心臟MRI應(yīng)變技術(shù)評估高血壓患者左心室功能

王 月，吳艷凱，崔彩霞，魏榕辰，田 欣，史朝霞，樊曉蓓，安 苗，田 歡，武柏林*

(1.河北醫(yī)科大學第二醫(yī)院放射科，河北 石家莊 050061；2.河北醫(yī)科大學公共衛(wèi)生學院勞動衛(wèi)生與環(huán)境衛(wèi)生教研室 河北省環(huán)境與人群健康重點實驗室，河北 石家莊 050061)

我國高血壓患者疾病知曉率、治療率和控制率總體處于較低水平[1]。血壓與心血管風險呈連續(xù)、獨立正相關(guān)[1]。心臟MRI已成為無創(chuàng)評估心臟結(jié)構(gòu)和功能的金標準[2]，心臟MRI應(yīng)變技術(shù)所測心肌應(yīng)力是早期發(fā)現(xiàn)心血管功能紊亂的敏感指標[3]。本研究觀察心臟MRI應(yīng)變技術(shù)評估高血壓患者左心室功能的應(yīng)用價值。

1 資料與方法

1.1 一般資料 納入2018年6月—2019年10月88例高血壓患者(高血壓組)和28名健康志愿者(正常組)，均接受心臟MR檢查。高血壓組納入標準：①參考中國高血壓防治指南(2018年修訂版)[1]，未使用降壓藥物情況下，非同日3次測量診室血壓，收縮壓≥140 mmHg和/或舒張壓≥90 mmHg，收縮壓≥140 mmHg和舒張壓<90 mmHg；②左心室射血分數(shù)(left ventricular ejection fraction, LVEF)≥50%。正常組納入標準：①體檢正常，收縮壓90～139 mmHg，舒張壓60～89 mmHg；②LVEF≥50%。排除標準：①繼發(fā)性高血壓，肥厚型、擴張型心肌病等心臟疾病，其他系統(tǒng)功能障礙；②心臟MR檢查禁忌證。

高血壓組中，以140～159/90～99 mmHg為Ⅰ組(32例)，160～179/100～109 mmHg為Ⅱ組(28例)，≥180/110 mmHg為Ⅲ組(28例)。

本研究獲醫(yī)院倫理委員會批準(2020-R383)，受試者均簽署知情同意書。

1.2 儀器與方法 采用Philips 3.0T MR機，配備表面相控陣心臟線圈和心電門控裝置。囑患者仰臥，于呼氣末屏氣接受掃描。采用回顧性心電門控真實穩(wěn)定進動序列，自心底至心尖逐層掃描，采集軸位黑血序列、左心室長軸2、3、4腔心切面及短軸電影序列圖像，每個心動周期采集25幀圖像，層厚6～8 mm，層數(shù)10～12層，TR 3.5 ms，TE 1.8 ms，F(xiàn)A 45°，F(xiàn)OV 320 mm×320 mm。

1.3 圖像分析 由2名具有5年以上心臟MRI診斷經(jīng)驗的影像科主任醫(yī)師獨立閱片，有分歧時經(jīng)討論達成一致。采用心功能分析軟件(Philips Extended MR WorkSpace 2.6.3.2)在短軸電影序列圖像上勾畫心尖至心底收縮末期和舒張末期心肌內(nèi)外膜輪廓，自動繪制左心室時間-容積曲線，并獲取以下心臟MRI參數(shù)：LVEF，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)，舒張早期峰值充盈率(first peak filling rate, PFR1)，舒張晚期峰值充盈率(second peak filling rate, PFR2)，高峰充盈率(peak filling rate, PFR)，舒張早期充盈量(first filling volume, FV1)，舒張晚期充盈量(second filling volume, FV2)及總充盈量(total filling volume, FV)。

采用Circle Cardiovascular Imaging軟件(CVI42 Version 5.10.1 Calgary，Alberta，Canada)在short 3D、tissue tracking模塊中分別打開左心室短軸電影序列及長軸2、3、4腔心序列圖像(圖1)，半自動勾畫左心室內(nèi)外膜邊界，而后在tissue tracking模塊進行應(yīng)變分析，獲得整體縱向應(yīng)變(global longitudinal strain， GLS)、整體周向應(yīng)變(global circumferential strain， GCS)、整體徑向應(yīng)變(global radial strain，GRS)(圖2)及舒張期整體縱向峰值應(yīng)變率(global longitudinal peak diastolic strain rate, GLPDSR)、舒張期整體周向峰值應(yīng)變率(global circumferential peak diastolic strain rate, GCPDSR)和舒張期整體徑向峰值應(yīng)變率(global radial peak diastolic strain rate, GRPDSR)。

