馬巖巖 鐘玉敏

心臟磁共振（cardiac magnetic resonance，CMR）成像是定量評(píng)估心腔大小和功能的金標(biāo)準(zhǔn)，是一種無創(chuàng)性影像檢查方法，不受透聲窗的影響，也無電離輻射的風(fēng)險(xiǎn)，尤其適用于成人缺血性、非缺血性心臟病以及兒童先天性心臟病 (congenital heart disease，CHD)的診斷及隨訪，為臨床提供了諸多有價(jià)值的信息[1-3]。一些研究[4-6]表明，在心動(dòng)周期中，左心房和右心房不僅是儲(chǔ)存血液的容器和心室充盈的管道，其結(jié)構(gòu)和功能的改變?cè)谠S多心血管疾病中顯示出重要的診斷和預(yù)后價(jià)值。常用的評(píng)估心房結(jié)構(gòu)和功能的影像學(xué)檢查方法包括CMR 和超聲，其中CMR 較超聲具有更多優(yōu)勢(shì)。本文就CMR 在心房結(jié)構(gòu)和功能評(píng)估中的臨床應(yīng)用及其研究進(jìn)展予以綜述。

1 心房結(jié)構(gòu)和功能的CMR 參數(shù)測(cè)量

CMR 是一種無創(chuàng)性評(píng)估心房容積的成像方法，具有較高的時(shí)間和空間分辨力且可重復(fù)性好，可以較好地評(píng)估心房結(jié)構(gòu)和功能[7-8]。

1.1 心房大小 CMR 評(píng)估心房大小的參數(shù)主要包括心房的直徑、面積和容積[2，9]。其中心房容積評(píng)估的準(zhǔn)確度最高。2019 年歐洲磁共振心腔定量評(píng)估專家共識(shí)建議使用左心房容積來提高評(píng)估的準(zhǔn)確性[1]。對(duì)于右心房大小的評(píng)估，也推薦使用右心房容積作為評(píng)估指標(biāo)[10]。

CMR 測(cè)量心房容積的主要方法包括基于二腔和四腔的雙平面面積-長(zhǎng)度法、Simpson 法以及三維模型法[11]。其中，基于短軸切面的Simpson 法被認(rèn)為是CMR 測(cè)量心房容積的金標(biāo)準(zhǔn)，但影像采集耗時(shí)較長(zhǎng)[12]。一項(xiàng)測(cè)量中國(guó)健康人群心房大小的磁共振參考值的研究中提出，雙平面面積-長(zhǎng)度法可替代短軸Simpson 法用于左心房容積的測(cè)量，其不僅節(jié)省圖像采集和分析時(shí)間，還可以合理地評(píng)估左心房容積，但測(cè)量值要比實(shí)際容積小；而對(duì)于右心房容積的測(cè)量，則首選短軸法[7]。另外，心房大小還與性別有關(guān)，但經(jīng)過體表面積（body surface area，BSA）標(biāo)準(zhǔn)化后可減小這種性別差異，所以心房參數(shù)指數(shù)化可以提供更多有效的信息，如左房容積指數(shù)（left atrial volume index，LAVI) 和右房容積指數(shù)(right atrial volume index，RAVI)[2，9]。另外，心房容積指數(shù)在肥胖病人的應(yīng)用中可能存在一定的局限性，因?yàn)樾姆咳莘e的增加不一定與BSA 成比例地增加，因此可能導(dǎo)致評(píng)估結(jié)果不準(zhǔn)確[1]。

