0 引言

       冠心病（coronary artery disease, CAD）患者在冠状动脉狭窄后会导致左心室心肌缺血、缺氧，心肌长期缺血、缺氧容易引成心肌纤维化，导致心室硬度增加和舒张充盈受损，左心室心肌纤维化增加了CAD患者发生心血管不良事件的风险^{[1, 2]}。目前，左心室心肌纤维化对心脏功能影响的研究主要集中在患者左心室^[3]，发现左心室心肌纤维化会导致左心室结构和功能异常，但是对右心室的影响尚未得到广泛的研究。由于循环系统的连续性和左、右心室的整体性，包括共用的肌纤维、心包腔和室间隔，促使左、右心室相互依赖^[4]。最近的研究表明，右心室功能障碍是CAD患者不良预后的重要指标^{[5, 6]}。因此，综合评价CAD患者左心室心肌纤维化对左、右心室功能的影响具有重要意义。

       超声心动图是评价心室功能的常用临床和研究方法，然而，由于对操作员技能的主观依赖性、有限的空间分辨率和声窗不足而难以准确测量结果^[7]。目前，心脏磁共振（cardiac magnetic resonance, CMR）成像已经被认为是准确评价心室结构、功能及心肌组织的“金标准”^[8]。心脏磁共振特征追踪（cardiac magnetic resonance feature tracking, CMR-FT）技术能够敏感地评估心肌在各个方向上的变形情况，为检测早期亚临床心肌功能障碍提供了重要手段^[9]。POLACIN等^[10]研究使用CMR-FT发现左心室心肌纤维化的CAD患者左心室整体应变参数均受损，然而目前很少有研究基于CMR-FT的心肌应变参数分析CAD患者左心室心肌纤维化对右心室功能的影响。既往研究主要基于右心室射血分数（ejection fraction, EF）进行评价^{[11, 12]}，右心室EF的改变可能晚于右心室应变参数的改变。因此，本研究旨在使用CMR-FT技术评价CAD患者左心室心肌纤维化对左、右心室功能的影响，并探讨双心室之间的相互作用，从而进行早期干预，发挥早期综合管理的作用。

1 材料与方法

1.1 研究对象

       回顾性分析2023年9月至2025年3月间在滨州医学院附属医院行CMR检查的50例CAD患者，纳入标准：（1）符合2024年欧洲心脏病学会发布的CAD诊断指南标准^[13]，经冠状动脉造影或CTA证实为CAD患者，心绞痛或缺血症状患者；（2）有心肌梗死病史者；（3）CMR指标显示存在缺血性分布。排除标准：（1）先天性心脏病、瓣膜病、心肌病及严重心律不齐等心血管疾病史；（2）严重肝肾疾病、恶性肿瘤、甲亢等影响心脏功能的疾病。同时在医院体检人群中收集年龄和性别匹配的32名健康受试者资料（对照组）。对照组纳入标准：（1）无高血压及各种异常临床症状；（2）无心血管疾病史及家族史；（3）心电图、超声心动图及CMR检查无异常。排除标准：（1）CMR图像质量不能满足后处理要求；（2）CMR数据不完整。本研究遵守《赫尔辛基宣言》，经滨州医学院附属医院科研伦理委员会批准，免除受试者知情同意，批准文号：[2024]伦审字（KYLL-271）号。

1.2 图像采集

       采用Philips Ingenia 1.5 T磁共振扫描仪（Netherlands, Philips Healthcare）以及18通道相控体部线圈，并联合心电门控和呼吸门控。扫描序列包括CMR电影及对比剂延迟强化（late gadolinium enhancement, LGE）。电影序列采用平衡稳态自由进动序列于呼气末获得短轴、二腔心、三腔心和四腔心层面图像，扫描参数：层厚8.00 mm，TR 3.30 ms，TE 1.64 ms，翻转角60°，FOV 300 mm×300 mm。LGE序列采用相位敏感反转恢复序列，仅在CAD患者静脉注射钆对比剂（中国，北京北陆药业股份有限公司）10~15 min后采集，剂量为0.2 mmol/kg，注射速度为4 mL/s，采集层面与电影序列一致，扫描参数：层厚8.00 mm，TR 5.2 ms，TE 2.6 ms，翻转角15°，FOV 300 mm×300 mm。

