0 前言

       冠心病（coronary heart disease, CHD）是最常见的心血管疾病，是由冠状动脉粥样硬化、斑块形成使得管腔变窄或闭塞、血管收缩进而导致心肌缺血、缺氧性损害而引发的心脏病，约占心血管系统疾病的1/2。CHD是目前全球造成残疾和导致过早死亡的主要因素^[1-2]，已成为我国人民健康的重大危害，也是造成患者家庭和社会医疗费用增加的主要因素^[3]，国内该疾病致死率过去的25年内已上升至第二名，仅次于急性脑血管疾病^[4]。心脏磁共振成像（cardiac magnetic resonance, CMR）作为先进的医学检查技术应用到心血管疾病已不可或缺。

       CMR是一种极具前景的检查方式^[5]，具备描述心肌梗死一系列病理生理的独特能力，可识别心肌损伤、心肌水肿、心肌纤维化及心肌内出血等改变^[6]，可准确区分心内膜、心肌与心外膜，具有无创、可任意方面直接切层、无死角、多参数、多模态成像等优点^{[7, 8]}，已成为评估心室功能的金标准技术^[9]，它能够无创检测心室功能，具有高精度和可重复性^{[10, 11]}。CMR对评估左心室重构（left ventricular remodel, LVR）发挥明显优势作用，是一种定量、安全、快速且精确的技术^{[12, 13]}。既往多通过CMR对CHD患者左心室功能进行研究，而对其行冠状动脉旁路移植术（coronary artery bypass grafting, CABG）治疗后的研究较少。本研究首次应用CMR左心室功能参数对CHD患者CABG前后进行评估，精确测量了左心室功能在术前后的改变，弥补了应用CMR左心室功能参数对CHD患者CABG前后评估的空缺。

1 材料与方法

1.1 研究对象

       本研究回顾性分析2018年1月至2021年12月经内蒙古医科大学附属医院诊断为CHD的病例27例，其中男20例，女7例；年龄53～76岁，平均年龄66岁。患者经CABG治疗，分别在术前、术后第4～7个月行CMR检查。纳入标准:（1）经冠脉造影及冠状动脉CT血管造影检查，确定为CHD；（2）行CABG；（3）于术前、术后第4～7个月分别行CMR检查。排除标准：与心脏相关的疾病，如先心病、心肌病及心脏瓣膜病等。本研究遵守《赫尔辛基宣言》，经内蒙古医科大学附属医院伦理委员会伦理审查并批准，免除受试者知情同意，批准文号：S.2021006。

1.2 图像采集

       所有患者在充分告知CMR检查注意事项后，确认无CMR检查禁忌。患者行仰卧位，在胸前导联心电门控及呼吸门控，头先进至心脏扫描位，告知患者行吸气-呼气-屏住呼吸动作，保证扫描时心脏处于同一位置。此检查时间较长（30 min～1 h），检查过程中噪声较大需要佩戴检查耳机。采用大孔径Siemens MAGNETOM Skyra 3.0 T超导磁共振扫描仪，心脏8通道相控阵线圈，对患者行CMR检查，操作步骤：首先，行常规横断位、冠状位、矢状位进行扫描；其次，行心脏四腔心平面扫描；再次，行两腔心平面扫描；最后，行心脏短轴位平面扫描。采用梯度回波平衡式稳态自由进动（steady-state free-precession, SSFP）序列，参数如下：TR 38.8 ms，TE 1.4 ms，翻转角48°，FOV 360 mm×300 mm，层厚8.0 mm，层间距1.6 mm，体素大小1.7 mm×1.7 mm×8.0 mm。

1.3 图像处理

       采用西门子Syngo VIA MR心脏分析软件进行分析，自动勾画心脏电影序列图像从心底一直覆盖到心尖的心内膜及心外膜并进行人工校准，通过对心室不同时相的心内、外膜追踪，获得容积-时间曲线（volume-time curve, VTC），从而得出左心室功能参数[左心室射血分数（left ventricular ejection fraction, LVEF）、左心室舒张末期容积（left ventricular end-diastolic volume, LVEDV）、左心室收缩末期容积（left ventricular end-systolic volume, LVESV）、每搏输出量（stroke volume, SV）、心输出量（cardiac output, CO）、左心室舒张末期心肌质量（left ventricular end-diastolic myocardial mass, LDVM）、左心室平均心肌质量（mean left ventricular mass, LVM）、心率（heart rate, HR）]、心脏充盈和射血参数[峰值射血率（peak ejection rate, PER）、峰值射血时间（peak ejection time, PET）、峰值充盈率（peak filling rate, PFR）、峰值充盈时间（peak filling time, PFT）]、标准化左心室功能参数（sVM、sEDV、sSV、sPFR、sPER、sESV、sDVM）和体表面积（body surface area, BSA）等。

