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)評價

成官迅，陳維翠，閻 靜

左室重構(gòu)；高血壓；糖尿??；影像學(xué)

由于心肌的損傷或者心臟負荷(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)練的運動員，其心臟會發(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，對心室重構(gòu)的理解主要是基于對冠心病急性心肌梗死后LVR的大量動物實驗和臨床研究，事實上，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)病機制，以控制甚至逆轉(zhuǎn)心室重構(gòu)，對改善患者預(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。2006年，中國心血管病報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，而且是獨立于血壓之外的心血管事件的重要獨立危險因素，高血壓合并LVR時，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，流行病學(xué)資料顯示，中國糖尿病(diabetes mellitus，DM)患者已高達9240萬，而DM前期患者更是高達1.48 億[5]。長期高血糖狀態(tài)可導(dǎo)致動脈硬化和微血管病變，從而發(fā)生嚴重的心、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)界認識并得到廣泛認可。之后的臨床、流行病學(xué)及實驗研究表明，DCP是DM狀態(tài)下一組獨立的心肌病變，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)評價比較

隨著影像學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，超聲心動圖、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別心臟形態(tài)學(xué)改變，客觀、定量評價心功能狀態(tài)，因而已成為評估LVR的主要手段。

2.1 超聲心動圖 能夠針對心臟解剖形態(tài)的改變、功能參數(shù)的測定、局部心肌活力的判斷、微血管結(jié)構(gòu)的完整性等對心室重構(gòu)進行診斷。因檢查簡便、快捷、價格低廉，臨床應(yīng)用最廣泛，但受操作者及聲窗的影響較大。另外，超聲心動圖對左心室容積的計算依據(jù)幾何模型采用二維單平面算法，可將左心室假想成一個規(guī)則的橢圓形，而重構(gòu)的左心室腔常擴大、變形，形狀明顯偏離了假設(shè)模型，心功能指標(biāo)的測量會出現(xiàn)明顯誤差。實時超聲心動圖雖然不依賴幾何假設(shè)的模型來測定心室容積和功能，但同樣過于依賴操作者的手法和經(jīng)驗，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、室壁運動狀況、局部及整體功能參數(shù)測定，并可對心臟形態(tài)學(xué)改變進行分析。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)的評估、局部室壁運動的分析、心室內(nèi)壓力的測定等方法，最早應(yīng)用于心室重構(gòu)的檢測，但其為有創(chuàng)檢查，且價格昂貴，不易重復(fù)檢查。

2.3 多層螺旋CT 對評價合并冠脈病變的LVR患者較有優(yōu)勢，成像速度快、檢查時間短，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)、射血分數(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)，可為評估心功能提供有價值的信息，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、室壁運動、心肌灌注、冠狀動脈和大血管等極為有價值的信息。心臟MRI能進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)、射血分數(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動)和血流動力學(xué)指標(biāo)(高峰射血率、高峰射血時間、高峰充盈率和高峰充盈時間)，其中血流動力學(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，并受左心室負荷狀態(tài)和順應(yīng)性的影響，是評價舒張功能較為靈敏、可靠的指標(biāo)。在血流測定方面，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，能得到在一個心動周期內(nèi)近20個相位的血流圖。在心肌灌注方面，對缺血性心臟病的整體和局部功能的評價不能單純依靠局部室壁增厚率、室壁應(yīng)力、射血分數(shù)等指標(biāo)，因為代償因素可掩蓋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)確的評價指標(biāo)，快速梯度回波和EPI序列能檢測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)機制的影像學(xué)研究現(xiàn)狀與展望

近年來，對于LVR機制的探討，國內(nèi)學(xué)者仍將大部分精力集中于對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評價犬心肌梗死模型LVR的情況，發(fā)現(xiàn)冠狀動脈被結(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)段收縮期運動明顯減弱或運動消失，心室腔均見擴大。王欣等[8]應(yīng)用超聲斑點追蹤成像技術(shù)評價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]就對未經(jīng)治療的高血壓患者，結(jié)合超聲測算的結(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EH患者長達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%。

筆者對一組行冠狀動脈CTA檢查的233例EH患者進行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，其中以射血分數(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，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。通過對高血壓分級與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，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展受多種因素的影響[11-13]。相對室壁厚度(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)對糖尿病患者左心功能進行分析的研究，且是局限于對糖尿病早期、無明顯心血管癥狀的2型糖尿病(type 2 diabetes mellitus，T2DM)所做的研究。對于區(qū)分病理性與生理性LVR，Decastro等[15]利用實時三維超聲心動圖技術(shù)對152名健康志愿者(對照組)，19例頂級運動員，23例擴張型心肌病患者及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)、左室射血分數(shù)(LVEF)、心肌質(zhì)量(MM)及左室重構(gòu)指數(shù)(left ventricular remodeling index, LVRI)進行測量，發(fā)現(xiàn)頂級運動員的LVRI與對照組比較無統(tǒng)計學(xué)差異，而擴張型心肌病患者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)簡單而有用的預(yù)測因子。

