張恒 綜述 郭應(yīng)坤 審校

高血壓是導(dǎo)致心血管疾病及相關(guān)死亡的最常見病因，高血壓所導(dǎo)致的心臟改變包括左室肥厚(left ventricular hypertrophy,LVH)、心肌損傷、心臟收縮及舒張功能受損并最終導(dǎo)致心衰。臨床上用于評估高血壓性心臟病(以下簡稱高心病)的影像學(xué)技術(shù)包括超聲心動圖、心臟磁共振(cardiac magnetic resonance,CMR)、CT及心臟顯影。CT及心臟顯影受制于其空間分辨率，且對心肌組織學(xué)特征的評估作用有限。超聲心動圖是診斷和隨訪高心病最常用的影像學(xué)檢查方法，但其具有一定的操作者依賴性，一致性較差，且受聲窗限制，軟組織分辨率較低，不能準(zhǔn)確反映心肌的病理改變。CMR是一種多平面、多參數(shù)、多序列成像的檢查方法，檢查一致性較高，不僅可以準(zhǔn)確評價心臟的結(jié)構(gòu)和功能，T1-mapping、釓對比劑延遲強化(Late gadolinium enhancement,LGE)等技術(shù)還能定性及定量評價心肌組織的病理改變，以組織標(biāo)記及組織追蹤技術(shù)為基礎(chǔ)的心肌應(yīng)變更可以在射血分?jǐn)?shù)降低前發(fā)現(xiàn)心功能的改變。CMR的空間分辨率及軟組織分辨率高，對心肌和血池的對比顯示明顯，有利于勾畫心內(nèi)膜和心外膜的輪廓并準(zhǔn)確顯示心肌的微小改變，還可用于高心病患者治療后的隨訪觀察[1]。本文擬對CMR在評估高心病中的臨床應(yīng)用及最新進展進行綜述。

高心病的病理及病理生理改變

高血壓患者由于后負(fù)荷增加，加上神經(jīng)激素、生長因子及細(xì)胞因子的作用，心肌會發(fā)生重構(gòu)，導(dǎo)致LVH[2]。LVH的病理改變包括心肌細(xì)胞增大、細(xì)胞外基質(zhì)纖維化沉積、心肌內(nèi)冠脈小分支重構(gòu)及纖維膠原增加等[2]。高血壓患者的LVH不僅受后負(fù)荷即血壓本身的影響，還受人種、年齡、性別及肥胖、糖尿病等合并癥的影響，后者可能導(dǎo)致患者心臟容積負(fù)荷增加[3，4]，因此LVH的表現(xiàn)不一。超聲心動圖對LVH的評估主要采用左室質(zhì)量指數(shù)(left ventricular mass index,LVMI)和相對左室壁厚度(relative wall thickness,RWT),RWT等于左室質(zhì)量與左室容積的比值，通過LVMI及RWT的改變，將LVH分為4種表現(xiàn)形式(圖1)[2,5]。通常，血壓及外周阻力增加明顯的患者以向心性重構(gòu)或肥厚為主，而伴有容積負(fù)荷增加的患者則以離心性重構(gòu)為主[6]。

圖1 高心病LVH的四種重構(gòu)模式[5]。

LVH是高心病最重要的表型之一，并與多種心血管不良結(jié)局相關(guān)。持續(xù)性的后負(fù)荷增加，LVH失代償，導(dǎo)致心臟舒張功能下降，并導(dǎo)致LVEF下降，最終表現(xiàn)為臨床心衰。

高心病的CMR評估

1.CMR評估左室結(jié)構(gòu)、功能及心肌重構(gòu)

