临床上睡眠呼吸障碍以阻塞性睡眠呼吸暂停低通气综合征（obstructive sleep apnea-hypopnea syndrome，OSAHS)最为常见，OSAHS多伴发不同器官的损害^[1,2]，青海地区由于特殊地理环境，OSAHS发病率较高，且病情较重^[3]。近年来组织多普勒对OSAHS患者心脏功能改变的研究^[4,5]发现OSAHS患者心脏结构和功能发生不同程度的改变，但心脏MRI对OSAHS患者心脏结构和功能及心肌改变的研究罕见，基于以上背景进行本研究。

1　材料与方法

1.1　研究对象

       OSAHS组：筛选我院呼吸科门诊及住院部2017年9月至2018年11月就诊的具有鼾症、睡眠障碍病史或拟诊OSAHS患者，经多导睡眠图（polysomnography，PSG）监测，诊断为OSAHS的男性患者24例，年龄40~ 60岁。纳入标准：(1)患者病症符合2011年修订版OSAHS诊断标准，且经多PSG监测后诊断为OSAHS；(2）常规头颅MRI无脑实质异常；无明显中枢神经系统疾病、严重的心血管疾病；均为右利手，血生化各项指标正常；(3）受试者为新近诊断并且既往未接受过任何药物治疗及手术治疗或持续气道正压通气治疗。排除标准：(1)心力衰竭、心肌病等其他心血管相关疾病；(2）心、肾等脏器功能不全者；(3）上呼吸道感染、慢性阻塞性肺疾病等其他呼吸系统疾病；(4)除OSAHS以外可以导致心脏功能及心肌重构的系统性疾病（如系统性红斑狼疮、血色病等）；(5）有幽闭恐惧症、体内有金属植入物、无法配合呼吸运动等磁共振检查禁忌证的患者。

       对照组：收集25名男性健康志愿者，年龄40~ 60岁，既往无心肺疾病，无糖尿病、高血压等病史。

       此次研究已通过青海大学附属医院伦理委员会批准，所有受检者均已签署知情同意书。

1.2　方法

1.2.1 　CMR检查方法

       采用西门子3.0 T磁共振（Magnetom Prisma，Siemens Healthineer)，使用心脏专用线圈及心电、呼吸门控和屏气技术进行心脏磁共振（cardiac magnetic resonance，CMR）扫描。采用基于梯度回波的多时相电影序列获得心脏短轴电影图像，分别采用look-locker反转恢复（modified look-locker inversion recovery，MOLLI）序列对比剂注射前T1 mapping扫描、基于T2平衡稳态自由进动序列（steady-state free-precession，SSFP）的T2 mapping扫描、T1 scout序列扫描、MOLLI序列对比剂注射后T1 mapping扫描分别获得心脏注射对比剂前T1 mapping图像、T2 mapping图像及注射对比剂后T1 mapping图像。基于梯度回波的多时相电影序列扫描参数：TR=2.8 ms，TE=1.4 ms，翻转角60° ，FOV 370 mm×370 mm，层厚8 mm，层间距：0 mm；MOLLI序列对比剂注射前后T1 mapping扫描参数： TR=2.5 ms，TE=1.2 ms，翻转角60° ，FOV 307 mm× 361 mm，层厚8 mm，层间距：2 mm，采集矩阵256× 144；基于T2平衡稳态自由进动序列（steady-state free-precession，SSFP）的T2 mapping扫描参数：TR=2.5 ms，TE=1.26 ms，翻转角40° ，FOV 289 mm×361 mm，层厚8 mm，层间距：2 mm，采集矩阵256×144。

1.2.2　图像分析

       扫描结束后将所有图像均传入syngo.via后处理图像工作站上，于短轴两腔心电影序列上，确定心底至心尖层面，软件自动识别舒张期及收缩期层面的心内、外膜边界（图1)，人工干预进行微调整，软件计算左心室射血分数（left ventricular ejection fractions，LVEF)、左室舒张末期容积（left ventricular end diastolic volume，LVEDV)、收缩末期容积（left ventricular end systolic volume，LVESV)、每搏量（stroke volume，SV)、心输出量(cardiac output，CO)、心脏指数（cardiac index，CI)、左室心肌质量（left ventricular mass，LVM)等心功能相关参数（图2)。

