MRI測量的目標血管面積與慢性血栓栓塞性肺動脈高壓血流動力學參數(shù)的相關性研究

郭曉娟， 劉敏， 馬展鴻， 繆冉， 蔣濤， 楊媛華， 郭佑民

?

·肺栓塞影像學專題·

MRI測量的目標血管面積與慢性血栓栓塞性肺動脈高壓血流動力學參數(shù)的相關性研究

郭曉娟， 劉敏， 馬展鴻， 繆冉， 蔣濤， 楊媛華， 郭佑民

目的：探討MRI測量的肺血管及腔靜脈面積與慢性血栓栓塞性肺動脈高壓(CTEPH)患者血流動力學參數(shù)之間的關系。方法：前瞻性搜集經右心導管檢查確診的慢性血栓栓塞性肺動脈高壓患者20例。測量主肺、左右肺動脈、上下腔靜脈的平均、最小和最大面積，并與血流動力學參數(shù)進行相關性分析。結果：下腔靜脈平均、最大面積與肺動脈平均壓具有中度相關性(r=0.463、0.447，P=0.040、0.049)；下腔靜脈平均、最小、最大面積與肺血管阻力指數(shù)具有中度相關性(r=0.482、0.444、0.441，P=0.030、0.047、0.049)；主肺動脈最小、最大面積(r=0.467、0.468，P=0.044、0.044)及左主肺動脈平均、最小、最大面積(r=0.450、0.468、0.476，P=0.047、0.043、0.039)與右心每博功指數(shù)具有中度相關性；左主肺動脈平均、最小、最大面積與右心做功指數(shù)具有中度相關性(r=0.473、0.469、0.530，P=0.035、0.043、0.020)；上腔靜脈平均、最小、最大面積(r=0.516、0.495、0.509，P=0.020、0.031、0.026)及下腔靜脈平均、最小、最大面積(r=0.572、0.543、0.445，P=0.008、0.016、0.046)與中心靜脈壓具有中度相關性。結論：MRI測量的肺動脈及腔靜脈面積與CTEPH的血流動力學參數(shù)具有中度相關性，而腔靜脈面積反映更為全面，對于無創(chuàng)性評估CTEPH患者的病情具有積極意義，并具有潛在的隨訪應用價值。

肺動脈高壓； 肺栓塞； 磁共振成像； 血流動力學

慢性血栓栓塞性肺動脈高壓(chronic thromboembolic pulmonary hypertension,CTEPH)是由于血栓未能完全溶解或反復的再栓塞，以致血栓長期存在進而機化，最終導致肺血管阻力進行性升高的一類肺血管疾病，CTEPH進展快、預后差，嚴重威脅患者的生命健康，治療過程中需反復測定肺血流動力學狀況以評估病情，進而指導治療。右心導管檢查是目前公認評估肺血流較準確的方法，但其為有創(chuàng)性檢查，重復性差。MRI測量的主肺動脈面積變化是反應肺動脈順應性的有效指標[1]，國外已有學者通過MRI測定特發(fā)性肺動脈高壓患者主肺動脈面積變化率，結果表明其與肺血管激發(fā)試驗結果具有良好的相關性[2]。Toshner等[3]的研究結果表明CTEPH患者主肺動脈面積變化與藥物干預后心功能改善具有中度相關性，因此認為主動脈面積變化是反映疾病進展的重要指標。本研究以右心導管檢查結果為金標準，通過MRI評估CTEPH患者的近端肺動脈及腔靜脈的面積，分析其面積變化特征，并與血流動力學指標進行相關性分析，旨在為無創(chuàng)性評估CTEPH患者的病情及隨訪提供依據(jù)。

材料與方法

1.病例資料

連續(xù)性搜集2011年8月-2012年2月在我院住院治療的CTEPH患者資料。CTEPH診斷標準：在靜息狀態(tài)下，肺動脈平均壓(mean pulmonary artery pressure，mPAP)≥25 mmHg，肺毛細血管楔壓≤15 mmHg，肺血管阻力>2 Wood單位，并且CT肺動脈血管成像(computed tomography pulomonary angiography,CTPA)和/或核素V/Q掃描符合肺血管血栓栓塞性病變[4]。所有入選患者均行右心導管檢查，分別測量肺動脈收縮壓、肺動脈舒張壓、肺動脈平均壓、中心靜脈壓、肺毛細血管楔壓，并通過公式計算得出肺血管阻力。數(shù)據(jù)采集使用HP M1165A型全功能監(jiān)護儀。

