高血壓患者早期左房功能改變的影像評(píng)估技術(shù)研究進(jìn)展

陳怡瑾,鐘 萍,2△

(1.電子科技大學(xué)醫(yī)學(xué)院,四川 成都 611731;2.四川省醫(yī)學(xué)科學(xué)院·四川省人民醫(yī)院,四川 成都 610072)

高血壓是臨床最常見的慢性病之一,據(jù)《中國心血管健康和疾病報(bào)告2021》數(shù)據(jù)顯示,2018年我國18歲及以上居民高血壓患病粗率達(dá)27.5[1]。長期血壓控制不良,會(huì)導(dǎo)致心臟結(jié)構(gòu)和功能改變。其中,已有文獻(xiàn)指出,左房的結(jié)構(gòu)和功能也是心血管疾病不良預(yù)后的強(qiáng)有力預(yù)測(cè)指標(biāo)[2],而由左房應(yīng)變衍生出的左房剛度指數(shù)升高也可作為高血壓早期靶器官損傷的標(biāo)志[3],左房在心動(dòng)周期中呈現(xiàn)存儲(chǔ)、通道及輔泵功能[4],由于左房壁較左室壁薄,更易受壓力及容量負(fù)荷影響,左心房結(jié)構(gòu)和功能的改變往往發(fā)生在左室結(jié)構(gòu)和功能改變之前。所以,早期明確患者左心房實(shí)際病變狀況,對(duì)評(píng)估靶器官損害、改善疾病預(yù)后、降低死亡率有積極意義。目前臨床上了解高血壓心臟改變多采用超聲心動(dòng)圖,但現(xiàn)階段所測(cè)得左房數(shù)據(jù)皆屬于晚期左心房改變指標(biāo)。近年來興起的心臟應(yīng)變技術(shù)有望在這一難題上有更大的突破。早期左房功能的改變主要體現(xiàn)在心肌應(yīng)變[5]。心肌應(yīng)變不僅可以定量測(cè)量心肌運(yùn)動(dòng)功能的參數(shù),還可以定量測(cè)量心肌的局部功能?，F(xiàn)就高血壓患者早期左房功能改變的影像評(píng)估技術(shù)研究進(jìn)展進(jìn)行綜述,以期待對(duì)高血壓患者早期左房功能改變及左房應(yīng)變?cè)u(píng)估技術(shù)有更深入的了解,并指導(dǎo)相應(yīng)技術(shù)臨床應(yīng)用。

1 高血壓患者早期左房功能現(xiàn)狀分析

1.1 高血壓未合并其他心臟疾病在高血壓患者早期左房功能改變的研究中,徐明媛等多位研究者[6,7]通過不同的研究方式發(fā)現(xiàn),可通過早期左房功能改變?cè)u(píng)估技術(shù)評(píng)價(jià)原發(fā)性高血壓患者左房心肌收縮功能的變化;通過與正常人左房功能對(duì)比,發(fā)現(xiàn)原發(fā)性高血壓患者左房功能明顯減退。在左室構(gòu)型正常的高血壓病患者中,陳曉沛等[8]研究發(fā)現(xiàn)高血壓組左房最大容積、左房收縮前容積、左房最小容積及左房主動(dòng)射血分?jǐn)?shù)均較健康成人增加,左房整體應(yīng)變均較降低。

