時(shí)園園，張勇，程敬亮，張文博，金紅瑞，文萌萌

高血壓是已知引起左心室肥厚(left ventricular hypertrophy，LVH)的最常見原因，并可發(fā)展為與心力衰竭相關(guān)的高血壓性心臟病(hypertensive heart disease,HHD)[1]。HHD的病理生理改變主要是左室舒張功能下降，左室收縮功能在代償期較正常生理狀態(tài)增強(qiáng)，在失代償期有所下降，此時(shí)HHD患者的心肌細(xì)胞收縮能力亦等同于或略低于正常生理狀態(tài)[2]。因此，能早期發(fā)現(xiàn)左室收縮功能失常對(duì)HHD的早期診斷及治療效果的評(píng)估有重要作用。心血管磁共振(cardiovascular magnetic resonance，CMR)是近年發(fā)展較快的影像學(xué)技術(shù)，因其具有較高的時(shí)間分辨力、空間分辨力、軟組織對(duì)比度和不依賴于心臟幾何形態(tài)假設(shè)等優(yōu)勢，可以準(zhǔn)確獲得多個(gè)用于評(píng)價(jià)心臟舒張功能的指標(biāo)，如左室心肌質(zhì)量、左房大小、心肌應(yīng)變、左室充盈率、心肌運(yùn)動(dòng)的同步性和心肌的延遲強(qiáng)化等,CMR已得到越來越廣泛的應(yīng)用[3-4]。對(duì)左心室功能的客觀評(píng)估是CMR的最重要任務(wù)之一，應(yīng)用心肌形變技術(shù)評(píng)估心肌收縮功能障礙可以區(qū)分各種心肌疾病并且評(píng)估預(yù)后，已用于多種心臟疾病的研究[5]。本研究應(yīng)用磁共振心肌組織追蹤技術(shù)定量評(píng)估HHD左心室心肌形變力的改變及與心功能改變的相關(guān)性。

材料與方法

1.一般資料

連續(xù)性搜集2017年1月-2019 年9月本院HHD患者51例，年齡28～69 歲。納入標(biāo)準(zhǔn)：①患者靜息5 min后，將右臂置于心臟水平進(jìn)行血壓測量，每次測量間隔≥2 min，連續(xù)測量3次，平均血壓≥140/90 mmHg者；②沒有抗高血壓治療；③CMR或超聲心動(dòng)圖上沒有其他檢測到的心臟病。所有參與者均具有正常的竇性心律，并且在心電圖(ECG)上沒有束支阻滯，預(yù)激發(fā)或缺血性心臟病的跡象。同時(shí)招募37名健康志愿者，年齡27～71歲，均無心血管疾病史，體格檢查、心電圖及超聲心動(dòng)圖均正常。本研究經(jīng)本院倫理委員會(huì)審核批準(zhǔn)，所有受檢者均簽署知情同意書。

2.設(shè)備和掃描方案

采用Siemens Skyra 3.0T MR成像儀；18通道表面相控陣線圈；MRI兼容PERU心電門控板；Medrad SS3.0 MR高壓注射器。對(duì)比劑采用馬根維顯(469.01 mg/mL，拜耳先靈)。被檢者平靜狀態(tài)，心率整齊，檢查前訓(xùn)練被檢者呼氣末屏氣。心臟電影成像掃描：首先使用快速小角度激發(fā)成像(fast low angle shot imaging,FLASH)序列進(jìn)行心臟形態(tài)掃描，快速取得心臟橫軸面、矢狀面、冠狀面圖像；然后在心臟矢狀面圖像上定位掃描，獲得覆蓋心尖至主動(dòng)脈根部的心臟假短軸位圖像。采用Siemens DOT 定位方法，在心臟假短軸位圖像上分別將定位坐標(biāo)放置于左心房中心、主動(dòng)脈根部、右心室角、二尖瓣中心和心尖位置，于屏氣狀態(tài)下即可快速掃描取得標(biāo)準(zhǔn)左心室長軸二、三、四腔心定位圖像。左心短軸定位掃描一般取6～12 層，定位線垂直于心尖至二尖瓣中點(diǎn)的連線。心臟電影成像采用真實(shí)穩(wěn)態(tài)自由進(jìn)動(dòng)(true fast imaging with steady precession，TrueFisp)序列，對(duì)左心室長軸(二、三、四腔心)及短軸逐層掃描，掃描主要參數(shù)：TR 45.64 ms，TE 1.43 ms，F(xiàn)A 80°，層厚8 mm。

