很高的準(zhǔn)確度和可重復(fù)性，是心臟形態(tài)和功能評(píng)價(jià)的“金標(biāo)準(zhǔn)”。心臟正常參數(shù)是CMR應(yīng)用的基礎(chǔ)。然而，國(guó)外研究的正常人CMR心臟參數(shù)大多基于西方人種，由于體型的差異，其參考數(shù)據(jù)并不一定適用于中國(guó)人，而國(guó)內(nèi)的同類(lèi)研究較少。此外，心房容積的 MRI測(cè)量數(shù)據(jù)鮮有報(bào)道。本研究以前瞻性分析設(shè)計(jì)，精確的性別及年齡匹配，研究正常中國(guó)人左心房、左心室在 MRI上的結(jié)構(gòu)和功能參數(shù)，以建立一套參考值范圍。

1 資料與方法

1.1 研究對(duì)象 2015年8月－2018年4月，于深圳市招募20～69歲的漢族中國(guó)人。納入標(biāo)準(zhǔn)：①無(wú)心血管疾病癥狀，無(wú)吸煙史、心血管疾病史；②經(jīng)血液學(xué)檢查確認(rèn)無(wú)高血壓、高血脂、高血糖，肝、腎及甲狀腺功能正常；③心電圖無(wú)明顯異常；④血漿N端腦鈉肽正常；⑤超聲心動(dòng)圖無(wú)異常。排除標(biāo)準(zhǔn)：①M(fèi)RI檢查發(fā)現(xiàn)心血管系統(tǒng)異常，部分志愿者行增強(qiáng)掃描以確認(rèn)；②MRI檢查過(guò)程中心律不齊或無(wú)法配合者；③有其他 MRI檢查禁忌證。所有檢查均經(jīng)志愿者簽署知情同意書(shū)。分組：以10歲為一個(gè)年齡段，每個(gè)年齡段男、女各10名。如檢查中或檢查后志愿者因上述標(biāo)準(zhǔn)而被排除，則另外招募志愿者填補(bǔ)。

1.2 MRI檢查 采用Siemens Avanto 1.5T MR儀。在完成基本解剖定位序列后，以真穩(wěn)態(tài)自由進(jìn)動(dòng)序列進(jìn)行左心水平長(zhǎng)軸（四腔心）、垂直長(zhǎng)軸（二腔心）及左心室流出道（三腔心）電影掃描，然后進(jìn)行左心室短軸電影掃描，掃描參數(shù)：層厚7 mm，無(wú)間隔，TR 22.19 ms，TE 1.59 ms，視野286 mm×340 mm，矩陣216×256，每個(gè)心動(dòng)周期50個(gè)期相。

1.3 圖像分析 由3位具有國(guó)際心血管磁共振學(xué)會(huì)（Society of Cardiovascular MR，SCMR）二級(jí)認(rèn)證的放射科醫(yī)師在CVI42（circle cardiovascular imaging，Canada）軟件上依照SCMR的報(bào)告指南[3]進(jìn)行測(cè)量。隨機(jī)抽取20個(gè)案例，由其中2位醫(yī)師采用雙盲法獨(dú)立測(cè)量左心室收縮功能，進(jìn)行不同觀察者之間的信度分析。分別勾畫(huà)出各個(gè)層面的左心室舒張末期和收縮末期心內(nèi)、外膜輪廓（圖1），以獲得左心室收縮功能的各參數(shù)。左心室流出道不計(jì)算在容積之內(nèi)，乳頭肌計(jì)算入心室腔容積部分。勾畫(huà)時(shí)盡可能確保左心室舒張末期和收縮末期心肌質(zhì)量接近相等，并比較兩者的差異。

圖1 左心室輪廓的勾畫(huà)。A、B分別為舒張末期和收縮末期勾畫(huà)過(guò)程。操作者在每一個(gè)層面分別勾畫(huà)出舒張末期和收縮末期的心室內(nèi)膜（紅色圈）和外膜（綠色圈）邊界，乳頭肌劃入心室血池范圍，計(jì)算作為容積的一部分。內(nèi)、外膜之間的范圍作為有效心肌

左心房容積（left atrial volume，LAV）參照雙平面面積-長(zhǎng)度估算方法，于左心房舒張末期分別在四腔心、二腔心方向勾畫(huà)出左心房面積（避開(kāi)左心耳和肺靜脈）和長(zhǎng)軸徑線(xiàn)（圖2），根據(jù)公式（1）[4]計(jì)算。

圖2 左心房面積和長(zhǎng)軸徑線(xiàn)的勾畫(huà)。左心房舒張末期定義為心室收縮末期二尖瓣打開(kāi)前的幀。分別在四腔心（A）和二腔心（B）方向勾畫(huà)出左心房輪廓（藍(lán)色線(xiàn)），除外左心耳和肺靜脈連接部。長(zhǎng)軸徑線(xiàn)定義為二尖瓣口中點(diǎn)與左心房后上部頂端的連線(xiàn)（黃色線(xiàn)），接近平行于左心室長(zhǎng)軸

