超聲三維斑點(diǎn)追蹤成像聯(lián)合心臟磁共振成像評估肥厚型心肌病患者左室整體收縮功能與心肌纖維化相關(guān)性研究

王玲娟，李彬彬，吳 澤，姜亦倫

1.蘇州市立醫(yī)院北區(qū) 超聲科，江蘇 蘇州 215008；2.無錫市錫山人民醫(yī)院 超聲影像科，江蘇 無錫 214000

肥厚型心肌病(hypertrophiccardiocmyopathy，HCM)為遺傳性心臟病。有研究顯示，HCM患者心力衰竭發(fā)生率接近50%，心房顫動與卒中發(fā)生率分別約為20%與6%，年病死率約為2%～4%[1]。HCM的臨床表現(xiàn)缺乏特異性，部分患者無任何癥狀和不良終點(diǎn)事件。超聲心動圖是HCM的常用診斷方法，可通過對左室心肌節(jié)段室壁厚度的測量診斷HCM。國外研究表明，心肌纖維化會影響心肌局部收縮功能，也是HCM患者發(fā)生心力衰竭并致死的原因之一[2]。因此，心肌纖維化程度可在一定程度上評估HCM患者左室整體收縮功能并預(yù)測預(yù)后，通過有效的影像學(xué)手段實(shí)現(xiàn)HCM患者心肌纖維化的定量研究有重大臨床價(jià)值。心臟磁共振成像(cardiac magnetic resonance imaging，CMRI)可無創(chuàng)評估心臟結(jié)構(gòu)和組織學(xué)特征，且CMRI的釓延遲強(qiáng)化(late gadolinium enhancement，LGE)序列是評價(jià)HCM心肌纖維化的影像學(xué)金標(biāo)準(zhǔn)[3]。據(jù)文獻(xiàn)報(bào)道，60%以上HCM患者的LGE表現(xiàn)為局灶性心肌纖維化[4]。但CMRI-LGE序列掃描需等待較長延遲時間，增加了患者的配合難度，且可能影響圖像質(zhì)量與成功率。超聲三維斑點(diǎn)追蹤技術(shù)(three-dimensional speckle tracking echocardiography，3D-STE)可從心肌力學(xué)角度評價(jià)HCM患者的心室整體收縮功能[5]。本研究旨在探討3D-STE聯(lián)合CMRI評估HCM患者左室整體收縮功能與心肌纖維化關(guān)聯(lián)性的價(jià)值，分析3D-STE評估心肌纖維化的可行性。現(xiàn)報(bào)道如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料 選取蘇州市立醫(yī)院北區(qū)自2019年6月至2021年6月收治的65例HCM患者為研究對象。其中，男性34例，女性31例；年齡32～73歲，平均年齡(54.21±4.38)歲；HCM類型：梗阻型25例，非梗阻型40例。納入標(biāo)準(zhǔn)：符合《中國成人肥厚型心肌病診斷與治療指南》[6]中HCM診斷標(biāo)準(zhǔn)：通過超聲心動圖、計(jì)算機(jī)斷層掃描等檢測到的無法用負(fù)荷異常解釋的左室心肌節(jié)段增厚≥15 mm；各心室腔內(nèi)徑在正常范圍內(nèi)且為竇性心律，左室射血分?jǐn)?shù)(left ventricular ejection fraction，LVEF)≥50%；年齡>18歲。排除標(biāo)準(zhǔn)：伴嚴(yán)重心律失常者；高血壓、主動脈弓縮窄、先天性心臟病、代謝性疾病等引起的左室壁肥厚者；已行手術(shù)治療者；伴CMRI-LGE檢查禁忌者。本研究經(jīng)醫(yī)院倫理委員會批準(zhǔn)。所有患者均簽署知情同意書。

1.2 檢查方法

1.2.1 CMRI檢查 采用Phlipis Ingenia 3.0T MR掃描儀，64通道體表相吸門控技術(shù)，檢查時取仰臥位，囑患者呼氣末屏氣掃描。通過平衡式快速梯度回波序列獲得標(biāo)準(zhǔn)心臟短軸位兩腔心，并于長軸位兩腔心、四腔心及流入流出道層面，垂直于室間隔并平行于二尖瓣由心尖至心底進(jìn)行短軸位連續(xù)掃描8～10 層。掃描參數(shù)：TR=2.9，TE=1.43，翻轉(zhuǎn)角45°，視野350×350，層厚8 mm，間距0，每個心動周期采集30幀圖像。靜脈注射0.2 mmol/kg的對比劑Gd-DTPA，8～10 min后行短軸、二腔心和四腔心層面掃描。在CVI 42軟件上進(jìn)行分析，手動描繪左室短軸心內(nèi)、外膜面，由軟件自動生成左室質(zhì)量(left ventricular mass，LVM)及左室質(zhì)量指數(shù)(left ventricular mass index，LVMI)。LGE陽性定義：LGE強(qiáng)化部位心肌信號高于遠(yuǎn)端正常心肌的平均信號強(qiáng)度的6個標(biāo)準(zhǔn)差閾值。

