慢性高原病(chronic mountain sickness，CMS)国际上习称慢性高山病，又称Monge's病^[1]，通常是指长期生活在海拔2500 m以上高原的世居者或移居者，对高原低氧环境逐渐失去习服而引起的一类慢性高原特发性疾病^[2]，主要表现为红细胞增多(女性Hb≥190 g/L，男性Hb≥210 g/L)^[2,3]。常见的临床表现有红细胞增生、肺血管收缩和重建及缺氧性肺动脉高压。慢性高原病可累及多个系统，如心血管系统、造血系统、呼吸系统及运动系统等，严重威胁高原人群的健康。

       青藏高原平均海拔4500 m，影响人类生命活动的主要自然环境因素是缺氧和寒冷。缺氧和寒冷引起机体的一系列功能、代谢和结构的改变是CMS的病理生理学基础。越来越多的国内外专家和学者致力于CMS的研究，并取得显著成果^[4,5]，但对CMS患者主肺动脉(main pulmonary artery，MPA)扩张的相关问题进行全面研究的报道少见。现就CMS患者MPA扩张的病理生理、临床意义及影像诊断予以综述。

1　CMS患者MPA扩张的病理生理

1.1　低氧性肺动脉高压

       高原地区单位体积气体中的氧含量低于海平面，肺泡氧分压下降，引起肺血管收缩，血流阻力增大，致低氧性肺动脉高压。缺氧引起的肺血管收缩主要发生在肺动脉，尤其是中小动脉。长时间持续缺氧使肺动脉压长期处于较高水平，进而导致肺血管发生重构^[5]。肺血管壁重构则以血管壁增厚和管腔狭窄为特征，MPA可发生代偿性扩张，并且这些改变可以通过无创性影像学方法诊断^[6]。在缺氧性肺动脉高压形成的早期阶段，肺血管收缩是主要因素，其后，肺血管壁构建也参与其中。此外，寒冷可增强缺氧而引起肺血管的收缩反应和肺动脉高压。有研究指出肺动脉高压常常导致MPA增宽^[7]。

1.2　肺血流阻力增加

       青藏高原是低压缺氧与寒冷并存的自然环境地区。一方面低氧刺激促红细胞生成素合成和释放增加，促进红细胞增生，过度增生的红细胞会导致血液黏滞度升高，血流阻力增加；另一方面，寒冷性利尿作用引起失水增多、血液浓缩使血液黏度增高。这些改变均可使血液循环阻力增高、心脏负荷增大，且在低氧与寒冷的复合因素的作用下，上述改变对心血管系统的影响可相互增强。此外，低氧可引起细胞膜离子转运功能障碍，致红细胞变形能力降低，亦增加肺血流阻力。而肺血管阻力与MPA直径间有良好的相关性^[7]，即在一定的范围内，肺血管阻力越大，MPA越易扩张。

2　CMS患者MPA扩张的临床意义

2.1　评价肺动脉高压

       多项研究表明MPA扩张与右心导管检查的血流动力学测量结果有良好的相关性，并且可以评估肺动脉高压存在的可能性^[8,9,10,11]。国外学者Lange等^[7]研究结果显示MPA直径与肺动脉压及肺血管阻力间有显著的独立相关性。国内学者郑亚国等^[12]研究表明以MPA直径30 mm为临界值，诊断肺动脉高压的敏感度90.8%，特异度66.7%。因此，MPA扩张在一定程度上可以评价肺动脉高压。

2.2　对心脏的影响

       右心室于收缩期将血液射入MPA进行肺循环，可见心脏与肺血管的关系密不可分。部分CMS患者存在MPA扩张，其潜在的发病机制为低氧性肺动脉高压及血流阻力增加。对于这部分患者，其是否对右心结构及功能有影响，影响程度如何，还需进一步研究。另外，扩张的肺动脉干可压迫左侧冠状动脉主干，导致心肌缺血，其发生的风险与肺动脉压升高及MPA扩张有关^[13,14,15]。虽然继发于肺动脉扩张而导致的左主冠状动脉外源性压迫是一类很罕见的综合征，但对于左侧冠状动脉主干受压迫的次要原因之一，肺动脉扩张所致的外源性压迫是一个导致肺动脉高压合并心绞痛和左心室功能障碍的越来越认可和潜在可逆的原因^[15]。

