心血管磁共振组织追踪技术评价心肌淀粉样变性与其他左心室肥厚疾病心肌应变差异

郭杨钰，谭利华，姜孟春，谢幸芷,邓淇予，曾 牧

(中南大学湘雅二医院放射科，湖南 长沙 410011)

心肌淀粉样变性(cardiac amyloidosis, CA)是心肌细胞外间质淀粉样物质沉积致正常心肌细胞凋亡，心肌收缩及舒张功能均受损，最终发生心力衰竭[1]；其形态学与功能改变均与临床其他原因所致左心室心肌肥厚，如肥厚型心肌病、高血压左心室肥厚类似。本研究采用心脏MR组织追踪技术(cardiovascular magnetic resonance tissue tracking technology, CMR-TT)定量评价CA与其他原因所致左心室肥厚患者心肌收缩功能，并分析其心肌区域性纵向应变受损模式差异。

1 资料与方法

1.1 一般资料 收集2016年8月—2019年1月89例于中南大学湘雅二医院接受CMR检查的患者，包括30例经心肌淀粉样变性(CA组)，男22例,女8例，年龄32～75岁，平均(57.6±11.2)岁；30例肥厚型心肌病(HCM组)，男19例，女11例，年龄26～70岁，平均(52.7±15.0)岁；29例高血压性左心室肥厚(HLVH组)，男22例,女7例，年龄32～69岁，年龄(50.9±11.7)岁；以同期30名健康人作为正常对照(normal controls， NC)组，男18名,女12名，年龄28～70岁，年龄(53.5±11.8)岁。

1.2 仪器与方法 采用Siemens Skyra 3.0T超导MR仪,18通道体表线圈，配合无线矢量心电门控板。以真实稳态自由进动快速成像序列(true fast imaging with steady precession, True FISP)采集左心室两腔心长轴、四腔心长轴及左心室短轴图像，参数:TR 42.38 ms, TE 1.43 ms, FA 44°,FOV 320 mm×400 mm,矩阵126×224,层厚8 mm,采集层数8～10。扫描结束后将所有图像传至CVI42后处理软件，由2名具有3年CMR诊断经验的主治医师勾画心内膜及心外膜,获得左心室心功能和心肌整体及节段(基底段、中间段和心尖段)的3D径向应变(radial strain, RS)、周向应变(circumferential strain, CS)、纵向应变(longitudinal strain, LS)及室壁厚度等结果及各层面伪彩图(图1)，绘制各参数的应变曲线及16节段牛眼图。以“平均心尖段LS-平均基底段LS”计算左心室基底段到心尖段纵向应变梯度差；再以“平均心尖段LS/(平均基底段LS+平均中间段LS)”计算各组相对心尖纵向应变(relative apical sparing of longitudinal strain, RAS LS)。心功能参数包括左心室射血分数(left ventricular ejection fraction, LVEF)、左心室舒张末期容积指数(left ventricular end-diastolic volume index, LVEDVI)、左心室收缩末期容积指数(left ventricular end-systolic volume index, LVESVI)、每搏输出量指数(stroke volume index, SVI)和心肌质量指数(myocardial mass index, MMI)。

1.3 统计学分析 采用SPSS 25.0统计分析软件。对各组数据进行正态性检验，以±s表示符合正态的分布计量资料，采用单因素方差分析对4组数据进行整体比较，两两比较采用LSD检验；以中位数(上下四分位数)表示不符合正态分布的计量资料，采用Kruskal-Wallis检验各组间差异。计数资料以百分构成比表示，采用χ2检验比较组间差异。P<0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 4组左心室心功能比较 4组间年龄及性别总体差异无统计学意义(年龄：F=1.52，P=0.21；性别：χ2=2.40，P=0.49)。4组间总体心率差异、HLVH组与NC组、CA组及HCM组间心率差异均有统计学意义(P均<0.05)。除SVI外，4组间心功能参数差异有统计学意义。CA组及HLVH组LVEF、EDVI及ESVI与NC组差异有统计学意义(P均<0.05)，CA组LVEF低于HCM组(P<0.05)，CA组EDVI及ESVI均高于HCM组(P均<0.05)，而HCM组LVEF高于HLVH组(P<0.05)，HCM组EDVI及ESVI均低于HLVH组(P均<0.05)；NC组MMI低于其余3组(P均<0.05)。CA组、HCM组及HLVH组各组间其他心功能参数差异无统计学意义(P>0.05)。见表1。

2.2 4组间左心室壁厚度比较NC组左心室整体及各节段室壁厚度均小于其余3组(P均<0.05)，后者室壁厚度差异无统计学意义(P均>0.05)。见表2。

2.3 4组左心室应变比较 4组间左心室整体及各节段心肌应变、LS梯度差和RAS LS差异均有统计学意义，组间两两比较见表3。4组间左心室各节段LS绝对值大小为心尖段>中间段>基底段，均存在基底到心尖的纵向应变梯度，CA组左心室基底段到心尖段LS梯度差及RAS LS均高于其他3组(P均<0.05)。4组间左心室各节段心肌平均LS见图2。