1.4 统计学分析

       使用SPSS 25.0软件进行统计学分析。首先，采用Shapiro-Wilk检验方法检验计量资料是否服从正态分布，当P＞0.1时认为资料服从正态分布。其中，LVEF、LVEDV、LVESV、SV、CO、PER、PFR、PFT、HR、心脏指数（cardiac index, CI）、sVM、sEDV、sSV、sPFR、sPER服从正态分布，采用配对样本t检验，数据以均数±标准差（x¯±s）表示；当P＜0.05时认为资料不服从正态分布，LDVM、LVM、PET、sESV、sDVM、BSA不服从正态分布，采用Wilcoxon秩和检验，数据以中位数（四分位数间距）表示。P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

       LVEF和CO在CABG前后无明显差异（P均＞0.05），LVEDV、LVESV、LVSV术前均大于术后，差异有统计学意义（P均＜0.05）。LDVM在CABG前后无明显差异（P＞0.05），LVM术前稍大于术后，差异有统计学意义（P＜0.05），见表1。

       PFT、PET在CABG前后无明显差异（P＞0.05），HR术后大于术前，PER、PFR术后小于术前，差异有统计学意义（P均＜0.05），见表2。

       CI、sVM在CABG前后无明显差异（P均＞0.05），sEDV、sSV、sPFR、sPER术前均大于术后，差异有统计学意义（P均＜0.05），见表3。

       sDVM、BSA在CABG前后无明显差异（P均＞0.05），sESV术前大于术后，差异有统计学意义（P＜0.05），见表4。患者CABG前后CMR图像及心功能参数比较见图1、图2。

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图1  男，66岁，冠心病患者冠状动脉旁路移植术前。1A：舒张末期四腔心位图；1B：收缩末期四腔心位图；1C：舒张末期左心室中段短轴位图；1D：收缩末期左心室中段短轴位图；1E：左心室容积-时间曲线图；1F：左心室功能参数图；1G：标准化左心室功能参数图。
Fig. 1  A 66-year-old male patient with coronary heart disease shows end-diastolic four-chamber heart position (1A), end-systolic four-chamber heart position (1B), end-diastolic mid-left ventricular short axis position (1C), end-systolic mid-left ventricular short axis position (1D), left ventricular volume-time curve (1E), left ventricular function parameters diagram (1F), standardized left ventricular function parameters diagram (1G) before coronary artery bypass grafting.

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图2  图一同一患者，冠心病患者冠状动脉旁路移植术后。2A：舒张末期四腔心位图；2B：收缩末期四腔心位图；2C：舒张末期左心室中段短轴位图；2D：收缩末期左心室中段短轴位；2E：左心室容积-时间曲线图；2F：左心室功能参数图；2G：标准化左心室功能参数图。
Fig. 2  The end-diastolic four-chamber position (2A), end-systolic four-chamber position (2B), end-diastolic short-axis position (2C), end-systolic short-axis position (2D), left ventricular volumetime curve (2E), left ventricular function parameter graph (2F), standardized left ventricular function parameter graph (2G) in the same patient of Fig. 1 after coronary artery bypass grafting.

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表1  冠状动脉旁路移植术前后左心室功能参数比较
Tab. 1  Comparison of left cardiac function parameters before and after coronary artery bypass grafting

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表2  冠状动脉旁路移植术前后心脏充盈和射血参数参数比较
Tab. 2  Comparison of preoperative and postoperative cardiac filling and ejection data parameters before and after coronary artery bypass grafting

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表3  冠状动脉旁路移植术前后标准化左心室功能参数参数比较
Tab. 3  Comparison of standardized parameters of left ventricle before and after coronary artery bypass grafting

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表4  冠状动脉旁路移植术前后标准化左心室功能参数及体表面积比较
Tab. 4  Comparison of standardized indexes and body surface area of left ventricle before and after coronary artery bypass grafting

3 讨论

       本研究为国内首次使用CMR左心室功能参数对CABG前后心脏功能改变进行对比，结果显示左心室功能参数CABG后LVEDV、LVESV、SV、LVM均小于术前，HR大于术前，而心脏充盈和射血参数PER、PFR大于术前，标准化左心室功能参数sEDV、sSV、sVM、sPER、sPFR均小于术前，sESV术前大于术后，提示CMR左心室功能参数对评价CABG前后心功能改变具有重要的价值。这些心功能参数分别具有各自的临床意义，并且互为因果。CMR心功能分析为CHD提供了关键的诊断信息，其心功能参数对认识及掌握CHD病理生理变化提供重要的价值，并对CABG后病理改变及左心室逆重构提供依据。