在高血壓患者左房的三大功能中,研究[9]發(fā)現(xiàn),左房存儲(chǔ)功能、通道功能已受損,其中左房通道功能最先受累。隨舒張功能減退,其存儲(chǔ)及通道功能會(huì)進(jìn)一步降低。在左室構(gòu)型或功能異常高血壓患者中,對(duì)于高血壓合并左室舒張功能障礙患者,左房泵功能相對(duì)保留,儲(chǔ)器及管道功能減低、機(jī)械離散度增大,左房?jī)?chǔ)器及管道應(yīng)變率對(duì)高血壓患者發(fā)生左室舒張功能障礙具有一定的預(yù)測(cè)價(jià)值[10]。對(duì)于左室肥厚的原發(fā)性高血壓患者[11],左房?jī)?nèi)徑增大早于左室收縮功能受損,隨著左房容積升高,儲(chǔ)存功能、管道功能受損及左室肥厚程度加重,左房泵血功能進(jìn)一步減低,左房功能評(píng)估技術(shù)能發(fā)現(xiàn)原發(fā)性高血壓患者左房功能上細(xì)微的改變,應(yīng)變參數(shù)評(píng)價(jià)左房功能更敏感。在高血壓患者早期左房功能其他研究指標(biāo)中,昌禹豪[12]發(fā)現(xiàn)房間隔厚度、房間隔增厚率、左房僵硬度可作為左房功能早期改變的補(bǔ)充預(yù)測(cè)指標(biāo)。李照喜等[13]通過左房容積指數(shù)將患者分為左房重構(gòu)與非重構(gòu)組,發(fā)現(xiàn)左房應(yīng)變技術(shù)有希望測(cè)量出評(píng)價(jià)高血壓致左房重構(gòu)的指標(biāo)。

由上述研究可見,高血壓患者在左房大小未見明顯改變時(shí),早期左房功能出現(xiàn)明顯減退;早期、準(zhǔn)確地評(píng)價(jià)高血壓患者的左房功能改變的主要通過左房應(yīng)變?cè)u(píng)估技術(shù),該技術(shù)可以于左室結(jié)構(gòu)發(fā)生明顯變化前敏感地發(fā)現(xiàn)左房功能變化,為臨床早期干預(yù)提供參考依據(jù)。

1.2 高血壓合并心房顫動(dòng)(房顫)賈曉宇等[14]發(fā)現(xiàn)在陣發(fā)性房顫患者中,合并高血壓組的左房功能受損較未合并組更嚴(yán)重。屈文濤等[15]研究發(fā)現(xiàn)高血壓患者合并陣發(fā)性房顫的左房心肌縱向形變功能減低。結(jié)合其他研究發(fā)現(xiàn),左房應(yīng)變?cè)u(píng)估技術(shù),能用于評(píng)估高血壓合并初發(fā)、陣發(fā)性房顫患者中,心臟結(jié)構(gòu)和功能改變[14～17],為臨床診斷和治療提供依據(jù)。其中,所測(cè)的左房應(yīng)變參數(shù)能夠作為高血壓患者并發(fā)房顫的有效預(yù)測(cè)指標(biāo)。

1.3 高血壓合并慢性心力衰竭目前,在高血壓合并慢性心力衰竭患者研究中較少,在已有的研究[18]中發(fā)現(xiàn),左房應(yīng)變技術(shù)能定量、很好地評(píng)價(jià)早期左房功能的變化,同時(shí)發(fā)現(xiàn)該人群左房功能較正常人減低,且左房功能與左室結(jié)構(gòu)和功能具有良好相關(guān)性。

2 左房功能改變的影像評(píng)估技術(shù)

2.1 心臟彩超

2.1.1常規(guī)超聲心動(dòng)圖 常規(guī)超聲心動(dòng)圖是目前應(yīng)用最為廣泛的一種無創(chuàng)心臟功能評(píng)估技術(shù),包括M型超聲、二維超聲、彩色多普勒超聲等,主要通過測(cè)量二尖瓣血流速度、肺靜脈血流頻譜、左房射血力、左房容積及左房容積指數(shù)等指標(biāo)反應(yīng)左心房的功能。其優(yōu)點(diǎn)在于采集快速、廣泛使用、技術(shù)成熟,也因此該技術(shù)成為目前在臨床上評(píng)價(jià)高血壓患者左房功能常用的方法,但所測(cè)量的檢測(cè)指標(biāo)往往在心臟相關(guān)疾病早期未顯示異常,因而無法發(fā)現(xiàn)高血壓患者早期心臟改變情況。

