磁共振延迟强化在肥厚型心肌病中的临床应用价值研究

刘洪， 余建群， 彭礼清

·心血管影像学·

磁共振延迟强化在肥厚型心肌病中的临床应用价值研究

刘洪， 余建群， 彭礼清

目的探讨3.0T心脏磁共振成像(CMRI)延迟强化(LGE)序列对肥厚型心肌病(HCM)的诊断价值。方法搜集2014年1月-2016年7月在华西医院确诊为HCM的121例患者的临床资料和CMR图像。将患者的临床资料包括性别、年龄，有无心悸、胸闷、胸痛、呼吸困难、晕厥和心脏杂音及纽约心功能分级(NYHA)等纳入分析。采用心脏功能分析软件对CMRI图像进行后处理，测量左心室壁最大厚度(LVMWT)、左、右心室舒张末期容积(EDV)、收缩末期容积(ESV)、射血分数(EF)、每搏输出量(SV)和左心室心肌质量(LVMM)。根据美国心脏病协会左室壁17节段分析方法，对121例患者的2057个心肌节段进行评价。比较有LGE组和无LGE组的临床资料及CMRI参数的差异，评价LGE节段数与LVMWT和心功能分级的相关性。结果121例HCM患者中LGE(+)91例(75.2%)共456个节段(456/2057)；LGE(+)最常见于节段2和8，分别占11.6%(53/456)和11.4%(52/456)。LGE形态：表现为局限性强化70例(70/91)，弥漫性强化21例(21/91)。LGE(+)组较LGE (-)组患者的年龄偏小[分别为(48.59±14.80)和(58.93±12.79)岁]、胸痛症状出现率更低(分别为22.0%和27.3%)、LVMWT值更大[分别为(2.42±0.64)和(2.05±0.37)cm]，差异均有统计学意义(P<0.05)。LGE (+)节段数与LVMWT、NYHA、LVMM和LVESV均呈正相关(r值分别为0.437、0.544、0.267和0.245，P值分别为0.000、0.000、0.003和0.007)，与患者年龄、LVEF和RVEF呈负相关(r值分别为-0.231、-0.244和-0.184，P值分别为0.011、0.007和0.043)。结论3.0T心脏MRI有助于HCM患者的诊断和心功能的评估。

磁共振成像； 对比增强扫描； 心肌病，肥厚性； 心功能

肥厚型心肌病(hypertrophic cardiomyopathy,HCM)是最常见的遗传性心血管疾病，普通人群的发病率约1/500[1-2]，其特点为左心室肥厚不能用其它系统性疾病或心脏病解释。多数患者病程缓慢，可以与普通人群的预期寿命相当[3]，少数患者可出现生活方式受限制、甚至心功能衰竭等不良后果[4]，最严重的后果是出现心源性猝死(sudden cardiac death，SCD)[1]。所以，正确诊断和评价HCM患者心脏结构和功能的异常，对HCM的治疗和预后尤为关键。诊断HCM的传统方法为临床评估和经胸超声心动图检查。因MRI在心脏的应用，尤其是钆对比剂延迟强化(late gadolinium enhancement，LGE)能在活体内无创性的对心肌纤维化进行定位和定量分析，已成为评价心肌纤维化最为有效的影像方法[5]。但是对于HCM的心肌纤维化程度及其在左心室各段的分布是否与心功能相关，目前的研究报道尚不多见。既往对HCM的研究多为对心肌LGE面积或体积与心功能关系进行评价[4,6-8]，而依据美国心脏病协会(American Heart Association，AHA)左室壁17节段的分析方法，对HCM患者LGE具体节段进行分析的文献报道较少[9]。本文拟研究HCM患者LGE的有无与其临床表现和左室结构、功能表现的关系，并分析LGE节段数与左室壁增厚程度和心功能的关系。