筆者對99例行冠狀動脈CTA檢查的2型糖尿病患者進行LVR情況的研究(其中42例T2DM患者伴有EH)，參照美國超聲心動協(xié)會推薦的測量標(biāo)準(zhǔn)[16]，于平行于左室收縮末期、左房達到最大容積時在左室流出道平面、通過主動脈瓣的中央水平測量左房前后徑(LADsys)。統(tǒng)計學(xué)分析發(fā)現(xiàn)，單純T2DM患者LADsys較健康對照組明顯增大。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)計學(xué)意義(P=0.000)，說明T2DM患者在合并有高血壓狀態(tài)下對左室舒張功能的影響更為嚴重，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因素這一觀點一致。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，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)下對左室結(jié)構(gòu)的影響更為嚴重，可導(dǎo)致左心室肥厚、心肌質(zhì)量增加及心室腔擴張，與Palmieri等[19]及Bella等[20]研究結(jié)果一致。高齡患者對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，與動物實驗的結(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[22]。另外，年齡也是T2DM患者左室舒張功能損害的獨立影響因子之一。

通過對正常生理狀態(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)生機制，為臨床預(yù)測心臟病變的進展程度并制定治療方案、療效判定和預(yù)后估測提供科學(xué)依據(jù)。

[1] 王 文.我國高血壓防治現(xiàn)狀和策略[J]. 嶺南心血管病雜志，2010, 16(1): 5-7.

[2] 種冠峰, 相有章.中國高血壓病流行病學(xué)及影響因素研究進展[J]. 中國公共衛(wèi)生，2010, 26(3): 301-302.

[3] Levy D, Garrison R J, Savage D D,etal. Prognostic implications of echocardiographically determined left ventricular mass in the Framingham Heart Study[J]. N Engl J Med，1990, 322(22): 1561-1566.

[4] Koren M J, Devereux R B, Casale P N,etal. Relation of left ventricular mass and geometry to morbidity and mortality in uncomplicated essential hypertension[J]. Ann Intern Med，1991, 114(5): 345-352.

[5] Yang W, Lu J, Weng J,etal. Prevalence of diabetes among men and women in China[J]．N Engl J Med，2010，362(12) : 1090-1101．

[6] Rubber S, Dlugash J, Yuceoglu Y Z,etal. New type of cardiomyopathy associated with diabetic glomerulosclerosis[J]. Am J Cardiol,1972, 30(6)：595-602

[7] 李寶山，陳英敏， 張人姝，等. 電影磁共振成像評價急性心肌梗死后左室重構(gòu)的實驗研究[J].中國醫(yī)學(xué)影像技術(shù)，1999,15(3):187-189.

[8] 王 欣，朱天剛，權(quán) 欣，等.斑點追蹤成像評價急性心肌梗死后左室形變與重構(gòu)的關(guān)系[J]. 中國醫(yī)學(xué)影像技術(shù)，2007，23(10):1511-1515.

[9] Ganau A, Devereux R B, Roman M J，etal. Patterns of left ventricular hypertrophy and geometric remodeling in essential hypertension[J]. J Am Coll Cardiol，1992, 19(7): 1550-1558.

[10] Koren M J, Devereux R B, Casale P N,etal. Relation of left ventricular mass and geometry to morbidity and mortality in uncomplicated essential hypertension[J]. Ann Intern Med，1991, 114(5): 345-352.

[11] Chahal N S, Lim T K, Jain P,etal. New insights into the relationship of left ventricular geometry and left ventricular mass with cardiac function a population study of hypertensive subjects[J]. Eur Heart J，2010, 31(5): 588-594.

[12] Muiesan M L, Salvetti M, Monteduro C,etal. Changes in midwall systolic performance and cardiac hypertrophy reduction in hypertensive patients[J]. J Hypertens，2000, 18(11): 1651-1656.

[13] Karaye K M. Relationship between Tei Index and left ventricular geometric patterns in a hypertensive population: a cross-sectional study[J]. Cardiovasc Ultrasound，2011, 9(21): 1-5.

[14] 趙 杰,李 東,于鐵鏈. 應(yīng)用心臟電影磁共振成像評估無明顯心血管癥狀的2型糖尿病患者左心室功能[J].中華糖尿病雜志，2010,2(4)：258-262.

[15] Decastro S, Caselli S, Maron M,etal. Left ventricular remodeling index (LVRI)in various pathophysiological conditions real-time three-dimensional echocardiographic study[J].Heart，2007，93(2):205-209.

[16] Sahn D J, DeMaria A, Kisslo J,etal. Recommendations regarding quantitation in M-mode echocardiography: results of a survey of echocardiographic measurements[J]. Circulation，1978, 58(6): 1072-1083.

[17] 唐 紅，孫秉海，于衍莉，等.糖尿病左心房內(nèi)徑容積的超聲觀測研究[J]. 醫(yī)學(xué)影像學(xué)雜志，2012,22(4):567-570.

[18] Fuchenbusch M,Standl E,Otter W,etal. Diabetes mellitus and heart failure[J].MMW FortschrMed,2007,149(37):41-44.

[19] Palmieri V, Bella J N, Arnett D K,etal. Effect of type 2 diabetes mellitus on left ventricular geometry and systolic function in hypertensive subjects: Hypertension Genetic Epidemiology Network (Hyper GEN) study[J].Circulation，2001，103(1):102-107.

[20] Bella J N, Devereux R B, Roman M J,etal.Separate and joint effects of systemic hypertension and diabetes mellitus on left ventricular structure and function in American Indians[J]. Am J Cardiol，2001，87(11)：1260-1265.

[21] 廖明松, 李樹森, 王先銀，等. 2 型糖尿病兔模型心臟結(jié)構(gòu)和功能改變超聲研究[J]. 四川醫(yī)學(xué),2004，7(25)：737-738.

[22] Kaplan R C,Tirschwell D L, Longstreth W T,etal. Blood pressure level and outcomes in adults aged 65 and older with prior ischemic stroke [J]. J Am Geriatr Soc，2006，54(9):1309-1316.

(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