1.2 心房功能 在整個(gè)心動(dòng)周期中，心房容積的改變可分為3 個(gè)期相，相應(yīng)采用3 個(gè)功能參數(shù)評(píng)估心房功能，即心室收縮期接受相應(yīng)血流的儲(chǔ)存功能、舒張?jiān)缙谳斔脱鬟M(jìn)入心室的管道功能、舒張末期自身收縮把剩余血液泵入心室的收縮功能[12]。這3個(gè)心室收縮舒張階段所對(duì)應(yīng)的心房容積參數(shù)依次為收縮末期的心房最大容積（maximum volume，Vmax）、舒張末期的心房最小容積（minimum volume，Vmin）和心房收縮前容積（pre-atrial contraction volume，VpreA）[7]。3 種容積計(jì)算得出的容積分?jǐn)?shù)包括總射血分?jǐn)?shù)、被動(dòng)射血分?jǐn)?shù)及主動(dòng)射血分?jǐn)?shù)，可以評(píng)估心房3 個(gè)期相的功能，相應(yīng)的計(jì)算公式分別為總射血分?jǐn)?shù)=（Vmax-Vmin）/Vmax×100%，被動(dòng)射血分?jǐn)?shù)=（Vmax-VpreA）/Vmax×100%，主動(dòng)射血分?jǐn)?shù)=（VpreA-Vmin）/VpreA×100%。

評(píng)估心房功能除了上述相關(guān)指標(biāo)外，還可以通過心房應(yīng)變和應(yīng)變率來評(píng)估。目前主要應(yīng)用的MRI技術(shù)包括MR 心肌標(biāo)記成像、相位對(duì)比MRI（phasecontrast MRI，PC-MRI）、刺激回波位移編碼成像（displacement encoding with stimulated echoes，DENSE）、應(yīng)變編碼成像（strain encoding，SENC）和心臟MR 特征追蹤成像（cardiac MR feature tracking，CMR-FT）等[8]。心房在心動(dòng)周期的3 個(gè)不同期相也對(duì)應(yīng)著3 個(gè)應(yīng)變值，分別為收縮期的儲(chǔ)存應(yīng)變（reservoir strain，εs）、舒張?jiān)缙诘墓艿缿?yīng)變（conduit strain，εe）以及舒張末期的收縮應(yīng)變（pump strain，εa），具體的測(cè)量值及相應(yīng)的應(yīng)變率見圖1，依次代表心房的儲(chǔ)存功能、管道功能和收縮功能。有研究[5，12]表明，心房應(yīng)變和應(yīng)變率的改變，常早于心房大小和容積的改變，能夠更早期、更敏感地提示一些心血管疾病。

圖1 心房時(shí)間-應(yīng)變曲線（A）和應(yīng)變率曲線（B）。A 圖中εs、εe、εa 依次為儲(chǔ)存應(yīng)變、管道應(yīng)變和收縮應(yīng)變，B 圖中SRs、SRe、SRa 依次為儲(chǔ)存應(yīng)變率、管道應(yīng)變率和收縮應(yīng)變率。

2 CMR 在心房結(jié)構(gòu)和功能改變中的臨床應(yīng)用

2.1 心室功能不全和心力衰竭（heart failure，HF） 在心室功能不全的群體中，大多數(shù)人處于HF 的臨床早期階段，因此心室功能不全的早期診斷和治療可以降低HF 的發(fā)生率。

心房結(jié)構(gòu)和功能與心室功能密切相關(guān)。在心房容積方面，2016 年美國(guó)超聲協(xié)會(huì)（American society of echocardiography，ASE）指南[13]提出，最大左房容積指數(shù)（LAVImax）＞34 mL/m2作為評(píng)估左室舒張功能不全（LV diastolic dysfunction，LVDD）的4 個(gè)標(biāo)準(zhǔn)之一。也有研究[14]顯示，最小左房容積（LAVmin）可以更好地反映左室舒張壓，即使在有輕度舒張功能障礙時(shí)。Morris 等[15]研究發(fā)現(xiàn)，在LAVI 基礎(chǔ)上加入左房應(yīng)變值可以提高對(duì)左室功能不全的診斷率，并且可以評(píng)估2 年內(nèi)因HF 住院的風(fēng)險(xiǎn)。對(duì)于右心室功能，右房大小和應(yīng)變也可以反映右室舒張功能不全的嚴(yán)重程度，且能提供重要的預(yù)后信息[16]。另外，肺動(dòng)脈高壓（pulmonary arterial hypertension，PAH）病人的右房功能也會(huì)明顯受損，其中右心室功能失代償?shù)腜AH 病人的右房應(yīng)變和應(yīng)變率明顯降低[17]。

