高血壓與糖尿病心肌病左室重構(gòu)的影像學(xué)評(píng)價(jià)

成官迅，陳維翠，閻 靜

專家論壇

高血壓與糖尿病心肌病左室重構(gòu)的影像學(xué)評(píng)價(jià)

成官迅，陳維翠，閻 靜

左室重構(gòu)；高血壓；糖尿病；影像學(xué)

由于心肌的損傷或者心臟負(fù)荷(容量或壓力)增加所導(dǎo)致的心室大小、室壁厚度、形狀及其組織結(jié)構(gòu)等一系列變化過程被稱為左室重構(gòu)(left ventricular remoldeling, LVR)，其原因可分為生理性重構(gòu)與病理性重構(gòu)兩種類型。生理性的LVR常見于長期訓(xùn)練的運(yùn)動(dòng)員，其心臟會(huì)發(fā)生正常解剖和生理的適應(yīng)性變化，表現(xiàn)為心臟四腔均擴(kuò)大和左室壁厚度增加，從而使心臟泵功能增加；而病理性的LVR常見于冠心病心肌梗死患者、長期高血壓患者及長期糖尿病患者。過去20年來，對(duì)心室重構(gòu)的理解主要是基于對(duì)冠心病急性心肌梗死后LVR的大量動(dòng)物實(shí)驗(yàn)和臨床研究，事實(shí)上，許多靶器官為心臟的疾病都能導(dǎo)致LVR。LVR只是心肌病變修復(fù)、心室代償?shù)囊环N病理生理過程，初期是對(duì)心臟損傷的一種適應(yīng)性改變，但持續(xù)重構(gòu)將引起心臟功能損害，最終發(fā)展至不可逆性心肌損害的終末階段，即心力衰竭。由于LVR是決定患者心功能和預(yù)后的重要指標(biāo)，因此探討LVR的發(fā)病機(jī)制，以控制甚至逆轉(zhuǎn)心室重構(gòu)，對(duì)改善患者預(yù)后、提高生存率意義重大。

1 高血壓、糖尿病心肌病與左室重構(gòu)

近10年來，原發(fā)性高血壓(essential hypertension, EH)患病率呈持續(xù)增長趨勢(shì)。2006年，中國心血管病報(bào)告估算全國高血壓患者已超過2億，每年新增加約1000萬[1]。目前，我國高血壓病呈現(xiàn)“三高”、“三低”特征，即患病率高、病死率高、致殘率高，知曉率低、治療率低、控制率低，成為世界上EH危害最嚴(yán)重的國家之一[2]。心臟是高血壓主要的靶器官之一，長期高血壓狀態(tài)會(huì)導(dǎo)致心臟結(jié)構(gòu)與功能的一系列改變，為克服持續(xù)增高的負(fù)荷而重塑其結(jié)構(gòu)，即LVR。LVR不僅是高血壓的并發(fā)癥，而且是獨(dú)立于血壓之外的心血管事件的重要獨(dú)立危險(xiǎn)因素，高血壓合并LVR時(shí)，心肌缺血、心肌梗死及心臟性猝死的發(fā)生率明顯升高[3,4]。與此同時(shí)，流行病學(xué)資料顯示，中國糖尿病(diabetes mellitus，DM)患者已高達(dá)9240萬，而DM前期患者更是高達(dá)1.48 億[5]。長期高血糖狀態(tài)可導(dǎo)致動(dòng)脈硬化和微血管病變，從而發(fā)生嚴(yán)重的心、腦、腎、眼、神經(jīng)、皮膚等并發(fā)癥。自1972年Rubber等[6]首次發(fā)現(xiàn)4例糖尿病患者在沒有基礎(chǔ)心臟疾病的情況下發(fā)生心力衰竭后，糖尿病心肌病(diabetic cardiomyopathy，DCP)的概念逐漸被醫(yī)學(xué)界認(rèn)識(shí)并得到廣泛認(rèn)可。之后的臨床、流行病學(xué)及實(shí)驗(yàn)研究表明，DCP是DM狀態(tài)下一組獨(dú)立的心肌病變，是排除心臟瓣膜病、先天性心臟病、高血壓等多種因素后，由DM導(dǎo)致的心肌原發(fā)性代謝障礙性改變和微血管病變所引起的心臟病。隨著DM發(fā)病率的增高、服用藥物后病程的延長，DCP己成為DM患者最常見的并發(fā)癥及主要的死亡原因之一。