1.3 图像分析

1.3.1 常规心功能分析

       使用Segment v4.1.0.1 R14284b（Medviso, segment.heiberg.se）对整体左心室和右心室功能进行定量评估^[14]。在短轴电影图像上自动勾画舒张末期和收缩末期左心室心内膜、心外膜及右心室心内膜轮廓，将乳头肌和小梁从心肌中排除，但纳入心室容积分析。软件自动计算心功能参数，包括左、右心室EF、每搏输出量（stroke volume, SV）、舒张末期容积（end-diastolic volume, EDV）、收缩末期容积（end-systolic volume, ESV）及左心室心肌质量（left ventricular mass, LVM）。此外，通过结合体表面积（body surface area, BSA）进一步校正得到每搏输出量指数（stroke volume index, SVi）、舒张末期容积指数（end-diastolic volume index, EDVi）、收缩末期容积指数（end-systolic volume index, ESVi）及左心室心肌质量指数（left ventricular mass index, LVMi）。

1.3.2 心肌应变分析

       在strain模块中，对短轴、二腔心、三腔心和四腔心电影图像进行心肌应变分析（图1）。软件半自动勾画舒张末期左心室心内膜、心外膜及右心室心内膜轮廓，获得左、右心室整体周向峰值应变（circumferential peak strain, PCS）、径向峰值应变（radial peak strain, PRS）、纵向峰值应变（longitudinal peak strain, PLS）、周向峰值收缩期应变率（circumferential peak systolic strain rate, PCSR-S）、径向峰值收缩期应变率（radial peak systolic strain rate, PRSR-S）、纵向峰值收缩期应变率（longitudinal peak systolic strain rate, PLSR-S）、周向峰值舒张期应变率（circumferential peak diastolic strain rate, PCSR-D）、径向峰值舒张期应变率（radial peak diastolic strain rate, PRSR-D）、纵向峰值舒张期应变率（longitudinal peak diastolic strain rate, PLSR-D）。

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图1  双心室心肌应变示意图。1A~1H：在由基底部到心尖部的短轴电影图像上勾画舒张末期左心室心内膜（红线）、心外膜（绿线）及右心室心内膜（紫线）轮廓获取周向及径向应变参数；1I~1K：在四、二、三腔心电影图像上勾画舒张末期左心室心肌（红线）及右心室心内膜（紫线）轮廓获取纵向应变参数。
Fig. 1  Biventricular myocardial strain diagram. 1A-1H: The contours of the left ventricular endocardium (red line), epicardium (green line), and the right ventricular endocardium (purple line) are drawn in the end-diastole phase on the short-axis cine images from the base to the apex to obtain circumferential and radial strain parameters; 1I-1K: The contours of the left ventricular myocardium (red line) and the right ventricular endocardium (purple line) are drawn in the end-diastole phase on the four-, two-, and three-chamber cine images to obtain longitudinal strain parameters.

1.3.3 心肌纤维化的测量

       由两名具有10年以上心血管疾病诊断经验的主任医师和主治医师采用双盲法评估LGE图像，根据高于远端正常心肌平均信号强度5倍标准差的阈值，对LGE图像进行半定量评估。在短轴LGE图像上勾画左心室心内膜和心外膜（不包括乳头肌和小梁），软件自动计算左心室延迟强化百分比（LGE percentage, %LGE），见式（1）^[15]。

       为了进行比较，将CAD患者分为高于和低于%LGE中位数的两组，即%LGE≥6%组和%LGE<6%组。

1.4 一致性分析

       在CAD患者及对照组中随机选取20例受试者，由两名具有10年以上心血管疾病诊断经验的主任医师和主治医师独立进行左、右心室应变分析，两名医师对患者信息均不知情，其中一名医师一个月后再次分析，分别评价观察者间和观察者内的一致性。