材料与方法

1.基本资料

将华西医院2014年1月～2016年7月经临床确诊并行心脏磁共振成像(cardiac magnetic resonance，CMRI)检查的121例HCM患者纳入研究。其中男60例，女61例，年龄14～79岁，平均(51.16±14.96)岁。所有患者符合2014年肥厚型心肌病诊断及治疗指南中制订的CMRI诊断标准：并非完全由心脏负荷异常引起的左心室心肌某节段或多个节段室壁厚度≥15 mm；或者有明确HCM家族史并且左心室壁的最大厚度≥13 mm[10]。

2.心脏磁共振扫描

使用Siemens Trio Tim 3.0T磁共振扫描仪和梯度场的最大转换速率200 mT/(m·ms)，最大梯度强度50 mT/m。使用心脏专用双向门控线圈，结合ECG心电门控和呼吸门控技术。患者取仰卧位，在患者屏气状态时连续采集图像。主要扫描序列和参数如下。①短轴位和四腔心位电影序列：采用Turbo-FLASH序列，TR 154.38 ms，TE 1.07 ms，翻转时间90 ms，翻转角10°，层厚10 mm，矩阵106×192，视野270 mm×460 mm，层厚8 mm，扫描范围自心尖至心底，每一心动周期采集25帧连续动态电影图像。②对比增强扫描序列：采用T1WI Turbo-FLASH序列，TR 6.0 ms，TE 3.0 ms，翻转时间90 ms，翻转角50°，层厚10 mm，矩阵256×256，视野270 mm×360 mm。对比剂采用钆贝葡胺(0.5 mmol/mL)；先进行左心室短轴位首过灌注扫描，对比剂剂量0.2 mL/kg，注射流率2.5～3.0 mL/s，对比剂注入后以相同流率注入生理盐水20 mL，延迟时间0s，自心底至心尖扫描6～8层；随后以相同流率再次注入钆对比剂(0.1 mmol/kg)和生理盐水20 mL，延迟15 min启动LGE序列的扫描，包括左心室短轴位及二腔心、四腔心位。

3.图像后处理

全部数据上传到Siemens Leonardo工作站，采用cmr-42后处理软件(Circle Cardiovascular Imaging Inc.，Calgary，Canada)进行后处理。在短轴位电影序列图像中，通过人工干预和软件自动识别相结合的方法确定各心腔的收缩末期和舒张末期图像，随后从心底部向心尖部在各层图像上人工勾画各心腔的心内膜和心外膜，后处理软件即可自动计算出各项心功能参数值，包括左、右心室舒张末期容积(end-diastolic vo-lume，EDV)、收缩末期容积(end-systolic volume，ESV)、射血分数(ejection fraction，EF)、每搏输出量(stroke volume，SV)和左心室心肌质量(left ventricular myocardial mass，LVMM)。根据AHA心脏17节段划分方法，后处理软件自动将心底部及中间部划分为6个区域，包括前间隔、后间隔、前壁、前外侧壁、下外侧壁及外侧壁；将心尖部划分为4个区域，包括室间隔、前壁、外侧壁和下壁；随后可自动计算出各节段中心壁的舒张末期厚度，从而获得舒张末期左室壁最大厚度(Left ventricular maximum wall thickness，LVMWT)。

4.图像分析和评估

表1 HCM患者LGE阳性组与阴性组的临床资料比较

注：*差异有统计学意义(P<0.05)。

表2 HCM患者LGE阳性组与LGE阴性组的CMR参数比较

注：*差异有统计学意义。

采用AHA左室壁17节段划分方法分析图像，由两位放射科医师共同阅片，若意见分歧则协商讨论取得一致意见。根据LVMWT将心肌分为轻、中、重度肥厚(<2.0 cm为轻度，≥2.0 cm且<3.0 cm为中度，≥3.0 cm为重度)。记录所有患者的性别、年龄、临床症状、纽约心功能评级(the New York Heart Function Assessment，NYHA)、体征(有无心脏杂音等)以及LGE的有无、形态和节段分布。将LGE的形态分为两种类型。(1)弥漫性强化：左室壁心肌可见多发散在斑片状强化，在不同层面均可见此表现；(2)局限性强化：小片或团块状强化，以累及左心室壁中层为主[11]。