3.MR圖像處理分析

圖像掃描完成后傳送至Syngo.via圖像工作站，分析軟件為(CVI.42，Circle Cardiovascular Imaging)。左心功能處理：在逐層左心室短軸層面連續(xù)性圖像中，選取心腔最大面積者為舒張末期圖像，心腔最小面積者為收縮末期圖像。采用半自動(dòng)法逐層勾畫左心室短軸位舒張末期及收縮末期圖像的心內(nèi)膜和心外膜輪廓，排除乳頭肌及血池(圖1)，軟件可生成所需左心室各項(xiàng)心功能參數(shù)：射血分?jǐn)?shù)(ejection fraction，EF)、舒張末期容積(end-diastolic volume，EDV)、收縮末期容積(end-systolic volume，ESV)、每搏出量(stroke volume，SV)、排出量(cardiac output，CO)、左心指數(shù)(cardiac index，CI)、左室收縮期質(zhì)量(Myo Mass Syst)及舒張期質(zhì)量(Myo Mass Diast)。所有圖像均采用雙盲法對(duì)比處理分析，由兩名經(jīng)驗(yàn)豐富的醫(yī)師獨(dú)立完成，當(dāng)存在意見不同時(shí)經(jīng)討論達(dá)成一致。全局左室形變力：對(duì)于左室短軸(圖1)和長軸視圖(圖2)的應(yīng)變分析，應(yīng)根據(jù)美國心臟協(xié)會(huì)的標(biāo)準(zhǔn)16段LV模型(圖3)。心內(nèi)膜和心外膜邊界最初設(shè)置在標(biāo)準(zhǔn)電影SSFP短軸和長軸圖像的舒張末期，軟件通過比較最初繪制的邊界的特征相對(duì)于彼此的移動(dòng)，從圖像得到所需參數(shù)(圖4)：全局軸向峰值形變(global peak strain radial，GPSR)，全局周向峰值形變(global peak strain circumferential，GPSC)，全局縱向峰值形變(global peak strain long，GPSL)。

圖1 左室短軸位。 圖2 左室長軸位。 圖3 美國心臟協(xié)會(huì)的標(biāo)準(zhǔn)16段LV模型。

圖4 心肌全局形變力參數(shù)線圖。

4.統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

結(jié) 果

1.臨床特征

研究人群的臨床特征見表1。51名HHD患者中，EF<50%的HHD患者平均年齡50.4±11.3歲，EF>50%的HHD患者26名，平均年齡48.6±10.8歲；37名健康志愿者平均年齡46.8±12.9歲。在10項(xiàng)基本臨床特征參數(shù)中，HHD患者與健康志愿者平均年齡和心率(heart rate，HR)差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)，EDV、ESV、SV、EF、CO、CI、Myo Mass Diast、Myo Mass Syst這8項(xiàng)參數(shù)差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)；進(jìn)一步進(jìn)行兩兩組間比較，各組間差異見表2。

表1 HHD患者與健康志愿者的臨床特征及左心室心功能參數(shù)的比較

表2 左心室心功能參數(shù)的組間差異

2.全局形變

研究人群全局形變見表3所示，在3項(xiàng)全局形變參數(shù)中，GPSR、GPSC、GPSL這3項(xiàng)參數(shù)的差均異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)；進(jìn)一步進(jìn)行兩兩組間比較，各組間差異見表4。

表3 HHD患者與對(duì)照組的比較

表4 全局形變力(GPSR、GPSC、GPSL)的組間差異

3.項(xiàng)臨床特征與全局形變的相關(guān)性分析

進(jìn)一步研究各項(xiàng)臨床特征及心功能參數(shù)年齡、EDV、ESV、SV、EF、CO、CI、HR、Myo Mass Diast、Myo Mass Syst與全局形變各項(xiàng)參數(shù)間的相關(guān)性見表5。全局形變(GPSR、GPSC、GPSL)與年齡、CO無相關(guān)性，與EDV、ESV、EF、Myo Mass Diast、Myo Mass Syst分別呈明顯相關(guān)(P<0.01)，與SV、CI、HR分別呈輕度相關(guān)(P<0.05)。