CTEPH患者入選標準：①有明確的深靜脈血栓形成(deep venous thrombosis，DVT)和/或肺動脈栓塞(pulmonary embolism，PE)病史，并有CTPA及核素V/Q掃描確診的慢性血栓栓塞性肺動脈高壓；②患者病情穩(wěn)定期行右心導管和磁共振檢查，兩種檢查要求在7天內完成，檢查次序不限。所有患者均被告知受試者實驗內容，并征得同意。

排除標準：①左心疾病所致肺動脈高壓、肺部疾病，結締組織等相關性、中毒、藥物和/或低氧所致肺動脈高壓；②血流動力學不穩(wěn)定，不能耐受右心導管檢查。患者一般資料包括癥狀、體征、病程、6分鐘步行距離及心臟功能評價等。

2.檢查方法

MRI檢查采用德國Siemens Trio 3.0T超導型雙梯度全身MRI掃描儀，首先采用半傅里葉采集單次激發(fā)FSE(half-Fourier acquisition single-shot turbo spin-echo,HASTE)序列及真實穩(wěn)態(tài)自由進動梯度回波(true fast imaging with steady-state precession,true FISP)序列進行胸部冠狀面和橫軸面掃描，然后采用斜矢狀面行主肺動脈(main pulmonary artery,MPA)和左肺動脈(left pulmonary artery,LPA)、右肺動脈(right pulmonary artery,RPA)長軸吸氣末屏氣掃描。以MPA、LPA、RPA長軸像為定位像，MPA取肺動脈瓣上1.0～1.5 cm，LPA、RPA取主肺動脈分叉后1.0～1.5 cm的位置，以上腔靜脈(superior vena cava,SVC) 和下腔靜脈(inferior vena cava,IVC)入左心房的位置為測量平面(圖1a～d)。

采用垂直于血流方向的電影脈沖序列沿垂直于血管長軸走行的方向行單層多時相心電觸發(fā)掃描。掃描參數(shù)：TR 47.00 ms，TE 1.99 ms，翻轉角30°，層厚6 mm，視野340 mm×340 mm，矩陣256×256，心電門控采用回顧性方式。應用MR心血管專用分析軟件(Argus：FLOW analysis)在解剖圖上勾畫興趣區(qū)，軟件自動計算出目標血管最小、最大及平均面積(圖2a～b)。每支血管進行3次測量，最終數(shù)據(jù)取3次測量的平均值。

3.統(tǒng)計學分析

結　果

1.一般臨床資料

本研究最終共納入CTEPH患者20例。其中男13例，女7例，年齡33～76歲，平均(58.10±11.83)歲，病程為半年到17年，所有入組患者均表現(xiàn)出活動后胸悶、憋氣等呼吸困難癥狀，靜息狀態(tài)下呼吸困難癥狀不明顯。入組患者心功能評價6min步行距離為(343.50±116.32) m，分級分別為Ⅱ級17例和Ⅲ級3例。靜息態(tài)血流動力學參數(shù)測量結果如下：肺動脈收縮壓(systolic pulmonary artery pressure,sPAP)為(85.55±17.00) mmHg，肺動脈舒張壓(diastolic pulmonary artery pressure,dPAP)為(29.65±6.15) mmHg，mPAP為(47.85±9.14) mmHg，中心靜脈壓(central venous pressure,CVP)中位數(shù)為3 cmH2O(范圍0～17cmH2O)，肺血管阻力(pulmonary vascular resistance index,PVRI)為(1070.75±437.44)dyn.sec.cm-5，右心做功指數(shù)(right cadiac work index,RCWI)為(1.07±0.34) kg.m/m2，右心每博功指數(shù)(right ventricular stroke work index,RVSWI)為(13.55±4.48) g.m/m2。

