心臟磁共振評估結(jié)締組織病伴重度肺動脈高壓的價值

武才鑫 閆彥 鄧瑗琳 杜雅敏 楊振文 潘晴 楊帆

基金項(xiàng)目：國家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目（82271937）；天津市應(yīng)用基礎(chǔ)與前沿技術(shù)研究計(jì)劃重點(diǎn)項(xiàng)目（22JCZDJC00500）

作者單位：1天津醫(yī)科大學(xué)總醫(yī)院醫(yī)學(xué)影像科（郵編300052），2心血管內(nèi)科，3風(fēng)濕免疫科

作者簡介：武才鑫（1997），女，碩士在讀，主要從事心臟磁共振方面研究。E-mail：1132232177@qq.com

△通信作者 E-mail：dr_yangfan0201@163.com

摘要：目的 評估心臟磁共振（CMR）對重度結(jié)締組織病相關(guān)肺動脈高壓（CTD-PAH）患者的診斷價值。方法 納入經(jīng)右心導(dǎo)管（RHC）檢查確診為CTD-PAH的患者。在CMR圖像上手動勾畫并經(jīng)體表面積校正獲得右心室（RV）形態(tài)、功能及室間隔（IVS）的相關(guān)參數(shù)；在心肌延遲強(qiáng)化（LGE）圖像上手動勾畫并計(jì)算得到LGE心肌質(zhì)量（MM）及其占左心室（LV）MM百分比。依照平均肺動脈壓（mPAP）將其分為輕中度組和重度組，比較2組患者CMR參數(shù)差異，采用受試者工作特征（ROC）曲線分析CMR對重度患者的診斷價值。結(jié)果 本研究共納入48例CTD-PAH患者。重度組患者室間隔曲率（CIVS）及RV射血分?jǐn)?shù)（EF）低于輕中度組，IVS形變時間占比、RV舒張末期容積指數(shù)（EDVI）、RV收縮末期容積指數(shù)（ESVI）及RV MM高于輕中度組（均P＜0.05）。ROC曲線分析顯示RV MM、IVS形變時間占比及RV ESVI對重度患者具有較好的診斷效能（AUC分別為0.792、0.766、0.731）。聯(lián)合檢測曲線下面積為0.840，敏感度為79.4%，特異度為85.7%。結(jié)論 CMR測得的RV及IVS參數(shù)能夠有效地評估重度CTD-PAH患者，從形態(tài)和功能學(xué)的角度直接反映了重度CTD-PAH患者的心臟受損程度。

關(guān)鍵詞：結(jié)締組織疾病；肺動脈高壓；磁共振成像；室間隔；右心功能

中圖分類號：R445.2，R544.16，R593.2文獻(xiàn)標(biāo)志碼：ADOI：10.11958/20231770

The value of cardiac magnetic resonance in evaluating severe pulmonary hypertension associated with connective tissue disease

WU Caixin1， YAN Yan1， DENG Yuanlin1， DU Yamin1， YANG Zhenwen2， PAN Qing3， YANG Fan1△

1 Department of Radiology， 2 Department of Cardiovasology， 3 Department of Rheumatology， Tianjin Medical University General Hospital， Tianjin 300052， China