圖1 左心室應(yīng)變圖 A～D.依次為左心室短軸中部層面(A)及長軸2腔心(B)、3腔心(C)、4腔心(D)切片心肌應(yīng)變圖，心內(nèi)膜(紅線)與外膜(綠線)之間為心肌應(yīng)變像素點

圖2 左心室不同節(jié)段應(yīng)變值牛眼圖 A～C.依次為左心室不同節(jié)段GLS(A)、GCS(B)、GRS(C)牛眼圖

1.4 統(tǒng)計學分析 采用SPSS 25.0統(tǒng)計分析軟件。以±s表示符合正態(tài)分布的計量資料，多組間比較采用方差分析，兩兩比較采用LSD-t檢驗或Kruskal-WillsH檢驗。計數(shù)資料以百分比(%)表示，組間比較采用χ2檢驗。以多元線性回歸分析應(yīng)變影響因素。P<0.05為差異有統(tǒng)計學意義。

2 結(jié)果

2.1 一般資料及心臟MRI相關(guān)參數(shù) 高血壓各組與正常組年齡、性別、心率差異均無統(tǒng)計學意義(P均>0.05)，高血壓各組體質(zhì)量指數(shù)(body mass index, BMI)均高于正常組(P均<0.05)；高血壓各組間病程差異有統(tǒng)計學意義(P<0.05)，BMI差異無統(tǒng)計學意義(P>0.05)；見表1。高血壓各組PFR2、PFR1/PFR2、FV2、FV1/FV與正常組差異均有統(tǒng)計學意義(P均<0.05)；Ⅰ、Ⅲ組間FV2差異有統(tǒng)計學意義(P<0.05)；Ⅲ組FV均大于其他3組(P均<0.05)；見表2。

表1 各組一般資料比較

表2 各組左心室心臟MRI參數(shù)比較(±s)

表2 各組左心室心臟MRI參數(shù)比較(±s)

組別LVEF(%)LVEDV(ml)LVESV(ml)PFR1(ml/ms)PFR2(ml/ms)高血壓組 Ⅰ組(n=32)69.63±7.6866.79±16.9321.14±10.420.28±0.090.19±0.08? Ⅱ組(n=28)68.10±7.4670.91±16.6722.94±8.220.27±0.100.22±0.09? Ⅲ組(n=28)69.08±11.6280.15±29.6126.94±18.110.27±0.100.23±0.08?正常組(n=28)65.70±6.1970.96±29.9824.37±11.200.30±0.090.12±0.06 F/H值4.781.542.661.079.50 P值0.120.210.450.37<0.05組別PFR1/PFR2FV1(ml)FV2(ml)FV(ml)FV1/FV高血壓組 Ⅰ組(n=32)1.56±0.59?31.47±6.9315.25±4.41? 46.72±8.43 0.65±0.14? Ⅱ組(n=28)1.49±0.87?30.93±10.3617.32±6.96?48.25±11.220.64±0.14? Ⅲ組(n=28)1.44±0.97?35.03±13.4119.90±9.46?#54.90±13.57?#▲0.63±0.16?正常組(n=28)4.40±7.2532.34±8.4210.32±5.1842.66±12.100.76±0.08 F/H值4.310.9010.105.436.36 P值<0.050.45<0.05<0.05<0.05

注：*：與正常組比較，P<0.05；#：與Ⅰ組比較，P<0.05；▲：與Ⅱ組比較，P<0.05

2.2 左心室應(yīng)變及應(yīng)變率 高血壓各組GLS、GCS及GLPDSR、GCPDSR及GRPDSR均低于正常組(P均<0.05)；Ⅰ、Ⅲ組間GLS、GRS及GCPDSR、GRPDSR差異均有統(tǒng)計學意義(P均<0.05)；Ⅱ、Ⅲ組間GCPDSR差異均有統(tǒng)計學意義(P均<0.05)。見表3。

表3 各組左心室應(yīng)變與應(yīng)變率比較(±s)

表3 各組左心室應(yīng)變與應(yīng)變率比較(±s)

