周小兵，刘 辉，2

［1.南方医科大学第二临床医学院，广州 510515；2.广东省人民医院（广东省医学科学院）影像医学部，广州 510080］

提要：阻塞性睡眠呼吸暂停低通气综合征（obstructive sleep apnea syndrome，OSAS）是一种常见的呼吸系统疾病，表现为睡眠过程中反复低通气及呼吸暂停。OSAS 通过缺氧复氧性损伤、交感神经系统激活、系统性炎症因子介导等多种方式损伤心血管系统，引起血管内皮功能紊乱、心脏增大、心肌肥厚及心功能降低等病理生理改变。超声心动图及心脏磁共振（cardiac magnetic resonance，CMR）是心脏结构及功能评估的常用手段，本文就OSAS 致心脏损伤的影像研究进展做一综述。

阻塞性睡眠呼吸暂停低通气综合征（obstructive sleep apnea syndrome，OSAS）定义为每晚约7 h 的睡眠过程中，反复发生阻塞为主的呼吸暂停及低通气在30次以上或睡眠呼吸暂停低通气指数（apnea hypopnea index，AHI）≥5 次/h［1］。对于OSAS的诊断，主要根据多导睡眠监测（polysomnography，PSG）结果，同时基于AHI 指数进行疾病严重程度分级，其中AHI 5～14为轻度，AHI15～30为中度，AHI＞30为重度。

我国内地流行病学调查资料显示，伴白天嗜睡的OSAS在成年人中的患病率为3%～5%［2］。OSAS 患致命性和非致命性心血管病的相对风险是正常人群的3 倍［3］。5%～10%的OSAS 患者合并充血性心力衰竭［4］。OSAS 引起心血管结构和功能改变主要由于心肌的缺血缺氧性损害；反复缺氧引起交感神经活性升高，导致肺动脉及主动脉高压，增加心脏后负荷；睡眠过程中上气道阻塞，患者努力吸气增大胸腔负压，进而导致回心血量增加，加大心脏前负荷；间歇性缺氧引起氧化应激及系统性炎症反应，导致血管内皮功能紊乱，加速冠状动脉粥样硬化［5］，这些因素共同作用造成心脏及大血管损伤。早期发现OSAS致心脏损伤并进行治疗，将大大提高OSAS 患者的生活质量及改善预后，故本文将结合超声心动图及心脏磁共振（cardiac magnetic resonance，CMR）对OSAS 致心脏损伤的影像研究进展做一综述。

1 阻塞性睡眠呼吸暂停低通气综合征相关心脏损伤超声心动图评估

1.1 常规超声心动图

超声心动图能够实时动态显示心脏的结构、运动情况及心腔血流状态，成为评估心脏形态学和功能最常用的影像学检查方法。

目前对于OSAS 致心脏结构和功能改变，以左心室研究较多。在早期的研究中，Chami 等［6］阐述了OSAS 造成左心室心肌质量（left ventricular mass，LVM）增加及左心室收缩功能降低，在调整心血管相关混杂因素之后，左心室心肌质量指数（left ventricular mass index，LVMI）与AHI及低氧血症指数均显著正相关。Drager 等［7］发现，与正常对照组相比，OSAS 患者引起左心室重构的相关参数，如室间隔厚度（interventricular septum thickness diameter，IVSD）、左心室后壁厚度（left ventricular posterior wall thickness，LVPWT）、LVMI 改变与高血压效应是相似的，并且当OSAS与高血压共存时，LVMI 及左心室肥厚率进一步升高。这说明OSAS 是心脏损伤的独立危险因素。Zhou 等［8］发现，中度及重度OSAS 患者相比于对照组，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）无明显差异，但IVSD 更厚。对于左心室功能的研究，不同研究结果尚存在差异。在一项纳入352 例大样本的研究中发现，正常对照组与轻度及中重度组OSAS 患者的左心室射血分数比较，差异无统计学意义（P＞0.05）［9］。相反，Wang 等［10］的研究表明，中重度OSAS 组的左心室射血分数低于正常对照组，差异有统计学意义（P＜0.05），随着AHI指数增大，左心室射血分数降低更显著。对于OSAS 与心功能之间的关系仍需大样本、多中心、长时间随访研究进行验证。

相比于左心室，右心室结构和功能改变与AHI 关联程度更大，影响更显著。右心室功能损害在OSAS 患者中非常常见，但研究亦存在分歧。由于右心室结构复杂，一些研究中常规超声心动图并不能发现右心室结构和功能的改变［11-12］。左右心室舒张功能利用频谱多普勒测量二尖瓣或三尖瓣瓣口前向血流频谱E 峰和A 峰，并计算E/A 值进行评估。Altiparmak 等［11］研究发现OSAS 患者三尖瓣口前向血流频谱较对照组E 峰及E/A 值减小，A 峰增大，提示存在右心室舒张功能受损。在左心室舒张功能的评估中，也有同样的发现［13］。

