伴或不伴房颤的肥厚型心肌病患者左心结构与功能差异的MRI研究

徐敏，孙兆男，王旭超，徐畅，王巍

作者单位：哈尔滨医科大学附属第一临床医学院磁共振科，哈尔滨 150001

肥厚型心肌病(hypertrophic cardiomyopathy，HCM)是发生率最高的遗传性心脏病，房颤(atrial fibrillation，AF)是肥厚型心肌病合并心律失常最常见的类型，有症状AF的发病率约为普通人群相同年龄患者的四倍，无症状AF的发病率更高[1]。心脏磁共振(cardiac magnetic resonance，CMR)因其可以提供高时间及空间分辨率的心脏图像[2]，能够精确测量各心腔大小，得出心肌质量、射血分数等参数，甚至于可以检测心肌应变、心肌重塑及心肌纤维化等，是评估心脏结构和功能的“金标准”。HCM患者对AF的耐受性差，对于HCM患者伴发AF的早期诊断及积极治疗至关重要。已知HCM患者发生AF与左房的重塑和功能障碍密切相关[3]，近年来有研究认为AF与心室心肌重构存在相关性[4]，故本研究应用心脏磁共振对伴或不伴AF的HCM患者左心结构及功能差异进行研究。

1 材料与方法

1.1 研究对象

回顾性收集自2017年5月至2019年7月期间于我院就诊，接受CMR检查并且影像学上确诊为HCM的患者109例(根据2014年欧洲心脏病学会肥厚型心肌病诊断及治疗指南[5]，CMR检查示左室舒张末期心肌最大室壁厚度≥15 mm，或心肌最大室壁厚度≥13 mm并伴有HCM家族史的患者)。按常规12导联心电图或24 d动态心电图提示有房颤发生(根据2016年欧洲心脏病学会房颤管理指南[6]确定是否发生房颤，包括偶发房颤、阵发性房颤及持续性房颤)，或既往存在明确的房颤病史，分为房颤组(21例)，无房颤组(88例)。其中男73例，女36例，年龄17～72岁，所有入组患者均签署知情同意书。排除标准：(1)患者因其他原因引起的继发性心肌肥厚(如高血压、冠心病、运动员心脏肥厚等)；(2)患者身体状态不佳，不能配合屏气，图像质量欠佳影响诊断；(3)存在磁共振检查禁忌证者。

1.2 扫描方法及技术参数

使用1.5 T磁共振扫描仪(Siemens，Amira)，16通道心脏线圈，胸前导联心电门控及呼吸门控。分别扫描左室长轴、四腔心、左室短轴层面的电影序列，电影成像使用基于梯度回波的多时相电影序列，扫描参数：TR 43.42 ms，TE 1.44 ms，FOV 340 mm×340 mm，层厚6 mm。首过灌注，高压注射器经肘静脉团注入钆喷酸葡胺注射液(Magnevist，Bayer，德国) 0.1 mmol/kg，流速5 ml/s。首过灌注后追加钆喷酸葡胺注射液0.1 mmol/kg，流速2 ml/s，延迟图像为首过扫描10～15 min后使用相位敏感反转恢复序列扫描，扫描参数：TR 926.40 ms，TE 3.29 ms，FOV 360 mm×360 mm，层厚8 mm，获得8～10层左室短轴层面，一层左室长轴层面，一层四腔心层面的钆对比剂延迟强化(late gadolinium enhancement，LGE)图像。

1.3 图像分析

将图像传至Siemens Argus工作站，由2名不知情影像科主任医师进行处理，并将所有数据取平均值。人工描画左心室短轴电影序列的心内、外膜边界(不包括乳头肌、血池)，工作站会自动生成磁共振相关参数。记录左室射血分数(left ventricular ejection fraction，LVEF)、左室舒张末期容积(left ventricular end-diastolic volume，LVEDV)、左室收缩末期容积 (left ventricular end-systolic volume，LVESV)、每搏输出量(stroke output，SV)、心排出量(cardiac output，CO)、左室心肌质量(left ventricular myocardium mass，LVM)、左室峰值射血率(left ventricular peak ejection rate，LVPER)、左室峰值充盈率(left ventricular peak filling rate，LVPFR)。对LVESV、LVEDV、SV进行体表面积指数化。该工作站会同时自动生成左室容积-时间变化曲线(volume-time curve，VTC)(图1A)。在左室短轴层面上测量左室舒张末期横径(left ventricular enddiastolic diameter，LVEDD)(图1B)。在四腔心层面测量左房前后径(left atrial anterior and posterior diameter，LAAPD)、左房上下径(left atrial suprainferior diameter，LASID)(图1C)。将所有左室短轴的延迟图像导入CVI42 (5.9.5)软件，人工描画左室心内膜及心外膜边界(不包括乳头肌、血池)，勾画出正常心肌作为感兴趣区，选取平均数加五倍标准差方法[7]，软件自动勾画出延迟强化的心肌，由2名影像科主任医师对勾画的强化区域进行讨论修正后，软件自动得出延迟强化百分比(LGE%)(图1D)。