△Corresponding Author E-mail： dr_yangfan0201@163.com

Abstract： Objective To evaluate the diagnostic value of cardiac magnetic resonance （CMR） in patients with severe connective tissue disease-associated pulmonary hypertension （CTD-PAH）. Methods A total of 48 patients diagnosed with CTD-PAH by right heart catheterization （RHC） in Tianjin Medical University General Hospital from June 2018 to July 2021 were retrospectively included. The parameters of right ventricular （RV） morphology， function and ventricular septum （IVS） were obtained by manual delineation on CMR images and corrected by body surface area. The late gadolinium enhancement （LGE） myocardial mass （MM） and its percentage in left ventricular （LV） MM were manually sketched and calculated on LGE images. The patients were divided into the mild-moderate group and the severe group according to mean pulmonary arterial pressure （mPAP）. CMR parameters were compared between the two groups. The diagnostic value of CMR for severe CTD-PAH was analyzed by receiver operating characteristic （ROC） curve. Results A total of 48 patients with CTD-PAH were included in this study. The curvature of interventricular septum （CIVS） and RV ejection fraction （EF） were lower in the severe group than those in the mild-moderate group， and the time proportion of IVS deformation， RV end-diastolic volume index （EDVI）， RV end-systolic volume index （ESVI） and RV MM were higher than those in the mild-moderate group （P＜0.05）. ROC curve analysis showed that RV MM， time proportion of IVS deformation and RV ESVI had better diagnostic efficacy in severe CTD-PAH patients （AUC was 0.792， 0.766 and 0.731， respectively）. The combined AUC of the three parameters was 0.840， specificity was 85.7% and sensitivity was 79.4%. Conclusion The parameters of RV and IVS measured by CMR can effectively evaluate patients with severe CTD-PAH and directly reflect serverity of cardiac impairment in patients with severe CTD-PAH from the morphological and functional perspective.

Key words： connective tissue diseases; pulmonary arterial hypertension; magnetic resonance imaging; ventricular septum; right heart function

結(jié)締組織病相關(guān)肺動脈高壓（connective tissue disorders associated pulmonary arterial hypertension，CTD-PAH）是結(jié)締組織病復(fù)雜且嚴(yán)重的并發(fā)癥，可導(dǎo)致右心室（right ventricular，RV）功能衰竭和死亡，是結(jié)締組織病患者第三大死亡原因，且相對于其他原因所致肺動脈高壓（pulmonary arterial hypertension，PAH）預(yù)后更差［1］。CTD-PAH患者的評估應(yīng)該考慮到其心功能狀態(tài)及患病嚴(yán)重程度［2］。重度患者肺血管的病理改變、治療方案、預(yù)后等與輕中度患者均不相同。此外，需要根據(jù)疾病嚴(yán)重程度決定是否進(jìn)行經(jīng)食管超聲檢查、中心靜脈導(dǎo)管和右心導(dǎo)管的有創(chuàng)檢測等［3］。本研究應(yīng)用心臟磁共振（cardiac magnetic resonance，CMR）技術(shù)分析不同程度CTD-PAH患者的RV和室間隔（ventricular septum，IVS）形態(tài)功能的特點(diǎn)，并評估CMR參數(shù)對重度患者的診斷能力。

1 對象與方法

1.1 研究對象 連續(xù)納入2018年6月—2021年7月在天津醫(yī)科大學(xué)總醫(yī)院就診的患者，經(jīng)右心導(dǎo)管（right heart catheterization，RHC）檢查確診為CTD-PAH并接受CMR檢查，靜息狀態(tài)下平均肺動脈壓（mean pulmonary arterial pressure，mPAP）≥25 mmHg（1 mmHg=0.133 kPa）［4］。納入標(biāo)準(zhǔn)：（1）在行RHC檢查前后14 d進(jìn)行CMR檢查且未經(jīng)相關(guān)治療。（2）無CMR檢查禁忌證（包括幽閉恐懼癥、體內(nèi)植入起搏器等）。（3）CMR圖像質(zhì)量達(dá)到本研究圖像后處理要求。排除標(biāo)準(zhǔn)：（1）患有嚴(yán)重心臟瓣膜病、心肌病、冠心病等其他心臟疾病。（2）嚴(yán)重腎功能不全。根據(jù)mPAP是否大于50 mmHg［5］分為輕中度組和重度組。所有納入患者知情同意并簽署知情同意書。本研究經(jīng)天津醫(yī)科大學(xué)總醫(yī)院倫理委員會審核通過（倫理號：ZYY-IRB-SOP-016［F］-002-04）。