2.MRI測量的近端肺動脈及腔靜脈面積

MRI測量的CTEPH患者目標血管的面積見表1。左肺動脈的面積變化率(0.52±0.29)大于右肺動脈(0.31±0.22)，兩者差異有統(tǒng)計學意義(Z=2.58，P=0.01)。

表1　MRI測量的CTEPH患者目標血管面積　(cm2)

3.近端肺動脈及腔靜脈面積與血流動力學參數(shù)的相關性分析

將MRI測量的各目標血管面積(MPA，LPA，RPA，IVC，SVC)分別與右心導管測量的血流動力學參數(shù)進行相關性分析，陽性結果如下：與mPAP具有中度相關性的指標為下腔靜脈平均面積、最大面積(r=0.463、0.447，P=0.040、0.050)；與dPAP具有中度相關性的指標為下腔靜脈平均面積、最小面積、最大面積(r=0.498、0.472、0.468，P=0.026、0.041、0.044)；與PVRI具有中度相關性的指標為下腔靜脈平均面積、最小面積、最大面積(r=0.482、0.444、0.441，P=0.030、0.047、0.049)；與RVSWI具有中度相關性的指標為主肺動脈最小面積、最大面積(r=0.467、0.468，P=0.044、0.044)及左主肺動脈平均面積、最小面積、最大面積(r=0.450、0.468、0.476，P=0.047、0.043、0.039)；與RCWI具有中度相關性的指標為左主肺動脈平均面積、最小面積、最大面積(r=0.473、0.469、0.530，P=0.035、0.043、0.020)；與CVP具有中度相關性的指標為上腔靜脈平均面積、最小面積、最大面積(r=0.516、0.495、0.509，P=0.020、0.031、0.026)及下腔靜脈平均面積、最小面積、最大面積(r=0.572、0.543、0.445，P=0.008、0.016、0.046)。

討　論

CTEPH是目前唯一可以通過外科手術治愈的一類肺動脈高壓，無創(chuàng)性評價血流動力學在CTEPH的治療隨訪過程中尤為重要。本研究采用3.0T MRI分析了CTEPH患者近端肺動脈及腔靜脈面積與血流動力學參數(shù)之間的關系，結果顯示血管面積是無創(chuàng)性評估血流動力學的良好參數(shù)。

本研究通過對MRI測量的近端肺動脈、上腔靜脈、下腔靜脈面積進行分析，并與右心導管檢查參數(shù)進行相關性分析，結果表明下腔靜脈面積與mPAP、dPAP、PVRI具有中度相關性；主肺動脈及左肺動脈面積與右心功能指標具有中度相關性；而上、下腔靜脈面積均與中心靜脈壓具有中度相關性，提示MRI測定腔靜脈、肺動脈面積能夠間接反映肺動脈壓、肺血管阻力及右心功能。

肺動脈高壓患者主肺動脈的擴張程度有別于正常人群，其數(shù)值的減低代表血管彈性減低及患者病死率增高[5-6]。目前MRI可以通過測量目標血管每一心動周期的最大及最小面積確定每搏血管硬度，已經有研究認為靜息態(tài)主肺動脈擴張度<40%預測肺動脈高壓的敏感度為93%，特異度為63%[7]，而且血管擴張度與肺動脈高壓患者6分鐘步行距離具有較高的相關性[8-9]，此外該指標還是肺源性心臟病患者4年死亡率的獨立預測因素[1]，而右心功能是影響肺動脈高壓患者生存率的決定性因素。本研究發(fā)現(xiàn)主肺動脈、左肺動脈面積是反映CTEPH患者右心功能的有效指標，間接證實肺血管硬度是決定CTEPH患者右心功能的關鍵因素之一，但右肺動脈面積與右心功能無明顯相關性，推測原因是本組部分患者的栓子位于右肺動脈主干，甚至延伸至葉間動脈，栓子機化直接導致血管內膜纖維化和失去擴張度，而并非壓力增高間接導致，而左肺動脈由于長度較短，走行較為陡直，壓力增高最先累及左肺動脈，因此在反應肺動脈阻力及右心后負荷方面更為敏感。