3.1 CMR在CABG前后的应用及价值

       既往研究者认为左心室功能参数与CABG的预后联系较为紧密，且CABG是CHD和低LVEF患者的最佳治疗策略^[14]，并且LVEF较低患者长期随访预后差。本研究结果显示，CABG后左心室功能参数LVEDV、LVESV、SV均小于术前，差异均有统计学意义，可能原因为CABG通过重建冠脉血液通路，使损伤的心肌恢复氧气供应，改善心肌缺血缺氧情况，心肌顺应性增加，心肌纤维回缩增强，使LVEDV、LVESV变小；另一方面恢复血流的冠状动脉可为局部缺血心肌产生侧支循环供血，进一步减小心肌损伤范围和程度，改善或恢复存活心肌功能，从而抑制LVR^[15]。CABG后LVM稍小于术前，可能是由于术后LVEDV、LVESV变小，容量负荷降低，心肌细胞长度缩小，减轻心肌细胞离心性肥厚，从而导致LVM增加^[16]。本研究的另一研究结果显示CABG后HR大于术前。有学者认为HR恢复与CABG预后无关^[17]，CHD患者由于心肌氧供不足，HR会有所降低，而心室泵血的过程包括左心室收缩过程及舒张过程，两者联系紧密、前后依存、互为因果，CABG使缺血心肌氧供有所恢复，其收缩及舒张功能增强，术后PET值明显缩小，因此HR较术前相比得到恢复。CABG后心脏充盈和射血参数PER、PFR小于术前，PFR为左心室主动充盈的指标^[18]，可作为评估左心室舒张功能的一个具有吸引力的参数；PER表示连续时相之间左心室容积的最大变化所定义的最大左心室充盈率，是反映左心室收缩功能的参数，如果左心室舒张功能降低，其PFR会下降，PFT将增加^[19]，CABG后部分心肌缺血情况改善，心肌僵硬度变小，回缩力增强，PER、PFR值增加，然而本研究中PER、PFR值术后均小于术前，可能由于术后复查时间间隔较短，心脏充盈及射血参数尚未恢复，应当适量延长复查时间。术后PFT值明显小于术前，PET值术前后无明显改变，可能与术后LVEDV、LVESV、SV均小于术前相关，所需PFT缩小，需要增加样本量使其差异有统计学意义；BSA术后大于术前，原因可能为样本量不够大，CABG有效缓解了患者心绞痛的症状，改善了生活质量，同时术后患者戒烟忌酒，患者体质量会有所增加。CABG后标准化左心室功能参数sEDV、sSV、sVM、sPER、sPFR、sESV均小于术前，主要原因为术后的EDV、SV、VM、PER、PFR、ESV值均有降低，也可能为术后患者BSA升高所致。PFT、CI、sVM、sDVM术后均小于术前，这些参数差异无统计学意义，可能与样本容量小及术后患者BSA升高有关。

3.2 CABG在CHD临床诊疗中的应用

       CABG是心脏大血管外科的重要手术之一^[20]，已成为现在解决并处理CHD最重要的方法之一，CABG逐渐被人们接受并认可，并能够彻底地解决患者冠状动脉狭窄的情况，具有复发率低、远期疗效好等优势，近年来随着CMR技术及外科微创技术的高速发展，应用CMR技术评估CABG疗效也十分重要^[21]。由于人口老龄化、人口增长及医疗水平高质量发展等方面^{[22, 23]}，致CHD患者呈逐年增加趋势，经皮冠状动脉介入治疗（percutaneous coronary intervention, PCI）虽为CHD患者重要的血管再通治疗策略，到目前为止全球PCI数量每年增加约5%，但与CABG相比仍具有一定局限^[24]，血管狭窄的复发率高，因而PCI失败后中转CABG的数量也有所增加^[25]。而且在CHD伴有左心室功能降低患者、或复杂冠状动脉病变患者主要治疗手段为CABG。

3.3 CMR对评估LVR的意义

       CMR对评价LVR也发挥着关键的作用，LVR为左心室在收缩期负荷及舒张期负荷作用下发生的结构变化，包括收缩期负荷作用下引起心肌细胞厚度增加的左心室向心型肥厚；舒张期负荷作用下心肌细胞伸长的左心室离心性扩大；心肌梗死则表现为拉伸和扩张的梗死组织增加了舒张期负荷^[26]。对于本研究行CABG的患者来说，通过通路的建立及侧支循环的开放，处于冬眠或顿抑状态的心肌活性得到恢复，心肌细胞回缩，使CABG后LVEDV、LVESV、SV均小于术前^[27]，然而对于心肌坏死、纤维化形成及瘢痕增生的心肌不能恢复其运动功能，总体而言左心室舒张功能会有所改善^[28]。

3.4 本研究的局限性

       本研究有如下局限性。首先，本研究为单中心研究，样本容量较小；其次，本研究未对CABG前心功能进行分组细化；再次，本研究并未对心肌延迟强化程度及有无室壁瘤进行分组；最后，对CABG后评估时间间隔短，差异无统计学意义的心功能参数可能由于样本量的增加及复查时间的延长会具有临床价值。在以后的研究中，我们需要弥补这些不足，继续增加样本量，进行下一步研究。

4 结论

       综上所述，本研究通过对同一组患者CABG前后第4～7个月CMR心功能参数比较并进行统计学分析，表明CMR对评价CHD患者CABG后效果具有明显的优势，为CHD诊治提供高质量发展依据。CABG后左心室功能参数LVEDV、LVESV、SV均小于术前对左心室逆重构显示有益，术后PFT值明显小于术前及术后HR大于术前可能与其相关，心脏充盈及射血参数PER、PFR尚未恢复，如果适当延长患者复查时间可能会有改善。心脏功能恢复是一个缓慢并复杂的过程，CMR对CABG后心肌的种种变化可定量评估手术疗效及患者恢复状况，并推测其病理变化过程及判定复查间隔时间。