1.2 组织多普勒超声心动图与Tei 指数

近年来，组织多普勒超声心动图（tissue doppler imaging，TDI）技术快速发展，广泛应用于心脏整体舒张功能、室壁节段性运动、心功能不全预后等的评估。脉冲多普勒组织速度成像通过测量心肌收缩期峰速度（S′）、舒张早期峰速度（E′）及舒张晚期峰速度（A′）评估不同节段心肌的功能状态，计算E/E′值估计心室舒张功能。1995 年由日本学者Tei 提出的Tei 指数，又称心肌功能指数（myocardial performance index，MPI），其计算公式：（等容收缩期时间+等容舒张期时间）/射血时间，以TDI 测量Tei 指数能更准确反映OSAS 早期心室整体收缩舒张功能。与正常对照组相比，OSAS 患者左心室E′值降低［9，13-18］，E/E′比值升高［14-17］。Oliveira 等［17］发现与轻度或是中度OSAS 相比，重度OSAS 的A′值升高。在左心室MPI 参数的分析中，Varghese 等［14］未发现重度OSAS 患者与正常对照组存在差异。Vitarelli等［16］在正常对照组、轻度及重度OSAS的组间分析中发现，随AHI 指数升高，MPI 亦升高，左心室整体功能更差。在TDI 分析中较少对右心室进行研究，Altiparmak等［11］发现OSAS 患者E′/A′下降，MPI 值升高［11，19］，右心室三尖瓣环侧壁S′更低［19］。TDI 相比于其他检测心室功能的技术，具有可重复性、直观、可靠等优势，但尚存在角度依赖性，易受心脏及呼吸运动影响等不足。

1.3 斑点追踪超声心动图

2D-斑点追踪超声心动图（speckle tracking echocardiography，STE）技术能够识别二维灰阶图像上的心肌声学斑点，追踪这些斑点在整个心动周期中的运动变化，不仅可定量评估整体心脏的收缩功能，而且能选择性分析不同切面不同节段心外膜、中层及心内膜的心肌功能。相比于TDI 技术，STE 克服了角度依赖性，且不受心脏前后负荷影响［20］。有研究表明，重度OSAS 患者左心室整体纵向应变（global longitudinal strain，GLS）、径向应变（global radial strain，GRS）及圆周应变（global circumferential strain，GCS）相比于其他组（正常、轻度或中度OSAS）是降低的［10］。在左心室射血分数正常的情况下，Buonauro［21］及Altekin 等［22］分别发现，OSAS 患者的右心室及左心室的GLS 相比于正常对照组是降低的，左心室心底部、心中部、心尖部的GLS 同样是减低的。STE 除了能分析应变、应变率等参数，Altekin 等［23］还细分了左心室收缩期应变率（systolic strain rates，SRS）、舒张早期应变率（early diastolic strain rates，SRE）、舒张晚期应变率（late diastolic strain rates，SRA）及SRE/A 进行左心室功能的评估，发现SRE、SRA、SRE/A 在中度及重度OSAS 组与对照组相比差异具有统计学意义，且SRE、SRE/A 随着AHI 指数增加逐渐降低。但矛盾的是，Guvenc 等［12］并未发现中重度OSAS 组与对照组右心室游离壁GLS 及应变率存在差异。Kepez 等［18］分别进行了左心室室间隔侧及左右心室游离壁的节段心肌应变分析，仅发现右心室游离壁心尖部纵向应变率有差异。相比于GRS 及GCS，OSAS 患者的心肌GLS 最容易受损，究其原因可能是OSAS 患者心肌的供需氧失衡造成心肌损伤及心内膜下纵行的肌纤维位于冠状动脉分支供血的远端。

2 阻塞性睡眠呼吸暂停低通气综合征患者相关心脏损害心脏磁共振评估

相比于超声心动图用于OSAS 心脏损伤的评估，CMR在这一方面的应用较少。CMR 对于左心室射血分数、LVEDD、LVESD 等参数测量却有超声心动图无法取代的优势。同时，CMR 作为一种多模态，多参数，多序列的影像检查方式，不断发展的新序列为早期识别心脏功能紊乱打开新的视角。