1.5 统计学方法

       采用SPSS 27.0软件进行统计学分析。采用Shapiro-Wilk检验以评价计量资料的正态性。正态分布数据以均数±标准差表示，通过独立样本t检验或单因素方差分析比较组间差异。非正态分布数据以中位数（上下四分位数）表示，通过Mann-Whitney U或Kruskal-Wallis检验比较组间差异。计数资料以频数（百分比）表示，通过卡方检验或Fisher确切概率法比较组间差异。采用Spearman或Pearson相关系数分析右心室应变与左心室功能及心肌纤维化参数的相关性。选取P<0.05的变量进一步纳入多元逐步线性回归模型。采用组内相关系数（intra-class correlation coefficient, ICC）分析心肌应变参数测量的一致性。P<0.05表示差异具有统计学意义。

2 结果

2.1 一般资料

       CAD患者与对照组间年龄差异无统计学意义（P均>0.05）。CAD患者BSA低于对照组，心率高于对照组（P均<0.05）。与%LGE<6%组相比，%LGE≥6%组心率和N末端B型利钠肽原增高，且两组间性别、多支血管、糖尿病差异均有统计学意义（P均<0.05），详见表1。

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表1  3组基本临床资料
Tab. 1  Basic clinical data among 3 groups

2.2 CMR基本参数

       与对照组相比，CAD患者LVEF降低，LVEDVi、LVESV、LVESVi、LVMi均增高（P均<0.05）。与%LGE<6%组相比，%LGE≥6%组LVEF降低，LVEDV、LVEDVi、LVESV、LVESVi、LVM、LVMi、%LGE均增高（P均<0.05），而两组间右心室常规心功能参数差异无统计学意义（P均>0.05），详见表2。

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表2  3组CMR常规心功能及心肌纤维化参数
Tab. 2  Conventional cardiac function and myocardial fibrosis parameters of CMR among 3 groups

2.3 CMR应变参数

       对于左心室，与对照组和%LGE<6%组相比，%LGE≥6%组左心室整体PCS、PRS、PLS、PCSR-S、PRSR-S、PLSR-S、PCSR-D、PRSR-D、PLSR-D均减低（P均<0.05），并且从对照组到%LGE<6%组再到%LGE≥6%组，左心室整体PCS、PRS、PLS、PCSR-S、PLSR-S、PCSR-D、PRSR-D、PLSR-D依次减低（P均<0.05）。对于右心室，与对照组和%LGE<6%组相比，%LGE≥6%组右心室整体PLS、PCSR-D均减低（P均<0.05），并且%LGE≥6%组右心室整体PLSR-S低于%LGE<6%组（P=0.041）（表3、图2）。

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图2  %LGE≥6%组、%LGE<6%组和正常对照组的双心室应变特征典型代表。2A~2E：%LGE≥6%组，一例39岁男性CAD患者的双心室应变曲线；2F~2J：%LGE<6%组，一例45岁男性CAD患者的双心室应变曲线；2K~2O：一例50岁男性正常对照者的双心室应变曲线。可见%LGE≥6%组左心室整体PCS、PRS、PLS及右心室整体PLS均低于%LGE<6%组和对照组，而右心室整体PCS组间差异不显著。%LGE：左心室延迟强化百分比；CAD：冠心病；PCS：周向峰值应变；PRS：径向峰值应变；PLS：纵向峰值应变。
Fig. 2  Typical biventricular strain characteristics in the %LGE ≥ 6% group, %LGE < 6% group and normal control group. 2A-2E: The biventricular strain curves of a 39-year-old male CAD patient in the %LGE ≥ 6% group. 2F-2J: The biventricular strain curves of a 45-year-old male CAD patient in the %LGE < 6% group. 2K-2O: The biventricular strain curves of a 50-year-old male normal control subject. It can be seen that the left ventricular global PCS, PRS, PLS and right ventricular global PLS in the %LGE ≥ 6% group are lower than those in the %LGE < 6% group and normal control group, but there is no significant difference in right ventricular global PCS among the groups. %LGE: left ventricular late gadolinium enhancement percentage; CAD: coronary artery disease; PCS: circumferential peak strain; PRS: radial peak strain; PLS: longitudinal peak strain.

