不同室间隔形态肺高血压患者的心室功能特点：CMR初步研究

王丹 张璋 杨帆 张乐 杨振文 任雯 于铁链 李东

左心室（left ventricle, LV）和右心室（right ventricle,RV）共享室间隔（interventricular septum, IVS），在心动周期中，IVS位置形态是由LV和RV的压力差，即跨IVS压力梯度决定[1]。肺高血压（pulmonary hypertension, PH）是肺动脉压力持续高于正常的病理状态，PH压力超负荷可导致RV心肌壁肥厚和心腔扩大，甚至 IVS发生形变[2,3]。心脏磁共振（cardiac magnetic resonance, CMR）成像在评估心脏形态结构功能、量化心室容积、质量等方面具有独特优势[4]。本研究拟通过CMR成像来探讨IVS不同形态下 PH患者RV和LV功能的特点。

1 材料和方法

1.1 研究对象 选取2014年10月-2017年2月在天津医科大学总医院经右心导管检查（right heart catheterization, RHC）确诊并接受CMR检查的PH患者36例。均排除了冠心病、心脏瓣膜病、慢性阻塞性肺疾病等其他心肺疾病，且无严重肾功能不全及MR检查禁忌症，能配合完成检查。另纳入健康志愿者22例作为正常对照组，其心率、血压均在正常范围，无心肺疾病、代谢综合征等病史并接受CMR检查。本研究经天津医科大学总医院伦理委员会批准，所有受检者对此项研究知情同意。

1.2 CMR检查设备与扫描方法 采用GE 3.0T Twin-speed Infinity with Excite II超导型MR扫描仪（GE Healthcare,Milwaukee, WI, USA），8通道相控阵线圈，心电门控和呼吸门控进行呼气末屏气采集CMR图像。采用二维快速稳态进动采集序列（fast imaging employing steady-state acquisition, FIESTA）获得心脏短轴位和四腔心位图像。成像参数：TR/TE minfull/minfull，带宽125 kHz，翻转角45°，矩阵224×224，NEX 1，扫描层厚8 mm，层间距0 mm，FOV 35 cm×35 cm，每层扫描的心动周期时相数为20。扫描范围自心尖至心底覆盖整个RV和LV，共采集9层-13层。根据受试者心率不同，每层图像采集期间患者需屏气约8 s-14 s。

1.3 CMR图像分析与心功能参数计算 将CMR图像传输至AW4.3工作站（Advantage Windows version 4.3; GE Healthcare, Milwaukee, Wis）并通过Report Card 4.6软件进行图像观察和数据测量。心室形态和功能学参数测量方法如下：选择短轴位FIESTA序列图像，手动描记自心尖至心底各层面RV和LV的心外膜及心内膜轮廓，分别将心室容积达最大、最小的时相分别定义为舒张末期和收缩末期。心室容积包括其流出道容积，乳头肌和肌小梁计入心室腔内部分，其质量不计入心室质量。RV心肌质量为其游离壁心肌的质量，室间隔心肌的质量计入LV心肌质量。手动描记心室心外膜及心内膜轮廓后，软件可自动计算心室形态和功能学参数，并经体表面积（body surface area,BSA）校正后用于统计学分析，包括RV和LV的舒张末期容积指数（end-diastolic volume index, EDVI）、收缩末期容积指数（end-systolic volume index, ESVI）、每搏输出量指数（stroke volume index, SVI）、心指数（cardiac index, CI）、射血分数（ejection fraction, EF）、心肌质量指数（myocardial mass index, MMI）。体表面积（body surface area, BSA）估算公式为：BSA（m2）=0.006,1×身高（cm）+0.012,8×体重（kg）-0.152,9。

1.4 统计学方法 采用SPSS 22.0统计软件进行统计数据分析。计量资料以均数±标准差（Mean±SD）来表示。采用单因素方差分析（ANOVA检验）比较三组间心功能参数的差别，事后多重比较用LSD检验。在RHC结果分析中，PH患者IVS无形变组和IVS有形变组的RHC参数，采用独立样本t检验。P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 一般资料 36例PH患者，按照IVS有无形变分为两组：IVS无形变组（10例）（图1B，图1E）和IVS有形变组（26例）（图1C，图1F）。PH患者和健康志愿者（图1A，图1D）的一般资料见表1。

2.2 RHC结果 36例PH患者的RHC结果见表2，IVS有形变组的平均肺动脉压（mean pulmonary arterial pressure,mPAP）、肺动脉收缩压（systolic pulmonary artery pressure,sPAP）、肺动脉舒张压（diatolic pulmonary artery pressure,dPAP）和肺血管阻力（pulmonary vascular resistance, PVR）均大于IVS无形变组。

2.3 心室功能参数的比较 IVS无形变组、IVS有形变组与对照组相比较，三组间心室功能参数比较见表3。ANOVA分析三组整体结果显示，RVEDVI、RVESVI、RVSVI、RVCI、RVEF、RVMMI、LVEDVI、LVESVI、LVSVI、LVCI均存在统计学差异；而LVEF、LVMMI均无统计学差异。事后三组组间比较：（1）RV功能参数比较：IVS无形变组与对照组相比，RVEF显著减低，RVSVI减低。IVS有形变组与IVS无形变组相比，RVEDVI、RVESVI、RVCI、RVMMI均显著升高；而RVEF显著减低。IVS有形变组与对照组相比，RVEDVI、RVESVI、RVCI、RVMMI均显著升高；RVEF显著减低。（2）LV功能参数比较：IVS无形变组与对照组相比，LVEDVI、LVSVI减低。IVS有形变组与无形变组相比，LVEDVI、LVSVI显著减低，LVCI减低。IVS有形变组与对照组相比，LVEDVI、LVESVI、LVSVI、LVCI均显著减低。

