周小龍 趙曉瑩 趙新湘

(昆明醫(yī)科大學(xué)第二附屬醫(yī)院放射科，云南 昆明 650000)

肥厚型心肌病(hypertrophic cardiomyopathy，HCM)是心臟病學(xué)中比較常見的一種遺傳性疾病，其最常見的特征是左室肌壁不對稱性肥厚[1](圖1)，它主要是由一種編碼肌節(jié)蛋白的基因突變引起[2]。HCM不同個體在心肌結(jié)構(gòu)與功能、臨床表現(xiàn)及預(yù)后均存在異質(zhì)性[3]。患者通常無癥狀，但疾病進程中可產(chǎn)生嚴(yán)重后果，在任何年齡階段都可出現(xiàn)心力衰竭和心源性猝死[4]。早期識別HCM患者的異常改變，特別是在年輕患者中，預(yù)防心臟突發(fā)事件是非常重要的。而心臟磁共振(cardiac magnetic resonance，CMR)是診斷HCM并識別其危險分層的一種非常有價值的影像學(xué)手段。前期研究中已發(fā)現(xiàn)HCM存在微循環(huán)灌注異常[5]，是否在射血分?jǐn)?shù)正常的HCM患者中心肌組織特征參數(shù)T1和T2值存在異常呢？目前對此的研究還相對缺乏，雖國外文獻有少量的研究，但T1和T2值還與不同設(shè)備和場強有關(guān)，因此本研究對此進行探討。

圖1 HCM患者左室壁呈不對稱性肥厚

1 資料與方法

1.1 研究對象

資料收集：昆明醫(yī)科大學(xué)第二附屬醫(yī)院2019年1月—2020年5月超聲心動圖發(fā)現(xiàn)左室壁厚度>15 mm，診斷或懷疑HCM的患者。

HCM組納入標(biāo)準(zhǔn)：(1)符合2014年HCM診斷指南；(2)左室射血分?jǐn)?shù)(left ventricular ejection fraction，LVEF)正常(LVEF≥50%)；(3)流出道未見梗阻。排除標(biāo)準(zhǔn)：有金屬植入物不適合CMR掃描者；有糖尿病、貧血、冠心病、高血壓及慢性阻塞性肺部疾病、先天性心臟病、嚴(yán)重心律失常及心臟手術(shù)病史等患者。

最終納入HCM患者34例，男20例，女14例，平均年齡(42±17)歲。納入年齡和性別匹配的20例健康志愿者作為正常對照組，男12例，女8例，平均年齡(47±14)歲。

1.2 MRI設(shè)備及圖像后處理

采用Philips achieve 3.0 T多源發(fā)射MR掃描儀，16通道相控陣心臟線圈，胸前導(dǎo)聯(lián)心電門控技術(shù)。成像方案包括左室短軸心臟電影，在屏氣時心電門控同時在同一切面進行T1-mapping和T2-mapping掃描。在從心尖到基底的一系列左室短軸平面上獲得True-FISP序列。回波時間(TE)=1.39 ms，重復(fù)時間(TR)=2.50 ms，視野(FOV)為320～360 mm，矩陣=192×146，翻轉(zhuǎn)角度(FA)=47 °，切片厚度=6 mm，片距=2 mm。T1-mapping序列采用改進Look-Locker穩(wěn)態(tài)自由進動飽和恢復(fù)序列進行掃描，掃描參數(shù)如下：TE=1.07 ms，TR=2.58 ms，F(xiàn)OV為320～360 mm，矩陣=192×144，F(xiàn)A=35 °，切片厚度=6 mm，72個片段，最小反轉(zhuǎn)時間(TI)=100 ms，TI增量=80 ms，GRAPPA加速因子=2，成像窗口=136 ms。T2-mapping采用多回波的快速自旋回波序列，掃描參數(shù)如下：TE=1.39 ms，TR=2.50 ms，F(xiàn)OV為320～420 mm，矩陣=192×146，F(xiàn)A=47 °，切片厚度=6 mm，片距=2 mm。