左心房長(zhǎng)徑為四腔心、二腔心平面所得的左心房長(zhǎng)軸徑線(xiàn)之較短者。根據(jù)Mosteller公式[5]計(jì)算志愿者的體表面積，并計(jì)算上述各參數(shù)的指數(shù)化數(shù)值。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法 采用SPSS 22.0軟件，用組內(nèi)相關(guān)系數(shù)（ICC）檢驗(yàn)觀察者的信度。計(jì)量資料以±s表示，計(jì)算總體及不同性別組的參考值范圍。男、女組間左心房、左心室參數(shù)比較采用Mann-WhitneyU檢驗(yàn)?？傮w左心室收縮末期和舒張末期心肌質(zhì)量比較采用配對(duì)t檢驗(yàn)。各組參數(shù)與年齡的相關(guān)性采用Pearson相關(guān)分析。P<0.05表示差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 研究對(duì)象的確定 經(jīng)問(wèn)卷簡(jiǎn)單篩查納入 126名志愿者，21名經(jīng)血液學(xué)檢查或超聲發(fā)現(xiàn)異常而排除，MRI掃描105名，其中5名因MRI檢查過(guò)程中心律不齊或無(wú)法配合而被排除，最終 100名納入圖像分析，其中33名同意行增強(qiáng)掃描，以確保其完全無(wú)異常。100名志愿者的基本資料見(jiàn)表1。

表1 100名志愿者的基本資料（ ±s）

表1 100名志愿者的基本資料（ ±s）

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2.2 左心室心內(nèi)、外膜勾畫(huà) 對(duì)左心室舒張末期容積（end-diastolic volume，EDV）、收縮末期容積（endsystolic volume，ESV）、每搏輸出量（stroke volume，SV）及射血分?jǐn)?shù)（ejection fraction，EF）的信度分析顯示，2位觀察者間的一致性良好（ICC=0.897，95%CI0.812～0.953）。收縮末期和舒張末期左心室心肌質(zhì)量比較，差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（t=-2.137，P>0.05）。

2.3 左心室與左心房參數(shù)比較 男、女志愿者左心室主要功能參數(shù)、左心房結(jié)構(gòu)參數(shù)比較見(jiàn)表2。不同性別志愿者間左心室EF、四腔心左心房面積（left atrial area on four-chamber view，LAA4）、二腔心左心房面積指數(shù)（left atrial area index on two-chamber view，iLAA2）和左心房容積指數(shù)（left atrial volume index，iLAV）比較，差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（均P>0.05），其余各左心參數(shù)差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（均P<0.05）。

2.4 不同性別志愿者各參數(shù)與年齡的相關(guān)性 男性EDV（r=-0.32，P=0.023）、左心室舒張末期容積指數(shù)（end-diastolic volume index，iEDV）（r=-0.37，P=0.008）、心輸出量（cardiac output，CO）（r=-0.32，P=0.026）、收縮末期容積指數(shù)（end-systolic volume index，iESV）（r=-0.30，P=0.036）、每搏輸出量指數(shù)（stroke volume index，iSV）（r=-0.30，P=0.033）、心臟指數(shù)（cardiac index，CI）（r=-0.32，P=0.022）以及女性CI（r=-0.29，P=0.040）與年齡呈弱負(fù)相關(guān)；女性iLAA2（r=0.28，P=0.046）、LAV（r=0.29，P=0.045）、iLAV（r=0.30，P=0.033）與年齡呈弱正相關(guān)。男、女各年齡組的左心室、左心房參數(shù)比較見(jiàn)表3。

表2 男、女志愿者左心MRI參數(shù)[ ±s（參考值上、下限）]

表2 男、女志愿者左心MRI參數(shù)[ ±s（參考值上、下限）]

注：與女性比較，*P<0.05。EDV：舒張末期容積；ESV：收縮末期容積；SV：每搏輸出量；EF：射血分?jǐn)?shù)；CO：心輸出量；iESV：收縮末期容積指數(shù)；iSV：每搏輸出量指數(shù)；CI：心臟指數(shù)；LAA4：四腔心左心房面積；iLAA4：四腔心左心房面積指數(shù)；iLAA2：二腔心左心房面積指數(shù)；iLAV：左心房容積指數(shù)

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表3 各年齡組男、女性志愿者左心MRI參數(shù)比較（±s）

表3 各年齡組男、女性志愿者左心MRI參數(shù)比較（±s）

左心室功能參數(shù)

