磁共振特征追踪技术对DCM患者心肌应变的评估及与心肌酶谱的关系

任诗君 李华侨 周丹丹

扩张型心肌病(dilated cardiomyopathy,DCM)是一种以双侧心腔或左右心室扩大、心脏收缩功能障碍为主的心肌疾病，其主要特征为心力衰竭、血栓栓塞、心律失常等。目前多项研究证实DCM与多种因素引起的心肌损害相关[1,2]，由于DCM患者发生心律失常及猝死风险较高，而早期治疗是改善DCM患者预后的关键所在，故采用敏感技术评估左右心室功能对DCM患者的诊断及治疗具有重大意义。目前多数学者指出，采用心肌应变值评估心肌病变患者心肌功能及形变具有较高敏感度，其中斑点追踪超声心动图技术是目前常用的分析心肌应变值的技术，但随着相关研究的不断开展，目前发现该技术存在如信噪比低、声窗较差、心肌不同层间伪影较大等局限性[3,4]。随着MRI技术的不断发展，目前非侵入性心脏磁共振(cardiovascular magnetic resonance,CMR)因其较高组织空间及时间分辨率能够提供更加精准的心脏功能信息，通过CMR特征追踪技术(feature tracking，FT)可对常规心脏电影扫描序列进行分析并测量心肌不同方向上的应变值，其具有强大后处理能力因而被广泛用于评价不同类型心肌疾病的心肌应变值。研究指出，多数心肌病患者心肌酶谱指标出现不同程度的改变且具有极大的诊断价值，心肌酶谱主要包括肌酸激酶(creatine kinase,CK)、肌酸激酶同工酶(creatine kinase isoenzymes，CK-MB)、肌钙蛋白(troponinl,TNI)及乳酸脱氢酶(lactate dehydrogenase，LDH)，可在不同程度上反映心肌受损严重程度[5]。本研究采用CMR-FT评价DCM患者双室心肌应变值，并定量分析心肌应变值与心肌酶谱水平的相关性，为DCM的相关研究提供参考。

1 资料与方法

1.1 一般资料 回顾性分析2018年6月至2019年6月于我院行CMR检查的80例DCM患者(DCM组)的一般资料。纳入标准：(1)经CMR检查，符合1995年世界卫生组织/国际社会和心脏病学联合会标准，具有心肌收缩功能减低和心室扩大的客观证据；(2)患者签订知情同意书。排除标准：合并严重的先天性心脏病、高血压性心脏病、心脏瓣膜病及冠心病者。同期征集健康职员42例(对照组)进行CMR检查，均无DCM家族史及其他心血管相关疾病史，均签署知情同意书。2组一般资料的比较差异无统计学意义(P>0.05)，具有可比性。见表1。

表1 2组一般资料比较

1.2 检查方法 CMR检查前记录2组受检者性别、年龄、体重和血压值，采集2组患者清晨空腹静脉血5 ml，以离心速度1 500 r/min，半径13.5 cm，进行10 min离心，取上清液保存于-80℃冰箱，采用化学发光法测定受检者心肌酶谱指标[肌酸激酶(creatine kinase,CK)、肌酸激酶同工酶(creatine kinase isoenzyme,CK-MB)、肌钙蛋白(troponin,TNI)、乳酸脱氢酶(lactate dehydrogenase,LDH)]。采用1.5磁共振扫面仪(飞利浦公司)进行CMR检查，检查前训练所有受检者的吸气和屏气能力，连接无线心电门控，保障受检者在CMR检查过程中不受呼吸运动和心跳的影响。采用平衡稳态自由进动序列及回顾性心电门控，获取覆盖左心室全层的短轴位电影及左心室长轴，采集参数：矩阵256×256、层厚6 mm、FOV 340 mm×230 mm、回波时间1.16 ms、重复时间2.93 ms、翻转角80°。

