2017年世界卫生组织(WHO)数据显示，截至2016年，全球的烟草使用者高达13亿，每年有600万人以上直接或间接死于烟草烟雾的损害^[1]。目前，相关研究已经明确提出：吸烟不仅是慢性阻塞性肺疾病(Chronic obstructive pulmonary disease，COPD）最常见的危险因素，是形成COPD相关性肺动脉高压的独立危险因素^[2]，吸烟也是肺癌、卒中、心血管疾病的相关危险因素^[3,4,5]。许多研究已经证实了急性或慢性吸烟对心肌收缩／舒张特性的影响。Aberle等^[6]证明尼古丁单独或与乙醛共同作用可能通过与DNA损伤相关的机制直接抑制心肌细胞的机械功能。Lichodziejewska等^[7]认为吸烟直接降低冠状动脉血流，导致心肌供氧供需失衡，从而损害健康年轻人的左心室(left ventricle，LV)舒张功能。此外，Ilgenli等^[8]对20例健康青年男性志愿者于吸烟前、后分别完成了超声心动图检查结果的对照研究发现：右心室（right ventricle，RV）舒张末期与舒张早期三尖瓣最大峰值充盈速度比值在第5和15 min显著下降，证明吸烟对急性期RV舒张功能有损害。但是，目前还少有学者运用心脏磁共振（cardiac magnetic resonance，CMR）来评估慢性吸烟对RV的影响。

       由于RV解剖学和生理学的复杂性，RV功能评估多年来仍然困难且具有挑战性。CMR在多种临床指南中^[9,10]被认为是无创评估RV几何和功能的金标准，也是最先进的模式。心肌特征追踪技术是从常规可用的稳态自由进动电影序列中推导出定量心肌变形参数，已有多名学者使用CMR进行RV心肌应变（myocardial strain，MS)的评估，已证实其具有良好的可行性及可重复性，对多种心脏疾病的评估具有较为明显优势^[11,12]。本研究旨在尝试探究吸烟者RV的MS、结构和功能参数与吸烟参数之间的相关性情况，为深入理解吸烟对右心的影响提供理论上的依据。

1　材料与方法

1.1　一般资料

       本研究经医院伦理委员会审核通过，所有受试者均签署知情同意书。

       本研究前瞻性收集在2019年5月至2020年1月期间于大连医科大学附属第一医院完成3.0 T CMR检查的、身体相对健康的、存在吸烟经历的、男性志愿者总计49例，年龄25~68岁[平均年龄（46.53±11.62）岁]。吸烟经历被定义为存在一生中吸烟不少于100支(5包）的经历^[13]。研究者详细询问并测量每一个男性吸烟志愿者的吸烟情况、体重、身高、体重指数（body mass index，BMI）等相关指标。

       纳入标准：(1)心电图及超声心动图正常；(2)无心脏手术史、无心肌梗死、心衰等常见心血管系统疾病史；(3）无糖尿病、高脂血症史；(4）无影响心脏功能的高血压史；(5）无肝脏、肾脏、骨骼系统相关的疾病及任何肿瘤史；(6）大专以上文化水平；(7)以非体力劳动者为主体（如医生、教师、商人、办公室工作者等）。

       排除标准：(1) CMR禁忌证（起搏器、耳蜗植入、幽闭恐怖症）、发热、纹身者；(2)扫描期间有情绪紧张或无法承受长时间检查而未能完成CMR检查的的受试者；(3) CMR图像质量不佳，不能准确进行后处理者；(4) BMI> 30 kg/m²。

       询问记录的吸烟参数主要包括：吸烟强度（每天吸烟量，由包定义）、吸烟时间（由年定义）、吸烟负担（累计吸烟量）。吸烟负担的计算方法是将每天吸烟的香烟数量与吸烟时间相乘，并以包×年数表示^[14]。

1.2　仪器与方法

       采用GE Signa HDxt 3.0 T MR (Waukesha，WI，USA）扫描仪，心脏专用8通道线圈，梯度场50 mT/m，梯度场切换率150 mT/(m•s)。主要采集层面包括二腔心、三腔心、四腔心及LV短轴电影层面。采用快速平衡稳态进动序列（fast imaging employing steady state acquisition，FIESTA）完成主要采集层面的电影扫描，成像参数：FIESTA序列：重复时间（repetition time，TR) 3.2 ms；回波时间（echo time，TE) 1.1 ms；翻转角45°；视野（field of view，FOV) 35 cm×35 cm；矩阵224×256；层厚8 mm；层间距0。

