胡高頻，李旭楠(綜述)，姜東炬(審校)

(解放軍第210醫(yī)院心內(nèi)科，遼寧 大連 116021)

肺動(dòng)脈高壓(pulmonary arterial hypertension,PAH)指由于各種原因引起的肺血管功能和(或)結(jié)構(gòu)改變，以肺血管阻力進(jìn)行性升高為特點(diǎn)，符合血流動(dòng)力學(xué)診斷標(biāo)準(zhǔn)的一組臨床病理生理綜合征，伴進(jìn)行性右心室功能障礙，最終導(dǎo)致右心室衰竭，甚至死亡。右心室功能是PAH患者預(yù)后最重要的決定因素[1]。與右心室相關(guān)的血流動(dòng)力學(xué)、結(jié)構(gòu)和功能指標(biāo)對(duì)PAH的評(píng)估以及預(yù)后判斷具有重要意義。要在臨床推廣應(yīng)用這些參數(shù)，就需要簡(jiǎn)單、可重復(fù)性、準(zhǔn)確、易于操作、無(wú)創(chuàng)性的評(píng)價(jià)工具。該文就心臟磁共振成像(cardiac magnetic resonance,CMR)在PAH患者右心室結(jié)構(gòu)、功能等方面的研究進(jìn)展進(jìn)行綜述。

1 評(píng)價(jià)PAH患者右心室功能的重要性

影響PAH患者致殘率和致死率的重要決定因素是肺動(dòng)脈壓力增加對(duì)右心室的影響。右心室功能失代償和衰竭是這些患者最常見(jiàn)死因[2]。有一些臨床研究證實(shí)，與右心室功能相關(guān)的血流動(dòng)力學(xué)參數(shù)(包括平均肺動(dòng)脈壓、右心房壓、心排血量、心指數(shù))是PAH死亡的最重要預(yù)測(cè)因子[3-5]。還有證據(jù)顯示，其他一些反映右心室功能的指標(biāo)在準(zhǔn)確評(píng)估PAH患者風(fēng)險(xiǎn)時(shí)也很重要[6-7]。例如，在繼發(fā)于左心衰竭的PAH患者，肺動(dòng)脈壓和右心室射血分?jǐn)?shù)是獨(dú)立的預(yù)測(cè)因子。然而，正常右心室射血分?jǐn)?shù)的PAH患者預(yù)后與正常肺動(dòng)脈壓患者相似[8]。美國(guó)肺動(dòng)脈高壓專家共識(shí)[9]和歐洲肺動(dòng)脈高壓診斷及治療指南[10]都把反映右心室功能的指標(biāo)作為重要的危險(xiǎn)分層依據(jù)，包括右心衰竭的證據(jù)、世界衛(wèi)生組織功能分級(jí)、右心房室增大、三尖瓣環(huán)收縮期偏移(tricuspid annular plane systolic excursion，TAPSE)、右心房壓、心指數(shù)和血腦鈉肽水平。

2 評(píng)價(jià)右心室功能的輔助檢查方法

評(píng)價(jià)右心室功能的輔助檢查方法包括有創(chuàng)診斷和無(wú)創(chuàng)診斷，最重要的有創(chuàng)診斷是右心導(dǎo)管檢查，無(wú)創(chuàng)診斷包括超聲心動(dòng)圖、CMR等。右心導(dǎo)管檢查是確診PAH、評(píng)估血流動(dòng)力學(xué)損傷嚴(yán)重程度及測(cè)試血管反應(yīng)性的標(biāo)準(zhǔn)方法，檢查時(shí)必須記錄的參數(shù)包含肺動(dòng)脈壓力(收縮壓、舒張壓、平均動(dòng)脈壓)、右心房壓、肺毛壓、右心室壓，但由于其有創(chuàng)性，一般不作為常規(guī)檢查手段。超聲心動(dòng)圖是被廣泛應(yīng)用于PAH診斷的影像學(xué)技術(shù)，具備安全、價(jià)廉的優(yōu)點(diǎn)，在右心室評(píng)估方面獲得指南推薦[11]。超聲心動(dòng)圖可以提供基于三尖瓣反流峰值速度估計(jì)的肺動(dòng)脈壓力，也能量化評(píng)估心臟結(jié)構(gòu)。然而，由于右心室靠近胸骨，幾何形態(tài)復(fù)雜，其形態(tài)隨負(fù)荷狀態(tài)的不同而有顯著差異，導(dǎo)致超聲對(duì)右心室結(jié)構(gòu)和功能很難準(zhǔn)確評(píng)價(jià)。