5.统计学处理

结 果

1.LGE(+)患者的临床特点

12l例HCM患者中有LGE的患者91例，无LGE的患者30例，两组患者的临床资料及统计分析结果见表1。与无LGE组比较，有LGE组中患者的年龄更小，出现胸痛症状的患者比例更低，两组间差异有统计学意义(P<0.05)；而两组间其它临床指标间的差异无统计学意义(P>0.05)。

2.左室壁LGE的特点及分布

按照17节段分析法，91例患者(2057个节段)中可见LGE的节段数为456个，占22.2%(456/2057)，每例患者的平均节段数为3.77±3.45。LGE形态：70例呈局限性强化(图1)，占76.9%(70/91)；21例呈弥漫性强化(图2)，占23.1%(21/91)。LGE最常见于第2和第8节段，分别占11.6%(53/456)和11.4%(52/456)。

3.两组患者的CMRI心功能参数值

两组患者的CMRI心功能参数值及统计分析结果见表2。有LGE组的LVMWT大于无LGE组，差异有统计学意义(P<0.05)。其它各心功能参数值在两组间的差异无统计学意义(P>0.05)。

对有LGE组中数据进行相关性分析(图3)，结果显示LGE节段数与LVMM和LVESV呈正相关(r=0.267和0.245，P=0.003和0.007)，与LVEF和RVEF呈负相关(r=-0.244和-0.184，P=0.007和0.043)；与LVEDV、RVEDV、RVESV、LVSV和RVSV无显著相关性(P>0.05)。LGE节段数与心室壁肥厚程度的箱形图(图4)显示，重度肥厚组LGE节段数较多，中度肥厚组居中，轻度肥厚组较少。

图1 男，70岁，HCM患者，无明显临床症状。a) 电影序列图像显示局部室间隔肥厚(箭)； b) LGE序列图像显示第8和第9节段心肌局限性延迟强化(箭)。图2 男，63岁，HCM患者，反复心悸2月余。a) 电影序列(二腔心)图像显示心尖部室壁肥厚，呈“桃尖”征(箭)； b) 电影序列(四腔心)图像，显示心尖部室壁肥厚(箭)； c) LGE序列图像，显示示心尖部(第17节段)呈弥漫性延迟强化(箭)。

4.LGE与纽约心功能分级的关系

两组患者心功能NYHA分级情况见表3。有LGE组患者的心功能较差，NYHA分级较高；无LGE组中无心功能IV级的患者。两组患者的NYHA分级的差异有统计学意义(Z=-3.670，P=0.000)。对有LGE组数据进行箱形图分析(图5)，结果显示LGE节段数随着NYHA分级的增高呈逐渐增多的趋势。

表3 两组患者的纽约心功能分级情况 (例)

讨 论

1.LGE的病理学基础

LGE的病理基础是急性心肌细胞损伤、慢性心肌梗死或纤维化致心肌细胞外间隙扩大，对比剂进入扩大的间隙并延迟排出[2-3]。钆可缩短组织的 T1值，细胞外间隙的扩张将使得局部组织保持较高浓度的钆，在T1WI翻转恢复序列上表现为高信号，而正常心肌则呈相对低信号，为LGE的检测提供最佳的视觉对比[12]。LGE相关的精确病理生理机制目前仍未阐明。Hoey等[13]根据影像学与组织学的对照研究，推测LGE的发生机制为结构异常的壁冠状动脉引起病理生理串联的微血管缺血反复发作，导致心肌细胞死亡，并以修复性纤维化的形式替代。

2.HCM患者不同LGE表现与其临床指标间的关系

Maron等[14]的研究中发现，年轻HCM患者的心肌肥厚程度大于年龄偏大者。本研究中，有LGE组中患者的发病年龄比无LGE组偏小(P=0.001)、心肌肥厚程度更高，与上述文献结果相似。有LGE组患者的平均发病年龄较小这一结果，能更好地解释既往文献中报道的HCM患者发生SCD者多为年轻人[15-16]。