心房結(jié)構(gòu)和功能的異常還可以預(yù)測(cè)HF。左房功能障礙可以導(dǎo)致LVDD，進(jìn)而可能發(fā)展為射血分?jǐn)?shù)保留型HF（HF with preserved ejection fraction，HFpEF）。然而，并不是所有的HFpEF 病人都存在LVDD。由于要結(jié)合臨床癥狀、心臟的形態(tài)以及生理指標(biāo)，因此在臨床實(shí)踐中對(duì)這兩種疾病的診斷仍然具有挑戰(zhàn)性[18]。有研究[19]表明，左房應(yīng)變下降是鑒別臨床HFpEF 病人和無癥狀LVDD 病人的重要預(yù)測(cè)因子。Habibi 等[20]研究發(fā)現(xiàn)，在LAV 的相關(guān)測(cè)量值中，只有最小LAVI 與HF 事件獨(dú)立相關(guān)，并且經(jīng)CMR 測(cè)得的左房應(yīng)變與HF 事件之間存在獨(dú)立負(fù)相關(guān)。Cameli 等[21]對(duì)36 例左房收縮功能下降的HF病人進(jìn)行研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)在所有左房功能參數(shù)中左房應(yīng)變是肺毛細(xì)血管楔壓升高的最強(qiáng)預(yù)測(cè)因子，其受試者操作特征曲線下面積為0.93，敏感度和特異度分別為100%和93%。

2.2 房顫（atrial fibrillation，AF） AF 是一種進(jìn)行性疾病，最常始于血流動(dòng)力學(xué)負(fù)荷增加或心房結(jié)構(gòu)重構(gòu)，包括心房擴(kuò)大和心房纖維化。心房纖維化可能會(huì)導(dǎo)致正常的電傳導(dǎo)中斷和新的回路建立，從而增加AF 的發(fā)生率及持續(xù)時(shí)間。長(zhǎng)期的AF 也可以促使心房進(jìn)行性擴(kuò)張和功能損害，如心房順應(yīng)性和收縮性降低[22]。由此可知，心房的結(jié)構(gòu)和功能與AF 密切相關(guān)。

經(jīng)藥物治療或射頻消融術(shù)后成功復(fù)律的AF 病人，LAV 會(huì)有明顯改善。有研究[6，22]表明，LAV 可能是未來的AF 治療靶點(diǎn)。Osranek 等[23]對(duì)孤立性AF病人經(jīng)過平均27 年的隨訪發(fā)現(xiàn)，LAV 可以很好地預(yù)測(cè)不良心血管事件（腦血管事件、急性心肌梗死、HF 住院以及死亡）的發(fā)生。LAV 對(duì)消融術(shù)后AF 的復(fù)發(fā)也具有一定的預(yù)測(cè)價(jià)值[24]。