1.4 统计方法

2 结果

2.1 患者基本资料

在纳入研究的109例患者中，有21名HCM患者(19.3%)心电图记录有AF发生或有明确房颤病史。详见表1。AF组患者的年龄大于无AF组，对比组间差异有统计学意义(P=0.003)。高血压、晕厥、糖尿病、HCM家族史在两组之间无统计学意义。

2.2 左室结构与功能参数及其与AF相关性的分析

图1 A：左室容积-时间变化曲线(VTC)；B：短轴层面左室舒张末期左室横径测量方法；C：四腔心层面左室收缩末期左房前后径及上下径测量方法。D：应用CVI42软件计算延迟强化百分比 Fig. 1 A is the left ventricular volume-time curve (VTC). B is a short-axis level left ventricular end-diastolic left ventricular transverse diameter measurement method. C is the measurement method of the anteroposterior diameter and the upper and lower diameter of the left atrium at the end of the left ventricular end systole. D is CVI42 application software to calculate the percentage of delayed enhancement.

表1 房颤组(21例)与非房颤组(88例)共109例患者临床资料比较Tab. 1 Соmparisоn оf clinical data bеtwееn 109 patiеnts with atrial fibrillatiоn grоup (21 casеs) and nоn-atrial fibrillatiоn grоup (88 cases)

表2 非房颤组(88例)房颤组(21例)共109例患者心脏磁共振相关参数值比较Tab. 2 Comparison of cardiac magnetic resonance related paramеtеr valuеs bеtwееn 109 patiеnts with nоn-atrial fibrillatiоn grоup (88 casеs) and atrial fibrillatiоn grоup (21 casеs)

两组的CMR各参数数值见表2。AF组的患者LAAPD增大，LVEF和LVPFR减低，并具有更大的LGE% (P＜0.05)。在两组患者中，其余CMR参数对比组间没有显著差异(P＜0.05)。在进行多因素Logistic回归分析前对LVEF、LVPFR、LGE%进行共线性诊断，LVEF、LVPFR、LGE%的容差均大于0.1 (分别为0.963、0.958、0.976)，VIF值均小于3 (分别为1.025、1.039、1.044)，得出三个自变量之间无显著共线性。在多因素Logistic回归分析中，HCM患者合并AF的相关因素为LVPFR (P=0.011，OR=1.055，95%CI[1.012，1.099])、LGE% (P=0.005，OR=0.939，95%CI[0.899，0.982])，而LVEF不是其相关因素[P=0.165，OR=1.034，95%CI(0.986，1.085)]。

