時(shí)園園，李彩霞*，張勇，張文博，趙福香

1.焦作市第二人民醫(yī)院磁共振科，河南 焦作 454001；2.鄭州大學(xué)第一附屬醫(yī)院磁共振科，河南 鄭州 450052；*通信作者李彩霞 jzlcx2006@163.com

成人高血壓總發(fā)病率約為30%～45%[1]，高血壓心臟病可表現(xiàn)為左心室肥厚、收縮和舒張功能障礙及相關(guān)臨床表現(xiàn)。左心室肥厚作為高血壓心臟病的典型代償反應(yīng)，左心室壁在血壓升高時(shí)增厚，以心室壁應(yīng)力減低作為代償機(jī)制，繼而出現(xiàn)左心室擴(kuò)張、左心室射血分?jǐn)?shù)（left ventricular ejection fraction，LVEF）下降等不良事件，最終導(dǎo)致心力衰竭[2]。心臟磁共振（cardiac magnetic resonance，CMR）是評(píng)估左、右心室形態(tài)和功能的“金標(biāo)準(zhǔn)”[3]。近年來(lái)，心肌變形作為亞臨床心肌功能障礙的敏感指標(biāo)，通過(guò)評(píng)估心臟收縮及舒張功能障礙區(qū)分各種心肌疾病，并具有重要的預(yù)后意義[4]。在評(píng)估心室功能、預(yù)測(cè)心肌疾病的預(yù)后時(shí)，心肌形變優(yōu)于LVEF。目前，幾種基于超聲心動(dòng)圖或CMR的心肌形變技術(shù)中，最初為詳細(xì)評(píng)價(jià)心肌變形而開發(fā)的特征追蹤成像是利用CMR確定左心室應(yīng)變的可靠方法，特征追蹤技術(shù)可以在CMR的長(zhǎng)軸和短軸圖像上量化總體和局部心肌運(yùn)動(dòng)和形變[5]，以往研究多以全局心肌形變?yōu)橹鱗6-7]，對(duì)心臟分段和局部心肌形變的研究尚不足。本研究應(yīng)用磁共振特征追蹤技術(shù)在心臟短軸圖像上分段分析高血壓心臟病的周向形變能力，評(píng)估特征追蹤技術(shù)在早期高血壓心臟病中的應(yīng)用價(jià)值。

1 資料與方法

1.1 研究對(duì)象 回顧性分析2018年1月—2020年6月在焦作市第二人民醫(yī)院及鄭州大學(xué)第一附屬醫(yī)院確診為高血壓且未接受降壓治療的51例患者，年齡28～69歲，平均（48.3±1.6）歲。其中LVEF＜50% 24例，LVEF≥50% 27例。納入標(biāo)準(zhǔn)：①臨床明確診斷為高血壓，血壓≥140/90 mmHg（1 mmHg=0.133 kPa）；②所有納入患者竇性心律均正常，無(wú)束支傳導(dǎo)阻滯、預(yù)激發(fā)或缺血性心臟病，經(jīng)CMR及超聲心動(dòng)圖檢查排除其他心臟?。虎蹮o(wú)腎功能損害[估算腎小球?yàn)V過(guò)率＞30 ml/（min·1.73 m2）]。排除體內(nèi)有心臟起搏器或金屬植入物等存在CMR檢查禁忌證者。同時(shí)納入經(jīng)體格檢查、標(biāo)準(zhǔn)血壓測(cè)量、超聲心動(dòng)圖及CMR檢查確診無(wú)心臟疾病的40名健康者作為對(duì)照組，年齡28～75歲，平均（45.5±2.0）歲。所有受檢者均簽署知情同意書。

1.2 MRI檢查 采用Siemens 3.0T MRI設(shè)備，標(biāo)準(zhǔn)18通道表面相控陣線圈，MRI兼容PERU心電門控板。心臟電影成像掃描：首先使用快速小角度激發(fā)成像序列進(jìn)行心臟橫矢、冠、軸3個(gè)相位的掃描，獲得心臟形態(tài)圖像；然后進(jìn)行定位掃描獲得心臟假短軸位圖像。進(jìn)一步于屏氣狀態(tài)下，應(yīng)用DOT定位法在心臟假短軸位圖像上快速掃描取得標(biāo)準(zhǔn)左心室長(zhǎng)軸二、三、四腔心定位圖像。最后采用真實(shí)穩(wěn)態(tài)自由進(jìn)動(dòng)序列對(duì)左心室長(zhǎng)軸（二、三、四腔心）及短軸逐層掃描獲得心臟電影圖像。主要掃描參數(shù)：TR 45.64 ms，TE 1.43 ms，翻轉(zhuǎn)角80°，層厚8 mm。