表5 項(xiàng)臨床特征及左心功能參數(shù)與全局形變力相關(guān)性分析

討 論

高血壓是最常見的心血管死亡原因，它可導(dǎo)致以LVH為主要代償機(jī)制的HHD。LVH是心肌細(xì)胞對(duì)各種刺激引起的心肌細(xì)胞肥大的反應(yīng)，是對(duì)后負(fù)荷增加的一種代償機(jī)制[6]。多年來，ECG和超聲心動(dòng)圖一直是評(píng)價(jià)HHD的主要方法，但ECG對(duì)LVH的評(píng)估缺乏敏感性和特異性[7]。超聲心動(dòng)圖對(duì)HHD的診斷和治療評(píng)估等方面具有重要的診斷價(jià)值[8]，但超聲心動(dòng)圖是基于幾何指數(shù)評(píng)價(jià)左室變形，不能區(qū)分室間隔及左室后壁的功能[9]。與超聲心動(dòng)圖相比，CMR不需要幾何假設(shè)，具有更高的可重復(fù)性[10]。CMR通過測量各項(xiàng)左心室心功能參數(shù)可以更好地了解HHD的病理生理，促進(jìn)更準(zhǔn)確的風(fēng)險(xiǎn)分層和個(gè)性化治療[11]。本研究利用CMR獲得各項(xiàng)左心功能參數(shù)，研究發(fā)現(xiàn)HHD患者左心功能參數(shù)(左室射血分?jǐn)?shù)，LVEF)較正常對(duì)照組顯著降低，而左室EDV、ESV、左室收縮期及舒張期心室質(zhì)量明顯增加(P<0.05)，此結(jié)果也進(jìn)一步驗(yàn)證了HHD患者左心室收縮功能及舒張功能障礙，并與Giesbrandt等[12]的研究相一致。且在HHD發(fā)病早期，射血分?jǐn)?shù)仍大于50%時(shí)，患者左室EDV、ESV、左室收縮期及舒張期心室質(zhì)量已經(jīng)出現(xiàn)異常。證明CMR能夠?qū)HD的早期臨床診斷和治療提供重要參考依據(jù)。

心血管磁共振特征追蹤技術(shù)(cardiovascular magenetic resonance feature tracking，CMR-FT)利用CMR的穩(wěn)態(tài)進(jìn)動(dòng)快速成像序列(SSFP)/平衡梯度回波電影序列(BTFE)，在CMR的長軸和短軸圖像上量化總體和局部心肌運(yùn)動(dòng)和形變[13]。Augustine等[14]研究發(fā)現(xiàn)CMR-FT技術(shù)不需額外的圖像采集和后處理，且具有耗時(shí)更短，MR場強(qiáng)對(duì)測得的應(yīng)變參數(shù)無明顯影響等優(yōu)點(diǎn)。本研究利用CMR-FT技術(shù)獲得各項(xiàng)心肌形變的參數(shù)，通過研究高血壓心臟病在疾病早期及臨床期的全局形變變化，為臨床診斷和治療提供參考依據(jù)。心肌形變是指心肌收縮引起的形態(tài)變化，以指定方向在心臟周期中的收縮長度ΔL變化與基本心肌節(jié)段長度L的百分比(即ΔL/L)，伸長產(chǎn)生正應(yīng)變值，縮短產(chǎn)生負(fù)應(yīng)變值[15]。本研究中GPSR為正應(yīng)變值、GPSC為負(fù)應(yīng)變值、GPSL為負(fù)應(yīng)變值。當(dāng)HHD患者的EF仍表現(xiàn)正常(EF>50%)時(shí)，GPSR和GPSL就已經(jīng)可以檢出左室功能的異常，且隨著EF的進(jìn)一步減低左室形變能力逐漸下降。因此，GPSR和GPSL比常規(guī)左室功能參數(shù)對(duì)早期HHD患者心功能障礙的檢出敏感性更高。

在進(jìn)一步研究年齡及左室各項(xiàng)心功能參數(shù)與全局形變各項(xiàng)參數(shù)之間的相關(guān)性發(fā)現(xiàn)，全局形變(GPSR、GPSC、GPSL)與年齡、CO無相關(guān)性，與EDV、ESV、EF、Myo Mass Diast、Myo Mass Syst分別呈明顯相關(guān)(P<0.01)，與SV、CI、HR分別呈輕度相關(guān)(P<0.05)。這一結(jié)果表明年齡對(duì)全局形變的影響不大，因此能夠更加客觀的反映高血壓對(duì)心肌功能的影響。全局形變與左心功能的明顯相關(guān)性一定程度上解釋了HHD早期EF值尚無異常時(shí)，EDV、ESV及左室質(zhì)量出現(xiàn)異常改變的病理原理，且全局形變隨著HHD患者左室功能減退而降低。因此，全局心肌形變能夠?yàn)镠HD的臨床分級(jí)診療提供重要依據(jù)。

總之，基于CMR-FT技術(shù)對(duì)心臟全局形變的定量分析有助于早期發(fā)現(xiàn)高血壓心臟病患者亞臨床心功能障礙，并可以用于監(jiān)測疾病進(jìn)展和預(yù)測疾病的結(jié)局，一定程度上揭示了心肌病中心肌的生理和病理狀況。