2.1.2組織多普勒成像(Tissue Doppler Imaging,TDI) TDI是在多普勒基礎(chǔ)上發(fā)展而來的。研究[19]發(fā)現(xiàn),TDI通過測(cè)量心房收縮峰值速度、峰值時(shí)間等指標(biāo)能盡早發(fā)現(xiàn)左房功能與年齡相關(guān)的變化,TDI目前在高血壓患者中臨床應(yīng)用及研究不多。通過現(xiàn)有研究發(fā)現(xiàn),使用TDI在量化高血壓患者左房應(yīng)變程度的基礎(chǔ)上有助于預(yù)測(cè)陣發(fā)性房顫的發(fā)生[20]。該技術(shù)優(yōu)點(diǎn)在于能客觀的評(píng)價(jià)左心功能,分辨率高,無需最佳圖像,但對(duì)超聲角度非常依賴。

2.1.3應(yīng)變率顯像 應(yīng)變率顯像是一項(xiàng)在組織速度成像技術(shù)上發(fā)展而來的技術(shù)。有研究應(yīng)用應(yīng)變率呈像技術(shù)證實(shí)能從左房射血力這一新角度對(duì)左房功能進(jìn)行定量分析,還能通過測(cè)量分別反映左房存儲(chǔ)功能、管道功能和輔泵功能的心室收縮期左房峰值應(yīng)變率、心室舒張?jiān)缙谧蠓糠逯祽?yīng)變率和心房收縮期左房峰值應(yīng)變率三個(gè)指標(biāo),來評(píng)估患者的左心房功能并確定正常人參數(shù)正常值[21]。目前該技術(shù)已被不少學(xué)者應(yīng)用于研究原發(fā)性高血壓患者左房功能改變情況。該技術(shù)優(yōu)點(diǎn)在于無創(chuàng)、較早、定量評(píng)價(jià)心房功能,但缺點(diǎn)在于受多普勒角度及圖像質(zhì)量的影響。

2.1.4斑點(diǎn)追蹤成像技術(shù)(Speckle Tracking Imaging,STI) STI是通過對(duì)心肌組織的聲學(xué)斑點(diǎn)進(jìn)行追蹤,無創(chuàng)地測(cè)量心房組織在心動(dòng)周期中的變化。與組織多普勒相比,其不會(huì)受到鄰近組織牽拉。近年來,STI技術(shù)發(fā)展較快,目前已有二維斑點(diǎn)、三維斑點(diǎn)及四維斑點(diǎn)追蹤成像。該技術(shù)不僅用于心血管疾病左房功能的評(píng)估,還用于風(fēng)濕免疫性疾病[22,23]左房功能的評(píng)估。

二維斑點(diǎn)追蹤成像(2-Dimensional Speckle Tracking Imaging,2D-STI)通過逐幀跟蹤二維圖像上的聲學(xué)斑點(diǎn)獲得心肌的應(yīng)變、應(yīng)變率等指標(biāo),以定量評(píng)價(jià)心臟的局部與整體功能。目前通常以P波為起始點(diǎn),R波作為參考點(diǎn),在存儲(chǔ)期表現(xiàn)為左房最大縱向峰值應(yīng)變,通道階段,形成第二正峰,在輔泵階段形成左房收縮負(fù)峰[24]。研究通過2D-STI分別測(cè)量左房存儲(chǔ)、管道及輔泵功能的指標(biāo),即收縮期左房應(yīng)變率、舒張?jiān)缙谧蠓繎?yīng)變率及舒張晚期左房應(yīng)變率,發(fā)現(xiàn)左房應(yīng)變可作為評(píng)估早期左室舒張功能障礙的敏感指標(biāo)[25]。該技術(shù)目前在高血壓患者中的研究相對(duì)其他左房應(yīng)變技術(shù)較熱門,其優(yōu)點(diǎn)在于不受夾角及心臟前后負(fù)荷的影響,能早期、精確評(píng)估左房的三大功能,但也存在對(duì)采集者能力及圖像質(zhì)量要求高的特點(diǎn),另外該技術(shù)在二維水平展開的評(píng)估,對(duì)三維運(yùn)動(dòng)的心臟進(jìn)行測(cè)量也勢(shì)必會(huì)產(chǎn)生誤差。