1.2 方法

1.2.1 CMR掃描方案 采用Siemens Skyra 3.0 T超導(dǎo)型磁共振掃描設(shè)備，配合使用18通道體表線圈、心電門控和呼吸門控。采用真實(shí)穩(wěn)態(tài)進(jìn)動快速成像（true fast imaging with steady state precession，True FISP）序列獲取心臟短軸位電影圖像。成像參數(shù)為重復(fù)時間（repetition time，TR）38.4 ms，回波時間（echo time，TE）1.4 ms，翻轉(zhuǎn)角度49°，視野（field of view，F(xiàn)OV）360 mm×301 mm，矩陣208×166，激勵次數(shù)（number of excitation，NEX）1，層厚8 mm，層間距0 mm，每層掃描每心動周期時相數(shù)為25。短軸位掃描范圍自心尖至心基底部水平。根據(jù)每位受試者心臟形態(tài)及大小采集8～14層。圖像采集期間，患者每次需屏住呼吸約8～14 s。運(yùn)用2D相位敏感反轉(zhuǎn)恢復(fù)梯度回波序列采集心肌延遲強(qiáng)化（late gadolinium enhancement，LGE）圖像：使用高壓注射器靜脈注射對比劑釓噴酸葡胺（Gd-DTPA，0.2 mmol/kg，3 mL/s），然后立即注射生理鹽水（15 mL，3 mL/s），7～15 min后掃描，成像參數(shù)為TR 6.5 ms，TE 3.1 ms，翻轉(zhuǎn)角20°，F(xiàn)OV 350 mm×350 mm，矩陣256×192，NEX 1，層厚8 mm，層間距0 mm。調(diào)整反轉(zhuǎn)時間至抑制心肌最佳時進(jìn)行掃描，反轉(zhuǎn)時間為150～200 ms，掃描范圍及定位與心臟短軸位電影圖像一致。

1.2.2 圖像后處理 將檢查圖像傳輸至Syngo.via工作站進(jìn)行圖像觀察、選擇和數(shù)據(jù)測量。選擇心臟短軸位電影序列，分別以心室舒張及收縮程度最大時相定義舒張末期及收縮末期。軟件自動勾畫心尖至心基底部水平各層面心外膜及心內(nèi)膜輪廓邊緣，手動調(diào)整輪廓邊緣，流出道容積包含在心室容積內(nèi)計(jì)算，乳頭肌和肌小梁作為心室腔內(nèi)部分不計(jì)入心肌質(zhì)量（myocardium mass，MM），見圖1。軟件自動輸出收縮末期容積（end-systolic volume，ESV）、舒張末期容積（end-diastolic volume，EDV）、射血分?jǐn)?shù)（ejection fraction，EF）、MM、每搏輸出量（stroke volume，SV）等數(shù)值。IVS的MM計(jì)入左心室（left ventricle，LV）。將上述指標(biāo)經(jīng)體表面積（body surface area，BSA）校正后記為收縮末期容積指數(shù)（end-systolic volume index，ESVI）、舒張末期容積指數(shù)（end-diastolic volume index，EDVI）、每搏輸出量指數(shù)（stroke volume index，SVI）用于統(tǒng)計(jì)學(xué)分析。選擇短軸位電影序列圖像，觀察并計(jì)算IVS形變持續(xù)時間占心動周期的百分比，記為IVS形變時間占比，并通過幾何學(xué)方法測量得到室間隔曲率（curvature of ventricular septum，CIVS）［6］。IVS弓向RV側(cè)的曲率用正值表示，弓向LV側(cè)的曲率用負(fù)值表示。測量方法如下：在左心室基底部水平中間層面收縮末期短軸位圖像上，自IVS任意一點(diǎn)分別至IVS與RV游離壁相交的前、下兩點(diǎn)各做一條線段，做兩條線段的中垂線，兩中垂線交點(diǎn)即圓心，測量圓心至IVS任意一點(diǎn)長度取平均值，即為半徑，此半徑倒數(shù)為CIVS，見圖2。在短軸位LGE的系列圖像上手動勾畫LV心內(nèi)膜、心外膜輪廓，右心室插入部（right ventricular insertion point，RVIP）包括在LV范圍內(nèi)。所勾畫心肌信號強(qiáng)度大于同層面正常心肌平均信號強(qiáng)度2倍標(biāo)準(zhǔn)差定義為LGE陽性［7］。軟件自動勾畫心肌LGE的邊界，進(jìn)一步手動調(diào)整輪廓邊界。軟件自動計(jì)算LGE MM及其占LV MM的百分比，記為LGE MM%。