MR 延遲釓增強(qiáng)（late gadolinium enhancement，LGE）是評(píng)估局部心肌纖維化的有效方法。一些研究[6，22]表明，復(fù)律后的AF 病人，LGE 成像顯示心肌纖維化程度下降。Pontone 等[24]研究表明，LGE 成像顯示的纖維化程度越高，發(fā)生主要不良心腦血管事件的風(fēng)險(xiǎn)就越高。但由于存在心房壁菲薄、心臟和呼吸運(yùn)動(dòng)，以及有限的空間分辨力等局限性，該技術(shù)在臨床上并未得到廣泛應(yīng)用，同時(shí)還需要更多技術(shù)層面的提升，以實(shí)現(xiàn)對(duì)心房纖維化的準(zhǔn)確評(píng)估[25]。心房纖維化程度用于預(yù)測(cè)AF 病人治療后的復(fù)發(fā)風(fēng)險(xiǎn)也有一定價(jià)值。Marrouche 等[26]應(yīng)用LGE 成像對(duì)持續(xù)性和陣發(fā)性AF 病人進(jìn)行了多中心前瞻性研究，根據(jù)心房壁纖維化范圍占整個(gè)心房壁的百分比將左房纖維化程度劃分為4 個(gè)等級(jí)(Ⅰ級(jí)：＜10%，Ⅱ級(jí)：≥10%且＜20%，Ⅲ級(jí)：≥20%且＜30%，Ⅳ級(jí)：≥30%)，結(jié)果顯示，纖維化程度每增加1%，AF 復(fù)發(fā)的風(fēng)險(xiǎn)增加6%，并且預(yù)測(cè)AF 復(fù)發(fā)的能力有所提高。另有研究[27]表明，左房重構(gòu)和右房重構(gòu)均與陣發(fā)性AF 治療后復(fù)發(fā)相關(guān)，而且2 種指標(biāo)的聯(lián)合應(yīng)用可能比單獨(dú)應(yīng)用的預(yù)測(cè)效果更好。

2.3 原發(fā)性心肌病和缺血性心臟病 有研究顯示，肥厚性心肌?。╤ypertrophic cardiomyopathy，HCM）病人相比健康對(duì)照組的LAV 普遍增大，左房縱向應(yīng)變減少；LAVmax和LAVmin均可以預(yù)測(cè)HCM 不良心血管事件的發(fā)生，且后者比前者更敏感[28-29]。2014 年的歐洲心臟病學(xué)會(huì)指南將左房直徑納入風(fēng)險(xiǎn)分層模型，進(jìn)而對(duì)HCM 病人5 年的心臟性猝死風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行預(yù)測(cè)。有研究[30]表明右房容積的增大可能是HCM發(fā)生AF 的預(yù)測(cè)因子。Gulati 等[31]研究發(fā)現(xiàn)，擴(kuò)張性心肌病（dilated cardiomyopathy，DCM）病人的LAV明顯增高，且其與左室重塑、舒張功能不全以及二尖瓣關(guān)閉不全有關(guān)，LAV 是DCM 病人無移植生存率和HF 事件發(fā)生的獨(dú)立預(yù)測(cè)因子，所以推薦將LAV 的測(cè)量常規(guī)應(yīng)用于CMR 檢查。

缺血性心臟病病人的心房結(jié)構(gòu)和功能也存在異常。有研究[32]發(fā)現(xiàn)，在慢性穩(wěn)定性冠狀動(dòng)脈疾病的早期，心房容積未發(fā)生變化之前，左房和右房的收縮應(yīng)變及應(yīng)變率已經(jīng)降低，提示已經(jīng)發(fā)生了一定程度的心房重構(gòu)。Schuster 等[33]研究表明，心房結(jié)構(gòu)和功能相關(guān)參數(shù)對(duì)心肌梗死后的主要不良心血管事件具有預(yù)測(cè)價(jià)值，其中左房?jī)?chǔ)存應(yīng)變是所有左房評(píng)估參數(shù)中唯一具有獨(dú)立預(yù)測(cè)價(jià)值的因子。

2.4 先天性心臟病的術(shù)后隨訪 心房結(jié)構(gòu)和功能異常對(duì)先心病的診斷和預(yù)后也有一定的臨床價(jià)值，心房與心室功能密切相關(guān)。某些先心病能引起心房結(jié)構(gòu)和功能的改變，如房室交界處的異常解剖、心室壓力的升高和心室順應(yīng)性的降低，從而影響心房的前后負(fù)荷，進(jìn)而導(dǎo)致心房結(jié)構(gòu)和功能的改變。有研究者[12]對(duì)術(shù)前和術(shù)后的CHD 病人研究發(fā)現(xiàn)，兩者心房功能障礙可能存在一個(gè)共同的途徑，即心房代償期時(shí)，儲(chǔ)存和管道功能降低，收縮功能增加；心房失代償期時(shí)，儲(chǔ)存和管道功能進(jìn)一步下降，收縮功能下降。