3 讨论

本研究中，IVS有形变组的肺动脉压力（mPAP、sPAP、dPAP）及肺循环阻力（PVR）增高程度均明显高于IVS无形变组。正常人的LV压力远高于RV压力，形成左心向右心的正性跨IVS压力梯度，IVS突向RV侧，短轴位示RV呈新月形，LV呈类圆形。PH患者的肺动脉压力增高，RV后负荷随之加重，正性跨IVS压力梯度逐渐减低，达到一定程度即可导致IVS向LV侧出现偏移，LV变形呈“D”形；当 RV舒张压高于LV舒张压5 mmHg，则会出现IVS向左弓形突出（leftward ventricular septal bowing, LVSB），呈现出以右心为主导的状态[4-10]。由此可见，IVS形态的变化与两心室的压力变化密切相关，IVS的形态在一定程度上能够代表PH的严重程度。

3.1 PH患者IVS不同形态下RV功能特点 本研究结果表明，IVS尚未发生形变时，PH患者的RVEDV和RVESV亦无明显改变；然而，RVSV和RVEF已发生明显变化，且较正常组显著减低。RVSV和RVEF的减低反映了RV收缩功能受损，也提示了RV收缩功能受损出现在PH早期，可作为提示PH的早期指标。PH导致肺血管压力增高，肺循环阻力增加造成的RV后负荷增加，这是RVSV和RVEF降低的主要原因[7,11-12]。

图 1 CMR图像，上行为短轴位，下行为四腔心位。A、D为正常对照组:女性，26岁；B、E为IVS无形变组：女性，65岁，mPAP=44 mmHg，IVS未发生形变；C、F为IVS有形变组：女性，31岁，mPAP=54 mmHg，RV明显增大，IVS形变并向左偏。Fig 1 CMR imaging.Upper row is short axis image, and lower row is four-chamber image.Images A and D are in control group: female,26 years old.Images B and E are in non-deformation group: female,65 years old, mPAP=44 mmHg, IVS no deformation.Images C and F are in deformation group: female, 31 years old, mPAP=54 mmHg,RV enlarged significantly, IVS deformation.

表 1 一般资料Tab 1 Normal information

表 2 RHC结果Tab 2 The result of RHC

表 3 IVS无形变组、IVS有形变组与对照组三组各心室功能参数Tab 3 Ventricular function parameters of IVS non-deformation group, IVS deformation group and control group

当IVS发生形变后，RVEDV、RVESV、RVMM均增高。RVEDV和RVESV的增高代表RV心腔的扩大，即RV心腔扩大不仅是RV游离壁外膨的结果，IVS的形变也起到一定作用。RVMM的增高则代表RV心肌质量的增加，反映了随着肺动脉压力的增高和病程的延长，RV心肌代偿性增厚的程度增加。本研究中的有形变组和无形变组PH患者的RVSV无差别，说明RV心腔扩大和心肌增厚的代偿性改变使得RV尚能维持其先前已经受损的SV，而且有形变组的RVCO高于无形变组，这可能是由于PH患者RV心肌壁增厚或心腔扩大等一系列变化和代偿机制允许RVSV增加来维持其心输出量[13,14]。然而，IVS有形变组PH患者的RVEF低于无形变组，说明RV收缩功能受损程度进一步加重[4,15-17]。

3.2 PH患者IVS不同形态下LV功能特点 IVS无形变组的LVEDV和LVSV明显低于正常对照组，说明PH早期即对LV功能产生了影响。其可能的机制是，RV收缩功能受损使肺循环血量减少，进而LV回心血量减少而影响其充盈，出现LVEDV及LVSV降低[7,11,12]。

IVS发生形变后LVEDV和LVSV进一步明显降低，而且LVCO也出现了明显减低，但其LVEF无明显下降，提示LV收缩功能未明显受损。PH患者肺循环压力明显增高，而对于体循环压力无直接影响，即对LV的压力负荷无直接影响[14,18]。因此，LVEDV、LVSV和LVCO的降低主要由于LV容量负荷降低导致的。先前研究认为主要有两方面的机制：一方面是RV功能受损，造成的LV回心血量减少；另一方面是IVS的左移亦限制了LV在舒张早期的充盈[3,19]。而IVS有形变组较无形变组的RVSV并未明显降低，甚至有增高趋势，又因IVS有形变组的心率增加，RVCO随之升高。这些参数的变化说明虽然IVS有形变组的RVEF进一步降低，收缩功能进一步受损，但相应的代偿机制能够维持RV的输出量，即维持LV的回心血量。本研究发现IVS有形变组PH患者LVEDV较无形变组降低，说明IVS形变限制了LV的充盈，造成LVEDV、LVSV和LVCO降低的主要原因可能是IVS左移限制了LV的充盈。

本研究存在一些不足之处：（1）本研究样本量相对较少、不平衡。就诊时PH大多已进展为中至重度，而IVS形态未发生形变者样本量较少。（2）CMR检查时间较长，需要配合屏气，不适用于心功能极差的PH病人。

综上，RVEF在IVS无形变时即受损，而LVEF并未明显受损，说明IVS无形变时RV收缩功能受损可能对全心功能的改变起显著作用；而IVS发生形变则提示RV收缩功能进一步受损，LV充盈受限，LV功能发生明显异常。IVS形变是易于观察且表现直观的形态学特征，通过观察IVS形变可推测PH患者心室功能的变化，对于临床制定PH患者干预方案有一定的参考价值。