心脏磁共振特征追踪技术在肥厚型心肌病左室心肌应变中的应用研究

狄多多，朱熠，李博伟，何思怡，成官迅

（1.安徽医科大学北京大学深圳医院临床学院，广东 深圳 518036；2.安徽医科大学第五临床医学院，安徽 合肥 230000；3.北京大学深圳医院医学影像科，广东 深圳 518036）

肥厚型心肌病（hypertrophic cardiomyopathy，HCM）是最常见的遗传性心肌病，每500 人中就有一人患病,是由编码心肌肌节蛋白的基因突变所致的一种异质性疾病[1-3]。HCM 的结构异常主要表现为患者的心肌细胞排列杂乱，室间隔厚度增大，冠状动脉微血管功能障碍以及心肌纤维化、心肌重构。该病具有较强的隐匿性，早期患者心功能大部分都是正常的，临床上患者可长期保持无症状，但是随着病情的不断进展，心肌细胞发生重构，心肌结构改变，从而导致患者左心室的心肌功能受损，HCM 患者的终末期以进行性心力衰竭为主。研究表明[4，5]，肥厚型心肌患者舒缩功能的损害常由心肌形变异常引起，且心肌形变异常常先于临床症状出现，因此HCM 早期的诊断对疾病的治疗及预后起着至关重要的作用。心脏磁共振特征追踪技术（cardiac magnetic resonance feature tracking technique，CMR-FT）是一种相对较新的二维成像技术，不需要专门采集额外的图像和复杂的后处理即可测量心肌形变，因此在临床上广泛的应用于很多研究[6-8]。本研究采用CMR-FT 技术对HCM 患者心肌力学进行分析，探讨其在HCM 患者中的诊断价值。

1 资料与方法

1.1 一般资料 本研究回顾性收集北京大学深圳医院2017 年1 月1 日-2022 年12 月31 日所有行心脏磁共振检查的符合纳入标准的35 例HCM 患者，其中男32 例，女3 例；年龄16～72 岁，平均年龄（42.46±12.80）岁。同时纳入41 名同期健康志愿者作为对照组，其中男26 名，女15 名；年龄17～69岁，平均年龄（37.59±12.81）岁。HCM 患者根据射血功能是否正常分为射血功能正常组（LVEF≥50%）24 例和射血功能降低组（LVEF＜50%）11 例。另外HCM 患者根据是否出现延迟强化，分为延迟强化阴性组（LGE-）20 例和延迟强化阳性组（LGE+）15 例。HCM 纳入标准[9]：①成人舒张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。排除导致室壁肥厚等心血管或全身性疾病。对照组纳入标准：①心脏形态和功能影像学检查均无异常；②心电图正常；③既往没有心肺脑疾病和肿瘤家族史；④临床上无胸闷，心悸、心绞痛和其他常见心血管疾病的症状。

1.2 方法

1.2.1 资料收集 收集受试者的临床资料：包括性别、年龄、身高、体重和体重指数等。

1.2.2 图像采集 图像扫描设备：飞利浦公司3.0T 成像仪（Digital Network Architecture Ingenia 3.0T，Philips）扫描序列：①心脏电影序列采用稳态自由进动序列进行扫描，标准化的获取短轴两腔心层面、左室长轴层面、长轴四腔心层面的电影图像。采集的参数如下：TR 2.8 ms；TE 1.41 ms；翻转角55°；FOV 350 mm×350 mm；层厚8 mm；②延迟LGE 成像：采用相位敏感反转恢复序列（PSIR），用高压注射器以3.0 ml/s 的速率静脉推注钆对比剂0.2 mmol/kg，并用20 ml 生理盐水冲洗，约10 min 后采集与电影序列所对应的两腔心、四腔心及左室短轴图像。采集参数如下：TR 3.6 ms；TE 1.09 ms；翻转角35°；FOV 350 mm×350 mm；层厚8 mm。

1.2.3 图像分析 根据美国心脏协会2002 年（American Heart Association，AHA）提出的心肌标准分段法[10]对左心基本功能进行分析及左心室心肌应变分析。左心功能分析：使用飞利浦公司的IntelliSpace Portal 软件在短轴平衡稳态自由进动序列（SSFP）上所获得的电影图像进行左心功能的分析，主要参数包括舒张末期容积（End-diastolic volume，EDV）、收缩末期容积（End-systolic volume，ESV）、每搏输出量（stroke volume，SV）、心排出量（cardiac output，CO）、左心指数（cardiac index，CI）、射血分数（ejection fraction，EF）。心肌应变分析：采用心血管图像后处理软件（CAAS MR Solutions 5.2.2），在上传CMR电影基底部至心尖部图像后，对亮度进行优化，以确保最佳的心内膜与血池区分，然后在舒张末期自动追踪心内膜边界并进行手动矫正，软件自动传播轮廓，并在整个心脏周期的剩余时间跟踪其特征。最终获取心肌整体周向应变（global circumferential strain，GCS），整体纵向应 变（global longitudinal strain，GLS），整体径向应变（global radial strain，GRS），见图1。

图1 HCM 患者心肌应变示意图

1.3 统计学方法 采用SPSS 26.0 软件进行统计学分析，计量资料用（）、[M（Q）]表示。符合正态分布的两组间比较采用独立样本t检验，多组间比较采用单因素方差分析，不符合正态分布的两组间比较采用Mann-Whitney 检验，多组间比较采用Kruskal-Wallis 检验，计数资料使用（n）表示，比较采用χ2检验，以P＜0.05 为差异有统计学意义。采用ROC 曲线评价GRS、GLS、GCS 对HCM 的诊断效能。

