阻塞性睡眠呼吸暫停低通氣綜合征相關(guān)心臟損傷的影像研究進(jìn)展△

周小兵，劉 輝，2

［1.南方醫(yī)科大學(xué)第二臨床醫(yī)學(xué)院，廣州 510515；2.廣東省人民醫(yī)院（廣東省醫(yī)學(xué)科學(xué)院）影像醫(yī)學(xué)部，廣州 510080］

提要：阻塞性睡眠呼吸暫停低通氣綜合征（obstructive sleep apnea syndrome，OSAS）是一種常見(jiàn)的呼吸系統(tǒng)疾病，表現(xiàn)為睡眠過(guò)程中反復(fù)低通氣及呼吸暫停。OSAS 通過(guò)缺氧復(fù)氧性損傷、交感神經(jīng)系統(tǒng)激活、系統(tǒng)性炎癥因子介導(dǎo)等多種方式損傷心血管系統(tǒng)，引起血管內(nèi)皮功能紊亂、心臟增大、心肌肥厚及心功能降低等病理生理改變。超聲心動(dòng)圖及心臟磁共振（cardiac magnetic resonance，CMR）是心臟結(jié)構(gòu)及功能評(píng)估的常用手段，本文就OSAS 致心臟損傷的影像研究進(jìn)展做一綜述。

阻塞性睡眠呼吸暫停低通氣綜合征（obstructive sleep apnea syndrome，OSAS）定義為每晚約7 h 的睡眠過(guò)程中，反復(fù)發(fā)生阻塞為主的呼吸暫停及低通氣在30次以上或睡眠呼吸暫停低通氣指數(shù)（apnea hypopnea index，AHI）≥5 次/h［1］。對(duì)于OSAS的診斷，主要根據(jù)多導(dǎo)睡眠監(jiān)測(cè)（polysomnography，PSG）結(jié)果，同時(shí)基于AHI 指數(shù)進(jìn)行疾病嚴(yán)重程度分級(jí)，其中AHI 5～14為輕度，AHI15～30為中度，AHI＞30為重度。

我國(guó)內(nèi)地流行病學(xué)調(diào)查資料顯示，伴白天嗜睡的OSAS在成年人中的患病率為3%～5%［2］。OSAS 患致命性和非致命性心血管病的相對(duì)風(fēng)險(xiǎn)是正常人群的3 倍［3］。5%～10%的OSAS 患者合并充血性心力衰竭［4］。OSAS 引起心血管結(jié)構(gòu)和功能改變主要由于心肌的缺血缺氧性損害；反復(fù)缺氧引起交感神經(jīng)活性升高，導(dǎo)致肺動(dòng)脈及主動(dòng)脈高壓，增加心臟后負(fù)荷；睡眠過(guò)程中上氣道阻塞，患者努力吸氣增大胸腔負(fù)壓，進(jìn)而導(dǎo)致回心血量增加，加大心臟前負(fù)荷；間歇性缺氧引起氧化應(yīng)激及系統(tǒng)性炎癥反應(yīng)，導(dǎo)致血管內(nèi)皮功能紊亂，加速冠狀動(dòng)脈粥樣硬化［5］，這些因素共同作用造成心臟及大血管損傷。早期發(fā)現(xiàn)OSAS致心臟損傷并進(jìn)行治療，將大大提高OSAS 患者的生活質(zhì)量及改善預(yù)后，故本文將結(jié)合超聲心動(dòng)圖及心臟磁共振（cardiac magnetic resonance，CMR）對(duì)OSAS 致心臟損傷的影像研究進(jìn)展做一綜述。

1 阻塞性睡眠呼吸暫停低通氣綜合征相關(guān)心臟損傷超聲心動(dòng)圖評(píng)估

1.1 常規(guī)超聲心動(dòng)圖

超聲心動(dòng)圖能夠?qū)崟r(shí)動(dòng)態(tài)顯示心臟的結(jié)構(gòu)、運(yùn)動(dòng)情況及心腔血流狀態(tài)，成為評(píng)估心臟形態(tài)學(xué)和功能最常用的影像學(xué)檢查方法。

