心脏MR 组织追踪技术定量评估心肌淀粉样变性患者心肌应变

何江凯，崔 晨，马 为，王 智，刘 佳，李 玮，赵 凯，奈日乐，徐莎莎，邱建星*

（1.北京大学第一医院医学影像科，2.心血管内科，北京 100034）

心肌淀粉样变性（cardiac amyloidosis，CA）为浸润性心肌病，可分为免疫球蛋白轻链型（immunoglobulin amyloid light-chain CA，AL-CA）及转甲状腺素蛋白型CA（transthyretin CA，ATTRCA）等［1］。心脏磁共振（cardiac magnetic resonance，CMR）、尤其钆对比剂延迟强化成像（late gadolinium enhancement，LGE）对诊断CA 具有重要价值［2-3］，但后者不能用于肾功能异常及钆对比剂过敏等患者。CMR 组织追踪（tissue tracking，CMR-TT）技术类似于超声斑点追踪成像技术，可定量心肌应变［4］，能无需对比剂而有效评估CA［2，5］。本研究观察利用CMRTT 定量评估CA 患者心肌应变的可行性。

1 资料与方法

1.1 研究对象 回顾性收集2016 年4 月—2022 年3月于北京大学第一医院就诊的20 例AL-CA 患者（A组）、20 例ATTR-CA 患者（B 组）及同期20 名健康受试者（C 组）。A 组男18 例、女2 例，年龄47～79 岁、平均（59.4±7.9）岁；B 组男16例、女4例，年龄31～68岁、平均（52.4±13.1）岁；C 组男13 名、女7 名，年龄19～73 岁、平均（51.9±13.5）岁。纳入标准：①A、B 组经心内膜活检病理确诊CA，或经心外其他器官/组织活检病理确诊淀粉样变性且超声心动图提示心脏受累，或经心外其他器官或组织活检病理确诊淀粉样变性且经99Tcm-PYP 显像提示心脏受累；②接受CMR 检查。排除标准：①继发性心肌肥厚（因高血压、糖尿病及肾脏疾病等所致）、肥厚型心肌病、冠心病、严重心律失常、中重度心脏瓣膜疾病及其他继发性心脏器质性病变；②CMR 图像质量差；③临床资料不全。本研究经院伦理委员会批准（2022 科研001），检查前受试者均签署知情同意书。

1.2 仪器与方法 采用 Philips Ingenia、GE Discovery MR750、Siemens Magnetom Prisma 3.0T MR 仪或Siemens Magnetom Aera 1.5T MR 仪和心脏线圈或体部线圈采集心脏MRI。应用心电门控技术触发扫描，以平衡稳态自由进动（balanced steady state free precession，bSSFP）序列采集四腔心、左心室两腔心、左心室三腔心、左心室短轴及长轴电影序列图像，以及左心室短轴黑血脂肪抑制T2WI 及LGE。扫描参数：电影序列，TR 35.5～42.4 ms，TE 1.1～1.4 ms，FA 45°～55°，FOV 290 mm×290 mm～350 mm×350 mm，层厚6～8 mm，像素1.7 mm×1.9 mm～1.8 mm×1.8 mm；黑血脂肪抑制T2W，TR为2 个心动周期，TE 52～90 ms，FA 90°～180°，FOV 290 mm×290 mm～350 mm×350 mm，层厚6～8 mm，像素1.6 mm×1.8 mm～1.4 mm×2.3 mm。经外周静脉以流率3～4 ml/s注射对比剂钆特酸葡胺0.05 mmol/kg体质量后行心肌灌注扫描；扫描结束后立刻以流率0.5～1.0 ml/s追加注射对比剂0.1 mmol/kg体质量，于延迟10～15 min 后行LGE，TR 6～6.4 ms，TE 3～3.2 ms，FA 25°，FOV 290 mm×290 mm～350 mm×350 mm，层厚6～8 mm，像素1.3 mm×1.8 mm～1.6 mm×2.1 mm。

1.3 分析图像 采用CVI42 V5.14.2 软件分析图像。由1 名具有5 年CMR 诊断经验的副主任医师（医师A）测量左心室功能参数，包括射血分数（ejection fraction，EF）、每搏输出量（stroke volume，SV）、舒张期心肌质量（myocardial mass diastolic，Myodias）及收缩期心肌质量（myocardial mass systolic，MyoSyst）；再由医师A 及另1 名具有4 年CMR 诊断经验的主治医师（医师B）以随机顺序独立进行CMR-TT 分析，利用软件AI 功能自动识别并勾画左心室在其短轴及长轴电影序列图中的舒张、收缩末期心内、外膜轮廓，并逐层手动修正，软件自动生成左心室各节段［基底段（basal segment，Basal）、中间段（middle segment，Mid）、心尖段（apical segment，Apical）］及整体（global）心肌应变参数，包括 3D 纵向应变（longitudinal strain，LS）、3D径向应变（radial strain，RS）和 3D 圆周应变（circumferential strain，CS）并获得16 节段牛眼图［6］。取2 名医师心肌应变参数测值的平均值进行分析。见图1、2。

图1 患者男，58 岁，AL-CA A～D.左心室两腔心（A）、三腔心（B）、四腔心（C）及左心室短轴（D）电影序列图示左心室心内膜（红线）和心外膜（绿线）轮廓；E.左心室短轴脂肪抑制T2WI 黑血图未见异常信号；F.左心室短轴LGE 图示左心室心肌弥漫延迟强化，以心内膜下为著（箭）；G～I.左心室16 节段LS（G）、RS（H）及CS（I）的牛眼图；J～L.左心室整体心肌LS（J）、RS（K）及CS（L）应变曲线