三維斑點(diǎn)追蹤成像(3-Dimensional Speckle Tracking Imaging,3D-STI)是一項(xiàng)新技術(shù),它基于實(shí)時(shí)三維超聲心動(dòng)圖及二維斑點(diǎn)追蹤成像技術(shù),主要是通過追蹤左房心肌的三維運(yùn)動(dòng)軌跡后逐幀比較,以定量測(cè)量心肌運(yùn)動(dòng)。在使用3D-STI研究中,主要測(cè)量以下參數(shù)[26]:左房容積相關(guān)參數(shù)包括左房最大容積、左房最小容積及左房收縮前容積;應(yīng)變相關(guān)參數(shù)包括縱向應(yīng)變、圓周應(yīng)變、徑向應(yīng)變、面積應(yīng)變及應(yīng)變率,上述指標(biāo)不僅能計(jì)算出左房射血分?jǐn)?shù)總射血分?jǐn)?shù)、左房被動(dòng)射血分?jǐn)?shù)等,還能定量評(píng)估左房的三大功能。目前,該技術(shù)也被用于研究高血壓患者早期左房功能的改變。其優(yōu)點(diǎn)在于,克服了2D-STI在空間上的局限性,為左房心肌提供了三維立體動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù),更能準(zhǔn)確地評(píng)估左房的結(jié)構(gòu)和功能。但左心房結(jié)構(gòu)的不規(guī)則,使得3D-STI在追蹤運(yùn)動(dòng)軌跡的過程中出現(xiàn)困難,對(duì)操作者要求也很高。

四維斑點(diǎn)追蹤成像(4-Dimensional Speckle Tracking Imaging,4D-STI)是一種新的、靈敏的定量評(píng)價(jià)心肌變形的技術(shù),它基于實(shí)時(shí)三維超聲心動(dòng)圖及斑點(diǎn)追蹤技術(shù)[27]。譚龍等[28]通過采集68例健康成年人的二維及四維超聲圖像對(duì)比,發(fā)現(xiàn)四維超聲應(yīng)變值受心率、年齡等臨床基礎(chǔ)因素的影響較小,在穩(wěn)定評(píng)估左心房功能中具有較高的價(jià)值。目前4D-STI應(yīng)用于研究左室偏多,也有少數(shù)研究者關(guān)注其在左心房功能的應(yīng)用,但在高血壓患者早期左房功能改變方面的研究較少。該技術(shù)優(yōu)點(diǎn)在于可自動(dòng)逐幀追蹤心動(dòng)周期內(nèi)左房的心肌斑點(diǎn),能較早地、全面地評(píng)估左房功能,還能發(fā)現(xiàn)原發(fā)性高血壓患者左房功能細(xì)微的變化[29],但也存在對(duì)圖像質(zhì)量高的局限性。

2.2 心臟核磁共振(Cardiovascular Magnetic Resonance,CMR)CMR廣泛用于各種心臟病的檢查中,但目前在左心房功能研究方面多應(yīng)用于科研。CMR特征追蹤技術(shù)是一項(xiàng)具有高分辨率、大視野的新技術(shù),近年來,逐步在各種心臟疾病的臨床研究和實(shí)踐中應(yīng)用。侯潔[30]等通過回顧性分析26例風(fēng)濕性二尖瓣狹窄合并房顫患者與同期10例正常人的左心房心肌應(yīng)變,發(fā)現(xiàn)心臟核磁共振特征追蹤技術(shù)可在無需對(duì)比劑的情況下評(píng)估左房應(yīng)變參數(shù),判斷左房功能,可作為臨床診療的一項(xiàng)重要影像學(xué)指標(biāo)。程賽楠等[31]通過一項(xiàng)回顧性研究也發(fā)現(xiàn)CMR在終末期肥厚型心肌病的診斷和預(yù)后評(píng)估中有重要價(jià)值。目前,CMR在高血壓患者中的研究不多?，F(xiàn)有研究[32]通過應(yīng)用CMR發(fā)現(xiàn)高血壓性心臟病患者左室纖維化與左心房功能惡化存在一定的因果關(guān)系。該技術(shù)優(yōu)點(diǎn)在于,不受聲窗限制,可以采集整個(gè)心動(dòng)周期的圖像,同時(shí)還能將心肌的質(zhì)量進(jìn)行計(jì)算,但其存在采集時(shí)間長、檢查費(fèi)用高的特點(diǎn),因此目前在高血壓早期左房改變?cè)u(píng)估上應(yīng)用較少。

