陳靜，鮑海華，周柱

慢性高原病(chronic mountain sickness，CMS)國際上習稱慢性高山病，又稱Monge's病[1]，通常是指長期生活在海拔2500 m以上高原的世居者或移居者，對高原低氧環(huán)境逐漸失去習服而引起的一類慢性高原特發(fā)性疾病[2]，主要表現(xiàn)為紅細胞增多(女性Hb≥190 g/L，男性Hb≥210 g/L)[2-3]。常見的臨床表現(xiàn)有紅細胞增生、肺血管收縮和重建及缺氧性肺動脈高壓。慢性高原病可累及多個系統(tǒng)，如心血管系統(tǒng)、造血系統(tǒng)、呼吸系統(tǒng)及運動系統(tǒng)等，嚴重威脅高原人群的健康。

青藏高原平均海拔4500 m，影響人類生命活動的主要自然環(huán)境因素是缺氧和寒冷。缺氧和寒冷引起機體的一系列功能、代謝和結(jié)構(gòu)的改變是CMS的病理生理學基礎(chǔ)。越來越多的國內(nèi)外專家和學者致力于CMS的研究，并取得顯著成果[4-5]，但對CMS患者主肺動脈(main pulmonary artery，MPA)擴張的相關(guān)問題進行全面研究的報道少見?，F(xiàn)就CMS患者MPA擴張的病理生理、臨床意義及影像診斷予以綜述。

1 CMS患者MPA擴張的病理生理

1.1 低氧性肺動脈高壓

高原地區(qū)單位體積氣體中的氧含量低于海平面，肺泡氧分壓下降，引起肺血管收縮，血流阻力增大，致低氧性肺動脈高壓。缺氧引起的肺血管收縮主要發(fā)生在肺動脈，尤其是中小動脈。長時間持續(xù)缺氧使肺動脈壓長期處于較高水平，進而導致肺血管發(fā)生重構(gòu)[5]。肺血管壁重構(gòu)則以血管壁增厚和管腔狹窄為特征，MPA可發(fā)生代償性擴張，并且這些改變可以通過無創(chuàng)性影像學方法診斷[6]。在缺氧性肺動脈高壓形成的早期階段，肺血管收縮是主要因素，其后，肺血管壁構(gòu)建也參與其中。此外，寒冷可增強缺氧而引起肺血管的收縮反應(yīng)和肺動脈高壓。有研究指出肺動脈高壓常常導致MPA增寬[7]。

1.2 肺血流阻力增加

青藏高原是低壓缺氧與寒冷并存的自然環(huán)境地區(qū)。一方面低氧刺激促紅細胞生成素合成和釋放增加，促進紅細胞增生，過度增生的紅細胞會導致血液黏滯度升高，血流阻力增加；另一方面，寒冷性利尿作用引起失水增多、血液濃縮使血液黏度增高。這些改變均可使血液循環(huán)阻力增高、心臟負荷增大，且在低氧與寒冷的復合因素的作用下，上述改變對心血管系統(tǒng)的影響可相互增強。此外，低氧可引起細胞膜離子轉(zhuǎn)運功能障礙，致紅細胞變形能力降低，亦增加肺血流阻力。而肺血管阻力與MPA直徑間有良好的相關(guān)性[7]，即在一定的范圍內(nèi)，肺血管阻力越大，MPA越易擴張。

2 CMS患者MPA擴張的臨床意義

2.1 評價肺動脈高壓

多項研究表明MPA擴張與右心導管檢查的血流動力學測量結(jié)果有良好的相關(guān)性，并且可以評估肺動脈高壓存在的可能性[8-11]。國外學者Lange等[7]研究結(jié)果顯示MPA直徑與肺動脈壓及肺血管阻力間有顯著的獨立相關(guān)性。國內(nèi)學者鄭亞國等[12]研究表明以MPA直徑30 mm為臨界值，診斷肺動脈高壓的敏感度90.8%，特異度66.7%。因此，MPA擴張在一定程度上可以評價肺動脈高壓。

2.2 對心臟的影響

右心室于收縮期將血液射入MPA進行肺循環(huán)，可見心臟與肺血管的關(guān)系密不可分。部分CMS患者存在MPA擴張，其潛在的發(fā)病機制為低氧性肺動脈高壓及血流阻力增加。對于這部分患者，其是否對右心結(jié)構(gòu)及功能有影響，影響程度如何，還需進一步研究。另外，擴張的肺動脈干可壓迫左側(cè)冠狀動脈主干，導致心肌缺血，其發(fā)生的風險與肺動脈壓升高及MPA擴張有關(guān)[13-15]。雖然繼發(fā)于肺動脈擴張而導致的左主冠狀動脈外源性壓迫是一類很罕見的綜合征，但對于左側(cè)冠狀動脈主干受壓迫的次要原因之一，肺動脈擴張所致的外源性壓迫是一個導致肺動脈高壓合并心絞痛和左心室功能障礙的越來越認可和潛在可逆的原因[15]。