2 左室重構(gòu)的影像學(xué)評(píng)價(jià)比較

隨著影像學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，超聲心動(dòng)圖、SPECT核素顯像、左室造影、多層螺旋CT和磁共振等影像學(xué)檢查方法能夠敏感識(shí)別心臟形態(tài)學(xué)改變，客觀、定量評(píng)價(jià)心功能狀態(tài)，因而已成為評(píng)估LVR的主要手段。

2.1 超聲心動(dòng)圖 能夠針對(duì)心臟解剖形態(tài)的改變、功能參數(shù)的測(cè)定、局部心肌活力的判斷、微血管結(jié)構(gòu)的完整性等對(duì)心室重構(gòu)進(jìn)行診斷。因檢查簡(jiǎn)便、快捷、價(jià)格低廉，臨床應(yīng)用最廣泛，但受操作者及聲窗的影響較大。另外，超聲心動(dòng)圖對(duì)左心室容積的計(jì)算依據(jù)幾何模型采用二維單平面算法，可將左心室假想成一個(gè)規(guī)則的橢圓形，而重構(gòu)的左心室腔常擴(kuò)大、變形，形狀明顯偏離了假設(shè)模型，心功能指標(biāo)的測(cè)量會(huì)出現(xiàn)明顯誤差。實(shí)時(shí)超聲心動(dòng)圖雖然不依賴幾何假設(shè)的模型來測(cè)定心室容積和功能，但同樣過于依賴操作者的手法和經(jīng)驗(yàn)，或受聲窗的限制，難以區(qū)分心肌、心內(nèi)膜及心外膜脂肪層，使測(cè)量值偏大。

2.2 核素顯像 現(xiàn)逐漸應(yīng)用于臨床，其門控SPECT顯像法，可直觀反映心肌血流灌注、能量代謝、存活力、室壁運(yùn)動(dòng)狀況、局部及整體功能參數(shù)測(cè)定，并可對(duì)心臟形態(tài)學(xué)改變進(jìn)行分析。但此技術(shù)需使用放射性示蹤劑，存在電離輻射損傷，且分辨率有限，心內(nèi)膜輪廓的恰當(dāng)描繪往往受到限制，應(yīng)用尚不普及。左室造影通過心室功能性參數(shù)的評(píng)估、局部室壁運(yùn)動(dòng)的分析、心室內(nèi)壓力的測(cè)定等方法，最早應(yīng)用于心室重構(gòu)的檢測(cè)，但其為有創(chuàng)檢查，且價(jià)格昂貴，不易重復(fù)檢查。

2.3 多層螺旋CT 對(duì)評(píng)價(jià)合并冠脈病變的LVR患者較有優(yōu)勢(shì)，成像速度快、檢查時(shí)間短，采用左心功能分析軟件可以獲得舒張末期容積指數(shù)、收縮末期容積指數(shù)、每搏輸出量指數(shù)、心臟指數(shù)、射血分?jǐn)?shù)、舒張末期質(zhì)量指數(shù)和收縮末期質(zhì)量指數(shù)等心臟泵血功能常用指標(biāo)，可為評(píng)估心功能提供有價(jià)值的信息，但輻射劑量較大，同樣限制其在臨床的應(yīng)用。