CMR提供了評(píng)估右心室結(jié)構(gòu)和功能的獨(dú)特方法。CMR測(cè)定的參數(shù)與使用右心導(dǎo)管測(cè)得的血流動(dòng)力學(xué)數(shù)據(jù)相關(guān)性極強(qiáng)，CMR還可以提供其他關(guān)于右心結(jié)構(gòu)和功能的信息，其中很多細(xì)節(jié)是其他方法所不能獲得的。CMR和其他方法相比有很多優(yōu)勢(shì)[12-14]。CMR是無(wú)創(chuàng)的，不需要電離輻射，還提供高分辨率的三維圖像，避免了超聲心動(dòng)圖等其他方法需要幾何學(xué)的假設(shè)和運(yùn)算。圖像從每一層面獲得，可以準(zhǔn)確測(cè)量體積。CMR還可以顯示軟組織，辨認(rèn)心臟結(jié)構(gòu)及功能的早期改變。與超聲心動(dòng)圖比較，CMR高度清晰的影像避免了不同研究者得出差異很大的結(jié)論，還允許對(duì)于心室腔大小、室壁厚度、質(zhì)量進(jìn)行準(zhǔn)確和可重復(fù)性測(cè)量。CMR既可以評(píng)估右心解剖學(xué)特征，也可以用于評(píng)估功能學(xué)參數(shù)(例如通過(guò)測(cè)量血流速度獲得每搏量、心排血量)。流量評(píng)估是CMR優(yōu)于超聲心動(dòng)圖，因?yàn)樗梢栽谌魏畏较蚝蛯用嫔贤茖?dǎo)出流量，而準(zhǔn)確的超聲心動(dòng)圖流量評(píng)估需要血流平行于聲束[15]。

3 CMR的臨床應(yīng)用

常規(guī)CMR檢查時(shí)，心室容量通常是用短軸圖像測(cè)量。心臟長(zhǎng)軸定位后，應(yīng)用屏息、心電門控“亮”血流電影序列，獲得連續(xù)的短軸薄層層面(5～10 mm)，然后產(chǎn)生一“疊”圖像層面。人工或應(yīng)用半自動(dòng)軟件勾畫(huà)出心內(nèi)膜和心外膜輪廓，通過(guò)每個(gè)層面心室容積計(jì)算出總的心室容量。心室肌質(zhì)量是通過(guò)心肌體積乘以心肌組織密度(1.05 g/cm3)獲得的[16]。

速度編碼的CMR基本原理是通過(guò)梯度場(chǎng)極性的改變，流動(dòng)自旋質(zhì)子可獲得與靜止的自旋質(zhì)子不同的相位。相位對(duì)比圖像中每個(gè)像素都含有與流動(dòng)質(zhì)子的方向有關(guān)的信息，這些信息可被流動(dòng)分析軟件采集、處理并顯示，獲得流動(dòng)組織的速度和流量的信息。速度編碼的CMR可以評(píng)估速度和容量。血流速度乘以選定的管腔橫截面積，可以計(jì)算出血流量。這種方法可以用來(lái)計(jì)算舒張末容積和收縮末容積、每搏量、心排血量(每搏量×心率)和射血分?jǐn)?shù)。實(shí)際上，右心室每搏量是PAH患者關(guān)鍵性的預(yù)后預(yù)測(cè)因子。在肺動(dòng)脈阻力和肺動(dòng)脈壓增加的情況下，休息和運(yùn)動(dòng)情況下右心室每搏量正常意味著右心室很好地適應(yīng)了后負(fù)荷的增加，而每搏量降低與病死率增加呈強(qiáng)相關(guān)[7,17]。

電影動(dòng)態(tài)磁共振成像是應(yīng)用梯度回波技術(shù)，根據(jù)右心室內(nèi)高信號(hào)流動(dòng)血液與室壁形成的對(duì)比進(jìn)行形態(tài)學(xué)分析。根據(jù)收縮期、舒張期各時(shí)相容量，可測(cè)定右心室功能變化。電影動(dòng)態(tài)CMR電影動(dòng)態(tài)磁共振成像可顯示室間隔在舒張期和收縮期如何變平和彎曲。作為右心室壓力增高的結(jié)果，PAH患者室間隔的運(yùn)動(dòng)和形狀顯示出特征性改變[18]。