3　CMS患者MPA扩张的影像诊断

3.1　MPA正常值

       许多国内外学者将影像学检查应用于正常人MPA测量的研究中。国内学者刘延玲等^[16]利用超声心动图评价了8302例正常人的心脏结构与功能，并对这些志愿者进行了年龄及性别分组。研究结果显示年龄>30岁的正常男性志愿者的MPA值最大，为16.5~27.0 mm (以95%可信区间作为正常值范围)。

       此外，曾有国外学者对706例正常人进行心脏方面的研究(行CT平扫)。研究结果显示MPA的平均值为25.1 mm，男性正常值上限为28.9 mm (以单侧90%制定临界值)，女性为26.9 mm^[17]。而在此研究数据发布之前，国外许多学者用以制定MPA直径正常参考值范围的数据均来源于相对小型的研究^[18,19]。国内外学者研究数据差异的潜在来源可能包括种族、样本量、体表面积、测量仪器、测量方法(肺分叉或右肺动脉干水平)及医学参考值范围可信区间选择的差异^[20]。

3.2　MPA测量的影像学价值

3.2.1　超声

       超声凭借无创、经济、便捷等优势而在临床保持着不可代替的位置。经胸超声心动图简便易行，临床应用广泛，于大动脉短轴切面可测量MPA内径^[16]。但MPA局部位于胸骨、肋骨后方，胸壁骨组织会对超声波产生全反射，影响其传导，从而降低了测量结果的准确性。此外，相对于CT、MRI来说，超声影像的视野有限，图像分辨率不高，检查时还容易受到肥胖的外部因素干扰，亦会影响MPA直径测量的准确性。

       然而，超声心动图在评估肺动脉高压方面有独特的优势，可以作为CMS患者肺动脉高压筛查的重要手段。它主要通过三尖瓣反流速度估算肺动脉收缩来评估肺动脉压力水平^[21]，当不存在瓣膜反流时，可以使用肺动脉频谱指标作为补充^[22]。

3.2.2　CT

       多层螺旋CT在胸部检查中占有重要位置。胸部具有良好天然对比，即使在未增强的情况下，纵隔窗亦可清晰显示MPA及其主要分支。另外，胸部高分辨率CT一次扫描即可获得大量薄层和可重复的标准化横断面图像，利用这些图像可有效测量被检者的MPA直径，甚至是过度肺气肿患者或大体型者^[20]。同时，胸部高分辨率CT可以观察肺内微细结构及微小病灶，从而早期发现潜在的肺部疾病及鉴别由多种原因引起的继发性MPA扩张。

       然而，CT平扫难以辨别血管腔的界面从而降低了测量的准确性。多层螺旋CT肺动脉造影(multi-slice spiral CT pulmonary angiography，MSCTPA)弥补了这一缺陷。MSCTPA作为一种相对无创的检查，可综合应用各种图像后处理软件，清晰、准确地显示肺动脉的解剖结构和病理生理改变，同时可以直接测得MPA直径、右心室直径和右心室壁厚度等参数，用于协助诊断MPA扩张和判断心脏结构的改变情况^[23]。此外，CMS患者血液黏滞性高，血栓形成的概率比平原地区更大^[24]。而MSCTPA已成为诊断肺动脉栓塞的首选手段，且可观察病变的范围和程度。MSCTPA亦存在缺点，一方面，由于对比剂可通过影响血管张力、心输出量和(或)心率来瞬时影响MPA直径，从而降低了测量结果的准确性^[20]；另一方面在于需要碘对比剂注射和射线曝光，不利于被检者的健康，且部分患者(如肝肾功能损害者、心肺功能不全的患者及有过敏倾向者)对造影检查不耐受。

