基于CT 特征追踪技术量化左心室心肌应变参数在肥厚型梗阻性心肌病中的应用

何泽明，郑敏文，赵宏亮，徐子良，李爽昕，任子龙，贺太平*

1.陕西中医药大学医学技术学院，陕西 咸阳 712046；2.空军军医大学第一附属医院放射科，陕西 西安 710032；*通信作者贺太平 htp89956@163.com

肥厚型梗阻性心肌病（hypertrophic obstructive cardiomyopathy，HOCM）是一种常见的遗传性心肌疾病，以左心室非对称性肥厚（≥15 mm）及流出道梗阻（≥30 mmHg）为主要表现[1]。心肌异常肥厚易导致心源性猝死、心力衰竭等不良事件发生[2]，因此对HOCM患者进行早期诊断和定量评估尤为重要。既往HOCM患者的部分非特异性表现（如左心室局部或整体心肌功能少量下降等）常被忽视，直至左心室射血分数（left ventricular ejection fraction，LVEF）降至异常才会引起重视，但此时通常提示心脏收缩功能已严重受损[3]。心肌应变（myocardial strain，MS）是检测心肌功能早期受损的重要指标，MS参数与心脏不良事件存在高度相关[4]，并可通过CT 特征追踪（computer tomography-feature tracking，CT-FT）技术对MS进行精确定量评估[5]，目前该技术应用于HOCM的研究较少。本研究拟研究CT-FT技术量化左心室MS的可行性，并分析MS参数应用于HOCM的价值，为临床提供参考。

1 资料与方法

1.1 研究对象 回顾性分析2019年3月—2021年12月在空军军医大学第一附属医院行心脏冠状动脉CT血管成像（coronary computer tomography angiography，CCTA）检查的HOCM患者35例，男24例，女11例，并随机纳入疑似冠状动脉疾病且CCTA检查阴性患者60例，男33例，女27例。HOCM组纳入标准：①年龄≥18岁；②符合2020年美国心脏协会和心脏病协会发布的肥厚型心肌病诊疗指南诊断标准[6]；③经影像学方法评估LVEF均≥50%。HOCM组排除标准：①其他疾病（高血压、瓣膜性心脏病、先天性心脏病等）引起的心肌肥厚；②无CCTA全心动周期数据或图像质量差无法分析。对照组纳入标准：①年龄≥18岁；②无其他基础性疾病（高血压、糖尿病等）。本研究经空军军医大学第一附属医院伦理委员会批准（KY20192027-4），患者均签署检查同意书。

1.2 仪器与方法 使用Siemens二代双源CT。检查前受试者均接受吸气和屏气训练。CCTA扫描方案：扫描范围从气管隆嵴下1～2 cm水平至心脏膈面（依据患者体型适当调整），根据患者体重注射对比剂碘佛醇（350 mgI/ml），剂量1.2 ml/kg，速度4.0～6.0 ml/s，结束后立即注射30～40 ml生理盐水。采用前瞻性心电门控大螺距扫描，应用造影剂团注追踪法将监测的感兴趣区置于降主动脉，CCTA自动扫描触发阈值100 Hu。当感兴趣区内CT值达到阈值时，间隔5 s自动触发扫描。扫描参数：管电压90 kV，自动调节管电流（CARE Dose 4D），参考管电流350 mAs，探测器准直2 mm×64 mm×0.6 mm，层间距0.75 mm，层厚0.75 mm，根据心率自动调整螺距，矩阵512×512，并以R-R间期10%重建全期相数据。

1.3 图像分析及处理 根据美国心脏协会左心室16节段模型，分别在左心室舒张末期短轴基底、中间和心尖层面手动测量左心室壁最大厚度（maximal left ventricular wall thickness，MLVWT），并选取最大值记录。采用Siemens Syngo.via软件获取常规心功能参数，通过导入CCTA全期相原始数据进行全自动定量分析，获得左心室质量（left ventricular mass，LVM）、左心室质量指数（left ventricular mass index，LVMI）、LVEF、左心室舒张末期容积（left ventricular end diastolic volume，LVEDV）、左心室收缩末期容积（left ventricular end systolic volume，LVESV）、每搏输出量（stroke volume，SV）以及心排血量（cardiac output，CO）。

采用后处理软件MedisSuite 4.0获取并评估左心室MS参数，在软件内对CCTA原始图像进行多平面重组，获得左心室长轴二、三、四腔心以及短轴基底、乳头肌和心尖层面图像。在每组图像的舒张、收缩末期手动勾勒心内、外膜边界，软件将自动勾画其余期相的心内、外膜，必要时进行手动调整（图1）。可量化的左心室MS参数为（图2）：整体纵向应变（global longitudinal strain，GLS），包括心肌整体纵向应变（myocardial global longitudinal strain，MyoGLS）和心内膜下整体纵向应变（endocardial global longitudinal strain，EndoGLS）；整体周向应变（global circumferential strain，GCS），包括心肌整体周向应变（myocardial global circumferential strain，MyoGCS）和心内膜下整体周向应变（ endocardial global circumferential strain，EndoGCS）；整体径向应变（global radial strain，GRS），GRS无进一步区分[7]。MyoGLS和EndoGLS通过长轴层面获得，MyoGCS、EndoGCS及GCS通过短轴层面获得。

