高血压是全球最常见的心血管疾病之一，在成年人中的发病率可高达45%^[1]。长期高血压可导致心脏后负荷增加、心肌肥厚及舒张功能障碍，是引起射血分数（ejection fraction，EF）保留型心衰的重要原因^[2,3]。左房与左室在解剖及功能学上关系密切，主要表现为：当左室处于收缩及等容舒张期时，左房会作为"存储池"接收肺静脉返回的血流，定义为"存储期"；左室舒张早期，二尖瓣开放，左房可作为"管道"将心房血液输送至心室，即"导管期"；左室舒张晚期时，左房可作为"收缩泵"将占左室搏出量20％的血液主动泵入左室，即"泵血期"。因此，左室形态及功能异常可直接导致左房功能改变，而评估左房功能改变对于理解左心系统生理学及血流动力学机制至关重要。

       既往研究表明左房增大与多种心血管疾病的不良预后密切相关^[4,5]。然而，无论是左房内径还是左房容积指数均属于晚期指标，反映的是左室舒张压力的长期累积，并不能够及时反映早期功能改变，而近年来兴起的心脏应变技术有望突破这一难题。借助应变技术不仅可以定量评估心房的容积指数，还可以分别获得心房储血期、导管期及泵血期的EF、应变及应变率，有望在左房形态改变之前即早期发现左房功能异常。既往超声斑点追踪技术已被初步应用于左房应变^[6,7]，然而由于超声空间及组织分辨力有限，而左房的解剖形态复杂、壁薄，其实际应用受到一定限制。心脏磁共振（cardiac magnetic resonance，CMR）成像可提供优越的空间分辨率及组织对比度，能够更好地显示和跟踪心房壁的边界，可重复性高。借助心脏磁共振特征追踪技术可以直接在常规扫描的电影序列上进行后处理分析，无需额外加扫序列，操作简便易行^[8,9,10]。因此，本研究拟采用心脏磁共振特征追踪技术来定量评估高血压患者的左房功能改变。

1　材料与方法

1.1　临床资料

       本研究为回顾性研究，连续性收集2012年1月至2013年12月在我院确诊为高血压的患者30例。高血压诊断标准：至少两次诊室收缩压≥140 mmHg和（或）舒张压≥90 mmHg。排除标准：①左房扩大，定义为左房最大容积指数超过参考中国人群中对应性别、年龄段CMR测量数据范围的第95百分位数^[11]；②左室EF <50%；③合并其他心血管疾病，包括冠心病、瓣膜病、肥厚型心肌病、房颤等。纳入30名年龄及性别匹配的正常人作为对照组。高血压组及对照组均接受CMR检查。临床资料包括心电图、超声心动图、治疗药物等均通过查阅门诊或住院病历获得。

1.2 　心脏磁共振检查

1.2.1　扫描设备及参数

       心脏磁共振检查均采用1.5 T磁共振设备（Avanto，德国西门子公司），最大梯度场45 mT/m，最大梯度切换率200 mT/(m•s)。心脏检查采用心脏专用相控阵表面线圈和磁共振兼容的无线矢量心电门控板。采用呼吸心电门控，心脏电影均采用平衡式稳态自由进动序列，分别采集左室两腔心、四腔心及左心室流出道长轴电影，以及8层左室短轴电影。具体扫描参数如下：重复时间＝2.8~ 3.0 ms，回波时间＝1.1 ～1.5 ms，翻转角＝60° ～70° ，时间分辨率＝30 ～55 ms，FOV=360 mm×315 mm，矩阵= 192×162，层厚＝8 mm，层间距＝2 mm。

1.2.2　左心功能评估

       将心脏磁共振短轴电影传送至Siemens Argus工作站分析心功能参数。在左心室8层短轴电影上，软件半自动结合手动调整确定最佳舒张末期及收缩末期心内膜与心外膜边界，生成一系列心功能指标，包括左室EF、左室舒张末及收缩末容积指数、每博输出量、左室心肌质量等。