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表3  3组CMR应变参数
Tab. 3  CMR strain parameters among 3 groups

2.4 相关性分析

       在CAD患者中，右心室整体PCS、PLS均与左心室整体PCS、PRS、PLS、LVEF呈正相关，与LVEDVi、LVESVi及%LGE呈负相关（r=-0.762~0.731，P均<0.05），且右心室整体PLS与LVMi也呈负相关（r=-0.526，P<0.001）（表4）。纳入性别和上述有统计学意义的变量，进一步进行多元线性回归分析。由于既往研究发现右冠状动脉病变可能与右心室功能相关^[16]，因此也被纳入分析中。结果中显示，右心室整体PCS与左心室整体PLS独立正相关（β=0.356，P=0.011），与LVESVi独立负相关（β=-0.362，P=0.010）；右心室整体PLS与左心室整体PRS独立正相关（β=0.291，P=0.022），与%LGE独立负相关（β=-0.344，P=0.003）（表5）。

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表4  CAD患者右心室应变与左心室功能及心肌纤维化参数的相关性分析
Tab. 4  Correlation analysis of right strain with left ventricular function and myocardial fibrosis parameters in CAD patients

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表5  CAD患者右心室应变的多元线性回归分析
Tab. 5  Multiple linear regression analysis of right ventricular strain in CAD patients

2.5 一致性分析

       左、右心室应变参数的观察者内ICC值为0.886~0.980，观察者间ICC值为0.895~0.986，一致性均较好，详见表6。

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表6  心肌应变参数一致性分析
Tab. 6  Consistency analysis of myocardial strain parameters

3 讨论

       本研究应用CMR-FT技术评价CAD患者左心室心肌纤维化对左、右心室功能的影响，并进一步探讨了右心室功能与左心室功能及心肌纤维化的关系。主要研究发现，CAD患者左心室心肌纤维化增加，左心室常规心功能参数及周向、径向、纵向三个方向应变参数均减低。右心室常规心功能参数未见明显差异，但右心室纵向应变参数减低。此外，研究发现右心室应变与左心室应变独立正相关，与左心室心肌纤维化独立负相关，这将有利于早期发现CAD患者的心室功能改变，预防不良心血管事件的发生。

3.1 左心室心肌纤维化对CAD患者左心室功能的影响

       本研究显示，CAD患者左心室整体周向、径向、纵向三个方向应变均低于对照组，表明CAD患者左心室的整体应力均受损，这与既往研究结果一致^[17]。进一步研究结果显示，与对照组和%LGE<6%组患者相比，%LGE≥6%组CAD患者左心室常规心功能参数及周向、径向、纵向的峰值应变、收缩和舒张应变率均减低，提示CAD患者左心室心肌纤维化增加，左心室僵硬度增加，顺应性降低，导致左心室的收缩、舒张功能受损更明显，与既往研究结果一致^[10]。左心室心肌由三层构成，内层的纵向走行心肌，中层的周向走行心肌，外层的斜向走行心肌，左心室心肌纤维化同时向内层、中层及外层心肌渗透^[18]，因此CAD患者左心室心肌纤维化增加，各方向应变值均减低。REINDL等^[19]研究指出CMR-FT测定的左心室心肌应变能够预测心肌梗死后左心室不良重构，并且独立于LVEF和梗死严重程度。此外，几项研究表明了左心室心肌应变参数是CAD患者的重要预后指标^{[20, 21, 22]}。因此，随着CMR技术的不断发展，CMR-FT技术可以作为早期敏感检测各种疾病左心室功能障碍的指标。