1.3 图像分析及后处理 由两名经验丰富的放射科医师进行图像分析，评价图像扫描治疗、电影中左右心室壁运动状态及心脏大体形态。采用专业心血管处理软件分析左右心室功能，离线导入连续短轴电影于后处理软件，手动勾画所有层面左右心室心外膜轮廓(腱索和乳头肌包括在心室腔内)和心内膜，进行心功能参数测定，包括左心室收缩末期容积(LVESV)、左心室舒张末期容积(LVEDV)、左心室心肌质量(LVM)、左心室射血分数(LVEF)、左心室心输出量(LVCO)、左心室每搏输出量(LVSV)；右心室收缩末期容积(RVESV)、右心室舒张末期容积(RVEDV)、右心室心输出量(RVCO)、右心室每博输出量(RVSV)。采用CVI心血管处理软件，进行组织追踪左右心室应变半自动分析。首先离线导入所有长轴二、三、四腔心电影和连续短轴电影，将电影中所有层面的左右心室心外膜轮廓(腱索和乳头肌包括在心室腔内)和心内膜，通过每一心动周期左右心室心肌轮廓的自动追踪，进行左右心室心肌应变参数测定，包括左心室整体纵向应力值(LVGLS)、左心室峰值舒张纵向应力率(LVGLSR-D)、左心室峰值收缩纵向应力率(LVGLSR-S)；左心室整体周向应力值(LVGCS)、左心室峰值收缩周向应力率(LVGCSR-S)、左心室峰值舒张周向应力率(LVGCSR-D)；左心室整体径向应力值(LVGRS)、左心室峰值舒张径向应力率(LVGRSR-D)、左心室峰值收缩径向应力率(LVGRSR-S)；右心室整体纵向应力值(RVGLS)、右心室峰值舒张纵向应力率(RVGLSR-D)、右心室峰值收缩纵向应力率(GLSR-S)。

2 结果

2.1 2组CMR测量指标比较 2组LVSV及LVCO比较差异无统计学意义(P>0.05)，DCM组LVEDV、LVESV、LVMM、RVEDV、RVESV均显著高于对照组，LVEF、RVSV、RVEF及RVCO显著低于对照组(P<0.05)。见表2。

表2 2组CMR测量指标比较

2.2 2组心肌应变指标比较 DCM组LVGLS、LVGCS、LVGRS、LVGLSR-S、LVGLSR-D、LVGCSR-S、LVGCSR-D、LVGRSR-S、LVGRSR-D、RVGLS、RVGLSR-S及RVGLSR-D显著低于对照组(P<0.05)。见表3。

表3 2组心肌应变指标比较

2.3 2组心肌酶谱指标比较 DCM组血清CK[(72.84±13.29)U/L]、CK-MB[(1.63±0.08)U/L]、TNI[(36.05±10.39)pg/ml]、LDH[(224.18±23.61)U/L]显著高于对照组血清CK[(68.16±10.64)U/L]、CK-MB[(1.27±0.02)U/L]、TNI[(8.52±1.37)pg/ml]、LDH[174.82±16.39)U/L](P<0.05)。见表4。

表4 2组心肌酶谱指标比较

2.4 不同方向心肌应变率与心肌酶谱指标的相关性 DCM患者血清CK值与RVGLSR-S呈正相关(r=0.347,P=0.003)，血清LDH值与LVGRS、LVGCS及LVGCSR-S呈正相关(r值分别为0.105、0.314、0.273,P值分别为0.013、0.002、0.007)，血清TNI值与LVGRSR-D呈负相关(r=-0.311,P=0.006)，与RVGLSR-S呈正相关(r=0.482,P=0.002)。DCM患者的其余心肌酶谱指标与其左右心室心肌应变指标无相关性(P>0.05)。

2.5 左心室心肌收缩峰值应力值测量示意图 见图1。

图1 左心室心肌收缩峰值应力值测量示意图；a、d、g依次为左心室径向、周向及纵向应力值组织追踪分析轮廓图；b、e、h依次为左心室径向、周向及纵向应力值的16节段牛眼图；c、f、i依次为左心室同一心动周期中左心室径向、周向及纵向应力-时间曲线图