將CMR的原始數(shù)據(jù)導(dǎo)入Philips achieve 3.0 T多源發(fā)射MR掃描儀配套工作站進行圖像后處理，獲得心功能參數(shù)指標(biāo)，包括：左室舒張末期容積(left ventricular end-diastolic volume，LVEDV)、左室收縮末期容積(left ventricular end-systolic volume，LVESV)、LVEF和收縮期室壁增厚率(percentage of systolic wall thickening，PSWT)。再將所有參與者CMR的圖像數(shù)據(jù)導(dǎo)入第三方軟件CVI 42，選擇T1和T2模塊，選擇自動生成的Native T1和Native T2時間圖，由研究人員手動勾畫基底部、中間部和心尖部三層圖像的心內(nèi)膜及心外膜，選擇右室插入點作為參照點，按照美國心臟協(xié)會建議將左室基底部及中間部分別分為前壁、前間壁、下間壁、下壁、下側(cè)壁和前側(cè)壁6個節(jié)段，心尖部分為前壁、間壁、下壁和側(cè)壁4個節(jié)段，共計16個節(jié)段，得到各節(jié)段Native T1和Native T2平均值，生成牛眼圖(圖2)。PSWT(%)=(收縮末期室壁厚度-舒張末期室壁厚度)/收縮末期室壁厚度。

圖2 通過CVI 42軟件中T1模塊得到的各組16節(jié)段Native T1

1.3 統(tǒng)計學(xué)分析

采用SPSS 20.0統(tǒng)計分析軟件，正態(tài)分布的計量資料以平均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差表示，兩兩比較采用獨立樣本t檢驗，三組比較采用Kruskal-Wallis檢驗，在符合正態(tài)分布的情況下，再采用獨立樣本t檢驗比較兩組間的差異。P<0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

2 結(jié)果

本組患者34例，平均年齡(42±17)歲，健康志愿者20例，平均年齡(47±14)歲。LVEDV、LVESV和LVEF以及紅細胞比容(hematocrit，HT)在HCM組和對照組之間無顯著差異(見表1)。

表1 健康對照組與HCM組年齡和心功能指標(biāo)對照

HCM組共評估心肌304個節(jié)段，健康組共評估心肌320個節(jié)段。在HCM組中，279例為非肥厚節(jié)段，265例為肥厚節(jié)段。健康志愿者和HCM患者的T1值、T2值和PSWT詳見表2。在HCM患者中，非肥厚節(jié)段的T1和T2值較對照組顯著升高(P<0.01)。然而，在HCM患者的非肥厚節(jié)段與健康志愿者的正常節(jié)段之間，PSWT無顯著差異(P=0.84)。HCM組肥厚節(jié)段T1和T2值高于非肥厚節(jié)段，PSWT明顯降低(P<0.01)。

表2 健康者正常心肌節(jié)段、HCM患者肥厚與非肥厚心肌節(jié)段T1、T2值、PSWT和EDWT對照

3 討論

本研究主要采用T1-mapping和T2-mapping技術(shù)對HCM患者進行研究，HCM患者存在細胞內(nèi)和細胞外的病理過程，從而引起T1和T2弛豫時間的改變。CMR Native T1成像是一種T1定量技術(shù)，它可直接測量心肌內(nèi)的T1值，而無需使用造影劑，從而為釓使用障礙的腎功能不全患者提供一種安全和方便的測量方法[6]。本研究顯示，HCM患者非肥厚節(jié)段和肥厚節(jié)段T1值(1 254.1±51.8和1 319.7±91.1)均高于健康志愿者心肌節(jié)段(1 234.6±66.5)，與Huang等[7]研究結(jié)果一致，且本研究所測出的Native T1值也與Huang等得出的HCM患者非肥厚節(jié)段及肥厚節(jié)段T1值接近(1 283.6±86.0和1 336.6±65.1)。T1值增高的原因可能是：(1)由于HCM患者肥大的心肌細胞排列混亂，細胞外基質(zhì)積累增多。(2)由于心肌微循環(huán)障礙，這些心肌也可能包含心肌缺血區(qū)，這些心肌缺血區(qū)會導(dǎo)致心肌纖維化替代增生[8]。(3)HCM患者大多也存在可逆性的心肌損傷變性和水腫，由于組織內(nèi)較高的含水量使T1時間延長[9]。(4)對于不可逆心肌損傷，其T1值升高的發(fā)病機制是不同的，可能與之前證明的膠原體積分?jǐn)?shù)相關(guān)[10]，Ho等[11]認(rèn)為Ⅰ型膠原的增加是HCM患者早期心肌纖維壞死的表現(xiàn)，肌節(jié)突變攜帶者心?、裥湍z原合成顯著增加，即使在無左心室肥大的情況下也是如此。因此HCM最早的異常表現(xiàn)為細胞外基質(zhì)增多。另有研究表明，HT與T1呈負(fù)相關(guān)[12]，但在本研究中筆者卻并未觀察到。在筆者的研究中，HCM患者與健康志愿者的HT雖無差異，但T1值卻有明顯差異，因此推測，HCM患者在射血分?jǐn)?shù)正常時，左室是通過向心性重塑和肥厚來增強心肌收縮性，以此來代償心肌纖維化對心肌的損傷，以維持人體部分功能參數(shù)的正常。