Stephensen 等[34]對(duì)房間隔缺損（atrial septal defect，ASD）病人術(shù)后的心房容積進(jìn)行了MRI 評(píng)估，結(jié)果顯示經(jīng)導(dǎo)管封堵術(shù)后3 個(gè)月，右房容積下降，而LAV無變化，表明右房結(jié)構(gòu)和功能的改變對(duì)ASD 術(shù)后存在潛在的預(yù)后價(jià)值。對(duì)于ASD 術(shù)后左房結(jié)構(gòu)和功能改變的MRI 研究較少。一項(xiàng)超聲的相關(guān)研究[4]顯示，經(jīng)導(dǎo)管封堵術(shù)后1 個(gè)月，ASD 病人的LAV 升高，左房應(yīng)變及應(yīng)變率明顯下降，表明長(zhǎng)期檢測(cè)左心房功能可能有助于預(yù)測(cè)AF 的發(fā)生。

法洛四聯(lián)癥術(shù)后（repaired tetralogy of Fallot，rTOF）病人的心房結(jié)構(gòu)和功能也會(huì)發(fā)生改變。Kutty等[35]研究發(fā)現(xiàn)，CMR-FT 獲得的右心房容積和右房應(yīng)變普遍存在異常。Hu 等[36]對(duì)rTOF 病人的左心房功能改變研究顯示，在左心房擴(kuò)大前，左房應(yīng)變分析即可發(fā)現(xiàn)術(shù)后左心房功能不全，并提示左心房和右心房之間存在一定的協(xié)同作用。上述2 項(xiàng)研究表明CMR-FT 有望增加現(xiàn)有的CMR 技術(shù)對(duì)CHD 心房功能的評(píng)估價(jià)值。此外，心房結(jié)構(gòu)和功能的異常也可以提示rTOF 病人的不良預(yù)后，如Ait 等[37]的研究表明，右房擴(kuò)大是rTOF 病人不良臨床預(yù)后的一個(gè)獨(dú)立預(yù)測(cè)因子。Ta 等[38]研究發(fā)現(xiàn)左房功能與疾病預(yù)后有關(guān)，并且CMR 獲得的左心房收縮功能升高，而儲(chǔ)存功能和管道功能無顯著變化，這可能是左室功能不全的早期表現(xiàn)，提示一定的不良預(yù)后。還有研究發(fā)現(xiàn)，CMR 獲得的右房應(yīng)變與Ebstein 畸形病人的紐約心臟協(xié)會(huì)（New York Heart Association，NYHA）分級(jí)和腦鈉肽水平有關(guān)，可能是HF 發(fā)生的預(yù)測(cè)指標(biāo)[39]。

3 小結(jié)

心房在調(diào)節(jié)心臟整體功能方面起著重要作用，它是血液回流心臟的蓄水池、管道和收縮泵。盡管在評(píng)估心房大小和功能的臨床實(shí)踐中超聲檢查更常用，但CMR 仍是定量評(píng)估心房大小和功能的金標(biāo)準(zhǔn)。心房大小和功能的異常與很多心血管疾?。ò–HD）有關(guān)，具有重要的診斷和預(yù)后價(jià)值。然而，如何以及何時(shí)將心房的相關(guān)指標(biāo)納入CHD 的影像評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)仍是目前存在的問題。將來不僅需要來自大型前瞻性試驗(yàn)的可靠臨床研究結(jié)果數(shù)據(jù)，確認(rèn)心房在CHD 中的臨床價(jià)值，而且還需要設(shè)備和成像技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)化，制定年齡和性別調(diào)整的正常參考值，使其更好地應(yīng)用于臨床。