基于心脏磁共振成像的肥厚型心肌病患者早期峰值充盈率与舒张功能相关性的研究

武志刚 孙佳莉 王巍

(哈尔滨医科大学附属第一医院磁共振室，黑龙江 哈尔滨 150001)

肥厚型心肌病(hypertrophic cardiomyopathy，HCM)是最常见的遗传性心脏病，成人患病率为1∶500[1]，以心肌非对称性肥厚为主要临床特征，同时伴心肌纤维化、左心室质量增加和左室舒张期充盈受限等病理改变，左室舒张功能障碍存在于大多数HCM患者中，也是部分HCM患者就诊的首要原因。此外，研究发现HCM患者左室舒张功能障碍与恶性心律失常及心源性猝死的发生具有很高的相关性[2-3]，因此早期诊断是否存在左室舒张功能障碍具有重要意义。当前，通过心脏磁共振成像(cardiac magnetic resonance imaging，CMR)对左室舒张功能的研究较少，对于舒张功能障碍尚无明确的指南性诊断意见，故本研究应用CMR对HCM患者左室参数与左室舒张功能的相关性进行研究分析。

1 材料与方法

1.1 研究对象

回顾性选取2017—2020年在哈尔滨医科大学附属第一医院就诊并接受CMR检查，确诊为非梗阻性肥厚型心肌病的患者共80例。HCM的诊断依据为2014年欧洲心脏病学会HCM诊断及治疗指南：无明显诱因导致的左室壁或室间隔增厚，舒张末期左室各壁(含室间隔)最大厚度≥15 mm，或心肌最大厚度≥13 mm并伴有HCM家族史，包括其他临床检查资料(既往超声心动图、心电图及家族史等)。通过超声心动图检查筛选出Ⅰ级舒张功能障碍(E/A≤0.8，根据2009年欧洲超声心动图评估左室舒张功能的建议[4])的HCM患者65例，其中男性34例，女性31例，平均年龄(53±15)岁，肥厚心肌主要非对称分布于室间隔，同时选取同期于本院检查的45例健康志愿者作为对照，其中男性23例，女性22例，平均年龄(48±18)岁。所有患者均为窦性心率，左室射血分数(left ventricular ejection fraction，LVEF)>50%。研究方案由本院研究伦理委员会批准，所有入组人员均签署知情同意书。

1.2 CMR检查

使用3.0 T磁共振扫描仪(Philips Achieva)，32通道心脏线圈，使用胸前导联心电门控及呼吸门控。采用对磁场不均匀敏感性较低的梯度回波亮血电影序列，分别扫描左室长轴、左室心脏水平长轴及短轴层面，短轴电影序列从基底段至心尖段连续扫描，层数为6～10层，扫描参数：重复时间(TR)：43 ms；回波时间(TE)：1 ms；视野(FOV)：320 mm×320 mm；层厚：8 mm。首过灌注：经肘静脉高压注射器弹丸式注射5 mL/s钆喷酸葡萄胺(Magmevisit，Bayer，德国)0.1 mmol/kg；首过扫描后，以2 mL/s流速追加0.1 mmol/kg钆喷酸葡萄胺；延迟扫描为二次注入造影剂后10～15 min后进行，采用look-locker序列确定翻转时间，而后使用相位敏感反转恢复序列(phase sensitive inversion recovery，PSIR)扫描，扫描参数：TR：最短；TE：3 ms；FOV：320 mm×320 mm；层厚：8 mm。各获得左室长轴和心脏水平长轴层面一幅，短轴层面6～10幅(从左室基底段至心尖)心肌延迟强化(late gadolinium enhancement，LGE)图像。