1.3 MRI圖像處理 掃描完成后，將圖像傳至Syngo.via工作站，利用CVI.42分析軟件（Circle Cardiovascular Imaging）進(jìn)行圖像分析處理。首先在左心室短軸層面連續(xù)性圖像中，選取心腔面積最大的層面作為舒張末期圖像，心腔面積最小的層面作為收縮末期圖像，采用半自動(dòng)法在左心室短軸位舒張末期及收縮末期圖像上分別勾畫出心內(nèi)膜（紅線）和心外膜輪廓（綠線）（圖1），軟件生成所需左心室各心功能參數(shù)，包括舒張末期容積（end-diastolic volume，EDV）、收縮末期容積（end-systolic volume，ESV）、每搏出量（stroke volume，SV）、射血分?jǐn)?shù)（ejection fraction，EF）、心排出量（cardiac output，CO）、左心指數(shù)（cardiac index，CI）、心率、舒張末期心肌質(zhì)量（end-diastolic myogenic mass，EDMM）、收縮末期心肌質(zhì)量（end-systolic myogenic mass，ESMM）。然后對(duì)左心室短軸視圖（圖1A）和長(zhǎng)軸視圖（圖1B）進(jìn)行應(yīng)變分析，心內(nèi)膜和心外膜邊界最初設(shè)置在標(biāo)準(zhǔn)電影穩(wěn)態(tài)自由進(jìn)動(dòng)序列短軸和長(zhǎng)軸圖像的舒張末期，軟件通過(guò)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)：心底部周向形變，中間部周向形變，心尖部周向形變（圖2）。所有圖像均采用雙盲法對(duì)比處理分析，由2名經(jīng)驗(yàn)豐富的主治醫(yī)師獨(dú)立完成，當(dāng)意見不同時(shí)經(jīng)討論達(dá)成一致。

圖1 左心室短軸位與長(zhǎng)軸位勾畫心內(nèi)膜（紅線）和心外膜輪廓（綠線）。A為左心室短軸位，B為左心室長(zhǎng)軸位

圖2 心底、中間和心尖部周向形變分析圖。A為對(duì)照組，B為L(zhǎng)VEF≥50%高血壓心臟病組，C為L(zhǎng)VEF＜50%高血壓心臟病組

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法 應(yīng)用SPSS 21.0軟件，符合正態(tài)分布的連續(xù)變量以±s表示，多組間比較采用單因素方差分析，兩兩比較采用LSD-t檢驗(yàn)；分類變量以例（%）表示，采用Fisher確切概率法比較。用Pearson相關(guān)（線性相關(guān)）或Spearman相關(guān)（非線性相關(guān)）評(píng)估各項(xiàng)心功能參數(shù)和周向心肌形變參數(shù)之間的相關(guān)性。以P＜0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 3組左心室功能參數(shù)比較 3組受檢者年齡比較，差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05）。3組EDV、ESV、SV、LVEF、EDMM、ESMM比較，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P均＜0.05），見表1。進(jìn)一步進(jìn)行亞組間比較，LVEF＜50%高血壓心臟病組EDV、ESV、EDMM、ESMM均大于對(duì)照組（t=85.68、89.15、118.20、122.61，P均＜0.001）和LVEF≥50%高血壓心臟病組（t=54.70、73.82、59.05、59.57，P均＜0.001），SV、LVEF低于對(duì)照組（t=－15.57、－29.68，P均＜0.001）和LVEF≥50%高血壓心臟病組（t=－18.71、－27.87，P均＜0.01）；LVEF≥50%高血壓心臟病組EDV、ESV、EDMM、ESMM大于對(duì)照組（t=30.98、15.33、59.15、73.03，P均＜0.05），SV、LVEF差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05）。