CMR對心室容積、質(zhì)量及功能評估的準(zhǔn)確性高，一致性好，是目前評估左室結(jié)構(gòu)及功能的金標(biāo)準(zhǔn)。目前CMR對高心病左室重構(gòu)的評價多沿用超聲的指標(biāo)，即舒張末期的LVMI及舒張末期左室質(zhì)量與左室舒張末期容積(left ventricular end diastolic volume,LVEDV)的比值[7]。Khouri等[8]認(rèn)為，傳統(tǒng)的超聲分類中沒有考慮左室容積這一要素，因此在原有分類的基礎(chǔ)上根據(jù)LVEDV是否增加將離心性肥厚進一步分為過渡型(LVEDV正常)和擴張型(LVEDV增加)，將向心性肥厚進一步分為肥厚型(LVEDV正常)和肥厚擴張型(LVEDV增加)；該研究發(fā)現(xiàn)，高血壓LVH的患者心臟呈過渡型及肥厚型改變者最多，分別占52%及40%，兩者LVEF降低的概率顯著低于擴張型和肥厚擴張型。由于部分高血壓患者并不會表現(xiàn)出LVH，Goh等[9]認(rèn)為應(yīng)該用心肌所受壓力來反映心臟的重構(gòu)，并通過一系列公式推導(dǎo)得出重構(gòu)指數(shù)(Remodelling index，RI)這一指標(biāo)，RI等于LVDEV的三次方根與左室心肌厚度的比值。該研究共納入256例無癥狀高血壓患者行CMR檢查，其中不合并LVH者占74.6%，合并LVH且RI正常者占19.5%，合并LVH且RI降低者占5.9%，與RI正常的高血壓患者相比，后者LVMI顯著增加，且發(fā)生心肌纖維化、心肌損傷標(biāo)記物升高及心功能異常的概率顯著增加[9]；在平均隨訪18個月后發(fā)現(xiàn)，LVH合并RI降低者發(fā)生不良心血管事件的風(fēng)險為LVH合并RI正常者的5倍，因此認(rèn)為RI除能反映心肌重構(gòu)外，還具有一定的預(yù)后價值[10]。高心病的LVH以對稱性肥厚為主，但有20%的患者表現(xiàn)為不對性肥厚，與向心性肥厚及心肌質(zhì)量正常的患者相比，此類患者年齡偏大，以男性居多，且心肌縱向應(yīng)變最低[11]。

大多數(shù)高血壓患者的左室收縮功能正常，但由于心肌重構(gòu)在高血壓早期即可出現(xiàn)心肌應(yīng)變的降低[12-15]，并與遠(yuǎn)期發(fā)生不良心血管事件相關(guān)[12,13]。CMR的組織標(biāo)記及追蹤技術(shù)均能通過分析心肌壁的運動來評估心肌應(yīng)變。與正常人相比，LVEF正常的高血壓患者縱向應(yīng)變降低[16,17]，當(dāng)高血壓合并射血分?jǐn)?shù)正常的心衰時，則出現(xiàn)左室應(yīng)變指數(shù)的廣泛下降，其中整體周向應(yīng)變率有助于鑒別高血壓患者是否合并射血分?jǐn)?shù)正常的心衰[17]。高血壓合并LVH者左室應(yīng)變下降較不合并LVH者顯著[18]；不同的LVH分型患者中，左室向心性重構(gòu)、向心性肥厚及離心性肥厚患者的周向應(yīng)變依次降低[7]。與正常人及舒張末期左室心肌厚度≤11 mm的患者相比，舒張末期左室心肌厚度>11 mm的患者其縱向及周向應(yīng)變顯著降低[19]。男性患者的應(yīng)變指標(biāo)下降較女性患者顯著[20]。

高心病患者舒張功能下降早于收縮功能障礙，與LVH相關(guān)，并隨著LVH的消退好轉(zhuǎn)[1]。CMR除可通過對舒張血流的評估間接反映左室舒張功能外，其組織標(biāo)記及追蹤技術(shù)還能通過評估左室應(yīng)變率直接反映左室弛張功能[21]。CMR組織標(biāo)記技術(shù)發(fā)現(xiàn)，高血壓患者不論是否合并LVH，其左房應(yīng)變指標(biāo)及左室舒張期峰值應(yīng)變率受損；左室舒張功能不全與左房儲備及通道功能不全相關(guān)，結(jié)合左室舒張期縱向峰值應(yīng)變率及左房通道功能，能較敏感地鑒別不合并LVH的高血壓患者與健康對照組[22,23]。相關(guān)研究發(fā)現(xiàn)，高血壓患者發(fā)生左房功能不全可能早于LVH及左心室舒張功能不全，并與不良心血管結(jié)局相關(guān)[24，25]，CMR對左房結(jié)構(gòu)功能的評估可能有助于高心病的早期檢出[22]。