目前對(duì)于OSAS 致心臟結(jié)構(gòu)和功能改變，以左心室研究較多。在早期的研究中，Chami 等［6］闡述了OSAS 造成左心室心肌質(zhì)量（left ventricular mass，LVM）增加及左心室收縮功能降低，在調(diào)整心血管相關(guān)混雜因素之后，左心室心肌質(zhì)量指數(shù)（left ventricular mass index，LVMI）與AHI及低氧血癥指數(shù)均顯著正相關(guān)。Drager 等［7］發(fā)現(xiàn)，與正常對(duì)照組相比，OSAS 患者引起左心室重構(gòu)的相關(guān)參數(shù)，如室間隔厚度（interventricular septum thickness diameter，IVSD）、左心室后壁厚度（left ventricular posterior wall thickness，LVPWT）、LVMI 改變與高血壓效應(yīng)是相似的，并且當(dāng)OSAS與高血壓共存時(shí)，LVMI 及左心室肥厚率進(jìn)一步升高。這說(shuō)明OSAS 是心臟損傷的獨(dú)立危險(xiǎn)因素。Zhou 等［8］發(fā)現(xiàn)，中度及重度OSAS 患者相比于對(duì)照組，左心室舒張末期容積（left ventricular end-diastolic volume，LVEDV）、左心室收縮末期容積（left ventricular end-systolic volume，LVESV）無(wú)明顯差異，但I(xiàn)VSD 更厚。對(duì)于左心室功能的研究，不同研究結(jié)果尚存在差異。在一項(xiàng)納入352 例大樣本的研究中發(fā)現(xiàn)，正常對(duì)照組與輕度及中重度組OSAS 患者的左心室射血分?jǐn)?shù)比較，差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05）［9］。相反，Wang 等［10］的研究表明，中重度OSAS 組的左心室射血分?jǐn)?shù)低于正常對(duì)照組，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05），隨著AHI指數(shù)增大，左心室射血分?jǐn)?shù)降低更顯著。對(duì)于OSAS 與心功能之間的關(guān)系仍需大樣本、多中心、長(zhǎng)時(shí)間隨訪研究進(jìn)行驗(yàn)證。

相比于左心室，右心室結(jié)構(gòu)和功能改變與AHI 關(guān)聯(lián)程度更大，影響更顯著。右心室功能損害在OSAS 患者中非常常見(jiàn)，但研究亦存在分歧。由于右心室結(jié)構(gòu)復(fù)雜，一些研究中常規(guī)超聲心動(dòng)圖并不能發(fā)現(xiàn)右心室結(jié)構(gòu)和功能的改變［11-12］。左右心室舒張功能利用頻譜多普勒測(cè)量二尖瓣或三尖瓣瓣口前向血流頻譜E 峰和A 峰，并計(jì)算E/A 值進(jìn)行評(píng)估。Altiparmak 等［11］研究發(fā)現(xiàn)OSAS 患者三尖瓣口前向血流頻譜較對(duì)照組E 峰及E/A 值減小，A 峰增大，提示存在右心室舒張功能受損。在左心室舒張功能的評(píng)估中，也有同樣的發(fā)現(xiàn)［13］。

1.2 組織多普勒超聲心動(dòng)圖與Tei 指數(shù)