3 讨论

本研究对HCM患者进行心脏磁共振扫描，得到多项有关左心形态及功能的磁共振参数，将患者分为AF组及无AF组，得出组间存在差异的磁共振参数，因之前研究已证实HCM患者左房大小与AF发生密切相关，故将左室相关参数进行共线性诊断排除共线性后，进行多因素Logistic回归分析，得出肥厚型心肌病患者发生房颤的左室相关影响因素。目前认为肥厚型心肌病间接导致房颤的发生，它主要涉及遗传因素、左房结构重塑及电重构。左房重塑缩短了心房不应期，这可以增强异位触发的能力并启动房颤[8]。HCM患者左室壁增厚，左室舒张功能下降，左房接受回心血流及作为导管功能被动输送血液至左室的能力下降[9]。左室主动扩张在HCM患者快速舒张期对左室充盈的贡献减少，因此逐渐增加心房后负荷[10]，心房压力升高最终导致心房扩张和重塑。简而言之，HCM患者发生AF的机制是继发于左室舒张功能障碍的心房重构所介导的。同时，肥厚型心肌病患者的左室纤维化是导致左室舒张功能减低的另一个原因。Pujadas等[11]的研究认为左房扩张在HCM患者中很常见并且左室纤维化进一步使左房增大，LGE强化代表的心肌纤维化会导致HCM患者左室充盈受损，造成左房压力增加，进而左房增大。CMR的VTC曲线记录整个心动周期左室体积随时间的变化。LVPFR指每单位时间左室体积的最大变化，即VTC中的最大斜率。VTC的一阶导数曲线可以获取LVPFR，用此参数来代表左室舒张功能[12]。研究表明在常规超声检查显示左室舒张功能正常时，CMR能够检测到舒张功能异常，这可能因为超声间接测量舒张期充盈率，受二尖瓣的大小和位置变化的影响，而CMR直接测量左室体积变化，较超声更敏感[13]。这解释了在本研究中合并AF的HCM患者有较低的LVPFR，并且是AF发生的预测因子。在此前的研究中，Papavassiliu等[14]认为左房大小和LGE%与AF发生有关，并且左房大小为其最强独立预测因子，LGE%次之，而与年龄及LVEF无关，这在一定程度上与本研究结果相一致。本研究对延迟强化程度进行定量评价，得出LGE%是HCM患者继发AF的另一个影响因素。HCM患者心肌强化的组织学背景为局灶性纤维化以及局部增加的胶原蛋白含量[15]。有研究进一步证实LGE严重程度与HCM患者活检中胶原蛋白的量独立相关，LGE可以反映HCM活检标本中微观心肌瘢痕的存在及程度[16]。局灶性心肌瘢痕与心律失常有关，可以作为AF发生的解剖学解释[14]。前文已经对心肌纤维化与AF在结构方面的关系进行了分析。越来越多的研究使用CMR对心脏定量研究来证实心脏不良事件的风险与LGE程度的相关性。定量LGE的评估作为对HCM患者进行危险分层的有效工具，可以帮助识别高危患者[17]。

年龄与左房大小在两组间差异具有统计学意义，这与之前的研究相一致[14，18]。AF组的LVEF低于无AF组，但在多因素Logistic回归分析中，其并非HCM患者发生AF的影响因子，这与之前的研究相一致[18]。而有研究认为LVEF与AF的发生有关，LVEF的减低可能发生在AF之前，反映了有害机制的早期阶段，如心肌纤维化[19]，这可能解释了本研究中LVEF减低。本研究表明，房颤组与非房颤组的LVESV/BSA、LVEDV/BSA没有显著差异性，这与之前的研究相一致[14，18]。本研究中LVM在有无AF的HCM患者中差异无统计学意义。HCM患者的LVM较健康对照组高[20]，而且与HCM患者的舒张功能障碍正相关，但在HCM患者之间无显著差异。

AF是HCM患者最常发生的心率失常，其发病率约为20%，在本研究中，AF的发病率为19.3%。HCM患者对AF的耐受性很差，主要是因为他们的左室充盈依赖于心房收缩[21]。HCM患者发生AF后，因为心力衰竭相关死亡率增加，与阵发性房颤相比，慢性房颤患者有更高的死亡率、功能障碍和卒中的概率，所以对于合并AF的HCM患者积极治疗是非常必要的[22]。本研究探讨了HCM患者发生AF的左室相关影响因素，对于指导临床诊断、治疗存在重大的意义。

本研究的局限性：(1) AF与左房纤维化密切相关，本研究没有评估左房纤维化的程度，可以应用mapping技术进行下一步的定量研究；(2)样本量偏小，没有将HCM患者细分为梗阻性及非梗阻性，还需加大样本量进一步完善研究；(3)没有应用心脏磁共振组织追踪技术(cardiac magnetic resonance tissue tracking，MR-TT)、心脏磁共振特征追踪(cardiac magnetic resonance feature tracking，CMR-FT)技术等新技术对左室心肌进行进一步精确定量的分析。

总之，肥厚型心肌病伴或不伴房颤患者的左室峰值充盈率、左室射血分数和年龄、左房前后径、钆对比剂延迟强化百分比存在差异。与左室相关因素中，左室峰值充盈率、钆对比剂延迟强化百分比为肥厚型心肌病患者发生心房颤动的影响因素。

利益冲突：无。