2.1 常规心脏磁共振扫描

目前常规CMR 序列主要用于心脏结构及功能状态评估，包括黑血序列、心脏电影序列、心肌灌注及延迟强化序列。一项涉及多种族多中心的研究发现，在65 岁以下人群中，LVM 与AHI 指数显著正相关，LVM 与左心室容积比值（left ventricular mass to volume ratio，LVMVR）随着OSAS的严重程度增加而增加，提示OSAS 患者心肌存在向心性重构的趋势；同时，左心室射血分数在组间也存在差异，AHI 越高，左心室射血分数下降愈明显［24］。Buchner 等［25］在急性心肌梗死合并睡眠障碍性呼吸（sleep disordered breathing，SDB；AHI≥15/h）患者行经皮冠状动脉介入（percutaneous coronary intervention，PCI）治疗后发现，相比于不合并呼吸紊乱（AHI＜15/h）的患者，其LVESV、右心室舒张末期容积升高，左心室射血分数下降；在控制年龄，性别，LVM 等混杂因素后，右心室舒张末期容积仍与AHI 相关。同样是以急性心肌梗死患者为研究对象，Buchner 等［26］在该类患者PCI 治疗后3～5 d 内进行PSG 检查分为睡眠呼吸紊乱（sleep disordered breathing，SDB）组和非SDB 组，同时行CMR 检查，于PCI 治疗后3 个月再次进行CMR 随访。研究发现，相比于非SDB 组，SDB 组心肌梗死面积在基线及PCI 治疗后3 个月均较大；3 个月后，SDB 组的梗死面积与基线值比较，差异无统计学意义（P＞0.05），而非SDB 组梗死面积是缩小的；同时发现无论是基线值还是3 个月后，SDB 组左心室射血分数较非SDB 组小，LVEDV 及LVESV 均较大。

2.2 T1 mapping 定量技术

磁共振定量技术是新近发展的测量组织弛豫时间的新技术，包括T1 mapping，T2 mapping 及T2* mapping 等。目前，临床上主要基于MOLLI（modified look-locker inversion recovery）序列并结合血细胞比容分别获得平扫T1值，增强后T1 值及心肌细胞外容积（extracellular volume，ECV）。心肌T1 值及ECV 在心肌炎、急性心肌梗死、心肌病以及心肌淀粉样变中的检测和评估中具有重要的临床意义。OSAS 引起心脏缺血缺氧性损伤，导致心脏结构及功能异常，这种改变是否同样会引起T1 值的差异及增大ECV 值，目前尚无研究，但正如美国心血管磁共振协会所推荐的，T1 mapping 及ECV 对于急性心肌损伤所致心肌水肿及坏死的识别具有重要价值［27］。

2.3 心肌应变磁共振成像技术

STE 可以获得心脏整体及节段心肌应变、应变率等参数，磁共振同样也能进行心肌应变分析。常用的心肌应变磁共振成像技术包括心肌标记技术、组织追踪技术（feature tracking，FT）及激发回波位移编码技术等。心肌标记技术是当前CMR 评价心肌应变的“金标准”，但增加了常规CMR 扫描序列，且后处理分析耗时耗力。CMR-FT是目前科研及临床应用最为广泛的心肌磁共振应变分析技术，其是基于常规自由稳态进动电影序列经后处理软件分析得来。多项研究表明，运用STE 和CMR-FT 测量GLS 和GCS，两者有良好的一致性，而CMR-FT 所得GCS 较STE 更为稳定［28］，但两者还不能完全相互替代［29］。如前所述，STE 可以早期发现OSAS 患者心肌应变能力降低，心肌应变磁共振成像技术是否会有同样的表现，以及两者相关性如何目前暂无报道。

2.4 血氧水平依赖磁共振成像

OSAS 因反复睡眠呼吸暂停及低通气造成机体的含氧血红蛋白浓度降低，去氧血红蛋白浓度升高，而去氧血红蛋白是顺磁性物质，可缩短横向磁化弛豫时间，导致CMR中T2 加权图像信号降低，从而能够定量评估心肌血氧含量。Roubille 等［30］利用血氧水平依赖磁共振成像（blood oxygen level-dependent cardiovascular magnetic resonance，BOLD-CMR）成像序列比较OSAS 患者与正常对照组在缺氧状态下心肌信号强度（signal intensity，SI）差异。实验对象在过度通气60 s 之后紧接着最大限度屏气，屏气的过程中进行BOLD 序列扫描，分别测得屏气开始时、屏气后15 s、30 s、45 s 及屏气末的心肌平均SI，进一步比较两组间△SI［（屏气初期SI-相应时间节点的SI）/屏气初期SI］。研究发现，在屏气15 s、30 s、45 s 的时间节点上，健康志愿者的△SI 均较OSAS 组增高。OSAS 患者供血血管对缺氧的反应性降低，表现为心肌组织去氧合血红蛋白浓度增高，心肌信号强度降低。

OSAS 是一种主要发生于中老年男性，尤其是同时伴有肥胖及原发性高血压人群的常见病。多项研究表明超声心动图能够早期发现心室增大，心脏收缩及舒张功能减低。CMR 虽有良好的软组织分辨率，能清晰显示心脏及纵隔的解剖结构，但扫描时间长，检查费用高昂，图像质量易受呼吸及心率影响，故在OSAS 所致心脏损伤的评估中应用较少。新兴的BOLD-CMR 扫描技术能够发现OSAS 患者心肌氧合血红蛋白溶度低于正常人群。期待随着CMR 的进一步研究，不仅能发现心脏形态学及功能层面的早期改变，还能够揭示OSAS 致心血管疾病的病理机理，加深我们对OSAS 认识的同时为OSAS 患者早期临床干预提供有力佐证。