近年來(lái)，組織多普勒超聲心動(dòng)圖（tissue doppler imaging，TDI）技術(shù)快速發(fā)展，廣泛應(yīng)用于心臟整體舒張功能、室壁節(jié)段性運(yùn)動(dòng)、心功能不全預(yù)后等的評(píng)估。脈沖多普勒組織速度成像通過(guò)測(cè)量心肌收縮期峰速度（S′）、舒張?jiān)缙诜逅俣龋‥′）及舒張晚期峰速度（A′）評(píng)估不同節(jié)段心肌的功能狀態(tài)，計(jì)算E/E′值估計(jì)心室舒張功能。1995 年由日本學(xué)者Tei 提出的Tei 指數(shù)，又稱心肌功能指數(shù)（myocardial performance index，MPI），其計(jì)算公式：（等容收縮期時(shí)間+等容舒張期時(shí)間）/射血時(shí)間，以TDI 測(cè)量Tei 指數(shù)能更準(zhǔn)確反映OSAS 早期心室整體收縮舒張功能。與正常對(duì)照組相比，OSAS 患者左心室E′值降低［9，13-18］，E/E′比值升高［14-17］。Oliveira 等［17］發(fā)現(xiàn)與輕度或是中度OSAS 相比，重度OSAS 的A′值升高。在左心室MPI 參數(shù)的分析中，Varghese 等［14］未發(fā)現(xiàn)重度OSAS 患者與正常對(duì)照組存在差異。Vitarelli等［16］在正常對(duì)照組、輕度及重度OSAS的組間分析中發(fā)現(xiàn)，隨AHI 指數(shù)升高，MPI 亦升高，左心室整體功能更差。在TDI 分析中較少對(duì)右心室進(jìn)行研究，Altiparmak等［11］發(fā)現(xiàn)OSAS 患者E′/A′下降，MPI 值升高［11，19］，右心室三尖瓣環(huán)側(cè)壁S′更低［19］。TDI 相比于其他檢測(cè)心室功能的技術(shù)，具有可重復(fù)性、直觀、可靠等優(yōu)勢(shì)，但尚存在角度依賴性，易受心臟及呼吸運(yùn)動(dòng)影響等不足。

1.3 斑點(diǎn)追蹤超聲心動(dòng)圖

2D-斑點(diǎn)追蹤超聲心動(dòng)圖（speckle tracking echocardiography，STE）技術(shù)能夠識(shí)別二維灰階圖像上的心肌聲學(xué)斑點(diǎn)，追蹤這些斑點(diǎn)在整個(gè)心動(dòng)周期中的運(yùn)動(dòng)變化，不僅可定量評(píng)估整體心臟的收縮功能，而且能選擇性分析不同切面不同節(jié)段心外膜、中層及心內(nèi)膜的心肌功能。相比于TDI 技術(shù)，STE 克服了角度依賴性，且不受心臟前后負(fù)荷影響［20］。有研究表明，重度OSAS 患者左心室整體縱向應(yīng)變（global longitudinal strain，GLS）、徑向應(yīng)變（global radial strain，GRS）及圓周應(yīng)變（global circumferential strain，GCS）相比于其他組（正常、輕度或中度OSAS）是降低的［10］。在左心室射血分?jǐn)?shù)正常的情況下，Buonauro［21］及Altekin 等［22］分別發(fā)現(xiàn)，OSAS 患者的右心室及左心室的GLS 相比于正常對(duì)照組是降低的，左心室心底部、心中部、心尖部的GLS 同樣是減低的。STE 除了能分析應(yīng)變、應(yīng)變率等參數(shù)，Altekin 等［23］還細(xì)分了左心室收縮期應(yīng)變率（systolic strain rates，SRS）、舒張?jiān)缙趹?yīng)變率（early diastolic strain rates，SRE）、舒張晚期應(yīng)變率（late diastolic strain rates，SRA）及SRE/A 進(jìn)行左心室功能的評(píng)估，發(fā)現(xiàn)SRE、SRA、SRE/A 在中度及重度OSAS 組與對(duì)照組相比差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，且SRE、SRE/A 隨著AHI 指數(shù)增加逐漸降低。但矛盾的是，Guvenc 等［12］并未發(fā)現(xiàn)中重度OSAS 組與對(duì)照組右心室游離壁GLS 及應(yīng)變率存在差異。Kepez 等［18］分別進(jìn)行了左心室室間隔側(cè)及左右心室游離壁的節(jié)段心肌應(yīng)變分析，僅發(fā)現(xiàn)右心室游離壁心尖部縱向應(yīng)變率有差異。相比于GRS 及GCS，OSAS 患者的心肌GLS 最容易受損，究其原因可能是OSAS 患者心肌的供需氧失衡造成心肌損傷及心內(nèi)膜下縱行的肌纖維位于冠狀動(dòng)脈分支供血的遠(yuǎn)端。