表1 高血壓心臟病組與對(duì)照組受檢者年齡及左心室功能參數(shù)比較（±s）

注：EDV為舒張末期容積，ESV為收縮末期容積，SV為每搏出量，LVEF為左心室射血分?jǐn)?shù)，CO為心排出量，CI為左心指數(shù)，EDMM為舒張末期心肌質(zhì)量，ESMM為收縮末期心肌質(zhì)量

參數(shù)LVEF＜50%高血壓心臟病組（n=24）LVEF≥50%高血壓心臟病組（n=27）對(duì)照組（n=40）F值P值年齡（歲） 48.5±2.2 48.1±2.2 45.5±2.0 0.624 0.538＜0.001 ESV（ml） 124.6±9.6 50.8±5.7 35.4±1.6 71.017 ＜0.001 EDV（ml）199.7±10.7 145.0±11.0 114.0±3.6 28.859 0.006 LVEF（%） 39.2±1.8 67.1±1.6 68.9±1.0 126.767 ＜0.001 SV（ml）75.5±4.3 94.2±5.7 78.6±2.8 5.374 0.096 CI[L/（min·m2）] 2.61±0.10 3.03±0.15 2.94±0.11 2.746 0.070 CO（L/min）5.24±0.21 6.07±0.34 5.43±0.22 2.402 0.086 EDMM（g） 227.2±10.8 168.1±10.1 109.0±4.3 56.887 ＜0.001心率（次/min）76±4 68±2 70±2 2.527 ESMM（g）240.7±13.1 191.2±12.7 118.14±4.7 43.389＜0.001

2.2 3組間各段周向形變能力比較 3組間心底部、中間部和心尖部周向形變比較，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P均＜0.001，表2）。兩兩比較顯示，LVEF＜50%高血壓心臟病組心底部、中間部和心尖部周向形變均低于對(duì)照組（t=11.11、13.82、10.83，P均＜0.05）和LVEF≥50%高血壓心臟病組（t=10.11、9.17、10.34，P均＜0.05）；LVEF≥50%高血壓心臟病組中間部周向形變低于對(duì)照組（t=4.65，P＜0.05），心底部周向形變、心尖部周向形變與對(duì)照組差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05）。

表2 高血壓心臟病組與對(duì)照組受檢者心臟周向形變比較（±s）

注：a與LVEF≥50%高血壓心臟病組及對(duì)照組比較，P＜0.05；b與對(duì)照組比較，P＜0.05

組別例數(shù)心底部周向形變中間部周向形變心尖部周向形變LVEF＜50%高血壓心臟病組24 －7.65±0.74a－9.55±0.77a－11.66±0.74a LVEF≥50%高血壓心27－17.76±－18.72±－22.00±1.18對(duì)照組 40 －18.75±0.42臟病組0.59 0.98b－23.36±0.46－22.50±1.29 F值108.460 94.974 22.728 P值 ＜0.001 ＜0.001 ＜0.001

2.3 年齡及左心室功能各項(xiàng)參數(shù)與3段周向心肌形變的相關(guān)性 對(duì)照組各項(xiàng)心功能參數(shù)與心肌形變均無(wú)相關(guān)性（P＞0.05）。Pearson相關(guān)分析顯示，LVEF≥50%高血壓心臟病組中，LVEF與心底部周向形變（r=－0.447，P=0.019）、中間部周向形變（r=－0.494，P=0.009）、心尖部周向形變（r=－0.505，P=0.007）呈負(fù)相關(guān)；Spearman相關(guān)分析顯示，EDMM與中間部周向形變（r=0.557，P=0.003）、ESMM與中間部周向形變（r=0.430，P=0.025）呈正相關(guān)。LVEF＜50%高血壓心臟病組年齡及左心室功能參數(shù)與各段周向心肌形變的相關(guān)性見表3。Spearman相關(guān)分析顯示，EDV與心尖部周向形變（r=0.477，P=0.019）、EDMM與心底部周向形變（r=0.535，P=0.007）、中間部周向形變（r=0.718，P＜0.001）均呈正相關(guān)。