3 CMS患者MPA擴張的影像診斷

3.1 MPA正常值

許多國內(nèi)外學者將影像學檢查應(yīng)用于正常人MPA測量的研究中。國內(nèi)學者劉延玲等[16]利用超聲心動圖評價了8302例正常人的心臟結(jié)構(gòu)與功能，并對這些志愿者進行了年齡及性別分組。研究結(jié)果顯示年齡＞30歲的正常男性志愿者的MPA值最大，為16.5～27.0 mm (以95%可信區(qū)間作為正常值范圍)。

此外，曾有國外學者對706例正常人進行心臟方面的研究(行CT平掃)。研究結(jié)果顯示MPA的平均值為25.1 mm，男性正常值上限為28.9 mm (以單側(cè)90%制定臨界值)，女性為26.9 mm[17]。而在此研究數(shù)據(jù)發(fā)布之前，國外許多學者用以制定MPA直徑正常參考值范圍的數(shù)據(jù)均來源于相對小型的研究[18-19]。國內(nèi)外學者研究數(shù)據(jù)差異的潛在來源可能包括種族、樣本量、體表面積、測量儀器、測量方法(肺分叉或右肺動脈干水平)及醫(yī)學參考值范圍可信區(qū)間選擇的差異[20]。

3.2 MPA測量的影像學價值

3.2.1 超聲

超聲憑借無創(chuàng)、經(jīng)濟、便捷等優(yōu)勢而在臨床保持著不可代替的位置。經(jīng)胸超聲心動圖簡便易行，臨床應(yīng)用廣泛，于大動脈短軸切面可測量MPA內(nèi)徑[16]。但MPA局部位于胸骨、肋骨后方，胸壁骨組織會對超聲波產(chǎn)生全反射，影響其傳導，從而降低了測量結(jié)果的準確性。此外，相對于CT、MRI來說，超聲影像的視野有限，圖像分辨率不高，檢查時還容易受到肥胖的外部因素干擾，亦會影響MPA直徑測量的準確性。

然而，超聲心動圖在評估肺動脈高壓方面有獨特的優(yōu)勢，可以作為CMS患者肺動脈高壓篩查的重要手段。它主要通過三尖瓣反流速度估算肺動脈收縮來評估肺動脈壓力水平[21]，當不存在瓣膜反流時，可以使用肺動脈頻譜指標作為補充[22]。

3.2.2 CT

多層螺旋CT在胸部檢查中占有重要位置。胸部具有良好天然對比，即使在未增強的情況下，縱隔窗亦可清晰顯示MPA及其主要分支。另外，胸部高分辨率CT一次掃描即可獲得大量薄層和可重復的標準化橫斷面圖像，利用這些圖像可有效測量被檢者的MPA直徑，甚至是過度肺氣腫患者或大體型者[20]。同時，胸部高分辨率CT可以觀察肺內(nèi)微細結(jié)構(gòu)及微小病灶，從而早期發(fā)現(xiàn)潛在的肺部疾病及鑒別由多種原因引起的繼發(fā)性MPA擴張。

然而，CT平掃難以辨別血管腔的界面從而降低了測量的準確性。多層螺旋CT肺動脈造影(multi-slice spiral CT pulmonary angiography，MSCTPA)彌補了這一缺陷。MSCTPA作為一種相對無創(chuàng)的檢查，可綜合應(yīng)用各種圖像后處理軟件，清晰、準確地顯示肺動脈的解剖結(jié)構(gòu)和病理生理改變，同時可以直接測得MPA直徑、右心室直徑和右心室壁厚度等參數(shù)，用于協(xié)助診斷MPA擴張和判斷心臟結(jié)構(gòu)的改變情況[23]。此外，CMS患者血液黏滯性高，血栓形成的概率比平原地區(qū)更大[24]。而MSCTPA已成為診斷肺動脈栓塞的首選手段，且可觀察病變的范圍和程度。MSCTPA亦存在缺點，一方面，由于對比劑可通過影響血管張力、心輸出量和(或)心率來瞬時影響MPA直徑，從而降低了測量結(jié)果的準確性[20]；另一方面在于需要碘對比劑注射和射線曝光，不利于被檢者的健康，且部分患者(如肝腎功能損害者、心肺功能不全的患者及有過敏傾向者)對造影檢查不耐受。