1.3 图像分析

将所有左室短轴电影及延迟扫描序列导入PSIR工作站，经两名不知情的资深心脏影像医师分别进行后处理，意见不一致时协调解决。在工作站半自动描绘左室短轴电影序列图像心外膜及心内膜边界后(不包括乳头肌)，通过计算同一心动周期每个短轴层面容积，并整合为左室心动周期的容积变化曲线，从而生成左室容积-时间变化曲线(volume-time curve，VTC)(如图1)，计算左室早期峰值充盈率(early peak filling rate，ePFR)和LVEF，射血率及充盈率均是根据软件通过左室容积变化生成VTC后，根据曲线斜率，在快速充盈期斜率最大的点为ePFR的点。短轴延迟扫描图像半自动描绘左室心内膜及心外膜边界后，对强化区域人工矫正。按照美国心脏协会(AHA)心脏分段法，将左室分为基底段、中段、心尖段以及心尖部，再对左室各段进行AHA 17节段划分(因心尖部短轴层面成像效果差，不纳入本实验进行分析)，如图2。在正常心肌位置选取感兴趣区，工作站自动生成LGE的分布位置及左室心肌延迟强化百分数(LGE%)(如图3)，左室LGE定义为高于正常心肌平均信号强度5个标准差的部位。对获得的2 878个心肌节段进行分析，将每个节段强化面积进行自动整合并计算左室基底段、中段和心尖段平均LGE%以及左室整体LGE%，用来表示LGE的程度及分布，即左室心肌纤维化程度及分布。

注：●表示峰值射血率；●表示ePFR；●表示最小充盈率；●表示晚期峰值充盈率。

注：各数值分别代表左室对应心肌。

图3 左室心肌纤维化分布

1.4 统计方法

2 结果

2.1 患者基本资料及CMR结果

表1记录了HCM患者及对照组基本情况。

表1 临床基本资料

表2记录了部分CMR左室功能参数以及左室心肌纤维化整体和分段LGE%。所有HCM患者均无HCM家族史。65例HCM患者共获得2 754个心肌节段的图像，其中有54例(83%)及1 487个心肌节段(54%)出现延迟强化。

表2 CMR相关参数

2.2 左室LGE%与左室舒张功能相关性的分析

HCM组与对照组间ePFR具有明显差异性(P<0.001)。对左室整体LGE%及各节段LGE%与ePFR进行Spearman相关性分析，LGE%与ePFR呈中等负相关(r=-0.594，P=0.027)，基底段-延迟强化百分数(B-LGE%)与ePFR呈中度负相关(r=-0.492，P=0.003)，中段-延迟强化百分数(M-LGE%)和心尖段-延迟强化百分数(A-LGE%)与ePFR无明显相关性(r=-0.347，P=0.800；r=-0.459，P=0.210)。图4～6分别表示B-LGE%、M-LGE%和A-LGE%与ePFR间的关系。

图4 ePFR与B-LGE%的散点图分析

图5 ePFR与M-LGE%的散点图分析

图6 ePFR与A-LGE%的散点图分析

3 讨论

HCM患者心力衰竭发病率约为50%[5]，心肌增厚的同时伴随左室收缩功能的减弱[6]，而肥厚心肌对左室舒张功能的影响往往较收缩功能的发生更早，为HCM患者最常见的病理生理改变，还会造成左房重构甚至心房颤动等其他病理改变。所以，对HCM患者左室舒张功能障碍的早期检出或预测，对于临床治疗及预后的指导具有重要意义。Avegliano等[7]认为左室心肌纤维化是导致HCM患者左室舒张功能障碍的发病机制。分布广泛、不均及纤维化程度高等心肌纤维化的特征[8-10]，被作为CMR在HCM诊断中的重要依据之一。因CMR不存在形态学假设，相较于超声心动图，对于左室舒张及收缩功能的测定更加精确，目前CMR已被作为对心功能测定的“金标准”应用于临床[11]。并且因其可进行多角度和多方位成像，对于左室侧壁及心尖部肥厚的检出较超声心动图更敏感[12]，在HCM诊断中具有更高的诊断率[13]。