3 討論

CMR對(duì)評(píng)價(jià)左心功能具有重要價(jià)值。穩(wěn)定而可靠的正常人左心功能參考值是 CMR臨床應(yīng)用的基石。既往已有研究報(bào)道中國(guó)人群的CMR心臟參數(shù)參考值[6-9]，但在納入和排除標(biāo)準(zhǔn)的嚴(yán)格性和后處理分析的可靠性方面可能存在一定的局限性。

本研究采用多項(xiàng)方法保證研究的準(zhǔn)確性。①采用嚴(yán)格的納入標(biāo)準(zhǔn)以確保志愿者無(wú)心血管疾病和心力衰竭的風(fēng)險(xiǎn)，包括嚴(yán)格要求受試者無(wú)吸煙史；經(jīng)血漿N端腦鈉肽、心電圖及超聲心動(dòng)圖檢查證實(shí)無(wú)心血管系統(tǒng)疾病；在受試者知情同意的情況下，對(duì)部分受試者行增強(qiáng)掃描，以保證無(wú)隱匿性的心肌纖維化。在研究設(shè)計(jì)上，本研究前瞻性地設(shè)計(jì)了不同性別及年齡組之間人數(shù)的嚴(yán)格匹配，保證了人群的代表性。②為了提高后處理分析的一致性和可靠性，本研究參照SCMR的報(bào)告指南，從不同角度交叉驗(yàn)證測(cè)量結(jié)果。本研究抽取20名志愿者進(jìn)行觀察者間的一致性測(cè)量，信度分析顯示 2名操作者之間的測(cè)量一致性良好。另外，在理想狀態(tài)下，收縮末期和舒張末期測(cè)得的左心室心肌質(zhì)量應(yīng)該一致[10]，本研究結(jié)果顯示兩者無(wú)顯著差異，確保了左心室內(nèi)、外膜輪廓勾畫(huà)的準(zhǔn)確性。

本研究顯示，男、女性受試者的左心室容積、SV、心肌質(zhì)量及LAV比較，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，尤其是經(jīng)體表面積校正后的標(biāo)準(zhǔn)化參數(shù)差異亦有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，提示除體型因素外，性別對(duì)心臟功能結(jié)構(gòu)的個(gè)體差異也有明顯影響，男性的心臟較女性稍大。然而，本研究未發(fā)現(xiàn)不同性別受試者EF值的差異，提示男、女性左心室射血功能基本相等，與既往研究結(jié)果一致[11-12]。

Maceira等[13]研究發(fā)現(xiàn)，左心室容積隨年齡的增長(zhǎng)而下降；而趙一冰等[14]研究認(rèn)為年齡增長(zhǎng)對(duì)左心室收縮功能無(wú)明顯影響。本研究發(fā)現(xiàn)，除男性 EDV、ESV、CI以及女性L(fǎng)AV等參數(shù)與年齡呈弱相關(guān)外，其余左心室、左心房結(jié)構(gòu)和功能參數(shù)與年齡無(wú)顯著相關(guān)性，提示不同年齡段正常成年人左心室收縮功能基本穩(wěn)定，跨年齡段的正常參考值可以應(yīng)用于大部分不同年齡的患者。然而，在心肌病或心力衰竭早期，左心室收縮功能的變化可能很微小，及早發(fā)現(xiàn)和提示上述異常對(duì)于早期診斷有重要意義。因此，臨床工作中對(duì)左心室收縮功能處于正常臨界值的患者，仍然應(yīng)該參考其年齡段的參考值范圍。

左心房的大小在左心舒張功能和特殊類(lèi)型心肌病的診斷中有重要的參考價(jià)值，CMR能從多角度全面評(píng)價(jià)左心房結(jié)構(gòu)[15]。既往研究鮮有報(bào)道我國(guó)人群的左心房面積和容積數(shù)據(jù)，而僅有二維徑線(xiàn)數(shù)據(jù)。徑線(xiàn)測(cè)量的操作者間誤差較大，參考價(jià)值有限，臨床判斷有無(wú)左心房擴(kuò)張時(shí)更多地依靠面積甚至容積數(shù)據(jù)[16]。本研究全面報(bào)道了不同性別、各年齡段正常中國(guó)人群的左心房面積、容積及其指數(shù)化參考值范圍，有重要的臨床意義。

本研究的主要局限性在于未同時(shí)測(cè)量右心室功能參數(shù)，將左、右心射血量交叉驗(yàn)證，以提高心功能測(cè)量的可靠性。另外，受操作時(shí)間的限制，未能以相位對(duì)比序列測(cè)量主動(dòng)脈流量，從另一個(gè)角度去驗(yàn)證心功能數(shù)據(jù)。

總之，本研究以嚴(yán)格的志愿者篩選和規(guī)范化的檢查、后處理操作，建立了以性別和年齡分層的中國(guó)成年人左心室、左心房功能與結(jié)構(gòu)參考值范圍，對(duì)中國(guó)人群的心血管MRI臨床應(yīng)用和研究有重要參考意義。