2.4 磁共振成像 隨著心臟磁共振成像(MRI)技術(shù)的不斷發(fā)展與進(jìn)步，一次心臟MRI檢查即可為心臟病的診斷提供心臟解剖、功能、室壁運(yùn)動(dòng)、心肌灌注、冠狀動(dòng)脈和大血管等極為有價(jià)值的信息。心臟MRI能進(jìn)行心室功能的定量分析，最常用的是心臟電影MRI成像序列，它可計(jì)算并比較左心室整體功能指標(biāo)(包括舒張末期容積指數(shù)、收縮末期容積指數(shù)、每搏輸出量指數(shù)、心臟指數(shù)、射血分?jǐn)?shù)、舒張末期質(zhì)量指數(shù)和收縮末期質(zhì)量指數(shù))、局部功能(舒張末期厚度、收縮末期厚度、室壁增厚率和室壁運(yùn)動(dòng))和血流動(dòng)力學(xué)指標(biāo)(高峰射血率、高峰射血時(shí)間、高峰充盈率和高峰充盈時(shí)間)，其中血流動(dòng)力學(xué)指標(biāo)中的高峰充盈率主要用于反映左心房與左心室間的壓力梯度，并受左心室負(fù)荷狀態(tài)和順應(yīng)性的影響，是評(píng)價(jià)舒張功能較為靈敏、可靠的指標(biāo)。在血流測(cè)定方面，流速圖技術(shù)約在十多年前已用于心室每搏輸出量的分析，目前把流速編碼與電影MRI結(jié)合，能得到在一個(gè)心動(dòng)周期內(nèi)近20個(gè)相位的血流圖。在心肌灌注方面，對(duì)缺血性心臟病的整體和局部功能的評(píng)價(jià)不能單純依靠局部室壁增厚率、室壁應(yīng)力、射血分?jǐn)?shù)等指標(biāo)，因?yàn)榇鷥斠蛩乜裳谏w早期心肌缺血的表現(xiàn)；MRI造影劑首過灌注異常是比較準(zhǔn)確的評(píng)價(jià)指標(biāo)，快速梯度回波和EPI序列能檢測(cè)造影劑通過中心循環(huán)的起始期及早期(即首過，first-pass)的增強(qiáng)效果。MRI是心臟檢查的“金標(biāo)準(zhǔn)”，通過比較左室整體、局部功能指標(biāo)及血流動(dòng)力學(xué)數(shù)據(jù)，能發(fā)現(xiàn)LVR患者心臟結(jié)構(gòu)和功能的早期變化，可為LVR早期診斷和有效干預(yù)提供證據(jù)和指導(dǎo)。

3 左室重構(gòu)機(jī)制的影像學(xué)研究現(xiàn)狀與展望

近年來，對(duì)于LVR機(jī)制的探討，國內(nèi)學(xué)者仍將大部分精力集中于對(duì)冠心病急性心肌梗死后LVR的研究。例如，李寶山等[7]利用電影MRI評(píng)價(jià)犬心肌梗死模型LVR的情況，發(fā)現(xiàn)冠狀動(dòng)脈被結(jié)扎3 h后，其左心室心肌梗死節(jié)段明顯變薄，并向外膨出，與非梗死節(jié)段間呈逐漸移行，梗死節(jié)段收縮期運(yùn)動(dòng)明顯減弱或運(yùn)動(dòng)消失，心室腔均見擴(kuò)大。王欣等[8]應(yīng)用超聲斑點(diǎn)追蹤成像技術(shù)評(píng)價(jià)急性心肌梗死冠脈介入治療后患者局部、整體左室心肌形變及其與LVR的關(guān)系，發(fā)現(xiàn)心肌梗死患者左室各心肌節(jié)段峰值收縮長軸應(yīng)變和應(yīng)變率呈現(xiàn)不同程度的降低。事實(shí)上，許多靶器官為心臟的疾病都能導(dǎo)致LVR，如高血壓、糖尿病等。LVR只是心肌病變修復(fù)、心室代償?shù)囊环N病理生理過程。國內(nèi)外學(xué)者對(duì)于高血壓所致的心室重構(gòu)研究得比較透徹，早在1992年Canau等[9]就對(duì)未經(jīng)治療的高血壓患者，結(jié)合超聲測(cè)算的結(jié)構(gòu)指標(biāo)，將LVR分為正常、向心性重塑、向心性肥厚和離心性肥厚四種類型，并指出左室?guī)缀螛?gòu)型與心功能損害及預(yù)后密切相關(guān)。Koren等[10]對(duì)EH患者長達(dá)10年的隨訪研究發(fā)現(xiàn)，向心性肥厚的病死率為24%，離心性肥厚為10%，向心性重塑為6%，正常構(gòu)型為1%。