3.2 左心室心肌纤维化对CAD患者右心室功能的影响

       绝大多数研究仅强调CAD患者左心室心肌纤维化导致左心室功能障碍，最近的几项研究表明，右心室功能障碍也可能是左心室心肌纤维化的继发性后果，并与更严重的死亡风险有关^{[23, 24]}。本研究发现，%LGE≥6%组CAD患者右心室纵向应变参数减低，RVEF尚正常，说明CMR-FT可以敏感识别CAD患者的右心室亚临床功能障碍，在RVEF发生改变前发现右心室功能异常。此外，本研究发现%LGE仅与右心室纵向应变独立相关，提示CAD患者左心室心肌纤维化导致的右心室功能损伤可能主要是纵向心肌运动功能受损。右心室心肌由心内膜下的纵向心肌细胞和心外膜下的周向心肌细胞构成，其中纵向心肌细胞占主导地位，纵向心肌收缩约占右心室收缩作用的75%，周向心肌约占25%^[25]，这可能是CAD患者左心室心肌纤维化主要影响右心室纵向心肌应变的原因。并且，右心室纵向应变是各种心血管疾病死亡率及心力衰竭的独立预测因子^{[26, 27, 28]}。因此，我们推测CAD患者左心室心肌纤维化可能会导致右心室功能受损，CMR-FT技术测量的心肌应变参数，尤其是纵向应变，是早期检测右心室功能障碍的敏感指标。

3.3 左、右心室相互作用

       本研究结果显示，在CAD患者中，右心室整体PCS、PLS均与左心室功能参数存在相关性，且右心室整体PCS与左心室整体PLS和LVESVi独立相关，右心室整体PLS与左心室整体PRS独立相关，这与以往研究结果一致^[29]，提示左、右心室相互依赖可能是右心室功能障碍的潜在原因。犬的动物实验表明^[30]，右心室约20%~40%的输出量是左心室的收缩作用产生的。共用的室间隔可能也在左、右心室相互依赖中发挥着作用，室间隔是右心室的“发动机”，室间隔的扭转有助于右心室收缩和舒张^[31]。ZHAO等^[11]研究发现左心室和室间隔的收缩功能均是右心室功能障碍的独立预测因素。因此，笔者推测CAD患者左心室心肌纤维化导致右心室功能受损的原因有：（1）由于左心室心肌纤维化增加，左心室收缩功能下降，尺寸增加，左心室输出减少，进而改变舒张期右心室充盈；（2）左心室心肌纤维化导致室间隔运动僵硬，直接干扰右心室充盈。既往研究还发现CAD患者合并右冠状动脉狭窄与右心室功能损伤相关，右冠状动脉病变可导致右心室缺血梗死，进而影响右心室功能^[16]。但在本研究中未观察到相关性，推测可能与样本量有限有关，未来还需增加样本量进一步深入分析。总之，CMR-FT技术在早期评估左、右心室功能中均具有较高的准确性和敏感性，对检测CAD患者早期心室功能障碍具有重要意义，有助于改善CAD患者的预后。

3.4 本研究的局限性

       本研究的局限性：（1）本研究为单中心研究，样本量较少，且%LGE≥6%组男性例数较多，导致结果可能存在选择性偏倚，未来需要通过大样本量的多中心研究进行更深入的验证和分析；（2）本研究由于技术限制仅对右心室的周向和纵向应变进行分析，未对径向应变进行评估，需要在后续研究中进行探讨；（3）由于右心室室壁较薄和复杂解剖结构，不同软件自动勾画右心室心肌轮廓可能会有误差；（4）未进行预后随访，右心室应变参数的预后价值仍有待研究，这将为预防和改善右心室功能障碍提供重要信息。

4 结论

       尽管CAD患者左心室心肌纤维化后右心室常规心功能参数无改变，但左、右心室应变均已经受损，且右心室功能受损与左心室功能及心肌纤维化有关。CMR-FT技术可以早期、敏感地识别出左、右心室功能异常，在监测CAD患者左、右心室功能障碍方面具有重要价值。