1.2.3　左房应变分析

       将左心室两腔心、四腔心长轴电影图像传送至心脏磁共振特征追踪分析软件（QStrain 2.0，Medis)进行左房应力分析。在电影序列上确定左房最大舒张期与最小收缩期，分别勾画这两个期相的左房内膜（得到的左房轮廓应除外肺静脉及左房耳)（图1A~1D)，随后软件将自动将左房轮廓扩展至所有心动周期的时相，必要时可手动调节以准确追踪左房心内膜。软件将自动生成左房容积及纵向应变曲线，其中左房容积包括最大容积、左房收缩前容积及最小容积均采用辛普森法由软件自动获得。获得的左房应变参数分别包括存储期、导管期及泵血期的应变力及应变率，其中存储期应变力为二尖瓣开放前纵向峰值应变，泵血期应变力为左房主动收缩前纵向峰值应变，而导管期应变力＝存储期应变力-泵血期应变力（图1E)。左房存储期、导管期及泵血期应变率为其对应纵向峰值应变率（图1F)。左房EF值可由以下公式得出：左房存储期EF值=（左房最大容积-左房最小容积)／左房最大容积，左房导管期EF值=（左房最大容积-左房收缩前容积)／左房最大容积，左房收缩期EF值=（左房收缩前容积-左房最小容积)／左房收缩前容积。

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图1  心脏磁共振特征追踪技术评估左房应变及应变率示意图。分别在左室两腔心（A、B)和四腔心电影(C、D）序列上确定左房最大舒张期（A、C)与最小收缩期(B、D)，分别勾画这两个期相的左房内膜，得到的左房轮廓应除外肺静脉及左房耳（如黑线所示，白色圆点代表二尖瓣环所在位置）。软件将自动获取左房纵向应变（E)及应变率曲线（F)，其中存储期应变力(εs)为二尖瓣开放前纵向峰值应变，泵血期应变力(εa)为左房主动收缩前纵向峰值应变，而导管期应变力(εe)＝存储期应变力(εs)-泵血期应变力(εa)。左房存储期、导管期及泵血期应变率为其对应纵向峰值应变率
Fig. 1  Left atrial strain and strain rate parameters derived from CMR-FT. LA endocardial contours were drawn at the phase of LA maximal volume (A and C) as well as the minimum volume (B and D) on both two-chamber (A and B) and four-chamberI (C and D) cines, respectively. Pulmonary veins and LA appendage were excluded in the LA endocardial borders (shown as black line. The white dots represent the mitral annulus). The software then automatically generated the curves of LA strain (E) and strain rate (F), including εs (the longitudinal peak strain during LV systole before mitral valves open), εa (the longitudinal peak strain during late LV diastole before LA active contraction) and εe (passive strain, reflective of atrial conduit function during early LV diastole). SRs, SRe and SRa were their corresponding strain rate parameters.

1.3　统计学分析

       采用SPSS 24.0统计分析软件。正态分布计量资料以平均值±标准差表示，计数资料以频率表示。服从正态分布的计量资料采用独立t检验，计数资料采用四格表χ²检验（Pearson χ²检验、连续校正χ²检验）或者确切概率法。随机选取20例高血压患者，由两位经验丰富的心脏磁共振诊断医师分别独立测量左房应力，其中一位医师在两周后重复测量以评估组内相关系数。P< 0.05为差异具有统计学意义。

2　结果

2.1　临床资料比较

       两组的平均年龄均为（45.93±10.38)岁，男性占66.6%(20/30)。高血压组的体表面积及体重指数均显著高于对照组。80%(24/30)的高血压患者接受了药物治疗，然而静息状态下高血压组收缩压和舒张压仍显著高于正常对照组。见表1。

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表1  高血压患者组与对照组的临床参数比较
Tab. 1  Clinical characteristics of the study population