图2 女，31岁，HOCM，CT-FT技术测量左心室心肌各节段应变值牛眼图。A～C分别为左心室壁各节段心肌GLS、GCS、GRS

由2名资深影像医师对CT数据进行独立分析。第一名医师分别测量2次（间隔1周），对比所得数据评估观察者内一致性，对比第二名医师测得数据与第一名医师首次所得数据评估观察者间一致性。

1.4 统计学方法 采用SPSS 24.0软件。符合正态分布且方差齐的计量资料以±s表示，使用独立样本t检验比较。不符合正态分布和（或）方差不齐者以M（Qr）表示，使用Mann-WhitneyU检验比较。计量资料以百分比表示，使用Fisher精准检验比较。使用受试者工作特征（ROC）曲线评估MS参数诊断HOCM的效能。可重复性检验采用组内相关系数（ICC）和95%置信区间（CI）表示。P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 两组临床资料比较 HOCM组MLVWT高于对照组，差异有统计学意义（P＜0.05）。两组间性别、年龄、体重、身高、体表面积及体重指数差异无统计学意义（P＞0.05），见表1。

表1 HOCM组与对照组一般资料比较

2.2 两组常规心功能参数比较 HOCM组LVM、LVMI、LVEF、LVEDV、SV均高于对照组，差异有统计学意义（P＜0.05）。两组间LVESV、CO差异均无统计学意义（P＞0.05），见表2。

表2 HOCM组与对照组左心室常规心功能参数比较（±s）

表2 HOCM组与对照组左心室常规心功能参数比较（±s）

注：HOCM：肥厚型梗阻性心肌病；LVM：左心室质量；LVMI：左心室质量指数；LVEF：左心室射血分数；LVEDV：左心室舒张末期容积；LVESV：左心室收缩末期容积；SV：每搏输出量；CO：心排血量

参数HOCM组对照组（n=35）（n=60）t值P值LVM（g） 198.04±101.01 91.62±16.30 8.013 ＜0.001 LVMI（g/m2）102.58±47.70 47.15±6.27 8.902＜0.001 LVEF（%） 77.09±8.85 73.83±6.08 2.1190.037 LVEDV（ml）132.87±33.52 117.77±29.99 2.269 0.026 LVESV（ml） 30.45±13.69 31.58±13.04 -0.474 0.690 SV（ml）102.43±29.90 86.19±19.58 3.196 0.002 CO（ml） 6.86±1.93 6.05±2.02 1.9050.060

2.3 两组MS参数比较 HOCM组与对照组相比，MyoGLS、EndoGLS、GRS 绝对值显著降低，EndoGCS绝对值显著增高，差异有统计学意义（P＜0.05）。两组MyoGCS 差异无统计学意义（P＞0.05），见表3。

表3 HOCM组与对照组左心室MS参数比较（%，±s）

表3 HOCM组与对照组左心室MS参数比较（%，±s）

注：HOCM：肥厚型梗阻性心肌病；MyoGLS：心肌整体纵向应变；EndoGLS：心内膜下整体纵向应变；MyoGCS：心肌整体周向应变；EndoGCS：心内膜下整体周向应变；GRS：整体径向应变

参数HOCM组对照组（n=35）（n=60）t值P值MyoGLS -16.59±3.13 -24.10±2.50 12.857＜0.001＜0.001 MyoGCS -26.84±4.40 -25.64±3.79 -1.4030.164 EndoGLS -22.23±3.08-29.55±3.96 9.386 0.020 GRS 57.39±19.87 82.61±17.57 -6.427＜0.001 EndoGCS -44.16±3.98-41.21±6.71-2.369

2.4 两组MS参数诊断HOCM的效能 MyoGLS、EndoGLS、GRS诊断HOCM的曲线下面积分别为0.997、0.938、0.840，其中MyoGLS的曲线下面积最大，当MyoGLS指标绝对值≤20.78%时敏感度和特异度最高，分别为100%与95%，诊断效能最佳（图3）。