3.2.3 MRI

MRI是一種無創(chuàng)、無輻射的檢查方法，且具有較高的準確性及重復性。MRI脈沖序列可以根據(jù)情況被修改使血液呈現(xiàn)黑色(黑血渦輪旋轉(zhuǎn)超聲心動圖)或明亮(亮血梯度超聲心動圖技術(shù)如穩(wěn)態(tài)自由進動)，使得大血管腔與血管壁分界清晰，從而提高了MPA直徑測量的準確性。但是，由于肺動脈的形態(tài)受其位置及走行方向的制約，使常規(guī)橫軸位成像顯示的MPA管徑(MPA橫徑、MPA橫徑與升主動脈橫徑之比)并非其真實橫截面管徑，而且非心電門控掃描獲得的圖像時相不定，影響了MPA直徑測量的準確性[25]。然而，基于心血管磁共振(cardiovascular magnetic resonance，CMR)可以測量和計算MPA各徑線參數(shù)(諸如MPA橫徑、MPA橫徑與升主動脈橫徑之比、最大平均直徑、最小平均直徑、橫徑變化分數(shù)、縱徑變化分數(shù))以及MPA順應(yīng)性。這些數(shù)據(jù)可以更好地評價MPA擴張，進而評估肺動脈高壓。Burman等[26]通過對正常人MPA最大、最小平均直徑與年齡、BSA和性別的回歸模型分析，發(fā)現(xiàn)舒張期平均直徑(最小平均直徑)測量值與上述因素之間的相關(guān)性比收縮期更穩(wěn)定(R2值更高)，提示在多因素分析中MPA最小平均直徑可能對評估CMS患者低氧性MPA病理性擴張更具潛在優(yōu)勢。

CMS患者處于慢性缺氧，部分患者MPA擴張，很可能其肺血管反應(yīng)性已發(fā)生改變。但確切的機制很復雜，且不十分清楚[27]。有研究表明二維相位對比法磁共振成像(2D phase-contrast magnetic resonance imaging，2D PC MRI)能可靠地檢測出MPA內(nèi)由低氧導致的肺循環(huán)動力學變化，可以作為一個監(jiān)測MPA擴張患者肺血管反應(yīng)性的潛在的非侵入性工具[28]。PC MRI可以在MPA內(nèi)進行血流測定，諸如血流加速時間和容積、最大和最小面積、面積變化、平均和最大平均速度等。有研究指出低氧性肺動脈高壓患者的面積變化和MPA的順應(yīng)性減小[29-30]，而最小和最大面積增加[31]。Mousseaux等[32]利用2D PC MRI技術(shù)得出了MPA的血流加速容積與肺血管阻力成負相關(guān)的結(jié)論。

傳統(tǒng)的PC MRI技術(shù)包括2D PC MRI、3D PC MRI以及電影PC MRI (Cine PC MRI)。近年來，將電影序列、3D PC MRI以及三方向速度編碼相結(jié)合的新技術(shù)(即4D Flow MRI)引起了越來越多的關(guān)注[33]。4D Flow是一種無創(chuàng)而準確的對心臟及大血管血流情況進行定性和定量分析的綜合技術(shù)。一方面，4D Flow能動態(tài)三維顯示MPA的血流動力學特征；另一方面，它可以準確測量掃描范圍內(nèi)各個位置血流的方向、速度、剪切力等重要參數(shù)，有助于指導MPA擴張患者肺動脈高壓的診斷和治療[33-34]。4D Flow MRI已逐漸應(yīng)用于臨床研究，如用于評價心血管術(shù)后肺動脈重建、肺動脈瓣疾病的異常血流動力學及平均肺動脈壓等[33，35]。然而，4D Flow MRI應(yīng)用于CMS患者MPA擴張的報道還存在空白。

若僅測量MPA的直徑則選擇CT平掃，其簡單易行，且有較高的準確性。對于CMS患者來說，部分存在MPA擴張，推測其會影響心臟的結(jié)構(gòu)和功能。因此，選擇一項既對測量MPA直徑有較高準確性，又能很好地評價心臟結(jié)構(gòu)和功能的檢查尤為重要。CMR憑借高軟組織分辨率、高時間分辨率以及大視野、無死角的特點，已經(jīng)成為評估心功能的“金標準”[36]，其一次檢查可提供心臟形態(tài)和功能評價的重要信息。常規(guī)的CMR掃描技術(shù)(如心肌灌注、對比劑延遲增強顯像以及血流動力學檢測等)相對成熟，在心血管疾病的診斷和預后評估中起到了至關(guān)重要的作用。近十年來，諸多CMR新技術(shù)不斷應(yīng)用于臨床研究中，如T1 mapping、T2 mapping、4D Flow及多b值擴散加權(quán)成像等定量成像技術(shù)有著各自的優(yōu)勢，能夠更全面地評價心功能及早期發(fā)現(xiàn)心血管疾病，為臨床診治及預后提供諸多更有價值的信息[34-37]。然而這些新技術(shù)應(yīng)用于CMS患者的報道甚少，在以后的研究中有待進一步應(yīng)用及拓展。

低氧性肺動脈高壓及肺血管阻力增加是CMS患者MPA擴張的主要因素，亦是心臟病理生理改變的重要原因。然而CMS患者MPA擴張與心臟的結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系并不十分清楚。望更多的影像學新技術(shù)應(yīng)用于CMS的研究中，從而更加全面深入地認知CMS患者MPA擴張的病理生理改變及內(nèi)在的聯(lián)系，為臨床早期診斷、嚴重程度的評估及預后提供更多、更有價值的信息。

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