心臟磁共振特征追蹤技術在肥厚型心肌病左室心肌應變中的應用研究

狄多多，朱熠，李博偉，何思怡，成官迅

（1.安徽醫科大學北京大學深圳醫院臨床學院，廣東 深圳 518036；2.安徽醫科大學第五臨床醫學院，安徽 合肥 230000；3.北京大學深圳醫院醫學影像科，廣東 深圳 518036）

肥厚型心肌病（hypertrophic cardiomyopathy，HCM）是最常見的遺傳性心肌病，每500 人中就有一人患病,是由編碼心肌肌節蛋白的基因突變所致的一種異質性疾病[1-3]。HCM 的結構異常主要表現為患者的心肌細胞排列雜亂，室間隔厚度增大，冠狀動脈微血管功能障礙以及心肌纖維化、心肌重構。該病具有較強的隱匿性，早期患者心功能大部分都是正常的，臨床上患者可長期保持無癥狀，但是隨著病情的不斷進展，心肌細胞發生重構，心肌結構改變，從而導致患者左心室的心肌功能受損，HCM 患者的終末期以進行性心力衰竭為主。研究表明[4，5]，肥厚型心肌患者舒縮功能的損害常由心肌形變異常引起，且心肌形變異常常先于臨床癥狀出現，因此HCM 早期的診斷對疾病的治療及預后起著至關重要的作用。心臟磁共振特征追蹤技術（cardiac magnetic resonance feature tracking technique，CMR-FT）是一種相對較新的二維成像技術，不需要專門采集額外的圖像和復雜的后處理即可測量心肌形變，因此在臨床上廣泛的應用于很多研究[6-8]。本研究采用CMR-FT 技術對HCM 患者心肌力學進行分析，探討其在HCM 患者中的診斷價值。

1 資料與方法

1.1 一般資料 本研究回顧性收集北京大學深圳醫院2017 年1 月1 日-2022 年12 月31 日所有行心臟磁共振檢查的符合納入標準的35 例HCM 患者，其中男32 例，女3 例；年齡16～72 歲，平均年齡（42.46±12.80）歲。同時納入41 名同期健康志愿者作為對照組，其中男26 名，女15 名；年齡17～69歲，平均年齡（37.59±12.81）歲。HCM 患者根據射血功能是否正常分為射血功能正常組（LVEF≥50%）24 例和射血功能降低組（LVEF＜50%）11 例。另外HCM 患者根據是否出現延遲強化，分為延遲強化陰性組（LGE-）20 例和延遲強化陽性組（LGE+）15 例。HCM 納入標準[9]：①成人舒張末期室壁厚度的最大值≥15 mm；②既往存在HCM 家族史的患者室壁厚度≥13 mm。排除導致室壁肥厚等心血管或全身性疾病。對照組納入標準：①心臟形態和功能影像學檢查均無異常；②心電圖正常；③既往沒有心肺腦疾病和腫瘤家族史；④臨床上無胸悶，心悸、心絞痛和其他常見心血管疾病的癥狀。

1.2 方法

1.2.1 資料收集 收集受試者的臨床資料：包括性別、年齡、身高、體重和體重指數等。

1.2.2 圖像采集 圖像掃描設備：飛利浦公司3.0T 成像儀（Digital Network Architecture Ingenia 3.0T，Philips）掃描序列：①心臟電影序列采用穩態自由進動序列進行掃描，標準化的獲取短軸兩腔心層面、左室長軸層面、長軸四腔心層面的電影圖像。采集的參數如下：TR 2.8 ms；TE 1.41 ms；翻轉角55°；FOV 350 mm×350 mm；層厚8 mm；②延遲LGE 成像：采用相位敏感反轉恢復序列（PSIR），用高壓注射器以3.0 ml/s 的速率靜脈推注釓對比劑0.2 mmol/kg，并用20 ml 生理鹽水沖洗，約10 min 后采集與電影序列所對應的兩腔心、四腔心及左室短軸圖像。采集參數如下：TR 3.6 ms；TE 1.09 ms；翻轉角35°；FOV 350 mm×350 mm；層厚8 mm。