图3 左心室MS参数鉴别诊断HOCM组与对照组的ROC曲线

2.5 一致性检验 2名医师所测MLVWT与MS参数观察者内与观察者间一致性较好（ICC=0.848～0.989，P均＜0.001）。

3 讨论

3.1 MS技术的基本原理及应用特点 心肌排列大体分为3层，每层心肌走向各异，这种排列方式使心脏具有特殊的运动方式，即纵向、周向和径向运动[8]，MS是心脏在收缩过程中心肌长度的变化，可用公式MS=（L-L0）/L0表示，其中L0为心肌初始长度，L为心肌最大长度，当左心室收缩时，心肌纵向缩短而径向增厚[9]。MS技术已广泛应用于评估各种因素所致的心肌损伤和心肌疾病的鉴别诊断[10-11]。既往常用的MS评估方法有基于超声心动图的斑点追踪（speckle tracking imaging，STI）技术和基于心脏磁共振的特征追踪技术，但前者部分患者声窗较差，后者禁忌证较多[12]，且HOCM患者年龄超过45岁时，其他心脏疾病的发生率将显著增高，需在术前例行CCTA检查，以确定是否并发冠心病或其他心脏疾病[13]。本研究使用的CTFT为近年新出现的一种基于CCTA的半自动MS定量评估技术，打破了CT无法量化MS的限制，且仅需CCTA全期相数据即可进行分析，与前两者相比不仅便捷性好、禁忌证少，还可在观察冠状动脉解剖结构时提供一站式的心功能评估[14]。多项研究表明CT-FT评估MS与前两者具有较好的一致性，可作为心肌功能评估的可靠技术[15-16]。

3.2 HOCM组的心功能损伤标志与评估 本研究发现，HOCM组与对照组相比MLVWT、LVM、LVMI、LVEF与EndoGCS显著增加，GLS、GRS显著降低，且GLS与GRS对HOCM的诊断准确度较高，均可在LVEF降低前提示心肌损伤，其中MyoGLS的敏感度和特异度最高，可精确反映早期左心室心肌受损情况。Cui等[17]研究发现HOCM患者由于肌节蛋白功能障碍、肌细胞肥大、纤维排列紊乱等因素造成心肌重构，导致MLVWT、LVM、LVMI显著增加及部分MS值减低，与本研究结果一致，而长轴功能在心脏力学中起着基础作用，因此最先受损。康楠等[18]根据左心室流出道峰值压差将肥厚型心肌病（hypertrophic cardiomyopathy，HCM）分为非梗阻性、隐匿梗阻性及梗阻性，通过运动负荷试验、组织多普勒成像及STI技术综合评估，3组患者LVMI及LVEF均高于对照组，各MS参数在不同运动负荷状态下存在不同程度降低，证实MS较LVEF值对心肌损伤更敏感。张娟等[19]同样利用STI对基因检测阳性但无心室肥厚者与健康者的MS参数进行对比分析，发现即使心肌未发生肥厚但GLS与GRS均降低，并表示GLS对心肌损伤的表达最早且最敏感。Yang等[20]进一步通过基于心脏磁共振的特征追踪技术对HCM患者左、右心室MS进行分段评估，发现尽管HCM患者LVEF正常且无收缩功能障碍的临床表现，但其心肌功能在整体与局部水平均有不同程度的损害，认为GLS降低早于GCS与GRS。虽然以上研究对评估MS值均有良好的一致性，但因其使用的后处理软件不同，所量化的MS值均存在不同程度的差异。Marwick等[9]提出正常人群的GLS标准值约为-19.7%，并表示多数学者认为应将-18%定为该指标的界值，与本研究结果接近。

3.3 本研究与既往研究结果的异同点 本研究HOCM组LVEDV、SV、LVEF及EndoGCS值均显著高于对照组，与上述研究不同，可能原因为：①HCM患者早期最明显的病理生理特征为舒张功能受损，而收缩功能由于代偿机制维持正常甚至增高，可能造成部分患者LVEDV及SV值增高、LVESV值不变，而LVEF为LVEDV与LVESV的比值，因此也随之增高；②心肌的收缩运动会使心脏长轴缩短，由于体积的保持而导致壁厚增加，在HCM早期阶段纵向功能的损害先于周向功能，周向功能将会代偿性增加以维持心脏收缩功能，从而造成部分HCM患者GCS值不减反增的现象[21]。黎梦等[22]通过STI技术对HCM患者进行研究发现，HCM组GLS、GRS较对照组显著降低，而两组GCS无差异。Vigneault等[23]研究HCM患者的GCS发现，EndoGCS值较对照组显著增加，与本研究结果一致，进一步印证了该结论。由于CT-FT为新兴技术，本研究进一步行可重复性分析，2名医师3次测量所得结论均一致，且观察者内与观察者间可重复性较好，可作为量化左心室MS参数的优秀指标。

3.4 本研究的局限性 ①样本量较小，为单中心研究，有待进一步扩大样本量；②仅使用一种CT-FT评估软件，未与其他软件的测值进行对比，今后将与此软件对比进一步评估CT-FT技术用于该疾病的可行性；③纳入病例组均为HOCM，未包含其他类型HCM，有待纳入后进一步对比分析。

总之，目前对于HOCM患者的管理与治疗决策越加精细，常规的心功能参数已不能满足临床对该疾病的探索，而基于CF-FT技术量化的MS参数不仅能够评估LVEF降低前HOCM患者左心室心肌的细微变化，且拥有较好的可重复性及诊断冠状动脉疾病的独特优势，可提供一站式冠状动脉、心肌形态和功能检查，为临床提供更多可视化信息。

利益冲突 所有作者均声明不存在利益冲突