MR心肌首过灌注成像评估肥厚型心肌病心肌缺血

朱 黎，赵新湘*，孙 林>

(1.昆明医科大学第二附属医院放射科，2.心血管内科，云南 昆明 650018)

肥厚型心肌病(hypertrophic cardiomyopathy, HCM)是最常见的遗传性心肌病，也是年轻人猝死最常见的原因[1]。由于HCM的心肌细胞肥大、紊乱，单位体积心肌组织内微动脉及小静脉数量减少，微小血管内膜异常增厚引起的管腔狭窄等原因，常引起心肌微循环障碍，从而导致心肌缺血。心肌缺血与收缩/舒张功能障碍、室上/室性心律失常和左心室重构及心源性猝死等密切相关。因此，评估HCM患者心肌缺血对临床具有重要意义。本研究通过对HCM患者进行MR心肌首过灌注成像，分析不同节段的灌注曲线，探讨心肌缺血情况及病理生理机制，旨在提高对HCM心肌缺血的认识。

1 资料与方法

1.1 一般资料 收集本院2015年9月—2017年7月经超声诊断室壁厚度≥15 mm的HCM患者20例(HCM组)，其中男16例，女9例，年龄20～79岁，平均(56.3±22.4)岁。其中17例有临床症状，包括胸闷5例，气短4例，胸痛2例，肌钙蛋白升高4例，晕厥2例，无明显症状3例；无高血压病史19例，高血压Ⅰ级1例，家族成员猝死史2例。另收集健康志愿者10名(对照组)，年龄23～61岁，平均(36.0±12.6)岁，体格检查、超声、心电图均无异常，既往均无心血管病、髙血压、糖尿病史。全部受试者均无MR检查禁忌证(体内金属、心脏起搏器、幽闭恐惧症等)，检查前均签署知情同意书。本研究经我院医学伦理委员会审查批准。

1.2 仪器与方法 采用Philips Achieva 3.0T多源发射MR扫描仪，16通道相控阵心脏线圈，胸前导联心电门控技术。采用快速梯度回波序列完成长轴位四腔心和二腔心扫描及左心室短轴位扫描，定位扫描采用True FISP序列(TR 400 ms，TE 1.08 ms，层厚6 mm，FOV 311 mm×340 mm)；电影序列(TR 39.76 ms，TE 1.22 ms，层厚8 mm，FOV 276 mm×340 mm)，动态屏气扫描，一个心动周期采集25帧图像。采用高压注射器经肘静脉团注Gd-DTPA，(0.2 mmol/kg体质量)，流速3.5 ml/s。采用快速梯度回波序列(TR 2.3 ms，TE 1.12 ms，层厚10 mm，层数3层，FOV 350 mm×350 mm)获得短轴位首过灌注图像。首过灌注后二次注入Gd-DTPA，于对比剂注射10～15 min后行PSIR-TFE-BH序列扫描(TR 6.1 ms，TE 3.0 ms，层厚10 mm，FOV 320 mm×320 mm)获得短轴位延迟期图像。

1.3 图像分析 采用Philips Achieva 3.0T多源发射MR扫描仪配套工作站(EWS)后处理软件。根据美国心脏病协会提出的“17节段分法”将左心室分为4区17节段，4区分别为基底部、中部、心尖部及心尖，各节段包括基底部和中部前壁(1、7节段)、前室间隔(2、8节段)、下室间隔(3、9节段)、下壁(4、10节段)、下侧壁(5、11节段)、前侧壁(6、12节段)，心尖部前壁(第13节段)、室间隔(第14节段)、下壁(第15节段)、侧壁(第16节段)，及心尖(第17节段)。分析各节段灌注情况，但其中不包括第17节段(即心尖)。