T2-mapping技術(shù)通過選用SE序列來測量組織的T2弛豫時間，得到T2WI圖像，根據(jù)所得圖像數(shù)據(jù)計算出組織的T2值，再重建出T2-mapping圖。T2-mapping技術(shù)具有性噪比高、可重復(fù)性及非侵入性的優(yōu)點，使其運用越來越廣泛，其可協(xié)助了解組織里的水、膠原及其他溶質(zhì)的分子含量和環(huán)境。本研究發(fā)現(xiàn)，HCM患者心肌T2值[(52.3±8.2)ms]大于健康對照組[(45.7±7.8)ms]，Abdel-Aty等[13]提出，HCM患者T2在各心肌節(jié)段信號增高，主要與不可逆心肌損傷導(dǎo)致的心肌水腫有關(guān)，但并非唯一原因。T2信號增高也可能成為HCM中不同程度疾病活性的生物標(biāo)志物[14]。另有學(xué)者發(fā)現(xiàn)心肌非肥厚節(jié)段的膠原合成的生物標(biāo)志物升高[11]，因此區(qū)域膠原的積累也可能是T2升高的原因。筆者認(rèn)為，T2值升高可能提示心肌缺血損傷導(dǎo)致心肌水腫，這代表HCM患者的疾病狀態(tài)更為活躍。T2值的增加往往與急性心肌損傷相關(guān)，且出現(xiàn)在HCM的早期。

筆者進一步對HCM患者非肥厚節(jié)段與健康對照組心肌正常節(jié)段進行了T1值、T2值和PSWT的比較，這與既往研究不同，既往多為整體心肌的研究[15]。研究顯示HCM患者非肥厚節(jié)段的PSWT(40.4%±8.5%)與健康對照組(41.2%±8.6%)未見明顯差別，但心肌節(jié)段T1和T2值均較健康對照組增高。PSWT是一種反映心肌組織機械固有度(即硬度)的敏感標(biāo)志，與機械特性相關(guān)，對預(yù)后有重要影響，PSWT顯示HCM患者非肥厚節(jié)段的收縮功能未見明顯受損。這一發(fā)現(xiàn)提示，在HCM中，組織重塑可能先于形態(tài)和功能的改變。MRI T1-mapping和T2-mapping可為早期HCM診斷提供額外價值。筆者過去的研究顯示，HCM非肥厚節(jié)段的灌注達峰時間及心肌信號強度最大上升斜率與對照組也無統(tǒng)計學(xué)差異，是否這二者之間存在相關(guān)性尚不清楚，也是筆者下一步擬深入研究的方向。另外本研究也并未將心肌延遲強化納入研究，有心肌延遲強化的心肌節(jié)段PSWT與無心肌延遲強化的心肌肥厚節(jié)段是否有差異也不得而知，這也是接下來要進行研究的方向。

本研究存在以下局限性：(1)樣本量較少；(2)未記錄HCM患病時長；(3)未與細胞外容積指數(shù)和心肌延遲強化結(jié)合進行研究；(4)未對肥厚心肌節(jié)段進行程度分型來進行T1和T2值的比較。所以在各個不同肥厚程度心肌節(jié)段之間的聯(lián)系及變化趨勢是怎樣的也不得而知。

4 結(jié)論

組織特征T1和T2定量較左室功能(LVEF和PSWT)更能早期反映心肌病理生理的改變。此外，即便室壁厚度正常，HCM患者的T1和T2值均較正常人增高，這提示組織特征的改變先于HCM的形態(tài)和功能重構(gòu)，因此T1和T2值的測量可為早期HCM心肌微觀重構(gòu)提供重要價值。