2.CMR評估心肌纖維化

除LVH外，高心病的另一顯著病理改變?yōu)樾募±w維化。LGE能夠檢測出心肌的局灶性纖維化，高血壓患者約30%為LGE陽性，且沒有表現(xiàn)出特殊的分布或形態(tài)特點[26]。LGE對心肌纖維化的檢測依賴于纖維化心肌與正常心肌的信號對比，而在高心病患者中，心肌的纖維化通常為彌漫性，彌漫性纖維化由于缺乏正常心肌對照，LGE不能檢出，需要借助T1-mapping技術(shù)來檢測。通過T1-mapping技術(shù)可以得出心肌組織增強前及增強后T1值，并通過公式計算出細(xì)胞外容積(extracellular volume,ECV)，從而對彌漫性心肌纖維化進行量化評估。 Kuruvilla等[27]最早采用T1-mapping技術(shù)來評估高血壓患者的彌漫性心肌纖維化，該研究發(fā)現(xiàn)，與高血壓不合并LVH組及正常對照組相比，高血壓合并LVH組增強前T1值及ECV顯著增高，并與周向應(yīng)變及早期舒張功能降低相關(guān)。后期的研究也得出相似的結(jié)論[28-31]，并發(fā)現(xiàn)冠脈硬化不會進一步增加纖維化程度[28]。動物試驗也證實，雄性小型豬在建立高血壓模型后6個月ECV值升高，與病理結(jié)果一致，并與心肌的各項應(yīng)力指標(biāo)均呈負(fù)相關(guān)[14]。Rodrigues等[7]進一步比較了高血壓患者不同LVH分型組間ECV值的差異，發(fā)現(xiàn)與不合并LVH組及向心性重構(gòu)組相比，向心性肥厚及離心性肥厚組的ECV值顯著升高，其中離心性肥厚組的ECV值最高，且收縮功能最低。Wang等[26]發(fā)現(xiàn)，LGE陰性的高血壓患者ECV值顯著高于正常對照者，而LGE陽性患者除LGE區(qū)域ECV值顯著升高外，LGE旁及LGE以遠(yuǎn)區(qū)域的ECV值也顯著高于正常對照者，提示高心病的心肌纖維化是彌漫的，且ECV值的升高較LGE出現(xiàn)早，ECV有助于高心病心肌纖維化的早期檢出。動物模型研究也證實，ECV值的升高早于LGE，并隨著病程的延長而加重[32]。

LGE及ECV值對心肌纖維化的檢出雖然準(zhǔn)確，但需要使用釓對比劑，在腎功能不全等患者中的應(yīng)用受限。有研究采用擴散加權(quán)成像(diffusion weighted imaging， DWI)評估心肌纖維化，發(fā)現(xiàn)ADC值及體素內(nèi)不相干運動(intravoxel incoherent motion,IVIM)相關(guān)系數(shù)能準(zhǔn)確反映肥厚性心肌病的局灶性及彌漫性心肌纖維化，并與患者左室收縮受損相關(guān)[33,34]，但目前尚未有用于高心病的報道。此外，有學(xué)者采用T1ρmapping來評估心肌纖維化，發(fā)現(xiàn)在擴心病患者中，T1ρ值與ECV呈正相關(guān)，提示其可能有助于心肌纖維化的評估；但T1ρmapping目前主要用于評估關(guān)節(jié)軟骨病變及肝纖維化，其用于檢測心肌纖維化的機制尚不明確，且掃描時間較長[35，36]。

3.CMR評估心肌微循環(huán)