表3 LVEF＜50%高血壓心臟病組年齡及左心室功能參數(shù)與各段周向心肌形變Pearson相關(guān)性分析

3 討論

3.1 CMR在高血壓心臟病中的一般應(yīng)用 高血壓是心力衰竭的危險(xiǎn)因素，高血壓心臟病進(jìn)展為心力衰竭是壓力超載和（或）體積過(guò)載的結(jié)果[8-9]。LVEF是評(píng)估心血管疾病心功能最常用的指標(biāo)[10]，本研究發(fā)現(xiàn)LVEF≥50%時(shí)，左心室EDV、ESV、EDMM、ESMM均增加，且隨著EF降低，左心室容積和質(zhì)量進(jìn)一步增加。心室容積增加反映了心臟收縮和舒張功能降低，心肌質(zhì)量增加與心肌細(xì)胞肥大和心肌纖維化相關(guān)，這一改變反映了高血壓心臟病從無(wú)臨床癥狀的心臟結(jié)構(gòu)性改變發(fā)展為心力衰竭的變化過(guò)程。

3.2 心血管磁共振特征追蹤技術(shù)在高血壓心臟病中的應(yīng)用 CMR具有高準(zhǔn)確性和重復(fù)性[11]，本研究利用CMR特征追蹤技術(shù)在CMR的標(biāo)準(zhǔn)電影穩(wěn)態(tài)自由進(jìn)動(dòng)序列心臟長(zhǎng)軸和短軸圖像上量化總體和局部心肌運(yùn)動(dòng)和形變，目前已用于研究多種心臟疾病[12-13]，既往利用心肌全局縱向形變對(duì)早期高血壓心臟病進(jìn)行評(píng)估[14]。本研究將心臟分為心底部、中間部、心尖部，利用心肌周向心肌形變進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)心臟3段周向形變均為負(fù)應(yīng)變值，反映了心肌收縮的能力[15]，高血壓心臟病代償期（LVEF≥50%），中間部周向形變能力較對(duì)照組已經(jīng)出現(xiàn)負(fù)應(yīng)變值增大，高血壓心臟病失代償期（LVEF＜50%）3段周向形變能力均較對(duì)照組及高血壓心臟病代償期（LVEF≥50%）的負(fù)應(yīng)變值增大，據(jù)此發(fā)現(xiàn)高血壓心臟病代償期中間段的心肌最先出現(xiàn)心肌收縮功能障礙，在此期心底部及心尖心肌收縮功能仍能維持心臟射血量，在失代償期則整個(gè)左心室心肌出現(xiàn)收縮功能障礙從而導(dǎo)致心力衰竭，同時(shí)表明中間部周向形變對(duì)診斷代償期高血壓心臟病具有更高的敏感度。

3.3 心功能與心肌形變的相關(guān)性 本研究進(jìn)一步分析3段周向形變與各項(xiàng)心功能參數(shù)的相關(guān)性，發(fā)現(xiàn)周向形變與LVEF呈負(fù)相關(guān)，因此周向形變的改變直接影響心肌收縮功能，與Taylor等[16]的研究結(jié)果一致。研究表明收縮期形變率與心臟纖維化水平增加呈正相關(guān)[17]，心肌質(zhì)量增加與心肌纖維化相關(guān)，本研究中高血壓心臟病代償期的EDMM與中間部周向形變呈正相關(guān)，高血壓心臟病失代償期的EDMM與心底部及中間部周向形變呈正相關(guān)，據(jù)此推測(cè)心肌纖維化最早發(fā)生在心臟的中段心肌組織，隨著疾病進(jìn)展失代償期高血壓心臟病各段心肌形變能力均出現(xiàn)不同程度減低。因此，分段周向形變能夠?yàn)楦哐獕盒呐K病的診斷和臨床分級(jí)診療提供重要依據(jù)，并且能夠準(zhǔn)確反映疾病的進(jìn)展過(guò)程。

總之，利用CMR特征追蹤技術(shù)對(duì)心臟進(jìn)行分段周向形變分析，不僅可以作為一種定量和定性工具評(píng)估高血壓心臟病患者的心肌功能障礙，更能準(zhǔn)確反映高血壓心臟病的疾病進(jìn)展過(guò)程。因此，左心室分段周向形變分析有助于發(fā)現(xiàn)高血壓心臟病患者的亞臨床心功能障礙和預(yù)測(cè)疾病進(jìn)展。