1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法 采用SPSS 26.0軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。符合正態(tài)分布的計(jì)量資料以[[x] ±s

]表示，組間比較采用t檢驗(yàn)；非正態(tài)分布數(shù)據(jù)采用M（P25，P75）表示，組間比較采用Mann-Whitney U檢驗(yàn)。計(jì)數(shù)資料以例（%）表示，組間比較采用Fisher確切概率法。進(jìn)一步將2組比較得出有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義的參數(shù)進(jìn)行受試者工作特征（ROC）曲線分析，計(jì)算各參數(shù)的曲線下面積（AUC），研究不同參數(shù)的診斷效能。P＜0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 2組一般資料比較 本研究共納入48例CTD-PAH患者，其中系統(tǒng)性紅斑狼瘡24例、系統(tǒng)性硬化癥9例、多發(fā)性肌炎2例、干燥綜合征2例、血管炎2例、混合性結(jié)締組織病9例。2組患者性別、年齡、身高、體質(zhì)量、BNP比較，差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05），見表1。

groups of patients

2.2 2組CMR指標(biāo)比較 重度組患者CIVS及RV EF低于輕中度組，IVS形變時間占比、RV EDVI、RV ESVI及RV MM高于輕中度組（P＜0.05）；其余指標(biāo)組間差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（均P＞0.05），見圖3、表2。

2.3 CMR參數(shù)評價重度患者的ROC分析 選用經(jīng)組間比較得出有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義的CMR參數(shù)對重度組診斷能力進(jìn)行ROC曲線分析。結(jié)果顯示RV MM、IVS形變時間占比及RV ESVI能較好地區(qū)分輕中度和重度患者。聯(lián)合以上3個指標(biāo)檢測可提高重度患者的診斷效能，見表3、圖4。[CMR參數(shù) 截?cái)嘀?約登

指數(shù) AUC（95%CI） 敏感度 特異度 RV EDVI 91.25 mL/m2 0.404 0.686（0.527～0.845） 0.618 0.786 RV ESVI 54.30 mL/m2 0.429 0.731（0.589～0.873） 0.500 0.929 RV EF 24.55% 0.298 0.659（0.489～0.828） 0.941 0.357 RV MM 62.05 g 0.492 0.792（0.653～0.931） 0.706 0.786 CIVS 0.265 0.408 0.694（0.504～0.885） 0.765 0.643 IVS形變

時間占比 0.82% 0.467 0.766（0.630～0.901） 0.824 0.643 聯(lián)合指標(biāo) 0.651 0.840（0.709～0.972） 0.794 0.857 ][Tab.3 Predictive values of parameters and the combined parameter for severe CTD-PAH patients

3 討論

3.1 CMR檢查的優(yōu)勢 經(jīng)胸超聲心動圖（trans-thoracic echocardiography，TTE）檢查依賴幾何學(xué)假設(shè)，對形態(tài)復(fù)雜的RV評估可重復(fù)性和準(zhǔn)確性不理想，且由于操作者經(jīng)驗(yàn)不同，在患者隨訪和嚴(yán)重程度評估中的作用有限［8-9］。CMR憑借多序列“一站式”檢查的優(yōu)勢被廣泛用于PAH患者預(yù)后及療效的評估，其可重復(fù)性較高，受觀察者間影響較小，能夠從多個方位評估心臟，是評估心臟功能的金標(biāo)準(zhǔn)［10-11］。本研究結(jié)果同樣印證了CMR對于PAH患者評估的重要價值。