1.3　图像分析

       (1) RV结构与功能参数：本研究所有RV参数指标均是采用CVI42软件（cvi42 v5.0，Circle Cardiovascular Imaging，Alberta，Canada）进行分析后处理。在short 3D模块中，于LV短轴层面收缩末期与舒张末期，从心尖部到基底部逐层手动勾画出RV心内、外膜界线，手动剔除乳头肌部分，最终得出RV的各项功能参数，包括：舒张末期容积（end-diastolic volume，EDV)、收缩末期容积（end-stolic volume，ESV)、每搏输出量（stroke volume，SV)、射血分数（ejection fraction，EF)、心输出量（cardiac output，CO)、心率（heart rate，HR)；并与体表面积(body surface area，BSA)进行指数化校准，得到RV的舒张末期容积指数（end-diastolic volume index，EDVi)、收缩末期容积指数（end-stolic volume index，ESVi）及心指数（cardiac index，CI)。(2) RVMS参数：在feature tracking模块中，在LV短轴、四腔心层面舒张与收缩末期期相电影图像上手动勾画出RV心内、外膜界线，构建RV的2D模型，软件自动计算出RVMS参数：整体径向应变（global radial strain，GRS)、整体圆周应变（global circumferential strain，GCS）及整体纵向应变(global longitudinal strain，GLS)（图1)。

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图1  男，38岁，RVEF为55.4%，每天吸烟1包，吸烟8年。A：RV舒张末期四腔心图像；B：RV收缩末期四腔心图像；C：LV短轴电影图像；D~F分别为计算得出的GLS曲线、GRS曲线、GCS曲线
Fig. 1  A 38-year-old man with RVEF of 55.4%, who smoked 1 pack a day for 8 years. A: RV end-diastolic four-chamber image. B: RV end-stolic four-chamber image. C: LV short-axis movie image. D—F represent the calculated GLS, GRS and GCS curve respectively.

1.4　测量的可复性

       由2名心血管影像医师在不知志愿者吸烟具体信息情况下进行RVMS参数各自测量一次；同时，由其中1名心血管影像医师对相同资料再次进行重复测量，间隔时间超过1个月。

1.5　统计学分析

       采用SPSS 22.0统计学软件包（Chicago，IL，USA)完成分析，所有计量资料均采用单样本k-s检验进行正态检验。使用ICCs检验对RVMS参数进行组内、组间一致性分析，ICC值大于0.75表示重复性好。采用Spearman相关系数进行吸烟参数与RV结构、功能、MS参数的相关性分析。

2　结果

2.1　所有志愿者的临床资料、吸烟参数及RV参数情况

       具体见表1。

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表1  所有志愿者的临床资料、影像学特征情况[(±s)/M，上下四分位数]
Tab. 1  Clinical data and imaging characteristics of all volunteers [(±s)/M, upper and lower quartiles]

2.2　RVMS参数的组内、组间一致性分析

       所有RVMS参数值的组内、组间ICC值均在0.845以上（ICC范围0.845~0.962)，一致性良好（表2)。

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表2  2名医生RVMS参数测量的一致性分析(±s)
Tab. 2  Consistency analysis of RVMS parameters measured by two physicians (±s)

2.3　吸烟参数与RV参数的相关性分析

       吸烟参数与RV结构、功能、MS参数相关性分析显示：吸烟时间与RVGLS呈正相关(r=0.324，P=0.023)；吸烟强度分别与RVGRS、RVGCS呈正相关(r=0.374，P=0.008；r=0.345，P=0.015)，与RVEDVi、RVESVi呈负相关(r=-0.318，P=0.026；r=-0.325，P=0.022)；吸烟负担与RVGRS、RVGLS呈正相关(r=0.298，P=0.037；r=0.372，P=0.009)；其余指标间均无相关性（表3)。

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表3  所有志愿者RV结构、功能、MS参数与吸烟参数的相关性分析
Tab. 3  Correlation analysis of RV structure, function, MS parameters and smoking parameters of all volunteers

3　讨论

       烟草烟雾是4500多种化合物的复杂混合物。吸烟可以通过许多不同的途径对心脏产生不良影响。已提出的心血管不良结果的机制包括通过尼古丁、一氧化碳暴露、内皮功能障碍、直接细胞毒性和氧化应激增加交感神经刺激，从而加速动脉粥样硬化并具有血栓形成前效应。在动物模型中，烟草烟雾已被证明可诱导心室肥厚和重构，与血清去甲肾上腺素水平、烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸氧化酶活性和丝裂原激活蛋白激酶激活相关^[15]。这表明，吸烟还会在微细胞水平上造成心脏损害。由于吸烟所产生的多种心血管效应，心血管疾病和烟草使用之间的关系变得复杂。当然，这里描述的损伤机制会对左心功能产生影响，也可能对右心功能产生影响，本研究尝试使用CMR评估RV各种结构、功能、MS参数与吸烟参数的相关性情况，为临床全面、深入了解吸烟对心脏的危害提供更有价值的影像学依据。