1.2.2 3D-STE檢查 采用Philips IE33(Philips Medical Systems)彩色多普勒超聲診斷儀，取左側(cè)臥位，囑其平靜呼吸，同步連接肢體導(dǎo)聯(lián)記錄心電圖。先用S5-1相控陣探頭(頻率1～5 MHz)行常規(guī)超聲心動圖檢查并記錄：室間隔舒張末期厚度(interventricular septal thickness at end diastole，IVSD)、左室后壁舒張末期厚度(left ventricular posterior wall thickness at end diastole，LVPWD)、左室舒張末期容積(left ventricular end-diastolic volume，LVEDV)、左室收縮末期容積(left ventricular end-systolic volume，LVESV)，計(jì)算LVEF。于脈沖多普勒模式下測量二尖瓣口舒張?jiān)缙诜逯笛魉俣?E)、二尖瓣口舒張晚期峰值血流速度(A)，并計(jì)算E/A值，同時測量左室流出道壓差(left ventricular outflow tract pressure gradient，LVOT-PG)及左室流出道速度時間積分(left ventricular outflow tract velocity time integral，LVOT-VTI)，并勾勒收縮末期左房輪廓從而獲取左房容積(left atrium volume，LAV)。于組織多普勒模式下測量二尖瓣環(huán)舒張?jiān)缙诜逯笛魉俣?Ea)、二尖瓣環(huán)舒張晚期峰值血流速度(Aa)，計(jì)算E/Ea并測量等容舒張時間(isovolumic relaxation time，IVRT)及等容收縮時間(isovolumic contraction time，IVCT)。取心尖四腔觀，手動勾勒左室短軸心內(nèi)、外膜面，獲取LVM及LVMI。后切換X5-1矩陣容積探頭(頻率1～5 MHz)，取心尖四腔觀，進(jìn)入3D模式，實(shí)時雙幅顯示心尖四腔觀和心尖兩腔觀圖像，調(diào)節(jié)圖像使心內(nèi)膜清晰顯示，待圖像滿意后點(diǎn)擊“Acquire”鍵，存儲3個心動周期左室全容積動態(tài)圖像。將所得圖像導(dǎo)入三維應(yīng)變軟件Tom Tec(4D LV-Analysis 3.0，德國)，于短軸切面調(diào)整AV使各長軸切面為標(biāo)準(zhǔn)切面，長軸切面調(diào)整心尖部基線使其位于心尖，中間部前壁基線位于二尖瓣環(huán)連線中點(diǎn)水平，自動追蹤心內(nèi)膜線，顯示心尖四腔心、兩腔心、三腔心及心底部、中部、心尖部3個短軸切面，手動調(diào)整各切面心內(nèi)膜追蹤線至左室心內(nèi)膜邊界，軟件自動計(jì)算左室16節(jié)段收縮期三維峰值應(yīng)變的均值，包括整體應(yīng)變(global strain，GS)、整體環(huán)向應(yīng)變(global circumferential strain，GCS)、縱向應(yīng)變(global longitudinal strain，GLS)、徑向應(yīng)變(global radial strain，GRS)。

2 結(jié)果

2.1 CMRI檢查結(jié)果 根據(jù)CMRI檢查結(jié)果，將65例患者分為LGE陽性組(n=38)與LGE陰性組(n=27)。LGE陽性組患者經(jīng)CMRI測量的LVM為(146.79±17.45)g，高于LGE陰性組的(132.35±15.38)g，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。LGE陽性組患者經(jīng)CMRI測量的LVMI為(75.63±7.39)g/cm2，高于LGE陰性組的(67.86±6.88)g/cm2，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。

2.2 兩組患者超聲心動圖參數(shù)比較 兩組患者IVSD、LVPWD、LVEDV、LVESV、LVEF比較，差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。見表1。

表1 LGE陽性與LGE陰性患者超聲心動圖參數(shù)比較

2.3 兩組患者脈沖多普勒參數(shù)比較 兩組患者E/A、LVOT-PG、LVOT-VTI、LAV比較，差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。見表2。

表2 兩組患者脈沖多普勒參數(shù)比較

2.4 兩組患者組織多普勒參數(shù)比較 兩組患者E/Ea、IVRT、IVCT比較，差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。LGE陽性組患者經(jīng)3D-STE測量的LVM、LVMI均高于LGE陰性組，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。見表3。

表3 兩組患者組織多普勒參數(shù)比較

2.5 兩組患者三維應(yīng)變參數(shù)比較 兩組患者GS比較，差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。LGE陽性組患者GCS、GLS、GRS均低于LGE陰性組，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。見表4。

表4 兩組患者三維應(yīng)變參數(shù)比較

2.6 相關(guān)性分析 Pearson相關(guān)性分析結(jié)果顯示，經(jīng)CMRI測量與3D-STE測得的LVM具有明顯相關(guān)性(r=0.587，P<0.05)。Speaman相關(guān)性分析結(jié)果顯示，CMRI檢查的心肌纖維化情況與GS之間無相關(guān)性(r=0.198，P>0.05)，CMRI檢查的心肌纖維化情況與GCS、GLS、GRS有明顯相關(guān)性(r=0.416、0.386、0.354，P<0.05)。