筆者對(duì)一組行冠狀動(dòng)脈CTA檢查的233例EH患者進(jìn)行LVR情況的分析，發(fā)現(xiàn)左室重構(gòu)程度由輕到重依次為正常構(gòu)型、向心性重構(gòu)、向心性肥厚、離心性肥厚，而且心臟構(gòu)型不同，心功能各指標(biāo)有著相應(yīng)改變，其中以射血分?jǐn)?shù)(EF)、左室舒張末容積(LVEDV)、左室收縮末容積(LVESV)的變化最具有特征性。EF在正常構(gòu)型組變化不大，向心性重塑組增強(qiáng)，向心性肥厚組趨向正常，離心性肥厚組明顯降低；舒張末容積(EDV)、收縮末容積(ESV)在正常構(gòu)型組變化不大，向心性肥厚組明顯減小，向心性肥厚組趨向正常，離心性肥厚組明顯擴(kuò)大，敏感反映了左室構(gòu)型的向心性與離心性變化過程。通過對(duì)高血壓分級(jí)與LVR相關(guān)性分析發(fā)現(xiàn)，LVR程度與血壓水平呈正相關(guān)，但相關(guān)關(guān)系并不密切(相關(guān)系數(shù)小于0.5)，說明血壓升高并不是影響LVR的唯一決定性因素。臨床研究也證實(shí)，一些高血壓患者盡管血壓長期得到滿意控制，但左室心肌質(zhì)量(LVMM)仍在增加，而且積極的降壓治療并未使心血管事件的發(fā)生率和病死率降至預(yù)期值，這提示心臟病變的進(jìn)展受多種因素的影響[11-13]。相對(duì)室壁厚度(RWT)和左室質(zhì)量指數(shù)(LVMI)是左室構(gòu)型的基礎(chǔ)，影響RWT及LVMI的因素都參與了左室?guī)缀螛?gòu)型的調(diào)節(jié)。

對(duì)于糖尿病導(dǎo)致的心室重構(gòu)，國內(nèi)學(xué)者研究較少，僅有趙杰等[14]一篇應(yīng)用心臟MRI技術(shù)對(duì)糖尿病患者左心功能進(jìn)行分析的研究，且是局限于對(duì)糖尿病早期、無明顯心血管癥狀的2型糖尿病(type 2 diabetes mellitus，T2DM)所做的研究。對(duì)于區(qū)分病理性與生理性LVR，Decastro等[15]利用實(shí)時(shí)三維超聲心動(dòng)圖技術(shù)對(duì)152名健康志愿者(對(duì)照組)，19例頂級(jí)運(yùn)動(dòng)員，23例擴(kuò)張型心肌病患者及26例肥厚型心肌病患者的左室舒張末期容積(LVEDV)、左室收縮末期容積(LVESV)、左室射血分?jǐn)?shù)(LVEF)、心肌質(zhì)量(MM)及左室重構(gòu)指數(shù)(left ventricular remodeling index, LVRI)進(jìn)行測(cè)量，發(fā)現(xiàn)頂級(jí)運(yùn)動(dòng)員的LVRI與對(duì)照組比較無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異，而擴(kuò)張型心肌病患者LVRI明顯降低，肥厚型心肌病患者LVRI明顯增大，提示LVRI是區(qū)分生理性與病理性的左室重構(gòu)簡(jiǎn)單而有用的預(yù)測(cè)因子。

