余鎏，夏睿，陶黎，張志偉，楊海濤，李詠梅，呂發(fā)金

1.重慶市開州區(qū)人民醫(yī)院 放射科，重慶 405400；2.重慶醫(yī)科大學(xué)附屬第一醫(yī)院 放射科，重慶 400016

引言

擴(kuò)張型心肌?。―ilated Cardiomyopathy，DCM） 是以心肌收縮期泵功能障礙引起充血性心力衰竭為主要特征的心肌病，是原發(fā)型心肌病最常見的類型[1]。心力衰竭發(fā)生發(fā)展的基本機(jī)制是心室重構(gòu)，已有研究[2]發(fā)現(xiàn)DCM心室重構(gòu)過程中左心室出現(xiàn)從橢圓形向球形轉(zhuǎn)變的趨勢(shì)，并提出左心室球形指數(shù)來評(píng)估DCM患者左心室形狀的改變。基于常規(guī)自由穩(wěn)態(tài)進(jìn)動(dòng)（Steady State Free Precession，SSFP）電影序列的應(yīng)變分析（Feature Tracking，F(xiàn)T）技術(shù)，作為一種無需新序列的后處理方法，使MRI心肌應(yīng)變分析變得更可行[3]。目前，基于MRI的心肌應(yīng)變技術(shù)已用于DCM[4]，但尚缺乏與左心室形狀改變指標(biāo)（球形指數(shù)）的相關(guān)性分析。為此，本研究采用FT技術(shù)分析DCM患者，并將不同的心肌應(yīng)變參數(shù)與球形指數(shù)進(jìn)行相關(guān)性分析，試圖發(fā)現(xiàn)能夠反映左心室心肌重構(gòu)更敏感的心肌應(yīng)變指標(biāo)。

1 材料和方法

1.1 研究對(duì)象

收集2017年6月至2020年9月于重慶醫(yī)科大學(xué)附屬第一醫(yī)院心內(nèi)科因心衰住院診斷為擴(kuò)張型心肌病的患者共31例為研究對(duì)象，其中男性24例，女性7例；年齡29～72歲，平均（52.0±11.4）歲。同時(shí)收集同時(shí)期正常對(duì)照組23例，其中男性9例，女性14例；年齡14～70歲，平均（42.1±14.8）歲。入選擴(kuò)張型心肌病的標(biāo)準(zhǔn)：① 符合《中國(guó)擴(kuò)張型心肌病診斷和治療指南》[5]中擴(kuò)張型心肌病診斷標(biāo)準(zhǔn)，具有心室擴(kuò)大和心肌收縮功能降低的客觀證據(jù)，左心室舒張末期內(nèi)徑>5.0 cm（女性）和>5.5 cm（男性）；② 左心室射血分?jǐn)?shù)（Left Ventricle Ejection Fraction，LVEF）<45%（Simpsons法），左心室短軸縮短率<25%；③ 除外高血壓、心臟瓣膜病、先天性心臟病或缺血性心肌病。排除標(biāo)準(zhǔn)：① 既往高血壓病史、心臟瓣膜病史、先天性心臟病史或缺血性心肌病史；② 由于永久性起搏器或植入式心臟復(fù)律除顫器植入而無法進(jìn)行心臟磁共振檢查；③ 既往釓過敏史；④ 幽閉恐懼癥病史。

1.2 MRI掃描

采用西門子 Avanto 1.5T MRI掃描儀，心臟專用16通道相控陣線圈，胸前導(dǎo)聯(lián)的心電門控。標(biāo)準(zhǔn)左心室短軸層面定位方法參照之前研究[6]。主要掃描序列包括：電影序列（左心室短軸、兩腔心及標(biāo)準(zhǔn)四腔心電影圖像）及延遲增強(qiáng)序列（Late Gadolinium Enhancement，LGE）。

電影序列具體參數(shù)如下：采用平衡穩(wěn)態(tài)進(jìn)動(dòng)序列（SSFP序列），最小重復(fù)時(shí)間（Repetition Time，TR）3.7 ms，最小回波時(shí)間（Time Echo，TE）1.87 ms，反轉(zhuǎn)角（Flip Angle，F(xiàn)A） 60°，每個(gè)心動(dòng)周期采集20個(gè)心臟時(shí)相，時(shí)間單位按照心動(dòng)周期%計(jì)算。視野32 cm×28 cm，矩陣228×194，層厚8.0 mm。分次呼氣末屏氣15～18 s完成掃描。