高血壓患者中由于長期的后負(fù)荷及LVH，導(dǎo)致心肌耗氧量增加，同時，由于心肌纖維化、內(nèi)皮損傷等原因，導(dǎo)致心肌供氧量減少，心肌血氧的供需失衡會導(dǎo)致心肌缺血[37]，可表現(xiàn)為心絞痛等顯性心肌缺血，但15%～80%可表現(xiàn)為隱性或無癥狀性心肌缺血，血壓控制良好的患者中仍有11%存在無癥狀心肌缺血[38]。CMR灌注成像通過對團注對比劑首過心肌后的評估，能夠發(fā)現(xiàn)心肌的早期灌注異常并能進行定量評估。CMR灌注成像研究發(fā)現(xiàn)，不合并冠脈異常的高血壓患者在靜息及負(fù)荷條件下灌注指數(shù)顯著高于正常對照組，但左室中間部及心尖的心肌灌注貯備指數(shù)顯著降低，并與左室肥厚無顯著相關(guān)；合并2型糖尿病的高血壓患者靜息狀態(tài)下灌注減低，并與左室收縮功能受損相關(guān)[4]。

CMR血氧水平依賴(blood oxygenation level dependent,BOLD )技術(shù)利用不同氧合血紅蛋白含量對磁場性質(zhì)的改變效應(yīng)，可以檢測組織氧化及代謝狀態(tài)，目前已經(jīng)應(yīng)用于冠心病心肌缺血的評估。以CMR首過灌注成像為標(biāo)準(zhǔn)，BOLD技術(shù)評估心肌缺血的敏感度、特異度及準(zhǔn)確度分別為92%、72%及84%，合并高血壓的冠心病患者BOLD測值異常的概率增加[39]。Chen等[18]應(yīng)用BOLD技術(shù)評估高血壓患者的心肌改變，發(fā)現(xiàn)合并LVH組的T2*值顯著低于不合并LVH組及正常對照組，T2*值與ECV、周向及縱向應(yīng)變呈負(fù)相關(guān)，提示由于心肌重構(gòu)所導(dǎo)致的氧合水平降低可能與心肌應(yīng)變下降相關(guān)。

4.CMR在鑒別診斷中的應(yīng)用

除高血壓外，其他病理及生理改變也可導(dǎo)致LVH，如肥厚性心肌病、主動脈狹窄、結(jié)節(jié)性心臟病、心肌淀粉樣變性及長期運動所致的生理性LVH，其中以高血壓及肥厚性心肌病所導(dǎo)致的LVH較為常見。 總體來說，肥厚性心肌病的心肌纖維化及收縮功能受損較高血壓患者明顯，肥厚性心肌病患者增強前T1值及ECV均顯著高于高血壓患者[40,41]，而周向及縱向應(yīng)變顯著低于高血壓患者[41,42]。雖然肥厚性心肌病及高心病患者增強前T1值有顯著差異，但其診斷的準(zhǔn)確度僅有64%，若對增強前T1圖像采用紋理分析技術(shù)，其診斷準(zhǔn)確度可以提高到85.5%[43]。此外，對平掃電影序列的紋理分析也有助于鑒別可以導(dǎo)致LVH的肥厚性心肌病、高心病、心肌淀粉樣變性及主動脈狹窄[44]。除鑒別不同病因所致的LVH外，縱向應(yīng)變及ECV還有助于鑒別高血壓、LVEF正常的心衰及正常對照組，ECV臨界值31.2%時診斷的敏感度達(dá)100%，特異度達(dá)75%[45]。

高血壓是導(dǎo)致心血管疾病及相關(guān)死亡最常見的病因，高血壓所致的心臟病理及病理生理改變包括LVH、心肌纖維化、心肌微循環(huán)障礙及心臟功能受損。CMR多參數(shù)成像技術(shù)，能早期發(fā)現(xiàn)心臟功能改變，準(zhǔn)確評價心肌重構(gòu)及心肌組織學(xué)改變，有助于高心病的早期診斷、鑒別診斷、治療及隨訪。