本研究發(fā)現(xiàn)相比較于近端肺動脈，腔靜脈面積尤其是下腔靜脈面積在反映CTEPH患者肺動脈壓力及肺血管阻力方面具有更高的價值。正常人下腔靜脈血管為容量血管，順應性好，肺動脈高壓患者的右心充盈壓增高，導致下腔靜脈內徑/面積增大，順應性減低。查閱國內文獻并無類似報告，目前國內研究多集中在超聲測量的下腔靜脈塌陷指數(shù)方面，認為其與肺動脈壓力呈負相關[10]。下腔靜脈塌陷指數(shù)是由吸氣末及呼氣末下腔靜脈最大內徑計算而得，容易受下腔靜脈變形的影響，而由于下腔靜脈本身壁較薄，容易受右房壓力的影響，采用面積測量則能去除腔靜脈形態(tài)學改變所導致的測量誤差；此外本研究采用的是每一心動周期下腔靜脈的最大、最小面積，相對應的是右心的收縮末期與舒張末期，不受患者腹壓的影響，因此在反映肺動脈壓力方面更為準確。

CVP代表右心房或上、下腔靜脈近右心房處壓力，能反映右心功能的變化，林慧艷等[11]對行正壓通氣患者的中心靜脈壓與多普勒超聲測量的上腔靜脈橫徑進行研究，結果顯示兩者具有負相關性，但本組研究得出了相反的結論，分析原因是兩組患者的生理狀態(tài)不同，前者處于正壓通氣狀態(tài)，患者胸腔內壓增加，使上、下腔靜脈擴張度受限，回流受阻，從而CVP值增加，而本組患者胸腔內壓處于正常狀態(tài)，因此筆者認為在生理狀態(tài)下，該指標無創(chuàng)、易于操作，可作為評價中心靜脈壓的參考指標。

本研究存在以下不足：①樣本量較小，會對結果的穩(wěn)定性產生一些影響；②入組患者中有一部分患者的栓子累及中心肺動脈，會對血管面積的測量產生影響。

綜上所述，MRI測量的CTEPH患者肺動脈及腔靜脈面積與右心導管所測血流動力學參數(shù)具有中度的相關性，而腔靜脈面積反映更為全面，左肺動脈面積變化率大于右肺動脈，在反映右心功能上更為有效，這對于無創(chuàng)性評估患者的病情具有積極意義，并具有潛在的隨訪應用價值。

[1]Gan CT,Lankhaar JW,Westerhof N,et al.Noninvasively assessed pulmonary artery stiffness predicts mortality in pulmonary arterial hypertension[J].Chest,2007,132(6):1906-1912.

[2]Jardim C,Rochitte CE,Humbert M,et al.Pulmonary artery distensibility in pulmonary arterial hypertension:an MRI pilot study[J].Eur Respir J,2007,29(3):476-481.

[3]Toshner MR,Gopalan D,Suntharalingam J,et al.Pulmonary arterial size and response to sildenafil in chronic thromboembolic pulmonary hypertension[J].J Heart Lung Transplant,2010,29(6):610-615.

[4]Galiè N,Hoeper MM,Humbert M,et al.Guidelines for the diagnosis and treatment of pulmonary hypertension: the task forcefor the diagnosis and treatment of pulmonary hypertension of the European Society of Cardiology (ESC) and the European Respiratory Society (ERS),endorsed by the International Society of Heart and Lung Transplantation (ISHLT)[J].Eur Heart J,2009,30(20):2493-2537.

[5]Stevens GR,Garcia-Alvarez A,Sahni S,et al.RV dysfunction in pulmonary hypertension is independently related to pulmonary artery stiffness[J].J Am Coll Cardiol Image,2012,5(4):378-387.

[6]Schiebler ML,Bhalla S,Runo J,et al.Magnetic resonance and computed tomography imaging of the structural and functional changes of pulmonary arterial hypertension[J].J Thorac Imaging,2013,28(3):178-193.

[7]Sanz J,Kariisa M,Dellegrottaglie S,et al.Evaluation of pulmonary artery stiffness in pulmonary hypertension with cardiac magnetic resonance[J].JACC Cardiovasc Imaging,2009,2(3):286-295.