       定量成像参数获得：分别在左室心肌基底段、中央段及心尖段短轴mapping图像上（图3、图4)手动标记心室基底段、中央段及心尖段层面心内膜和心外膜范围，测量时避开心室血池及心包脂肪等接近心内膜和心外膜区域，记录心室不同层面心肌平均注射对比剂前（T1pre)T1值、T2值及注射对比剂15 min后（T1post)T1值，并计算总的左心室心肌平均T1pre T1值、T2值及T1post T1值，并计算出左室心肌平均细胞外间质容积分数（extracellular volume fraction，ECV）值，ECV=(1- HCT)×（心肌ΔR1／血液ΔR1)；ΔR1=1/T1pre-1/T1post；HCT为当对比剂在血液和心肌细胞外间隙中浓度达到平衡时的血细胞比容。

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图1  常规心脏短轴两腔心电影图像，软件自动识别配合人工干预分析心功能图像
图2  心功能软件自动计算心功能结果图
图3  增强前T1 mapping图
图4  T2 mapping图
Fig. 1  Conventional cardiac short-axis two-chamber cardiac cine images, software automatic identification and manual intervention analysis of cardiac function image.
Fig. 2  Cardiac function software automatic calculation of cardiac function results.
Fig. 3  T1 mapping image before enhancement.
Fig. 4  T2 mapping image before enhancement.

1.3　统计学分析

       采用SPSS 19.0统计软件对各参数进行分析，检验水准取0.05，各参数数据资料为计量资料，采用(±s)

       水准取0.05，各参数数据资料为计量资料，采用(±s)表示，各组数据均符合正态分布，使用两独立样本t检验进行统计学分析，P<0.05认为差异有统计学意义。

2　结果

2.1 　一般资料

       两组受检者年龄、居住海拔及体重指数(body mass index，BMI）差异无统计学意义(P>0.05），见表1。

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表1  两组受检者一般资料比较(±s)
Tab. 1  Comparison of general data of two groups (±s)

2.2 　结构和功能参数

       OSAHS组左室射血分数、左室舒张末期容积及左室心肌质量均高于正常对照组(P<0.05）；收缩末期容积、每搏量、心输出量OSAHS组与正常对照组比较差异无统计学意义(P<0.05），见表2。

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表2  两组间左心功能相关参数比较(±s)
Tab. 2  Comparison of left ventricular function related parameters between two groups (±s)

2.3 　组织学参数

       增强前T1值及ECV值OSAHS组高于对照组，但差异无统计学意义(P>0.05）；T2值OSAHS组高于对照组，差异有统计学意义(P<0.05)，见表3。

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表3  两组间左室心肌组织学参数比较(±s)
Tab. 3  Comparison of left ventricular myocardial histological parameters between two groups (±s)

3　讨论

       OSAHS是一种由睡眠期间上呼吸道反复塌陷引起的一种疾病，会导致睡眠中大脑觉醒、胸内压改变以及间歇性低氧血症和高碳酸血症^[6]。男性和肥胖是OSAHS的主要危险因素，肥胖会直接影响上呼吸道的解剖结构，因为脂肪沉积在周围结构中，从而增加气道塌陷的可能性^[7]。研究表明^[8]，与身高无关，男性的气道比女性更长，男性气道塌陷倾向增加，从而增加了患OSAHS的风险。本研究选择男性受检者，且两组BMI经统计学分析无差异，旨在消除性别差异及肥胖因素的影响。

       OSAHS已成为心血管疾病（包括冠状动脉疾病、心肌梗死、心衰、动脉性高血压、心律失常、肺动脉高压和中风等）的一个重要危险因素^[9]。近年来，越来越强调OSAHS对左室及右室舒张功能的影响^[10]，心脏作为人体最重要的一个器官，耗氧量大、代谢率高和氧储备少，所以对于缺氧也很敏感，也是最容易损伤的器官之一，严重缺氧或持续缺氧可使心脏功能及结构发生改变，甚至心肌细胞变性、坏死。心肌组织病理学检查一直被认为是诊断心肌病变的金标准，但其创伤性限制了其在临床中的应用；心脏多普勒超声心动图具有可重复性强、经济适用、方便快捷等优点，可以准确地对心脏结构和功能进行评估，是临床上最为常见的无创检查方法，但对心肌组织的研究未见报道。