4 CMR評(píng)價(jià)PAH患者右心室功能的應(yīng)用

4.1右心室射血分?jǐn)?shù)及其替代方法 評(píng)價(jià)右心室收縮功能主要依據(jù)右心室射血分?jǐn)?shù)，右心室射血分?jǐn)?shù)是PAH患者重要的預(yù)后預(yù)測(cè)因子。右心室射血分?jǐn)?shù)=(右心室舒張末容積-右心室收縮末容積)/右心室舒張末容積。右心室射血分?jǐn)?shù)可使用速度編碼的CMR測(cè)得，也可以采用其他替代方法。例如，TAPSE可能用于估計(jì)右心室射血分?jǐn)?shù)，這一方法廣泛應(yīng)用于臨床。然而，TAPSE的不足處在于它是基于單個(gè)片段可以代替一個(gè)復(fù)雜的三維結(jié)構(gòu)的假說(shuō)。Caudron等[19]以短軸電影序列測(cè)量的右心室射血分?jǐn)?shù)作為參考值，評(píng)估了CMR 3種半定量方法(TAPSE、右心室縮短分?jǐn)?shù)、右心室面積變化分?jǐn)?shù))對(duì)后天性心臟病患者右心室收縮功能的診斷準(zhǔn)確性與變異性，表明右心室面積變化分?jǐn)?shù)法比右心室縮短分?jǐn)?shù)法及TAPSE法具有更高的準(zhǔn)確性和可重復(fù)性。最近，Mauritz等[20]發(fā)現(xiàn)橫面的幾何改變對(duì)于監(jiān)測(cè)終末期右心室尤為重要。

4.2右心室收縮后等容期及左心室舒張末容積 另一個(gè)反映右心室功能失調(diào)的參數(shù)是右心室收縮后等容期延長(zhǎng)。PAH時(shí)，肺動(dòng)脈瓣關(guān)閉與三尖瓣開(kāi)放之間的時(shí)間間隔延長(zhǎng)。以往這段延長(zhǎng)的時(shí)間間隔被解釋為右心室松弛時(shí)間延長(zhǎng)，認(rèn)為是舒張功能障礙的表現(xiàn)之一，但該觀點(diǎn)受到質(zhì)疑，因?yàn)橛醒芯勘砻?，右心室在肺?dòng)脈瓣關(guān)閉之后仍繼續(xù)收縮，從而形成了收縮后的收縮期。Mauritz等[20]利用心肌標(biāo)記的CMR，研究了23例PAH和18例健康受試者右心室工作情況，結(jié)果顯示，在PAH時(shí)收縮后右心室等容期延長(zhǎng)是因收縮后的另一個(gè)收縮期所致，而不是由舒張期延長(zhǎng)引起。Gan等[21]發(fā)現(xiàn),CMR測(cè)得的收縮后等容期與心室質(zhì)量和肺動(dòng)脈阻力呈正相關(guān)，提示收縮后等容期可能成為右心室功能失調(diào)的標(biāo)志。右心室收縮時(shí)間延長(zhǎng)的一個(gè)結(jié)果，是在左心室舒張?jiān)缙谑议g隔向左心室彎曲[22]。這可以解釋左心室舒張末容積成為PAH的一個(gè)預(yù)后預(yù)測(cè)因子的原因。左心室舒張末容積減少是PAH患者死亡的獨(dú)立預(yù)測(cè)因子，左心室舒張末容積進(jìn)一步減少與PAH患者病死率增高呈強(qiáng)相關(guān)[22]。

4.3右心室每搏量 許多CMR的研究表明，由于右心室擴(kuò)張，PAH患者右心室舒張終末期和收縮終末期容積顯著增加，右心室射血分?jǐn)?shù)顯著減少，右心室容積擴(kuò)大，每搏量、心排血量顯著減少[23-24]。在自發(fā)性PAH的患者，擴(kuò)大的右心室容積和減小的每搏量是死亡和治療失敗的強(qiáng)預(yù)測(cè)因子[7]?？梢允褂脧?fù)雜的容積測(cè)量法測(cè)量每搏量，然而速度編碼影像法更易于操作，值得推薦[25]。另外，速度編碼影像法提供了計(jì)算肺動(dòng)脈擴(kuò)張和分流分?jǐn)?shù)的機(jī)會(huì)。分流分?jǐn)?shù)由主動(dòng)脈和肺動(dòng)脈流量決定[26-27]。后者在先天性心臟病合并PAH患者分流的監(jiān)控和定量方面有利[28]。每搏量作為PAH血流動(dòng)力學(xué)參數(shù)的優(yōu)勢(shì)直接反映在負(fù)荷狀態(tài)下右心室的功能，而心排血量在低每搏量不能用心率的增加來(lái)彌補(bǔ)，使得每搏量成為比心排血量更敏感的測(cè)量手段。在最近的研究中，van Wolferen等[29]研究每搏量與6 min步行距離試驗(yàn)的相關(guān)性顯示，在治療期間每搏量每<10 mL，就代表了顯著的臨床改變。