Gerbaud等[17]报道，胸痛的最常见病因为急性心肌梗死(28.5%)。本研究中无LGE组中出现胸痛的患者比例高于有LGE组。笔者认为胸痛症状主要与微小血管的急性缺血、心肌的微小梗死有关，而此类患者可无反映心肌纤维化的LGE表现。

3.HCM患者左心室LGE特征分析

HCM患者的LGE特征是在增厚的心肌内、非冠状动脉分布区出现片状或点状强化[18]。本研究中76.9%的LGE病灶呈局限性点状或结节样强化，23.1%呈弥漫性斑片状强化。Maron等[19]的研究结果显示，LGE强化部位与病理显示的纤维化区域具有很好的相关性，强化部位最常发生于室间隔和左室游离壁。本研究中LGE最常见于第2和第8节段，与前者的研究结果类似。说明HCM患者LGE多见于室间隔。发生于室间隔外的LGE则是SCD的一个独立预测因子[20]，如心尖部LGE阳性在HCM患者中提示预后不良[21]。所以，LGE的位置和分布对HCM患者的预后可能有重要意义。

图3 相关性分析散点图。a) LGE节段数与LVMM呈正相关关系； b) LGE节段数与LVESV呈正相关关系； c) LGE节段数与LVEF呈负相关关系； d) LGE节段数与RVEF呈负相关关系。 图4 LGE节段数与左室壁增厚程度关系的箱形图。图5 LGE节段数与纽约心功能分级关系的箱形图。

4.LGE与左心室壁肥厚程度的关系

Hen等[22]将HCM患者按照心肌肥厚程度进行分组，并对LGE进行评分，发现在严重肥厚组中LGE评分最高。本研究中则发现随着心肌肥厚程度(LVMWT)的增加出现LGE的节段数增多，两者间呈正相关。笔者认为HCM患者的LVMWT值越大，即心肌越肥厚，左室结构异常越明显，更易发生微血管的损伤，导致心肌缺血、梗死和纤维化的程度更重。已有学者提出，LVMWT≥30 mm是 HCM患者发生SCD的四大风险因子之一[2,9]。

5.LGE与HCM患者心功能的关系

本研究结果显示，LGE节段数与LVMM呈正相关(r=0.267，P=0.003)。典型的HCM都有左室壁肥厚和LVMM的增加[23]。据文献报道[24]，一例16岁男孩突发SCD，心脏解剖发现心肌细胞的排列非常紊乱，但无LVMM的增加或LVMWT的增大。此例患者有HCM家族史，且健在的亲人均有左室壁肥厚，尸检结果为患者死因为HCM。据此，我们应认识到HCM患者虽未出现LVMM的增加，但仍可出现HCM最严重的后果——SCD。

Funada等[6]认为在伴有收缩功能障碍的HCM患者中，LGE体积可作为严重心脏事件的独立预测因子，能精确预测发病率和致死率。一项Meta分析结果显示，LGE的存在及其程度与SCD风险、心衰发病率的增加具有显著相关性；LGE面积每增加10%，发生SCD的风险将增加36%[4]。而广泛的LGE被认为是一种新的风险因子，有助于临床医师识别需进行植入型心律转复除颤器治疗的高危患者。本研究中发现患者的心功能越差(NYHA分级越高)，左室壁出现LGE的节段数越多。

有文献报道，LGE与代表心脏舒张功能不全的指标——峰值充盈率之间具有负相关关系[25]。HCM 组各室壁节段的收缩期峰值应变率均显著低于正常对照组(P<0.01)[26]，提示左室局部心肌收缩功能受损。本组数据显示LGE节段数与LVEF和RVEF呈负相关，与LVESV呈正相关，进一步验证了LGE节段数越多，患者的心功能越差。

总之，CMRI能对HCM患者心肌LGE的有无和节段数进行定性和定量检测。心肌的LGE多见于年轻患者，胸痛症状不明显，但心功能较差，应当引起临床重视。LGE节段数随LVMWT的增加或患者心功能NYHA分级的增高而增多。随着LGE节段数增加，LVMM和LVESV增大，提示左、右心室收缩功能降低。

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Clinicalapplication:lategadoliniumenhancementcardiacmagneticresonanceimaginginhypertrophiccardiomyopathy

LIU Hong,YU Jian-qun,PENG Li-qing.