表1 4组左心室心功能差异比较

注：*：与对照组比较，P<0.05；#：CA组与HCM组比较，P<0.05；▲：CA组与HLVH组比较，P<0.05；■：HCM组与HLVH组比较，P<0.05

表2 4组左心室整体及各节段平均室壁厚度比较(mm，±s)

表2 4组左心室整体及各节段平均室壁厚度比较(mm，±s)

组别基底段中间段心尖段整体CA组(n=30)13.40±2.09∗12.01±2.61∗8.61±2.65∗11.68±2.23∗HCM组(n=30)11.93±2.31∗11.42±2.35∗9.00±2.80∗11.01±2.11∗HLVH组(n=29)11.67±2.00∗11.02±1.89∗9.20±2.26∗10.81±1.67∗NC组(n=30)8.34±1.137.27±1.015.87±0.697.32±0.85F/H值39.3839.3835.4637.84P值<0.05<0.05<0.05<0.05

注：*：与对照组比较，P<0.05

图1 患者男，58岁，CA，CMR图像 A.左心室短轴位图像； B.左心室四腔心长轴图像； C.左心室长轴图像； D.左心室RS短轴位伪彩图； E.左心室LS四腔心层面伪彩图； F.左心室LS 16节段牛眼图

图2 4组左心室各节段平均LS线图

3 讨论

CA是由于心肌间质异常物质沉积致左心室壁弥漫性增厚，肥厚型心肌病是原发性心室肥厚，高血压为长期后负荷过重导致继发性室壁肥厚，导致心室壁肥厚的原因虽各有不同，但均可表现为室壁肥厚、心房增大及心功能下降。CA的磁共振延迟强化(late gadolinium enhancement, LGE)特征虽较特殊，却仍与部分肥厚型心肌病缺血坏死表现相似；而CA早期及病变范围弥漫或呈斑片状、灶状等不典型强化时，亦难以鉴别。另外，对肾功能不全患者不适合进行LGE成像[2]。心肌形变的异常多早于临床症状，可据以早期评估心功能受损，并能观察心肌功能的区域性差异。本研究应用CMR-TT观察不同疾病所致左心室肥厚左心室心肌应变变化，描述CA的区域性LS受损模式，即相对心尖纵向应变保留模式。

表3 4组左心室心肌应变LS梯度差和RAS LS比较

注：*：与对照组比较，P<0.05；#：CA组与HCM组比较，P<0.05；▲：CA组与HLVH组比较，P<0.05；■：HCM组与HLVH组比较，P<0.05

本研究结果显示CA组和HLVH组LVEF低于NC组，HCM组LVEF与NC组接近，而除HCM组左心室整体、中间段及心尖段RS与NC组差异无统计学意义，CA组、HCM组及HLVH组整体及各节段心肌应变均低于NC组，表明CA、HCM、HLVH心肌收缩功能受损[3]，早期HCM心肌收缩功能下降，提示LVEF对评估早期心功能改变不敏感[4-5]。本研究发现CA组、HCM组与HLVH组的室壁厚度、左心室心肌质量均大于对照组，而3组间差异无统计学意义，HCM无室腔扩大，CA及HLVH左心室腔均扩张，但CA心肌应变下降最为显著，可能由于心脏沉积的淀粉样物质有额外的心脏毒性而影响心功能[6]。CA组左心室基底段RS、CS和LS均低于HCM组及HLVH组，而3组间左心室中间段及心尖段大部分心肌应变差异无统计学意义，提示CA基底部心肌功能受损更明显，而心尖部相对较轻。本研究4组患者左心室LS均呈基底-心尖递增梯度，CA组基底到心尖部的LS梯度差及RAS LS均大于余3组，推测CA基底-心尖部LS递增梯度更显著，相对基底部心尖LS受损较轻，即CA的相对心尖LS保留模式，可为鉴别CA与其他左心室肥厚相关疾病提供信息[7]。

目前CA的左心室纵向应变相对心尖保留模式多采用超声检查证实[7]，但超声斑点追踪成像应变分析易受心脏位置、心室乳头肌和心脏解剖结构等因素影响，而CMR-TT不受以上限制，且准确性良好。本研究显示CA、HCM、HLVH及正常人的LS均呈基底段到心尖段递增的梯度模式，以CA的变化幅度最大，与既往超声研究[8]结果相似。

CA基底-心尖LS呈递增模式的可能原因：①淀粉样蛋白在基底段及中间段沉积较早且更严重[9]；②可能与左心室基底部心肌活动位移最大相关；③心尖部心肌细胞及基质排列、分布方向多样性，可能对LS减低存在抵抗作用[10]；④本研究CA组左心室心尖段心肌厚度低于基底及中间段，与既往研究[11]结果相符；CA左心室基底-心尖段LS递增模式及CA室壁变化均提示其心尖段淀粉样蛋白浸润及间质纤维化相对较少，故特征性心尖保留模式可为鉴别CA与其他左心室肥厚疾病提供更可靠的信息。

本研究的主要局限性：①样本量偏小；②未进行心内膜活检，无法区分CA亚型及其对心肌功能的影响。

综上所述，采用CMR-TT可定量分析CA、HCM及HLVH左心室心肌整体及局部应变，CA各参数下降更明显；心尖保留模式可为鉴别CA与其他左心室肥厚相关疾病提供参考。