4.4右心室肥厚 右心室肥厚是PAH患者肺動(dòng)脈后負(fù)荷增加的結(jié)果。與健康人比較，CMR發(fā)現(xiàn)PAH患者右心室顯著肥厚[30]。右心室質(zhì)量指數(shù)>59 g/m2是自發(fā)性PAH死亡的預(yù)測(cè)因子[7]。心室質(zhì)量指數(shù)為右心室質(zhì)量與左心室質(zhì)量的比率。Saba等[31]發(fā)現(xiàn)，與超聲測(cè)量比較，CMR測(cè)得的心室質(zhì)量指數(shù)與有創(chuàng)平均肺動(dòng)脈壓有更好的相關(guān)性，可以作為PAH更好的預(yù)測(cè)工具，在研究中，心室質(zhì)量指數(shù)0.6對(duì)于PAH靈敏度為84%，特異度為71%，而超聲是89%和57%。然而，心室質(zhì)量指數(shù)作為診斷工具的應(yīng)用價(jià)值不被其他研究所支持，在一項(xiàng)大型研究中，Roeleveld等[18]發(fā)現(xiàn)心室質(zhì)量指數(shù)>0.6導(dǎo)致20%的假陰性率。右心室質(zhì)量的預(yù)后價(jià)值有限。推測(cè)右心室質(zhì)量增加的原因有兩種可能，其一是由于右心室擴(kuò)張，這時(shí)右心室質(zhì)量是預(yù)后不良的標(biāo)志；其二是向心性肥厚，這代表了右心室對(duì)于增加的后負(fù)荷的成功適應(yīng)。

5 存在的問(wèn)題

CMR的應(yīng)用研究大多來(lái)自單中心，而且缺乏一套統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)方法。例如，右心室每搏量與PAH預(yù)后密切相關(guān)，每搏量的改變預(yù)示著治療效果的改變，準(zhǔn)確計(jì)算每搏量顯得非常重要。然而，在不同的研究中，右心室每搏量是用不同的方法計(jì)算而來(lái)的[7,32]。Mauritz等[25]以右心導(dǎo)管測(cè)得的每搏量作為標(biāo)準(zhǔn)，比較了3種方法(肺動(dòng)脈血流、右心室容積、左心室容積)計(jì)算出的每搏量，只有由左心室容積與右心導(dǎo)管測(cè)得的每搏量顯示良好的相關(guān)性(R2=0.91，P<0.001)。CMR測(cè)定右心室每搏量應(yīng)該基于左心室容積。另外，CMR在動(dòng)態(tài)測(cè)量上比不上超聲心動(dòng)圖。與超聲心動(dòng)圖相比，CMR還沒(méi)有得到廣泛應(yīng)用，而且費(fèi)用更加昂貴。一些患者體內(nèi)的金屬物品(如起搏器、動(dòng)脈瘤夾)等也限制了CMR的使用[12]。

6 展 望

目前對(duì)于PAH患者的右心室功能的評(píng)價(jià)越來(lái)越受到臨床的重視。而CMR在評(píng)價(jià)PAH患者右心室功能方面具有以下獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)而備受關(guān)注：安全、無(wú)創(chuàng)、無(wú)放射性，對(duì)人體無(wú)害，對(duì)心功能無(wú)影響，可重復(fù)進(jìn)行；受操作者主觀因素的影響較?。环直媛矢?，三維成像；既可以評(píng)估右心解剖學(xué)特征，也可以用于評(píng)估功能學(xué)參數(shù)。今后應(yīng)該繼續(xù)整合應(yīng)用于CMR的各項(xiàng)技術(shù)和方法，建立統(tǒng)一而標(biāo)準(zhǔn)的操作流程和評(píng)價(jià)體系，同時(shí)應(yīng)加強(qiáng)專業(yè)人員培訓(xùn)?？梢灶A(yù)計(jì)未來(lái)CMR單獨(dú)應(yīng)用或聯(lián)合超聲心動(dòng)圖，必將成為評(píng)估PAH患者右心功能狀態(tài)及評(píng)價(jià)治療反應(yīng)的重要無(wú)創(chuàng)手段。

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