分别于左心室基底部、中部及心尖部短轴切面测量各节段的舒张末期心肌厚度(end-diastolic thickness， EDTH)，绘制左心室基底部、中部及心尖部血池-信号强度心肌灌注曲线，获得各节段的达峰时间(time to peak， tpeak)，心肌信号强度最大上升斜率(maximal upslope of time-intensity curve， Slopemax)和峰值信号强度(peak signal intensity， SIpeak)。

根据心肌各节段EDTH厚度，将HCM组分为非肥厚亚组与肥厚亚组，其中肥厚亚组又分为轻度肥厚(15～19 mm)、中度肥厚(20～24 mm)和重度肥厚(25～29 mm)3个水平。

1.4 统计学分析 采用SPSS 20.0统计分析软件，正态分布的计量资料以±s表示，采用单因素方差分析比较对照组与HCM各亚组参数间的差异，两两比较采用LSD-t检验。P<0.05为差异有统计学意义。

2 结果

两组受试者均完成CMR检查。HCM组20例均为非对称性HCM(图1A、2A)，共320个节段，其中非肥厚节段226个(226/320，70.63%)，肥厚节段94个(94/320，29.38%)。肥厚节段中，轻度肥厚41个(41/94，43.62%)，中度肥厚28个(28/94，29.79%)，重度肥厚25个(25/94，26.60%)。对照组共160个节段。

图1 患者男，25岁，HCM(室间隔型) A.MR四腔心短轴切面平扫图，左心室壁不均匀增厚，以前壁、间壁增厚为主，心尖部心室腔稍缩小； B.最大上升斜率伪彩图，基底部1～6节段、中部7～9节段、11、12节段最大上升斜率较周围节段减低； C.达峰时间伪彩图，中部7～9节段、11、12节段、心尖部13～16节段达峰时间较周围节段延长； D.峰值信号强度伪彩图，基底部1、4节段、中部7～9节段、11、12节段峰值信号强度较周围节段减低

对照组与HCM非肥厚亚组Slopemax、tpeak差异均无统计学意义(P均>0.05)。对照组和HCM非肥厚亚组与HCM肥厚亚组Slopemax、tpeak差异均有统计学意义(P均<0.05；图1B、1C、2B、2C)。HCM肥厚亚组中，轻度肥厚水平Slopemax明显高于中度和重度肥厚(P<0.05)，中度肥厚水平tpeak高于轻度肥厚(P<0.05)，而中度与重度肥厚水平Slopemax、tpeak差异无统计学意义(P>0.05)。轻度、中度和重度肥厚水平间SIpeak(图1D、2D)差异均无统计学意义(P均>0.05，表1)。

3 讨论

目前MR心肌首过灌注成像评价心肌缺血主要用于心肌梗死患者，较少用于HCM患者。常规评估心肌缺血的影像学技术主要为SPECT及PET检查，但因检查费用昂贵且具有辐射，使其应用受限。CMR具有良好的时间及空间分辨力，通过多种图像后处理技术可对心肌各节段灌注情况进行定性及半定量测定，已越来越广泛地应用于心肌病的诊断。

HCM是一种家族性常染色体显性遗传病，其病理特征主要有心肌异常肥厚段的细胞肥大、细胞排列紊乱、纤维化及心肌内的小冠状动脉硬化，增厚心室壁致使心腔进行性缩小，影响心室的收缩和舒张功能[2-3]。

表1 对照组与HCM组各参数(±s)

表1 对照组与HCM组各参数(±s)

组别节段数(个)EDTH(mm)tpeak(s)Slopemax(%)SIpeak(ml)HCM组 非肥厚亚组2266．30±2．3521．71±2．2356．16±3．42759．12±145．71 肥厚亚组 轻度肥厚4116．71±1．3225．34±3．2345．65±4．46762．23±146．90 中度肥厚2821．92±1．5728．47±2．3742．72±3．26760．71±147．92 重度肥厚2526．61±1．4229．21±2．1341．89±3．42758．71±145．81对照组1607．12±2．1220．32±2．4555．32±3．89765．41±147．31F值—72．4396．695219．994136．53P值—<0．05<0．05<0．05>0．05