3.1　本研究正常志愿者的RV结构、功能与MS情况

       近年来，有学者先后对国人RV参数指标的正常范围进行过报道：陆敏杰等^[16]对161例正常国人男性志愿者的RV结构与功能的研究发表了RV相关参数的范围：RVEDVi [(73.10±15.37) ml/m²] ，RVESVi[(38.40±11.06) ml/m²] ，RVEF (48.07%±6.86%)，RVCI[(2.37±0.60) L/min•m²] ；Liu等^[17]亦对60例正常中国男性志愿者RV组织追踪CMR的研究发表了RV结构、功能、MS指标的参考范围。将本研究结果与其对比显示我们所得到的RV指标与既往文献提供的范围大致相同，部分指标略有差异。尽管正常国人男性的RV参数指标存在波动，这可能与纳入人群的异质性有关，纳入人群的数量大小、年龄分布、工作性质、生活与工作压力程度、吸烟程度、早期潜在的基础性疾病等均可能是影响因素，这部分内容可能需要更大样本、更精细分组的研究。

3.2　RV MS参数的一致性分析

       本研究所有RVMS参数值的组内、组间ICC值均在0.85以上(ICC范围0.85~0.96)，一致性良好。与其他学者在正常人或疾病组间的RVMS测量的稳定性情况相仿，如Hwang等^[18]对129例健康志愿者测量结果显示RVGRS、RVGCS的组内、组间ICC范围分别为0.80~0.83、0.97~0.98，但其RVGLS组内一致性较小，ICC值为0.67；Tong等^[19]对29例糖尿病患者RVMS的研究显示：RV游离壁纵向应变及径向应变的组间、组内一致性ICC值均≥0.92。

3.3　心肌应变成像可以早期发现心肌形变

       心肌应变成像以及其派生出的应变率反映的是心肌形变的微小变化，可以先于EF改变，在烟雾对吸烟者的心肌造成器质性损害之前提早发现心肌的运动变化。早期动物研究就已经证明了应变／应变率与心肌收缩力之间的内在关系^[20]。目前，已有学者利用这项技术研究吸烟者早期的心肌功能变化，但得出了不一致的结论。Nadruz等^[21]研究发现吸烟与LVGLS无相关性；Rosen等^[22]研究显示，在没有任何症状或心血管疾病史的患者中，通过CMR评估的吸烟状况与LVGCS之间存在负相关性。但是，目前还少有研究报道心脏MR对于慢性吸烟者RVMS的评估情况。

3.4　RV心肌对吸烟的代偿作用

       众所周知，吸烟会以剂量依赖的方式增加心血管动脉粥样硬化疾病的风险。然而，吸烟强度和吸烟时间对心脏结构和功能的影响尚不确定。Yaman等^[23]通过斑点追踪超声心动图对长期吸烟者研究发现，在LVEF正常的情况下，RVGLS在慢性吸烟者中明显降低，而本研究与Yaman等^[23]研究存在相反的结果，吸烟时间与RVGLS呈正相关，随着吸烟时间的延长，RVMS可能出现代偿性增加。同时，本研究还提示无论是吸烟时间、强度、负担均与RVMS部分参数指标呈正相关，存在代偿性机制可能。Eroglu等^[14]评估慢性吸烟对40例健康吸烟者LV和RV长轴功能影响的多普勒心肌显像研究发现吸烟数量（包×年）与RV游离壁MS呈显著正相关(r=0.44，P<0.0001)，与我们的研究结果一致。本研究结果可能提示在RV功能相对正常的情况下，可以通过心肌收缩性的增强来代偿吸烟对右心功能的损伤，以维持RV正常的功能状态，然而，随着负荷逐渐增加，心肌的这种代偿能力是有限的，失代偿状态下RV功能就会出现下降，但据我们所知，目前还没有文献对吸烟造成的心肌损害的代偿与失代偿的临界时间点进行报道，这可能仍需进一步扩大样本量或纵向深入性研究证实。

3.5　本研究的局限性和结论

       局限性：首先，由于实验时间的限制，严格遵循入组条件的不吸烟者相对较少，因此本研究没有纳入不吸烟的对照组。其次，本研究样本量小，且纳入的是单中心的受试者，未来的进一步研究应该采用多中心大样本的并且纳入不吸烟组的对照研究。结论：吸烟会影响到RV，在一定负荷状态下，随着吸烟时间延长与吸烟数量增多，RVMS参数显著代偿性增高，RV心肌对吸烟产生的影响存在代偿性机制可能。