LGE序列是在完成電影序列掃描后，經(jīng)患者肘正中靜脈注入磁共振對(duì)比劑（按 0.1 mmol/kg 體質(zhì)量注入釓噴酸葡胺）10 min后采集，具體參數(shù)如下：采用tf2d22_retro_multi_sl_iPAT 序列，矩陣 192×144，TR 67.76 ms，TE 1.31 ms，F(xiàn)A 80°，層厚 8.0 mm，間距 0。

1.3 數(shù)據(jù)后處理

心肌應(yīng)變參數(shù)：將 DICOM 圖像導(dǎo)入心肌運(yùn)動(dòng)追蹤分析軟件 Medis QStrain（Version 2.1，Medis，Leiden，荷蘭），自帶人工智能識(shí)別心內(nèi)膜和心外膜，人工校正至心動(dòng)周期中每一幀均能夠準(zhǔn)確描記心內(nèi)外膜。測(cè)量心肌整體心肌應(yīng)變運(yùn)動(dòng)參數(shù)，包括GRS、GCS、GLS峰值。

左心室球形指數(shù)根據(jù)左心室舒張末期容積（End Diastolic Volume，EDV）與左室舒張末期標(biāo)準(zhǔn)四腔心切面中長(zhǎng)軸為直徑所計(jì)算假想球體積之比[7-8]，具體如式(1)。

測(cè)量左心室長(zhǎng)軸的方法為在標(biāo)準(zhǔn)四腔心切面，測(cè)量心尖至二尖瓣瓣環(huán)中點(diǎn)的距離。本研究最大與最小左心室球形指數(shù)對(duì)應(yīng)的心室切面，見圖1。

圖1 擴(kuò)張型心肌病患者心臟磁共振圖像

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

采用 SPSS 22.0 軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析。計(jì)量資料且符合正態(tài)分布以±s表示，DCM患者心肌應(yīng)變及左心室球形指數(shù)兩兩比較采用獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)；DCM患者心肌應(yīng)變各參數(shù)與左室球形指數(shù)相關(guān)性分析采用線性相關(guān)分析。P<0.05 為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 一般資料

DCM患者男性占比為77.4%，正常對(duì)照組男性占比為42.9%，DCM患者組年齡（52.0±11.4）歲大于正常對(duì)照組的（42.1±14.8）歲，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P<0.01）；體重指數(shù)（25.2±4.5）kg/m2高于對(duì)照組的（23.8±2.1）kg/m2，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P<0.01）。

2.2 MRI結(jié)果

DCM患者組射血分?jǐn)?shù)明顯低于正常對(duì)照組，整體應(yīng)變參數(shù)均低于正常對(duì)照組，球形指數(shù)高于正常對(duì)照組，具體數(shù)據(jù)如表1所示。LGE示20例DCM患者存在心肌纖維化，而11例DCM患者未見確切心肌纖維化形成。

表1 擴(kuò)張型心肌病患者與正常對(duì)照組CMR數(shù)據(jù)比較

2.3 相關(guān)性分析

DCM患者GLS與球形指數(shù)存在線性相關(guān)關(guān)系，LVEF、GCS、GRS與球形指數(shù)之間不存在相關(guān)關(guān)系，具體參數(shù)見表2。

表2 擴(kuò)張型心肌病患者球形指數(shù)與射血分?jǐn)?shù)、整體應(yīng)變參數(shù)相關(guān)性分析

3 討論

本研究發(fā)現(xiàn)盡管與正常人相比，LVEF、心肌整體應(yīng)變參數(shù)（GCS、GRS、GLS）在DCM患者出現(xiàn)明顯下降，左心室球形指數(shù)、EDV出現(xiàn)明顯增大。但在與球形指數(shù)的相關(guān)性分析中發(fā)現(xiàn)只有GLS與左心室球形指數(shù)存在線性相關(guān)性，而LVEF、GCS、GRS與球形指數(shù)之間不存在相關(guān)關(guān)系。