2.2　左心功能参数

       高血压组左室EF[(64.08±7.99)% vs (59.89± 4.59)%，P=0.018］及左心室心肌质量[(61.14±10.59) g/m² vs (37.93±10.45) g/m²，P<0.001］均显著高于对照组，而左室横径、左室舒张末及收缩末容积指数均无显著差异。见表2。

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表2  高血压组与对照组的常规心脏磁共振参数比较
Tab. 2  The comparisons of conventional CMR parameters between the hypertensive group and the control group

2.3　左房应变参数

       两组间左房最大容积、收缩前容积及最小容积差异均无统计学意义，而在高血压患者中，左房存储期及导管期的EF及应变力均显著低于对照组，而左房泵血期各参数（泵血期EF、应变力及应变率）两组间均无显著差异。见表3。

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表3  高血压组与对照组的左房应变参数比较
Tab. 3  The comparisons of left atrial strain parameters between the hypertensive group and the control group

2.4　可重复性分析

       组内相关系数（intraclass correlation coefficient，ICC)分析显示，心脏磁共振特征追踪技术在左房应变分析中可重复性良好，各参数观察者内及观察者间的ICC值分布范围分别为0.90~ 0.98和0.82 ～0.96。见表4。

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表4  心脏磁共振特征追踪技术获得的左房功能参数的可重复性分析
Tab. 4  The reproducibility study of CMR-FT derived parameters

3　讨论

       长期高血压可导致左室心肌肥厚及舒张功能障碍，引起左房功能障碍及左房重构，并与不良心血管事件相关。因此，对左房功能进行定量评价有利于提高对高血压心脏病病程的认识及预后分层。本研究主要发现利用心脏磁共振特征追踪技术有望在左房增大之前即早期发现高血压患者的左房功能改变，主要表现为左房存储期及导管期功能下降而泵血期功能保留。

       左房在调节左室舒张压方面发挥了重要作用，根据功能特征可分为存储期、导管期及泵血期。长期高血压引起的血流动力学改变不仅会造成左室形态结构的改变，同时也会引起左房3个期相功能的调整与适应，而这些功能性异常往往出现在形态结构改变之前。借助应变技术如超声斑点追踪和磁共振特征追踪技术，不仅能够获得心房容积曲线，还能够分别评估心脏存储期、导管期及泵血期的EF、应变力及应变率，为早期发现高血压患者的左房功能异常提供了无创性影像学手段。既往研究使用超声斑点追踪技术在高血压患者中发现不同程度的左房功能障碍^{[7, 12]}，主要表现为存储期及导管期功能障碍，而泵血期功能可正常^[13]、升高^[7]或减低^[14]，与当时患者所处的疾病阶段密切相关。Yang等^[7]发现左房、左室结构形态正常的高血压患者左房存储期、导管期和收缩期功能与正常人均无明显差异。Kokubu等^[15]则发现早期高血压患者存储期应变率显著低于正常组，而导管期应变率与正常组无明显差异。上述研究均采用超声应变技术，结论的差异可能主要与患者入选及排除标准有关。

       MRI可提供优越的空间分辨率及组织对比度，更适合心房功能分析。本研究利用磁共振特征追踪技术发现本组高血压患者左房存储期及导管期功能均显著低于对照组，而左房泵血期功能基本保留。关于高血压心脏病患者左房功能障碍发生的机制目前尚未明确，可能的机制有：长期高血压造成左室舒张压增高、左室壁僵硬及左房室异常耦联，有研究利用磁共振T1 mapping及细胞外容积技术（extracellular volume，ECV）也证实高血压心脏病伴左心室肥厚患者其心肌ECV值也显著高于正常组^[16]，提示心肌弥漫性纤维化。此外，心房壁纤维化也可导致其顺应性减低^[17]。

       综上所述，高血压不仅可以导致左室心肌肥厚和重构，同时会引起左房功能障碍，心脏磁共振特征追踪技术能够定量评估高血压患者的早期左房功能异常，有望为高血压患者的疾病监测及风险评估提供新的依据。