心臟形變分析[33]是一項(xiàng)基于CMR但算法不同的一種追蹤心肌運(yùn)動(dòng)的新技術(shù),但該技術(shù)目前研究主要集中在左室心肌應(yīng)變研究,在高血壓早期左房功能改變中研究甚少。其優(yōu)點(diǎn)在于可對(duì)心臟運(yùn)動(dòng)進(jìn)行可視化分析,同時(shí)檢測(cè)方式便捷[34],但有檢查費(fèi)用昂貴的特點(diǎn),且對(duì)幽閉恐懼癥及有金屬裝置患者是禁忌。

2.3 心臟CT成像心臟CT成像已是評(píng)估心臟形態(tài)和功能的可靠工具,目前多用于冠狀動(dòng)脈粥樣硬化型心臟病的評(píng)估,較少用于左房應(yīng)變的評(píng)估,Szilveszter等[35]首次將其用于左房應(yīng)變的評(píng)估,得到心臟CT提供精確應(yīng)變數(shù)據(jù)測(cè)量、重現(xiàn)性高、可補(bǔ)充解剖學(xué)信息和功能數(shù)據(jù)的結(jié)論,在此研究基礎(chǔ)上,Hosokawa[36]等也發(fā)現(xiàn)心臟CT能對(duì)肥厚型心肌病患者左房應(yīng)變定量評(píng)估。該技術(shù)優(yōu)點(diǎn)[34]在于能將心臟結(jié)構(gòu)清晰顯示,其空間分辨力高,客觀性強(qiáng),軟件可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化操作,因此它可用于幾何形狀相對(duì)不規(guī)則的心肌組織,如左心房,也可以精確測(cè)量心肌質(zhì)量、心室體積和射血分?jǐn)?shù),但其也存在具有輻射的局限性,當(dāng)下鮮有研究用于評(píng)估高血壓早期左房功能改變。

總的來說,目前所有早期左房功能改變的影像評(píng)估技術(shù)中,心導(dǎo)管檢查是金標(biāo)準(zhǔn),但因?yàn)槭怯袆?chuàng)操作,幾乎未在臨床中應(yīng)用;心臟超聲雖然在測(cè)量心肌應(yīng)變中有較弱的聲窗以及易受平面運(yùn)動(dòng)偽影干擾等不足,但是其比CMR、心臟CT更經(jīng)濟(jì)和省時(shí),同時(shí)圖像處理相對(duì)容易,因此臨床及研究上心臟彩超使用更多。

3 結(jié)論及展望

高血壓常見并發(fā)癥中包括心臟改變,但目前臨床常用檢測(cè)指標(biāo)均為晚期心臟改變指標(biāo),高血壓患者早期左房功能改變主要通過左房應(yīng)變?cè)u(píng)估技術(shù)檢測(cè)。因而,該技術(shù)在早期發(fā)現(xiàn)心臟改變中發(fā)揮重要作用,為高血壓心臟早期改變、亞臨床改變提供依據(jù)。目前在臨床研究或影像學(xué)研究方面,左房應(yīng)變?cè)u(píng)估技術(shù)在高血壓患者中有一定程度的應(yīng)用,不同檢測(cè)技術(shù)都具有一定的優(yōu)缺點(diǎn),技術(shù)選擇需視情況而定。左房應(yīng)變測(cè)量雖然在大多數(shù)情況下可行,但影響左房結(jié)構(gòu)和功能的因素較多,準(zhǔn)確獲得左房的形狀困難,故在操作時(shí)需要較高的圖像質(zhì)量和操作人員的技能。未來希望能在技術(shù)進(jìn)行革新,使測(cè)得早期左房功能改變的數(shù)值更加準(zhǔn)確,同時(shí)能將左房應(yīng)變技術(shù)擴(kuò)大研究并推廣至臨床常規(guī)應(yīng)用,便能夠早期檢測(cè)出靶器官損害,甚至通過早期左房功能的改變反推疾病情況。