3.2.3　MRI

       MRI是一种无创、无辐射的检查方法，且具有较高的准确性及重复性。MRI脉冲序列可以根据情况被修改使血液呈现黑色(黑血涡轮旋转超声心动图)或明亮(亮血梯度超声心动图技术如稳态自由进动)，使得大血管腔与血管壁分界清晰，从而提高了MPA直径测量的准确性。但是，由于肺动脉的形态受其位置及走行方向的制约，使常规横轴位成像显示的MPA管径(MPA横径、MPA横径与升主动脉横径之比)并非其真实横截面管径，而且非心电门控扫描获得的图像时相不定，影响了MPA直径测量的准确性^[25]。然而，基于心血管磁共振(cardiovascular magnetic resonance，CMR)可以测量和计算MPA各径线参数(诸如MPA横径、MPA横径与升主动脉横径之比、最大平均直径、最小平均直径、横径变化分数、纵径变化分数)以及MPA顺应性。这些数据可以更好地评价MPA扩张，进而评估肺动脉高压。Burman等^[26]通过对正常人MPA最大、最小平均直径与年龄、BSA和性别的回归模型分析，发现舒张期平均直径(最小平均直径)测量值与上述因素之间的相关性比收缩期更稳定(R2值更高)，提示在多因素分析中MPA最小平均直径可能对评估CMS患者低氧性MPA病理性扩张更具潜在优势。

       CMS患者处于慢性缺氧，部分患者MPA扩张，很可能其肺血管反应性已发生改变。但确切的机制很复杂，且不十分清楚^[27]。有研究表明二维相位对比法磁共振成像(2D phase-contrast magnetic resonance imaging，2D PC MRI)能可靠地检测出MPA内由低氧导致的肺循环动力学变化，可以作为一个监测MPA扩张患者肺血管反应性的潜在的非侵入性工具^[28]。PC MRI可以在MPA内进行血流测定，诸如血流加速时间和容积、最大和最小面积、面积变化、平均和最大平均速度等。有研究指出低氧性肺动脉高压患者的面积变化和MPA的顺应性减小^[29,30]，而最小和最大面积增加^[31]。Mousseaux等^[32]利用2D PC MRI技术得出了MPA的血流加速容积与肺血管阻力成负相关的结论。

       传统的PC MRI技术包括2D PC MRI、3D PC MRI以及电影PC MRI (Cine PC MRI)。近年来，将电影序列、3D PC MRI以及三方向速度编码相结合的新技术(即4D Flow MRI)引起了越来越多的关注^[33]。4D Flow是一种无创而准确的对心脏及大血管血流情况进行定性和定量分析的综合技术。一方面，4D Flow能动态三维显示MPA的血流动力学特征；另一方面，它可以准确测量扫描范围内各个位置血流的方向、速度、剪切力等重要参数，有助于指导MPA扩张患者肺动脉高压的诊断和治疗^[33,34]。4D Flow MRI已逐渐应用于临床研究，如用于评价心血管术后肺动脉重建、肺动脉瓣疾病的异常血流动力学及平均肺动脉压等^[33,35]。然而，4D Flow MRI应用于CMS患者MPA扩张的报道还存在空白。

       若仅测量MPA的直径则选择CT平扫，其简单易行，且有较高的准确性。对于CMS患者来说，部分存在MPA扩张，推测其会影响心脏的结构和功能。因此，选择一项既对测量MPA直径有较高准确性，又能很好地评价心脏结构和功能的检查尤为重要。CMR凭借高软组织分辨率、高时间分辨率以及大视野、无死角的特点，已经成为评估心功能的"金标准" ^[36]，其一次检查可提供心脏形态和功能评价的重要信息。常规的CMR扫描技术(如心肌灌注、对比剂延迟增强显像以及血流动力学检测等)相对成熟，在心血管疾病的诊断和预后评估中起到了至关重要的作用。近十年来，诸多CMR新技术不断应用于临床研究中，如T1 mapping、T2 mapping、4D Flow及多b值扩散加权成像等定量成像技术有着各自的优势，能够更全面地评价心功能及早期发现心血管疾病，为临床诊治及预后提供诸多更有价值的信息^{[34,35,36,37]}。然而这些新技术应用于CMS患者的报道甚少，在以后的研究中有待进一步应用及拓展。

       低氧性肺动脉高压及肺血管阻力增加是CMS患者MPA扩张的主要因素，亦是心脏病理生理改变的重要原因。然而CMS患者MPA扩张与心脏的结构与功能的关系并不十分清楚。望更多的影像学新技术应用于CMS的研究中，从而更加全面深入地认知CMS患者MPA扩张的病理生理改变及内在的联系，为临床早期诊断、严重程度的评估及预后提供更多、更有价值的信息。