2 结果

2.1 HCM 患者与对照组基本资料及左心功能基本参数分析 HCM 组与对照组年龄、身高、体重、BMI、LVEDV 及心率比较，差异无统计学意义（P＞0.05）；HCM 组与对照组性别比较，差异有统计学意义（P＜0.05）；HCM 组LVESV、SV、CO 及LVEF 均低于对照组，差异有统计学意义（P＜0.05），见表1。

表1 受试者基本资料及左心功能基本参数差异

2.2 HCM 患者射血功能降低组、射血功能正常组和组对照组整体心肌应变分析 HCM 患者射血功能降低组、射血功能正常组和对照组左心室总体心肌应变值依次升高，且HCM 两亚组均低于对照组，差异有统计学意义（P＜0.05），见表2。

表2 HCM 患者左心功能状态与整体心肌应变指标分析（，%）

表2 HCM 患者左心功能状态与整体心肌应变指标分析（，%）

注：与HCM（LVEF＜50%）比较，aP＜0.05；与对照组比较，bP＜0.05

2.3 HCM 患者LGE+组、LGE-组和对照组间整体心肌应变分析 HCM 患者LGE+组、LGE-组和对照组间左心室肌总体心肌应变值依次升高，且两亚组低于对照组，差异有统计学意义（P＜0.05），见表3。

表3 HCM 患者心肌强化状态与整体心肌应变指标分析（，%）

表3 HCM 患者心肌强化状态与整体心肌应变指标分析（，%）

注：与HCM（LGE+）组比较，aP＜0.05；与对照组比较，bP＜0.05

2.4 心肌整体应变指标的诊断效能分析 左心室整体心肌应变峰值GRS、GCS、GLS 曲线下面积分别为0.810、0.916、0.943，见图2。

图2 左心室整体心肌应变指标诊断HCM 的ROC 曲线

3 讨论

HCM 是青年人猝死的常见病因，而在疾病的早期，患者心功能通常是正常的，随着疾病的进展，由于心肌出现微血管缺血、心肌中胶原降解产物的沉积或心肌纤维化及其他微观结构的改变，继而引起心肌损伤，从而出现一系列临床症状[11，12]。而当患者出现临床症状时往往意味着疾病进展到一定阶段，因此早期检出心肌病变对疾病预后及治疗起着至关重要的作用。与传统的常用心功能指标LVEF 相比，心肌应变可以更加敏感地反映出心肌的损害[13]。CMR-FT 技术作为一种无创的定量评价心肌整体和局部运动及功能的新技术，可以更为精确地反映左室局部或整体功能及运动状态。

已有研究表明[14-16]，不同的后处理软件所测得心肌应变值差异较大，由于缺乏多中心大样本数据，基于CMR-FT 技术所获得的心肌应变目前仍缺乏正常值的参考范围。本研究中对照组整体心肌应变指标GRS 为（36.2±6.88）%、GCS 为（-17.18±2.61）%、GLS 为（-18.6±3.59）%，这与Andre F等[17]对150 名健康志愿者心肌应变所获得的参考值范围GCS（-21.3±3.3）%、GRS（36.3±8.7）%、GLS（-21.6±3.2）%结果基本一致。而与刘红等[18]对60 名汉族健康群体的CMR-FT 技术进行左心室收缩期峰值测量所获得的左心室心肌应变参考值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参考值范围，因此本研究所得出的各应变参数可作为一个参考。

目前，CMR-FT 技术在评估不同心血管疾病心肌应变的相关研究已经取得了许多进展。本研究结果显示，HCM 组心肌GRS、GCS 及GLS 值均低于对照组，这与Cavus E等[19]的研究结果一致，提示肥厚心肌病患者在心肌肥厚以及心肌形态受损的同时，会进一步引起心肌舒缩功能改变。本研究中射血分数正常的HCM 患者整体GRS、GLS 及GCS 值均低于对照组，差异有统计学意义（P＜0.05），提示即使肥厚型心肌病患者心功能正常，但其心肌可能已经能发生损伤，因此心肌应变可以检测心肌受损情况，并且该变化可早于LVEF 值的改变。对于射血分数降低的肥厚型心肌病患者，其GRS、GCS 及GLS 值均低于射血分数正常的肥厚型心肌病患者，差异有统计学意义（P＜0.05）,这进一步提示心肌应变早于心功能变化的同时，还可以反应疾病的严重程度。本研究中HCM 患者延迟强化阳性组、延迟强化阴性组和对照组间GRS、GCS 及GLS 依次增高，差异有统计学意义（P＜0.05），表明在HCM 患者中，左心室心肌发生纤维化改变之前，心肌收缩功能已有损害。因此，心肌应变对于心脏功能的早期评估明显优于延迟强化对心肌功能的评估。左心室总体心肌应变对HCM 具有较高的诊断效能，GRS、GCS、GLS 曲线下面积分别为0.810、0.916、0.943。

本研究不足之处：本研究是一个单中心研究，样本量较小，未对HCM 患者进行纵向随访，未把右心室纳入研究，已有研究表明与单心室法相比，双室应变和SR 测量被证明是一种更可靠的心肌收缩功能分析方法[20]。没有对心肌纤维化进行分级，因此不能明确LGE 强化程度与心肌应变指标的相关性。

综上所述，CMR-FT 技术获得的心肌应变参数可以更早的发现HCM 患者心脏收缩功能受损的情况，并且可以反应疾病的严重程度。心脏特征追踪技术有望在临床上得到广泛的应用，并为心血管疾病诊治提供更为丰富的影像学资料。