筆者對(duì)99例行冠狀動(dòng)脈CTA檢查的2型糖尿病患者進(jìn)行LVR情況的研究(其中42例T2DM患者伴有EH)，參照美國超聲心動(dòng)協(xié)會(huì)推薦的測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)[16]，于平行于左室收縮末期、左房達(dá)到最大容積時(shí)在左室流出道平面、通過主動(dòng)脈瓣的中央水平測(cè)量左房前后徑(LADsys)。統(tǒng)計(jì)學(xué)分析發(fā)現(xiàn)，單純T2DM患者LADsys較健康對(duì)照組明顯增大。表明T2DM確能引起左室舒張功能減退，從而導(dǎo)致左房增大，與唐紅等[17]的研究一致。進(jìn)一步兩兩比較發(fā)現(xiàn)，LADsys以T2DM合并高血壓患者增大最為明顯，與單純T2DM組相比，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P=0.000)，說明T2DM患者在合并有高血壓狀態(tài)下對(duì)左室舒張功能的影響更為嚴(yán)重，與Fuchenbusch等[18]研究發(fā)現(xiàn)冠心病、高血壓、高血糖及胰島素抵抗均是導(dǎo)致心臟舒張功能不全的危險(xiǎn)因素這一觀點(diǎn)一致。單純T2DM患者左心室結(jié)構(gòu)的變化以左室室壁增厚、心肌質(zhì)量增加為特點(diǎn)，伴有左室收縮末期內(nèi)徑(LVIDsys)、左室舒張末期內(nèi)徑(LVIDdia)的輕度增大，與DCP患者死亡尸解后進(jìn)行心臟大體檢查所得出的結(jié)論一致。而合并EH的T2DM患者，左室室壁肥厚、心肌質(zhì)量增加的程度較單純T2DM患者更為明顯，且伴有LVIDdia的明顯增大，表明T2DM患者在合并有高血壓狀態(tài)下比單純高血糖狀態(tài)下對(duì)左室結(jié)構(gòu)的影響更為嚴(yán)重，可導(dǎo)致左心室肥厚、心肌質(zhì)量增加及心室腔擴(kuò)張，與Palmieri等[19]及Bella等[20]研究結(jié)果一致。高齡患者對(duì)左室功能受損具有累積效應(yīng)，隨著年齡的增長，T2DM患者心臟和大血管的彈性減弱，心肌僵硬度增加，心室充盈速度減低、充盈時(shí)間延長，導(dǎo)致心輸出量、左室舒張末期容積降低；隨著T2DM患者病程的延長，左心室收縮功能障礙將作為患者心臟功能障礙的主要矛盾凸顯出來，與動(dòng)物實(shí)驗(yàn)的結(jié)果相一致[21]。高血壓能明顯加重T2DM患者心臟結(jié)構(gòu)的損害，較高的收縮壓水平反映了動(dòng)脈壁的硬化和血管結(jié)構(gòu)的變化，收縮壓與心血管事件結(jié)局的關(guān)聯(lián)較舒張壓更強(qiáng)[22]。另外，年齡也是T2DM患者左室舒張功能損害的獨(dú)立影響因子之一。

通過對(duì)正常生理狀態(tài)下及不同病理狀態(tài)下左室結(jié)構(gòu)與功能的改變的影像學(xué)研究，有可能闡明LVR的發(fā)生機(jī)制，為臨床預(yù)測(cè)心臟病變的進(jìn)展程度并制定治療方案、療效判定和預(yù)后估測(cè)提供科學(xué)依據(jù)。

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(2013-12-08收稿 2014-01-07修回)

(責(zé)任編輯 尤偉杰)

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成官迅，博士，主任醫(yī)師，教授，E-mail：chengguanxun@hotmail.com

510515廣州，南方醫(yī)科大學(xué)南方醫(yī)院影像中心

R541.3；R587.1