本研究通过对65例HCM患者的CMR检查资料进行分析，记录LVEF，半自动生成VTC，记录左室ePFR，通过LGE对HCM患者左室心肌纤维化进行定量分析，并对心肌纤维化进行分段计算，研究左室舒张功能与左室整体LGE%及节段LGE%的关系。LGE和心肌活检对于心肌纤维化的检出拥有很好的一致性，目前LGE已作为无创性检查的“金标准”以及首选影像学检查手段[7，14]。与心肌活检比对，全宽半峰法和以+5SD/6SD为阈值定量心肌纤维化相对更为标准[15]。然而，使用全宽半峰法需患者LGE图像中存在明显高信号强度的延迟强化区，使得该方法存在一定局限性，故本实验使用+5SD作为阈值计算并生成HCM患者左室整体及分段LGE%情况。

正常左室舒张期分为等容舒张期、快速充盈期、平台期和缓慢充盈期4个阶段。HCM患者左室舒张能力减弱，快速充盈期左室负压降低，对左房的血液“抽吸”能力减弱，使快速充盈期充盈率降低，而对缓慢充盈期影响较小。左室舒张过程中左室充盈主要依靠快速充盈期完成[16]，ePFR代表快速充盈期峰值充盈率。本实验最终入组的HCM患者均为经超声心动图诊断为舒张功能障碍Ⅰ级的患者，Mendoza等[17]通过对115例患者的研究发现，在各级舒张功能障碍中，E/A、E/e’与ePFR、左室充盈80%时的舒张期占比具有良好的匹配特异性，在Ⅰ级舒张功能障碍患者中，ePFR较正常人降低。另外，Bonow等[18]和Kawaji等[19]的研究也证实ePFR降低在评估左室舒张功能中的作用。因很多HCM患者在病程早期便表现出左室舒张功能障碍，对HCM患者的心力衰竭症状及不良预后有重要作用。本实验致力于早期发现HCM患者的舒张功能障碍，故选取Ⅰ级舒张功能障碍患者作为研究对象，并着重将ePFR作为舒张功能的体现。

有研究认为LGE为左室舒张功能障碍的独立预测因子[20]，且在本实验中，LGE与ePFR呈中等程度负相关，与先前研究一致。此外，本研究发现，B-LGE与ePFR呈中到高度负相关，此前无实验对这一方向进行研究。Nakamura等[21]的研究证明，基底段心肌纤维化更容易导致梗阻性肥厚型心肌病，且是HCM患者左室流出道梗阻的独立预测因子。基底段心肌纤维化可导致左室舒张末期容积增加，从而增加左室舒张压，继而影响左室舒张功能，这一结果与本实验结果具有一致性，而左室中段及心尖段心肌纤维化与ePFR无明显相关性。

本实验为首次通过CMR分析左室心肌纤维化分布与舒张功能关系的研究。LGE%与左室舒张功能呈负相关，相比M-LGE%与A-LGE%，B-LGE%与ePFR呈明显负相关，这一结果表明基底段心肌纤维化对左室舒张功能的影响更为重要，也提示在HCM患者中，若存在基底段心肌纤维化，则更须注重舒张功能障碍的发生，对后续预防及治疗有重要意义。

局限性：(1)本HCM组中存在心肌纤维化的HCM患者均为局灶性纤维化，缺乏对弥漫性心肌纤维化HCM患者的研究，因此本实验结论对存在弥漫性心肌纤维化的HCM患者适用性不强；(2)样本数较少，可能缺乏较强的代表性，后续将继续增加入组数，进行实验的进一步完善；(3)本实验未应用T1 Mapping成像技术，在不久的将来，Mapping技术将成为CMR的常规扫描序列，期望后续研究可将Mapping技术加入到实验设计中；(4)CMR检查相对复杂，且测定左室功能参数的步骤较为耗时，因而在临床还未广泛应用。

利益冲突 无。