組別GLS(%)GCS(%)GRS(%)GLPDSR(s-1)GCPDSR(s-1)GRPDSR(s-1)高血壓組 Ⅰ組(n=32)-13.57±2.40?-16.37±1.93?49.98±10.200.58±0.18?0.79±0.17?-1.24±0.40? Ⅱ組(n=28)-12.52±1.87?-16.28±2.21?46.39±7.900.55±0.13?0.77±0.17?-1.12±0.28? Ⅲ組(n=28)-11.52±3.05?#-15.14±3.74?42.82±13.60?#0.52±0.16?0.64±0.20?#▲-0.98±0.37?#正常組(n=28)-19.83±2.01-20.71±2.0951.01±9.561.33±0.241.27±0.19-3.17±0.53 F/H值67.7025.083.44136.7269.11194.32 P值<0.05<0.05<0.05<0.05<0.05<0.05

注：*：與正常組比較，P<0.05；#：與Ⅰ組比較，P<0.05；▲：與Ⅱ組比較，P<0.05

2.3 心肌應(yīng)變參數(shù)影響因素 多元線性回歸分析結(jié)果顯示，高血壓患者性別、收縮壓均與GLS、GCS、GRS有關(guān)，病程與GLS有關(guān)，年齡、PFR1均與GRS有關(guān)(P均<0.05)。見表4。

表4 88例高血壓患者臨床指標、心臟MRI指標與左心室應(yīng)變參數(shù)的關(guān)系

3 討論

高血壓是心血管事件發(fā)生和預后的獨立危險因素，早期評估高血壓患者心功能尤為重要。心臟MRI測量心室容積和功能精確度高、重復性好，是量化心臟功能的金標準；其中的左心室充盈參數(shù)反映左心房與左心室壓力梯度，可作為評估舒張功能的指標。

本研究高血壓患者多為超重或肥胖者，而肥胖和超重是導致高血壓發(fā)病的重要危險因素；本組高血壓患者PFR2增加，PFR1/PFR2減低，提示其左心室順應(yīng)性下降、僵硬度增加；FV2增加，F(xiàn)V1/FV降低，提示左心室舒張期充盈受損，晚期充盈量代償性增加，與既往研究[4]結(jié)果相符。

異常心肌形變多早于臨床癥狀，觀察心肌應(yīng)變可早期評估心功能受損和心肌功能區(qū)域性差異[5-6]。左心室GLS是評估心血管疾病心肌收縮功能早期變化的敏感指標，可用于診斷微血管疾病[7-8]；GLS降低可能與高血壓發(fā)展和后負荷增加有關(guān)[9-10]。LEE等[11]認為左心室GLS、GCS對高血壓心功能受損有顯著預測價值。本研究發(fā)現(xiàn)，高血壓患者LVEF正常時，其左心室GLS、GCS已開始下降，即左心室主動收縮功能降低，提示其微循環(huán)可能已受損。相關(guān)性分析結(jié)果顯示，GRS隨年齡增長而增加，可能原因為在于左心室舒張功能隨年齡增加而逐漸下降，需通過增加室壁厚度加以代償[12]；性別與GLS、GCS、GRS均有關(guān)，與SALEM等[13]報道相似，后者提出GLS與男性睪酮水平呈負相關(guān)，卵泡刺激素與GCS呈正相關(guān)，而GRS與睪酮水平呈正相關(guān)。此外，本研究發(fā)現(xiàn)高血壓患者收縮壓與GLS、GCS、GRS均有關(guān)，病程與GLS有關(guān)，PFR1與GRS有關(guān)，進一步表明應(yīng)變參數(shù)可反映病程及病情變化。

左心室舒張期峰值應(yīng)變率反映心動周期中心肌舒張時發(fā)生形變的最大速率，不受周圍組織牽拉及心肌整體位移的影響，可準確反映心肌運動細微變化。本研究中高血壓患者GLPDSR、GCPDSR及GRPDSR均明顯低于正常組，與陶逸菁等[14]的結(jié)果相符，進一步提示高血壓患者舒張功能受損。

綜上所述，心臟MRI應(yīng)變技術(shù)可早期評估高血壓患者左心室心肌收縮及舒張功能受損。但本研究納入樣本量有限，且未行冠狀動脈造影排除亞臨床冠狀動脈疾病患者，有待進一步觀察。