图2 患者女，36岁，HCM(室间隔型) A.MR四腔心短轴切面平扫图，左心室壁不均匀增厚，以前壁、间壁增厚为主，心尖部心室腔减小； B.最大上升斜率伪彩图，基底部1、2、6节段，中部7、8、12节段最大上升斜率较周围节段减低； C.达峰时间伪彩图，基底部第4节段、中部11、12节段、心尖部13、16节段达峰时间较周围节段延长； D.峰值信号强度伪彩图，基底部1～3节段、中部7～9节段、12节段峰值信号较周围节段减低

而心肌细胞的异常肥大及紊乱的排列结构可引起心肌内冠状动脉微循环障碍。冠状动脉微循环障碍是HCM的一个重要特征，有研究[4]报道，冠状动脉微循环障碍的程度是HCM患者病情恶化和死亡的强有力的独立预测因子之一。因此，及时有效地评估心肌缺血情况具有重要临床意义。

MR心肌首过灌注成像可用于评估心肌缺血情况，经图像后处理可从时间-信号强度曲线中获得tpeak、Slopemax、SIpeak等参数，对心肌缺血情况进行定性及半定量分析。当行心肌首过灌注时，钆剂进入心脏主要分布于血管内，信号变化幅度受弥散因素影响较小，故可较准确地反映组织血流灌注情况[5]。正常心肌灌注信号一般较均匀，各节段无明显减低或缺损区域。发生冠状动脉微循环障碍时，即可发生肉眼可见或不可见的灌注减低或缺损区，相应的对比剂流入时间延长，流入总量减低，tpeak逐渐延长，Slopemax、SIpeak不同程度减低。有学者[6]认为，HCM患者心肌肥厚程度越高，则心肌灌注越低，更易引发微循环功能障碍，其原因可能在于越肥厚的心肌细胞单位体积内分布的微小血管的数量越少，导致局部心肌灌注更低[7]。本研究中，HCM组心肌各节段tpeak、Slopemax有所差异，与对照组及HCM非肥厚亚组相比，HCM肥厚亚组tpeak延长、Slopemax减低，与既往研究[6-7]结果基本相符；但本研究HCM肥厚亚组中，中度与重度肥厚水平tpeak、Slopemax差异并不明显，其原因不明，考虑与HCM所致的心肌缺血与多种因素有关。HCM主要累及微小动脉导致冠状动脉微循环障碍，其发生机制[8-10]主要包括：①心肌细胞异常肥大及排列紊乱，致使单位体积心肌内微血管数量减少，局部心肌组织血流灌注也相应减少；②肥厚心肌中微小血管上的平滑肌细胞不同程度的肥大及局部胶原的沉积导致内膜异常增生，管壁逐渐增厚，血管扩张阻力也相应增加；③肥厚的心肌壁致心腔明显变小，左心室充盈受阻，舒张功能下降，血流阻力增大；④随着舒张功能下降和后负荷增大，心肌细胞耗氧量增加，逐渐出现缺血、缺氧症状；⑤增多的心肌桥可压迫冠状动脉，导致痉挛，加重心肌细胞缺血、缺氧症状。因此，HCM心肌缺血可为多种机制所致、相对复杂，心肌肥厚所致的微血管密度相对减低仅是原因之一，还与病程密切相关。此外，本研究HCM肥厚亚组中，轻度、中度和重度肥厚水平间SIpeak差异无统计学意义，其原因可能在于随着心肌室壁厚度增加，心肌细胞本身可能存在一定代偿作用，使SIpeak暂时升高；随着病情进展，后期SIpeak可能减低。由于相关研究较少，上述现象的发生机制尚不明确，有待进一步探讨。此外，本组样本数量相对较少，仍需扩大样本进一步研究。

综上所述，HCM患者存在微循环障碍，主要累及微小动脉，可导致心肌缺血，MR心肌首过灌注成像有助于观察HCM心肌缺血情况。

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