2 阻塞性睡眠呼吸暫停低通氣綜合征患者相關(guān)心臟損害心臟磁共振評(píng)估

相比于超聲心動(dòng)圖用于OSAS 心臟損傷的評(píng)估，CMR在這一方面的應(yīng)用較少。CMR 對(duì)于左心室射血分?jǐn)?shù)、LVEDD、LVESD 等參數(shù)測(cè)量卻有超聲心動(dòng)圖無(wú)法取代的優(yōu)勢(shì)。同時(shí)，CMR 作為一種多模態(tài)，多參數(shù)，多序列的影像檢查方式，不斷發(fā)展的新序列為早期識(shí)別心臟功能紊亂打開(kāi)新的視角。

2.1 常規(guī)心臟磁共振掃描

目前常規(guī)CMR 序列主要用于心臟結(jié)構(gòu)及功能狀態(tài)評(píng)估，包括黑血序列、心臟電影序列、心肌灌注及延遲強(qiáng)化序列。一項(xiàng)涉及多種族多中心的研究發(fā)現(xiàn)，在65 歲以下人群中，LVM 與AHI 指數(shù)顯著正相關(guān)，LVM 與左心室容積比值（left ventricular mass to volume ratio，LVMVR）隨著OSAS的嚴(yán)重程度增加而增加，提示OSAS 患者心肌存在向心性重構(gòu)的趨勢(shì)；同時(shí)，左心室射血分?jǐn)?shù)在組間也存在差異，AHI 越高，左心室射血分?jǐn)?shù)下降愈明顯［24］。Buchner 等［25］在急性心肌梗死合并睡眠障礙性呼吸（sleep disordered breathing，SDB；AHI≥15/h）患者行經(jīng)皮冠狀動(dòng)脈介入（percutaneous coronary intervention，PCI）治療后發(fā)現(xiàn)，相比于不合并呼吸紊亂（AHI＜15/h）的患者，其LVESV、右心室舒張末期容積升高，左心室射血分?jǐn)?shù)下降；在控制年齡，性別，LVM 等混雜因素后，右心室舒張末期容積仍與AHI 相關(guān)。同樣是以急性心肌梗死患者為研究對(duì)象，Buchner 等［26］在該類患者PCI 治療后3～5 d 內(nèi)進(jìn)行PSG 檢查分為睡眠呼吸紊亂（sleep disordered breathing，SDB）組和非SDB 組，同時(shí)行CMR 檢查，于PCI 治療后3 個(gè)月再次進(jìn)行CMR 隨訪。研究發(fā)現(xiàn)，相比于非SDB 組，SDB 組心肌梗死面積在基線及PCI 治療后3 個(gè)月均較大；3 個(gè)月后，SDB 組的梗死面積與基線值比較，差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05），而非SDB 組梗死面積是縮小的；同時(shí)發(fā)現(xiàn)無(wú)論是基線值還是3 個(gè)月后，SDB 組左心室射血分?jǐn)?shù)較非SDB 組小，LVEDV 及LVESV 均較大。

2.2 T1 mapping 定量技術(shù)

磁共振定量技術(shù)是新近發(fā)展的測(cè)量組織弛豫時(shí)間的新技術(shù)，包括T1 mapping，T2 mapping 及T2* mapping 等。目前，臨床上主要基于MOLLI（modified look-locker inversion recovery）序列并結(jié)合血細(xì)胞比容分別獲得平掃T1值，增強(qiáng)后T1 值及心肌細(xì)胞外容積（extracellular volume，ECV）。心肌T1 值及ECV 在心肌炎、急性心肌梗死、心肌病以及心肌淀粉樣變中的檢測(cè)和評(píng)估中具有重要的臨床意義。OSAS 引起心臟缺血缺氧性損傷，導(dǎo)致心臟結(jié)構(gòu)及功能異常，這種改變是否同樣會(huì)引起T1 值的差異及增大ECV 值，目前尚無(wú)研究，但正如美國(guó)心血管磁共振協(xié)會(huì)所推薦的，T1 mapping 及ECV 對(duì)于急性心肌損傷所致心肌水腫及壞死的識(shí)別具有重要價(jià)值［27］。

2.3 心肌應(yīng)變磁共振成像技術(shù)