3 讨论

DCM是一种以心室扩大及心肌收缩功能障碍为特征的异质性疾病，是导致慢性心力衰竭、诱发心肌疾病致死的主要原因之一，致死率高、预后差。目前指南推荐结合临床表现、心肌酶谱、心电图、超声心动图等评估病情，但存在特异性低、敏感度低的问题，应用价值有限[6]。研究指出，DCM患者中约35%存在心室壁中层心肌纤维化改变，采用心内膜活检是检测心肌纤维化的金标准，但因其有创性限制了广泛使用[7,8]。本研究中使用CMR-FT技术定量评估DCM患者左右心室心肌应变值的改变情况，并结合患者的心肌酶谱指标探讨应变值与心肌酶谱指标之间的相关性，为DCM的非侵入性诊断及评估预后提供一定参考。本研究结果显示，2组的LVSV及LVCO比较差异无统计学意义，DCM组的LVEDV、LVESV、LVMM、RVEDV、RVESV均显著高于对照组，LVEF、RVSV及RVCO显著低于对照组，提示DCM患者较健康者左右心室功能均明显受损，且CMR检出DCM患者心肌变薄、左右心室均增大，心脏结构及功能出现异常。本研究中DCM患者左心室SV及CO与健康者相当，而右心室SV及CO较健康者更低，分析后认为，DCM患者中左心室扩张较右心室更加明显，在收缩功能降低的情况下左心室SV及CO可与健康者基本保持一致而右心室扩张程度更小，在收缩功能降低的情况下右心室SV及CO明显低于健康者，由此可见DCM患者中机体可经过代偿性增大左心室容积保证机体正常供血量。

本研究结果显示，DCM组的LVGLS、LVGCS、LVGRS、LVGLSR-S、LVGLSR-D、LVGCSR-S、LVGCSR-D、LVGRSR-S、LVGRSR-D、RVGLS、RVGLSR-S及RVGLSR-D显著低于对照组，提示左右心室整体收缩径向、纵向、周向应力值及应力率均降低，左右心室收缩应力受损。目前研究显示，右心室心肌由浅层及深层组成，浅层心肌主要包括向左心室行走的心肌及环向心肌，深层心肌主要包括自基底向心尖走行的心肌[9,10]。右心室扩大导致纵向心肌明显改变，引起右心室纵向应力降低，右心室壁较左心室壁更薄，心肌含量更少导致其顺应性更低，当左心室充血引起前负荷增大时右心室功能及形状均会受到不同程度的影响[11]。左心室心肌以纵向心肌束及环向心肌束两种方式排列，左心室增大时纵向心肌束明显改变导致纵向心肌角变小，部分纵向心肌束还可转化为横向分布，引起心内膜下氧需求降低，增加心内膜下血流量，导致左心室纵向、径向及周向应力降低。

本研究中测量了DCM患者的心肌酶谱指标，结果显示DCM组的血清CK、CK-MB、TNI及LDH显著高于对照组。心肌酶在心肌细胞能量代谢中起重要作用，通过催化ATP、肌酸及磷酸肌酸之间的可逆性反应，达到供应心肌能量代谢的需求[12,13]。心肌酶谱主要包括CK、CK-MB、LDH及TNI，健康者中心肌酶谱指标水平较低，心肌出现损伤后通常发生心内膜出血、心肌纤维断裂、心肌纤维间质充血等，心肌内各种酶可迅速进入血液，导致血清中心肌酶谱水平改变，在心肌疾病患者病情的判断中具有重要价值[14,15]，本研究结果提示DCM患者中心肌出现明显损伤。DCM患者的血清CK值与RVGLSR-S呈正相关，血清LDH值与LVGRS、LVGCS及LVGCSR-S呈正相关，血清TNI值与LVGRSR-D呈负相关，与RVGLSR-S呈正相关，提示DCM患者的心肌酶谱指标与CMR改变具有一定相关性。分析认为，DCM患者心室出现不同程度扩大，此过程中可造成心肌纤维断裂、心肌纤维间质充血，引起血清心肌酶谱水平升高。

综上所述，采用CMR-FT能够有效评估DCM患者心肌客观情况，且DCM患者的心肌酶谱指标水平与影像学改变之间存在一定联系，临床上评估DCM患者具体病情时可结合CMR、心肌酶谱指标、临床表现等多种方式。