[8]Kang KW,Chang HJ,Kim YJ,et al.Cardiac magnetic resonance imaging-derived pulmonary artery distensibility index correlates with pulmonary artery stiffness and predicts functional capacity in patients with pulmonary arterial hypertension[J].Circ J,2011,75(9):2244-2251.

[9]Benza RL,Miller DP,Gomberg-Maitland M,et al.Predicting survival in pulmonary arterial hypertension[J].Circulation,2010,122(2):164-172.

[10]何垚，馬桂英，趙冰，等.肺動脈高壓患者下腔靜脈內徑及多普勒血流頻譜的改變及意義[J].中華實用診斷與治療雜志,2012,26(10):1003-1005.

[11]林慧艷，李海玲，辛蘇寧，等．機械通氣患者中心靜脈壓與上腔靜脈橫徑相關性研究[J]．實用醫(yī)藥雜志,2010,27(2):100-101.

A correlation study of the cross-sectional area of proximal pulmonary artery and vena cava on MRI with the hemodynamic parameters in patients with chronic thromboembolic pulmonary hypertension

GUO Xiao-juan,LIU Min，MA Zhan-hong，et al.

Department of Radiology，Beijing Chaoyang Hospital of Capital Medical University，Beijing 100020，China

Objective：The aim of this study was to explore the correlation of the area of proximal pulmonary artery and vena cava measured on MRI with the hemodynamic parameters in patients with chronic thromboembolic pulmonary hypertension (CTEPH).Methods:Twenty patients with CTEPH proved by right heart catheterization were prospectively included and underwent MRI.MRI parameters included mean,minimal and maximal area of the main pulmonary artery (MPA) trunk and right/left pulmonary artery (RPA/LPA).The quantitative data were analyzed by independent samplest-test or Mann-Whitney U test.The correlations were analyzed by Pearson and Spearman correlation coefficient.Results:The Mean and maximal area of inferior vena cava was moderately correlated with mean pulmonary artery pressure (mPAP) (r=0.463,0.447,P=0.040,0.049,respectively).The mean,minimal and maximal area of inferior vena cava was moderately correlated with the pulmonary vascular resistance index (PVRI) (r=0.482,0.444,0.441；P=0.030,0.047,0.049,respectively).Parameters including minimal and maximal area of MPA (r=0.467,0.468；P=0.044,0.044,respectively),mean,minimal and maximal area of LPA (r=0.450,0.468,0.476；P=0.047,0.043,0.039,respectively) had moderate correlations with the right ventricular stroke work index (RVSWI).The mean,minimal and maximal area of LPA was moderately correlated with right cardiac work index (RCWI) (r=0.473,0.469,0.530；P=0.035,0.043,0.020,respectively).The mean, minimal and maximal area of both superior (r=0.516,0.495,0.509；P=0.020,0.031,0.026,respectively) and inferio vena cava (r=0.572,0.543,0.445,P=0.008,0.016,0.046,respectively) were moderately correlated with the central venous pressure (CVP).Conclusions:The size and area of pulmonary artery and vena cava detected by MRI were moderately correlated with hemodynamic parameters,with the vena cava size more effective.We believe these measurements can be used to noninvasively evaluate CTEPH severity and have potential values for follow-ups.

Pulmonary artery hypertension; Pulmonary embolism; Magnetic resonance imaging; Hemodynamic

100020北京，首都醫(yī)科大學附屬北京朝陽醫(yī)院放射科(郭曉娟、劉敏、馬展鴻、繆冉、蔣濤、楊媛華)；710061西安，西安交通大學第一附屬醫(yī)院影像中心(郭佑民)

郭曉娟(1980-)，女，甘肅天水人，博士，主治醫(yī)師，主要從事心血管疾病影像診斷工作。

蔣濤，E-mail：radiologyjt@126.com

國家重點研究計劃“精準醫(yī)學研究”(2016YFC0905602)；國家自然科學基金資助項目(81300044)；衛(wèi)生部衛(wèi)生行業(yè)科研專項基金(2014SQ00266)

R583.5; R445.2

A

1000-0313(2016)09-0838-04

10.13609/j.cnki.1000-0313.2016.09.009

2016-06-27

2016-07-28)