3 討論

國外研究認(rèn)為，HCM主要組織學(xué)改變包括心肌細(xì)胞肥大、心肌結(jié)締組織增生及心肌結(jié)構(gòu)紊亂等，造成冠狀動脈管腔狹窄使心肌細(xì)胞缺血壞死，從而誘發(fā)間質(zhì)纖維化改變，使左室心肌彈性及順應(yīng)性減低，左室收縮功能減低[7-8]。因此，HCM患者的心肌纖維化情況與左室收縮功能有較大關(guān)聯(lián)。但絕大多數(shù)HCM患者LVEF正常甚至增大，無法準(zhǔn)確評價(jià)HCM患者左室整體收縮功能及心肌纖維化變化。

心內(nèi)膜心肌活檢是檢測心肌纖維化的金標(biāo)準(zhǔn)，但屬于有創(chuàng)檢查且風(fēng)險(xiǎn)較大。國外研究表明，心內(nèi)膜心肌活檢與LGE檢測心肌纖維化的相關(guān)性良好，使得CMRI-LGE成為臨床常用的影像學(xué)檢查手段[9]。有研究顯示，間質(zhì)纖維化可被LGE早期特異性識別，原因在于釓造影劑直徑較小，可通過毛細(xì)血管壁但無法通過細(xì)胞膜相關(guān)通道并穿過心肌細(xì)胞膜，因此注射釓造影劑后會趨于分布在心肌細(xì)胞的細(xì)胞外區(qū)域，這是CMRI-LGE評估HCM患者心肌纖維化的基礎(chǔ)[10-11]。

本研究結(jié)果顯示，65例患者中38例經(jīng)CMRI-LGE證實(shí)為陽性，即發(fā)生心肌纖維化。LGE陽性與陰性患者的3D-STE測量結(jié)果在IVSD、LVPWD、LVEDV、LVESV、LVEF、E/A、LVOT-PG、LVOT-VTI、LAV、E/Ea、IVRT、IVCT比較，差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。這提示，HCM心肌纖維化的發(fā)生不會對上述指標(biāo)產(chǎn)生明顯影響。本研究結(jié)果還顯示，LGE陽性組患者的LVM、LVMI均高于LGE陰性組，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。這提示，心肌纖維化的發(fā)生會增加HCM患者的左室質(zhì)量，考慮與心肌纖維化發(fā)生后會造成心肌細(xì)胞排列紊亂及肥大、水腫、壞死，心肌纖維增粗，心肌間質(zhì)纖維增生，嚴(yán)重時還會造成大量膠原沉積，使LVM、LVMI增大[12-13]。3D-STE通過直接觀察左室心內(nèi)膜與心外膜邊界測量的LVM與CMRI測量結(jié)果有較高的相關(guān)性，證實(shí)3D-STE可通過對LVM的測量對HCM患者的心肌纖維化進(jìn)行評估。

三維應(yīng)變參數(shù)的比較結(jié)果顯示，LGE陽性組患者GCS、GLS、GRS均低于LGE陰性組，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。正常心肌由內(nèi)縱行、外縱行及中部環(huán)形心肌纖維構(gòu)成兩種相反方向的螺旋幾何結(jié)構(gòu)，即右手螺旋式心內(nèi)膜下心肌、左手螺旋式心外膜心肌及維持圓周運(yùn)動的環(huán)形心肌。左室依靠心內(nèi)膜下縱行心肌進(jìn)行縱向運(yùn)動，對缺血、缺氧非常敏感，因此心肌細(xì)胞缺血壞死后會誘發(fā)間質(zhì)纖維化，使左室心肌彈性及順應(yīng)性減低[14-15]。心臟運(yùn)動在三維空間內(nèi)進(jìn)行，包括圓周、縱向、徑向及扭轉(zhuǎn)等運(yùn)動，因此左室收縮運(yùn)動很復(fù)雜，與復(fù)雜心肌纖維排列及運(yùn)動方式密切相關(guān)[16]。LGE陽性患者的GLS、GCS、GRS明顯低于LGE陰性患者，考慮與HCM患者心肌纖維化的發(fā)生會使心肌細(xì)胞周向、縱向及徑向上的形變能力減弱，心肌纖維化越明顯，周向、縱向及徑向的形變能力越弱，GLS、GCS、GRS越低[17]。本研究不足之處：納入的HCM患者樣本量較小，可能對結(jié)果有一定影響；部分患者的CMRI可能存在運(yùn)動偽影，對圖像質(zhì)量及后續(xù)測量、分析造成一定影響，使LGE的判定結(jié)果出現(xiàn)一定偏倚；本研究僅以心肌整體來判定心肌纖維化情況，未能根據(jù)心肌不同節(jié)段的纖維化情況進(jìn)行細(xì)化分析，有待后續(xù)完善。

綜上所述，3D-STE測量的LVM與CMRI檢查有較高的相關(guān)性，且CMRI-LGE陽性HCM患者的左室整體收縮功能與陰性患者有較大差異，心肌纖維化患者的左室整體收縮功能減低更明顯，3D-STE可為HCM患者心肌纖維化的評估提供影像學(xué)依據(jù)。