       心脏MRI能可靠地获得心血管的形态、功能、灌注及心肌活性等综合信息，其对血流动力学、心肌代谢方面，以及对冠状动脉磁共振成像的研究也逐渐兴起。当前的研究从解剖和功能逐步深入到细胞和分子水平，已越来越广泛地应用于心血管疾病的诊断、治疗决策和预后评价中，CMR目前已成为无创性评估心脏结构和功能的"金标准"^[11]，本研究通过常规心脏电影成像技术对OSAHS患者的心功能进行研究，结果显示，OSAHS组左室射血分数及左室舒张末期容积低于正常对照组，左室收缩末期容积及左室心肌质量（平均值）高于正常对照组，差异有统计学意义(P<0.05)，射血分数及收缩末期容积反映心脏收缩功能，左室舒张末期容积反映心脏舒张功能，由此反映出OSAHS患者的左心收缩及舒张功能均有不同程度的减低，心肌质量增加，与李春敏等^[5]的研究结果部分一致。在睡眠期间，正常人的耗氧量和收缩压下降，OSAHS患者呼吸暂停发作期间，肺泡通气量立即降至零，并且必须通过体内的氧气储存来满足机体代谢对氧气的代谢需求，随着肺内氧气储存的减少，动脉血去氧血红蛋白含量逐渐增加，机体通过反射性地引起交感神经系统兴奋、激活RASS系统等多种生理机制使外周血管收缩，收缩压升高，左心室后负荷增加^[12]，左室心肌代偿性肥厚，从而导致左室心肌质量增加，左心室顺应性下降，左室舒张功能受限。

       T1 mapping技术又称纵向弛豫时间定量成像技术，基于反转或饱和脉冲序列采集，目前多采用Messroghli等^[13]提出的MOLLI序列，分为对比剂注射前T1 mapping （又称初始T1 mapping）和对比剂注射后T1 mapping，前者可获得心肌原始T1值，反映心肌细胞及细胞外间质信号。后者主要用于计算ECV。ECV是指细胞外间质容积占整个心肌组织容积的百分比，是通过注射对比剂前后心肌和血池的T1值及对比剂在血液中的浓度达到平衡时的血细胞比容运用特定公式计算得出。Messroghli等^[14]研究表明，对比剂前T1 mapping诊断急性心肌梗死引起的节段性异常，较常规延迟增强扫描(LGE-MR）敏感性和特异性更强；Nakamori等^[15]研究表明，T1 mapping在扩张型心肌病（dilated cardiomyopathy，DCM）中，原始T1 mapping和ECV诊断心肌纤维化与组织学胶原体积分数有良好的一致性，且可重复性高；Kellman等^[16]通过应用CMR ECV技术对慢性心肌梗死、肥厚性心肌病、非缺血性扩张型心肌病、急性心肌炎、心脏淀粉样变性以及系统性毛细血管漏综合征患者的研究发现，对于各种可以引起心肌弥漫性病变的心脏疾病，T1 mapping及ECV技术可以作为常规LGE-MR的补充，从生理上直观反映出病变部位并进行定量分析。T2 mapping技术以梯度自旋回波序列（gradient spin echo sequence，GraSE）最常用，T2 mapping已经被用于多种心脏疾病病理生理的评估，对于评估心肌水肿具有一定的优越性^[17]。Bohnen^[18]等研究表明，与CMR常规序列、T1 mapping及ECV技术相比，T2 mapping对于评估急性炎性疾病（如急性心衰、活动性心肌炎等）更具有较高的敏感性。研究表明^[19]，T2 mapping也可用于心肌铁过载的评估，T2和T2^*与铁超载存在线性相关性。T2 mapping技术、T1 mapping及ECV技术已经广泛应用于临床，并在多种心脏疾病中显示出独特的优势。本研究利用上述技术对OSAHS患者的心肌进行了定量评估，结果显示，T2值OSAHS组高于对照组，差异有统计学意义(P<0.05)，根据Mavrogeni^[20]等利用心脏磁共振对系统性红斑狼疮患者心肌炎症诊断价值的研究，推断OSAHS患者可能存在不同程度的心肌水肿及炎性改变。部分研究表明^[20]，OSAHS患者睡眠中出现周期性的呼吸暂停，导致周期性的心肌缺血缺氧，心肌缺血可使细胞膜受损，导致心肌细胞肿胀、坏死，心肌恢复血运后，在趋化物（如白三烯等）的作用下吸附大量白细胞，白细胞与血管内皮细胞作用后释放大量炎症介质，可使心肌细胞受损甚至死亡，发生类似心肌缺血再灌注损伤的表现。

       综上所述，本研究通过CMR对OSAHS患者的心脏进行了初步研究，得出OSAHS患者左心收缩及舒张功能均有不同程度的减低，OSAHS患者心脏心肌存在不同程度的水肿及炎性改变。但本研究存在一些局限性：(1) CMR扫描时间长，部分受检者无法配合；(2）本研究需要进一步扩大样本量，对OSAHS患者的心脏结构、功能及心肌特性进行进一步量化分析，并与临床相关指标进行相关性分析；(3）由于心内膜心肌活检技术难度较大，且为有创检查等条件限制，本研究未进行心内膜心肌活检，本研究所得心肌组织特性改变机制未能得到病理学证实。