Zeng等[2]研究發(fā)現(xiàn)左心室重構(gòu)過程中出現(xiàn)從橢圓形向球形轉(zhuǎn)變的趨勢(shì)，進(jìn)而提出左心室球形指數(shù)來評(píng)估擴(kuò)張型心肌病患者左心室形狀的變化。心肌應(yīng)變與左心室形狀、運(yùn)動(dòng)幅度等視覺直視指標(biāo)不同，是評(píng)價(jià)心肌功能的定量參數(shù)。在心臟MRI領(lǐng)域，近年來隨著基于圖像特征識(shí)別及其人工智能的應(yīng)用，SSFP序列電影成像即可用于心肌應(yīng)變指標(biāo)的分析，這使得回顧性心肌應(yīng)變的研究成為現(xiàn)實(shí)[9]。根據(jù)心臟坐標(biāo)系三個(gè)方向，磁共振心肌應(yīng)變參數(shù)可以分為徑向應(yīng)變、周向應(yīng)變及長(zhǎng)軸應(yīng)變?nèi)齻€(gè)方向，但三個(gè)方向所代表心肌收縮力的來源不同，心肌從內(nèi)向外分為3層結(jié)構(gòu)，長(zhǎng)軸應(yīng)變主要來源于心內(nèi)膜下心肌收縮，周向應(yīng)變來源于中層及外膜下心肌收縮，這也解釋了長(zhǎng)軸應(yīng)變較其他方向應(yīng)變相比能夠最敏感的反應(yīng)心肌的重構(gòu)過程[10-12]。

心肌長(zhǎng)軸應(yīng)變的應(yīng)用價(jià)值已在不同的文獻(xiàn)中得以報(bào)道，Buss等[13]研究者從210例DCM的大樣本研究中發(fā)現(xiàn)，磁共振左心室長(zhǎng)軸應(yīng)變是DCM患者生存率、風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的獨(dú)立預(yù)測(cè)因子，明顯優(yōu)于周向應(yīng)變及徑向應(yīng)變，也好于NYHA心功能分級(jí)、射血分?jǐn)?shù)及心肌纖維化程度等臨床指標(biāo)。Romano等[14]研究者通過一項(xiàng)超過1000例的缺血性心肌病及DCM的多中心研究發(fā)現(xiàn)，磁共振整體長(zhǎng)軸應(yīng)變是預(yù)測(cè)缺血性心肌病及DCM患者死亡率的獨(dú)立預(yù)測(cè)因子，并且優(yōu)于常規(guī)的LVEF及心肌纖維化程度。在另一項(xiàng)多中心研究中[14]，GLS用來分析射血分?jǐn)?shù)保留性高風(fēng)險(xiǎn)患者，發(fā)現(xiàn)GLS對(duì)于射血分?jǐn)?shù)正常的高風(fēng)險(xiǎn)人群，也存在著較高的風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)價(jià)值。該研究團(tuán)隊(duì)進(jìn)一步將GLS應(yīng)用于負(fù)荷態(tài)的心臟電影序列，并提出結(jié)合負(fù)荷成像，GLS可以預(yù)測(cè)高風(fēng)險(xiǎn)病人心血管不良事件的發(fā)生率[15]。Orwat等[16]研究者甚至將GLS應(yīng)用于先心病的研究，在這項(xiàng)372例法洛氏四聯(lián)癥患者的研究中，GLS不僅是提供了常規(guī)心臟磁共振以外的信息，也為這類患者的預(yù)后提供了一定的預(yù)測(cè)價(jià)值。除此以外，GLS也用于心力衰竭、肺動(dòng)脈高壓、法洛氏四聯(lián)癥、不穩(wěn)定性心絞痛、血運(yùn)重建術(shù)后患者的預(yù)后評(píng)估[17-19]。

本研究存在一些局限性。首先，由于本研究樣本量較小，導(dǎo)致GLS與球形指數(shù)之間存在相關(guān)系數(shù)較小，也不能完全排除其他心肌應(yīng)變參數(shù)與球形指數(shù)的相關(guān)性，下一步擴(kuò)大樣本量的分析將會(huì)改善這個(gè)不足。其次，本研究DCM組與正常人的性別與年齡分布不同，可能會(huì)造成實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的影響，但既往文獻(xiàn)表明隨著年齡增加，心肌整體應(yīng)變值不變或者增加，故不影響最終本實(shí)驗(yàn)結(jié)果[20-22]。

總之，磁共振心肌應(yīng)變技術(shù)中，GLS較GRS與GCS相比更適合評(píng)估DCM心肌重構(gòu)的程度，在球形指數(shù)以外提供了另一個(gè)評(píng)估左室心肌重構(gòu)的定量指標(biāo)，也為GLS可用于臨床預(yù)測(cè)DCM患者發(fā)生心血管事件風(fēng)險(xiǎn)提供了形態(tài)學(xué)依據(jù)。