STE 可以獲得心臟整體及節(jié)段心肌應(yīng)變、應(yīng)變率等參數(shù)，磁共振同樣也能進(jìn)行心肌應(yīng)變分析。常用的心肌應(yīng)變磁共振成像技術(shù)包括心肌標(biāo)記技術(shù)、組織追蹤技術(shù)（feature tracking，F(xiàn)T）及激發(fā)回波位移編碼技術(shù)等。心肌標(biāo)記技術(shù)是當(dāng)前CMR 評(píng)價(jià)心肌應(yīng)變的“金標(biāo)準(zhǔn)”，但增加了常規(guī)CMR 掃描序列，且后處理分析耗時(shí)耗力。CMR-FT是目前科研及臨床應(yīng)用最為廣泛的心肌磁共振應(yīng)變分析技術(shù)，其是基于常規(guī)自由穩(wěn)態(tài)進(jìn)動(dòng)電影序列經(jīng)后處理軟件分析得來(lái)。多項(xiàng)研究表明，運(yùn)用STE 和CMR-FT 測(cè)量GLS 和GCS，兩者有良好的一致性，而CMR-FT 所得GCS 較STE 更為穩(wěn)定［28］，但兩者還不能完全相互替代［29］。如前所述，STE 可以早期發(fā)現(xiàn)OSAS 患者心肌應(yīng)變能力降低，心肌應(yīng)變磁共振成像技術(shù)是否會(huì)有同樣的表現(xiàn)，以及兩者相關(guān)性如何目前暫無(wú)報(bào)道。

2.4 血氧水平依賴磁共振成像

OSAS 因反復(fù)睡眠呼吸暫停及低通氣造成機(jī)體的含氧血紅蛋白濃度降低，去氧血紅蛋白濃度升高，而去氧血紅蛋白是順磁性物質(zhì)，可縮短橫向磁化弛豫時(shí)間，導(dǎo)致CMR中T2 加權(quán)圖像信號(hào)降低，從而能夠定量評(píng)估心肌血氧含量。Roubille 等［30］利用血氧水平依賴磁共振成像（blood oxygen level-dependent cardiovascular magnetic resonance，BOLD-CMR）成像序列比較OSAS 患者與正常對(duì)照組在缺氧狀態(tài)下心肌信號(hào)強(qiáng)度（signal intensity，SI）差異。實(shí)驗(yàn)對(duì)象在過(guò)度通氣60 s 之后緊接著最大限度屏氣，屏氣的過(guò)程中進(jìn)行BOLD 序列掃描，分別測(cè)得屏氣開(kāi)始時(shí)、屏氣后15 s、30 s、45 s 及屏氣末的心肌平均SI，進(jìn)一步比較兩組間△SI［（屏氣初期SI-相應(yīng)時(shí)間節(jié)點(diǎn)的SI）/屏氣初期SI］。研究發(fā)現(xiàn)，在屏氣15 s、30 s、45 s 的時(shí)間節(jié)點(diǎn)上，健康志愿者的△SI 均較OSAS 組增高。OSAS 患者供血血管對(duì)缺氧的反應(yīng)性降低，表現(xiàn)為心肌組織去氧合血紅蛋白濃度增高，心肌信號(hào)強(qiáng)度降低。

OSAS 是一種主要發(fā)生于中老年男性，尤其是同時(shí)伴有肥胖及原發(fā)性高血壓人群的常見(jiàn)病。多項(xiàng)研究表明超聲心動(dòng)圖能夠早期發(fā)現(xiàn)心室增大，心臟收縮及舒張功能減低。CMR 雖有良好的軟組織分辨率，能清晰顯示心臟及縱隔的解剖結(jié)構(gòu)，但掃描時(shí)間長(zhǎng)，檢查費(fèi)用高昂，圖像質(zhì)量易受呼吸及心率影響，故在OSAS 所致心臟損傷的評(píng)估中應(yīng)用較少。新興的BOLD-CMR 掃描技術(shù)能夠發(fā)現(xiàn)OSAS 患者心肌氧合血紅蛋白溶度低于正常人群。期待隨著CMR 的進(jìn)一步研究，不僅能發(fā)現(xiàn)心臟形態(tài)學(xué)及功能層面的早期改變，還能夠揭示OSAS 致心血管疾病的病理機(jī)理，加深我們對(duì)OSAS 認(rèn)識(shí)的同時(shí)為OSAS 患者早期臨床干預(yù)提供有力佐證。