1.2.3 圖像分析 根據美國心臟協會2002 年（American Heart Association，AHA）提出的心肌標準分段法[10]對左心基本功能進行分析及左心室心肌應變分析。左心功能分析：使用飛利浦公司的IntelliSpace Portal 軟件在短軸平衡穩態自由進動序列（SSFP）上所獲得的電影圖像進行左心功能的分析，主要參數包括舒張末期容積（End-diastolic volume，EDV）、收縮末期容積（End-systolic volume，ESV）、每搏輸出量（stroke volume，SV）、心排出量（cardiac output，CO）、左心指數（cardiac index，CI）、射血分數（ejection fraction，EF）。心肌應變分析：采用心血管圖像后處理軟件（CAAS MR Solutions 5.2.2），在上傳CMR電影基底部至心尖部圖像后，對亮度進行優化，以確保最佳的心內膜與血池區分，然后在舒張末期自動追蹤心內膜邊界并進行手動矯正，軟件自動傳播輪廓，并在整個心臟周期的剩余時間跟蹤其特征。最終獲取心肌整體周向應變（global circumferential strain，GCS），整體縱向應 變（global longitudinal strain，GLS），整體徑向應變（global radial strain，GRS），見圖1。

圖1 HCM 患者心肌應變示意圖

1.3 統計學方法 采用SPSS 26.0 軟件進行統計學分析，計量資料用（）、[M（Q）]表示。符合正態分布的兩組間比較采用獨立樣本t檢驗，多組間比較采用單因素方差分析，不符合正態分布的兩組間比較采用Mann-Whitney 檢驗，多組間比較采用Kruskal-Wallis 檢驗，計數資料使用（n）表示，比較采用χ2檢驗，以P＜0.05 為差異有統計學意義。采用ROC 曲線評價GRS、GLS、GCS 對HCM 的診斷效能。

2 結果

2.1 HCM 患者與對照組基本資料及左心功能基本參數分析 HCM 組與對照組年齡、身高、體重、BMI、LVEDV 及心率比較，差異無統計學意義（P＞0.05）；HCM 組與對照組性別比較，差異有統計學意義（P＜0.05）；HCM 組LVESV、SV、CO 及LVEF 均低于對照組，差異有統計學意義（P＜0.05），見表1。