Department of Radiology,the West China Hospital of Sichuan University,Chengdu 610041,China

Objective:Qualitative and quantitative methods of 3.0T cardiac magnetic resonance imaging (CMRI) late gadolinium enhancement (LGE) sequences were used to assess the relationship between myocardial LGE and clinical manifestations,left ventricular structure and function in patients with hypertrophic cardiomyopathy (HCM).MethodsThe clinical data and CMRI data of 121 HCM patients were collected from January 2014 to July 2016 in West China Hospital.The clinical data of patients including gender,age,the existence of heart palpitations,chest tightness,chest pain,dyspnea,syncope,heart murmur and the grade of heart function according to the New York Heart Function Assessment (NYHA).Left ventricular maximum wall thickness (LVMWT) was analyzed on the CMR images.Cardiac function analysis software was used to measure the data and the CMRI parameters including end diastolic volume (EDV),end systolic volume (ESV),ejection fraction (EF),stroke volume (SV) of left (LV) and right ventricular (RV) and the left ventricular myocardial mass (LVMM) were obtained.According to the analysis method for left ventricular wall in 17 segments of the American Heart Association (ACR),the 2057 myocardial segments among 121 patients were evaluated.The position of LGE was confirmed.The differences between LGE(+) group and LGE (-) group in clinical and CMRI parameters were compared,and the relationship between number of myocardial LGE segment and LVMWT as well as cardiac function was evaluated.ResultsAmong the 121 HCM cases,91 cases were LGE(+),accounting for 75.2% (91/121);LGE(+) segment number was 456,accounting for 22.2% (456/2057),with average number of (3.77±3.45);the most common section with LGE(+) was 2,followed by section 8,accounting for 11.6% (53/456) and 11.4% (52/456) respectively.In LGE(+) group,70 cases showed localized enhancement,accounting for 76.9% (70/91);21 cases showed diffuse enhancement,accounting for 23.1% (21/91).Compared with LGE(-) group,in the LGE(+) group the patients were younger,with less chest pain and thicker LVMWT [(48.59±14.80) vs (58.93±12.79) years old,22.0% vs 27.3%,(2.42±0.64) vs (2.05±0.37)cm;allP<0.05].The number of LGE(+) segments was positively correlated with LVMWT,NYHA,LVMM and LVESV (r=0.437,0.544,0.267 and 0.245;P=0.000,0.000,0.003 and 0.007,respectively),and the number of LGE(+) segments was negatively correlated with the age of the patient,LVEF and RVEF (r=-0.231,-0.244 and -0.184;P=0.011,0.007 and 0.043,respectively).ConclusionLGE was able to be qualitatively and quantitatively detected in HCM patients with 3.0T CMRI.The patients with LGE(+) were younger and had fewer chest pain,but their NYHA were higher.The thicker the LVMWT or the higher the NYHA,the more LGE segments would be.With the increase of the number of LGE segments,LVMM and LVESV increased in patients with HCM,and left and right ventricular systolic function decreased.

Magnetic resonance imaging； Contrast-enhanced scan； Cardiomyopathy，hypertrophic； Heart funtion

610041 成都，四川大学华西医院放射科(刘洪、余建群、彭礼清)；610031 成都，成都市第三人民医院放射科(刘洪)

刘洪(1978-)，男，四川崇州人，硕士，主治医师，主要从事心胸及腹部影像诊断工作。

余建群，E-mail：cjr.yujianqun@vip.163.com

R445.2； R542.2

A

1000-0313(2017)12-1271-06

10.13609/j.cnki.1000-0313.2017.12.014

2017-05-18

2017-07-12)