图2 对照组受试者，女，39 岁 A～D.左心室两腔心（A）、三腔心（B）、四腔心（C）及左心室短轴（D）电影序列图示左心室心内膜（红线）和心外膜（绿线）轮廓；E.左心室短轴脂肪抑制T2WI 黑血图未见异常信号；F.左心室短轴LGE 图未见异常信号；G～I.左心室16 节段LS（G）、RS（H）及CS（I）的牛眼图；J～L.左心室整体心肌LS（J）、RS（K）及CS（L）应变曲线

1.4 统计学分析使用SPSS 26.0 及MedCalc 20.0统计分析软件。以-x±s 表示符合正态分布的计量资料，采用单因素方差分析进行多组间比较，以LSD-t法行两两比较；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-WallisH检验行多组间比较，以Bonferroni 法行两两比较。采用组内相关系数（intra-class correlation efficient，ICC）分析2 名医师测量心肌应变参数的一致性：＜0.2 为一致性较差，0.2～0.4为一致性一般，0.4～0.6为一致性中等，0.6～0.8 为一致性较好，0.8～1.0 为一致性极好。P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 一般资料3组受试者性别（χ2=3.732，P=0.155）及年龄（F=2.546，P=0.087）差异均无统计学意义。

2.2 一致性分析 观察者间测量各心肌应变参数的一 致性均极好（ICC：0.945～0.991，P均＜0.05）。

2.3 心功能参数 3 组间左心室功能参数差异均有统计学意义（P均＜0.01）。两两比较，A、B 组左心室功能参数与C 组差异均有统计学意义（P均＜0.01），而A 与B 组之间左心室功能参数差异均无统计学意义（P均＞0.05）。见表1。

表1 不同类型CA 患者及健康受试者左心室功能参数

2.4 心肌应变参数 除RSApical外，3 组间心肌应变参数总体差异均有统计学意义（P均＜0.01）。两两比较，A、B 组心肌应变参数均低于C 组（P均＜0.01），而A 与B 组之间心肌应变参数差异均无统计学意义（P均＞0.05）。见表2。

表2 不同类型CA 患者及健康受试者心肌应变参数

3 讨论

目前临床主要依赖CMR 结合LGE 诊断CA［7］，但CA 患者多合并严重肾功能不全，而外源性钆对比剂存在肾毒性。EF 是临床评估心功能的常用指标之一，但对心脏容量负荷具有依赖性，通常仅能在疾病晚期出现明显改变，对于评估早期病变的价值有限，亦不适用于评估EF 保留型患者心功能［8］。

CMR-TT 是一种CMR 新技术，可利用常规bSSFP 序列扫描完成，无需使用对比剂，可根据心肌解剖特征识别特定区域，进而显示各节段及整体心肌应变情况，不仅能反映整体心功能受损，还能敏感检出局部心肌运动异常，现已用于多种心脏疾病［9］。本研究采用CMT-TT 技术测量心肌3D 应变参数，在短轴和长轴电影序列图像基础上通过重建显示三维结构，利用3D 算法定量心肌形变，能够减少平面位移变形造成的误差，使结果准确率更高；一致性分析结果显示，观察者间测量心肌应变参数结果一致性均极好（ICC为0.945～0.991），说明其可重复性好。

CA 是异常物质沉积于心肌间质所致左心室壁弥漫性增厚、心功能下降，同时，淀粉样物质存在心脏毒性，可影响心功能，使CA 患者心肌应变显著降低。超声心动图中，LS 呈相对心尖保留模式为CA 典型表现，有助于与其他心肌肥厚性疾病相鉴别［10］；而相关CMR-TT 研究亦得出类似结果［11］。WAN 等［12］以CMR-TT 技术观察AL-CA 患者左心室整体LS、RS和CS，发现上述参数均低于健康人，而心尖段CS 和RS 保留。本研究中，3 组间心肌应变参数除RSApical外总体差异均有统计学意义，A、B 组心肌应变参数均低于C 组，符合CA 相对心尖保留模式，原因可能在于淀粉样蛋白在基底段及中间段沉积较早且更多，而心尖段心肌细胞及基质排列紊乱，可能抵抗RS 下降［13］。以上结果提示，CMR-TT 技术对于评估CA 患者心肌应变及运动异常具有重要价值［14-15］。本研究针对C 组所测心肌应变参数与既往研究［16］相似，表明CMR-TT 技术可作为分析心肌应变的准确、可靠的工具。

既往研究［17］发现ATTR-CA 组左心室心肌整体及局部LS 均显著高于AL-CA 组，提示ATTR-CA 患者左心室心肌收缩功能优于AL-CA 患者，CMR-TT对评估CA 分型具有一定价值。但本研究结果显示A、B 组间不同水平心肌应变参数差异均无统计学意义，可能与样本量较小有关。

综上，利用CMR-TT 技术可定量评估CA 患者左心室心肌应变。但本研究为单中心回顾性分析，样本量较小，且未与其他可致心肌肥厚疾病进行对比分析，有待后续扩大样本量、纳入更多参数进一步观察。

利益冲突：全体作者声明无利益冲突。

作者贡献：何江凯研究设计和实施、统计分析、撰写文章；崔晨和李玮研究实施；马为研究实施、审阅文章；王智研究设计和实施；刘佳研究设计、统计分析、撰写文章；赵凯指导；奈日乐和徐莎莎指导、审阅文章；邱建星指导、研究设计、审阅文章、经费支持。