表1 受試者基本資料及左心功能基本參數差異

2.2 HCM 患者射血功能降低組、射血功能正常組和組對照組整體心肌應變分析 HCM 患者射血功能降低組、射血功能正常組和對照組左心室總體心肌應變值依次升高，且HCM 兩亞組均低于對照組，差異有統計學意義（P＜0.05），見表2。

表2 HCM 患者左心功能狀態與整體心肌應變指標分析（，%）

表2 HCM 患者左心功能狀態與整體心肌應變指標分析（，%）

注：與HCM（LVEF＜50%）比較，aP＜0.05；與對照組比較，bP＜0.05

2.3 HCM 患者LGE+組、LGE-組和對照組間整體心肌應變分析 HCM 患者LGE+組、LGE-組和對照組間左心室肌總體心肌應變值依次升高，且兩亞組低于對照組，差異有統計學意義（P＜0.05），見表3。

表3 HCM 患者心肌強化狀態與整體心肌應變指標分析（，%）

表3 HCM 患者心肌強化狀態與整體心肌應變指標分析（，%）

注：與HCM（LGE+）組比較，aP＜0.05；與對照組比較，bP＜0.05

2.4 心肌整體應變指標的診斷效能分析 左心室整體心肌應變峰值GRS、GCS、GLS 曲線下面積分別為0.810、0.916、0.943，見圖2。

圖2 左心室整體心肌應變指標診斷HCM 的ROC 曲線

3 討論

HCM 是青年人猝死的常見病因，而在疾病的早期，患者心功能通常是正常的，隨著疾病的進展，由于心肌出現微血管缺血、心肌中膠原降解產物的沉積或心肌纖維化及其他微觀結構的改變，繼而引起心肌損傷，從而出現一系列臨床癥狀[11，12]。而當患者出現臨床癥狀時往往意味著疾病進展到一定階段，因此早期檢出心肌病變對疾病預后及治療起著至關重要的作用。與傳統的常用心功能指標LVEF 相比，心肌應變可以更加敏感地反映出心肌的損害[13]。CMR-FT 技術作為一種無創的定量評價心肌整體和局部運動及功能的新技術，可以更為精確地反映左室局部或整體功能及運動狀態。

已有研究表明[14-16]，不同的后處理軟件所測得心肌應變值差異較大，由于缺乏多中心大樣本數據，基于CMR-FT 技術所獲得的心肌應變目前仍缺乏正常值的參考范圍。本研究中對照組整體心肌應變指標GRS 為（36.2±6.88）%、GCS 為（-17.18±2.61）%、GLS 為（-18.6±3.59）%，這與Andre F等[17]對150 名健康志愿者心肌應變所獲得的參考值范圍GCS（-21.3±3.3）%、GRS（36.3±8.7）%、GLS（-21.6±3.2）%結果基本一致。而與劉紅等[18]對60 名漢族健康群體的CMR-FT 技術進行左心室收縮期峰值測量所獲得的左心室心肌應變參考值CS（-18.4±3.3）%、LS（-15.2±2.3）%、RS（37.7±9.6）%相比，本研究GLS、GCS、GRS 均高于以上研究所得出的參考值范圍，因此本研究所得出的各應變參數可作為一個參考。

目前，CMR-FT 技術在評估不同心血管疾病心肌應變的相關研究已經取得了許多進展。本研究結果顯示，HCM 組心肌GRS、GCS 及GLS 值均低于對照組，這與Cavus E等[19]的研究結果一致，提示肥厚心肌病患者在心肌肥厚以及心肌形態受損的同時，會進一步引起心肌舒縮功能改變。本研究中射血分數正常的HCM 患者整體GRS、GLS 及GCS 值均低于對照組，差異有統計學意義（P＜0.05），提示即使肥厚型心肌病患者心功能正常，但其心肌可能已經能發生損傷，因此心肌應變可以檢測心肌受損情況，并且該變化可早于LVEF 值的改變。對于射血分數降低的肥厚型心肌病患者，其GRS、GCS 及GLS 值均低于射血分數正常的肥厚型心肌病患者，差異有統計學意義（P＜0.05）,這進一步提示心肌應變早于心功能變化的同時，還可以反應疾病的嚴重程度。本研究中HCM 患者延遲強化陽性組、延遲強化陰性組和對照組間GRS、GCS 及GLS 依次增高，差異有統計學意義（P＜0.05），表明在HCM 患者中，左心室心肌發生纖維化改變之前，心肌收縮功能已有損害。因此，心肌應變對于心臟功能的早期評估明顯優于延遲強化對心肌功能的評估。左心室總體心肌應變對HCM 具有較高的診斷效能，GRS、GCS、GLS 曲線下面積分別為0.810、0.916、0.943。

本研究不足之處：本研究是一個單中心研究，樣本量較小，未對HCM 患者進行縱向隨訪，未把右心室納入研究，已有研究表明與單心室法相比，雙室應變和SR 測量被證明是一種更可靠的心肌收縮功能分析方法[20]。沒有對心肌纖維化進行分級，因此不能明確LGE 強化程度與心肌應變指標的相關性。

綜上所述，CMR-FT 技術獲得的心肌應變參數可以更早的發現HCM 患者心臟收縮功能受損的情況，并且可以反應疾病的嚴重程度。心臟特征追蹤技術有望在臨床上得到廣泛的應用，并為心血管疾病診治提供更為豐富的影像學資料。