3.2 重度CTD-PAH患者RV形態(tài)和功能改變 由于CTD-PAH患者mPAP和肺血管阻力（pulmonary vascular resistance，PVR）持續(xù)升高，RV在長期處于高負(fù)荷的狀況下出現(xiàn)RV心肌肥厚、心腔擴(kuò)大的重構(gòu)以及收縮和舒張功能下降等改變［12］。與輕中度組相比，重度組RV心肌肥厚，RV收縮及舒張功能進(jìn)一步下降，RV腔擴(kuò)大更加明顯。2022ESC/ERS肺動脈高壓診治指南將CMR指標(biāo)納入PAH風(fēng)險分層中，指出CMR所測RV ESVI越大，PAH患者發(fā)生不良事件的風(fēng)險越高，預(yù)后越差［13］。本研究結(jié)果顯示，RV MM、RV ESVI、RV EF等參數(shù)能夠反映RV重構(gòu)情況和功能改變，ROC分析表明RV形態(tài)、功能相關(guān)參數(shù)對預(yù)后不良的重度患者具有較好的診斷效能。因此CMR能夠從多角度反映CTD-PAH患者的嚴(yán)重程度，有助于指導(dǎo)臨床管理。而且歐洲指南指出了系統(tǒng)性硬化患者PAH早期篩查的重要性，而對于中國人群來說，系統(tǒng)性紅斑狼瘡患者更為常見，未來需要針對該人群進(jìn)行進(jìn)一步研究。

3.3 重度CTD-PAH患者室間隔改變 IVS的形態(tài)受到LV和RV壓力差的影響。CTD-PAH患者的mPAP及PVR增高，RV后負(fù)荷加重，正性跨IVS壓力差隨之減低，RV壓力增加超過LV壓力會引起IVS變平，甚至突向LV側(cè)，LV發(fā)生形變呈“D”形［14］。Johns等［15］發(fā)現(xiàn)mPAP與CIVS具有很強(qiáng)的相關(guān)性，并認(rèn)為CIVS可作為預(yù)測mPAP的指標(biāo)。王丹等［16］發(fā)現(xiàn)不同IVS形態(tài)的PAH患者心室功能各有特點(diǎn)，IVS的形變在一定程度上能夠反映PAH患者心室功能的變化。本研究不僅通過CIVS量化IVS形變程度，并進(jìn)一步評估了IVS形變時間，使得CMR對IVS的評估更加全面、準(zhǔn)確；結(jié)果顯示CIVS及IVS形變時間占比在不同嚴(yán)重程度患者之間具有顯著差異，通過ROC曲線進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)IVS相關(guān)參數(shù)對重度患者具有較好的診斷效能。因此，對IVS的評估對于區(qū)分重度患者是必要的。

3.4 局限性 本研究存在一些局限性。首先，本研究為單一中心研究，樣本量少，且不同CTD疾病亞類納入患者不均，不能按照疾病類型進(jìn)行進(jìn)一步分析評估。其次，沒有隨訪資料進(jìn)行預(yù)后分析。今后需要多中心研究進(jìn)一步擴(kuò)大樣本量并增加隨訪數(shù)據(jù)對不同程度、不同亞型的CTD-PAH患者進(jìn)行更加全面的研究。

綜上，CMR成像能夠提供RV及IVS功能和形態(tài)學(xué)的詳細(xì)信息，對重度CTD-PAH患者的診斷具有一定價值。這一補(bǔ)充信息可能進(jìn)一步提高CMR在評價重度患者中的效用，使其成為評估和隨訪CTD-PAH患者心臟變化的理想無創(chuàng)影像學(xué)檢查方法。

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（2023-11-15收稿 2024-01-03修回）

（本文編輯 李鵬）