MR组织追踪成像对肥厚性心肌病的评估价值

郑娇凤 郜发宝*

肥厚性心肌病 （hypertrophic cardiomyopathy,HCM）是一种遗传性疾病，肌节蛋白基因突变是主要发病原因[1]，其特征是收缩和舒张功能受损。HCM在人群中的发病率为1∶500，也是青少年心源性猝死最常见的原因[2-3]。积极诊断及监测HCM，采用科学的方法评估HCM有益于预防、延缓疾病进展，也有益于减少并发症、改善预后。临床上，HCM常常由超声心动图或心脏磁共振（cardiac magnetic resonance，CMR）检查确定，并采用左室射血分数（left ventricular ejection fraction,LVEF）评估心功能。心功能异常时LVEF往往降低，但HCM病人的LVEF常保留（即正常或升高）[4]，故存在一定局限性。对于LVEF保留或临床前期 （基因阳性、表型阴性的HCM）的HCM病人，需要选择更敏感和更早的指标评估心脏收缩功能障碍。随着技术进展，CMR组织特征追踪成像 （CMR feature tracking,CMR-FT）也可用于HCM病人心功能评估，且能够用于鉴别HCM病人心肌肥厚段纤维化与非纤维化，在预后预测方面也具有一定价值。

1 CMR-FT技术

CMR-FT技术基于稳态自由进动 （steady-state free pulse,SSFP）序列，可自动追踪心动周期中心内膜及心外膜上体素的相对运动与位移，可对长轴、径向、周向应变及应变率等主要功能参数进行评估[5-6]。超声斑点追踪及MR心肌标记是目前最常用的评估心肌应变的技术手段，CMR-FT与两者的评估能力具有较好的一致性[7-9]。但是，超声斑点追踪具有角度依赖性，影像分辨力低，且易受操作者主观因素的影响；而MR心肌标记虽然是CMR分析心肌应变的金标准[10]，但因需要选择特定的成像序列及后处理技术会增加时间成本及工作负担，操作者依赖性也大。另外，由于血池和肌小梁的部分容积效应，MR心肌标记在心外膜和心内膜表面的应力测量是不准确的。CMR-FT基于常规电影序列，成像速度快，影像分辨力高；此外，手动标记心脏轮廓可以很大程度降低血池及乳头肌引起的部分容积效应的影响。因此，CMR-FT在评估心肌应变方面的价值越来越受重视[5,10]。

2 CMR-FT在HCM中的应用

2.1 评估心肌应变 HCM病人的临床症状变异大，轻者可无任何症状或不适，严重者可表现为心律失常或心力衰竭，甚至发生心源性猝死[11]。尽管可以根据LVEF对心功能进行评估，但对于LVEF保留的HCM病人，则无法评估心肌收缩功能是否出现异常，因此很容易低估一部分病人的病情风险。对于这类病人，需要更有价值的指标对心肌收缩功能状况进行评估、预测。Xu等[12]采用CMR-FT前瞻性分析了LVEF保留的HCM病人与健康对照组的心肌应变，发现HCM病人心肌的各向峰值应力均较对照组减低（P＜0.05），且HCM病人的肥厚心肌径向和周向峰值位移与远端心肌差异存在统计学意义（P＜0.000 1)，提示峰值应变不仅能鉴别HCM病人与健康人，也有助于鉴别HCM病人肥厚心肌与远端心肌。Smith等[13]对LVEF保留的HCM病人与健康对照组进行随访研究发现，HCM病人肥厚心肌节段的各向左室应力较对照组及HCM远端心肌均减低，尤以径向应力减低最为显著[肥厚心肌和健康对照分别为（28．0±5．2）%和（58．6±3．9）%， P＝0.000 2；肥厚心肌和远端心肌分别为（22.7±10.8）%和（78.8±7.2）%，P＝0.000 1）]。 Hinojar等[14]的研究也得出类似结果，该研究通过对HCM病人及对照组的左室应力分析发现，HCM病人的左室各向应力较对照组亦减低（P＜0.001）。由此可见，CMR-FT 能够早于 LVEF发现心室收缩功能异常，而且通过监测心肌应变有利于发现HCM的远端心肌是否向肥厚心肌转化，从而有助于评估疾病的转归。Vigneault等[10]在一项多中心前瞻性研究中，应用CMR-FT分析HCM病人、临床前期HCM人群及健康对照组的周向透壁应变差值（circumferential transmural strain difference，cTSD）发现，与健康对照组相比，临床前期HCM组及HCM病人组的平均cTSD都增高 （P＜0.001），临床前期HCM的外侧段和间隔段cTSD亦增高 （P＜0．01），提示cTSD可能有助于发现临床前期HCM及HCM病人的早期病变。因此，CMR-FT有望通过检测心肌应变来发现尚未发病的HCM基因携带者，这可能有利于疾病预防。

2.2 反映心肌纤维化 心肌纤维化在HCM病人中很常见，纤维化进展与心脏不良重塑有关，并可能增加不良事件风险，还可能引起心脏猝死[15-16]。心肌组织纤维化定量分析的常用MRI检测方法有延迟强化（late gadolinium enhancement，LGE）、T1mapping 与细胞外间质容积分数（extracellular volume fraction，ECVf；简称 ECV）、T1ρmapping 等[17-20]，但定量评估无法反映纤维化引起的功能异常，如收缩或舒张功能受损等。然而CMR-FT对于发现心肌应力减低非常敏感，能通过心肌应力的变化反映心室舒缩功能改变，具有间接反映心肌纤维化的潜在价值。Hinojar等[14]对74例HCM病人与75名健康对照组研究发现，HCM病人所有左室应变参数均低于对照组；HCM病人的左室心肌延迟强化（LGE+）节段与无延迟强化（LGE-）节段比较（即纤维化节段与无纤维化节段比较），左室心肌LGE+的最大左室壁厚度增加更显著 （P＜0．01），提示心肌肥厚与心肌纤维化在HCM进展中相互促进，且心肌肥厚与纤维化越明显，由CMR-FT所测得的心肌应力负值也越大。此外，Bogarapu等[21]的回顾性研究与Xu等[12]的前瞻性研究也发现，HCM病人LGE+节段心肌的各项应力均低于LGE-节段心肌，差异具有统计学意义；且LGE+与心肌应力减低存在强相关性，提示CMR-FT可能有助于判断HCM病人心肌组织纤维化情况。值得一提的是，Bogarapu等[21]的研究还观察到HCM病人左室应变、应变率减低以室间隔心肌纤维化区域最为显著，并认为CMR-FT测得的左室应变可以鉴别室间隔纤维化与非纤维化心肌，当左室应力值≤-12.8时，其鉴别纤维化的敏感度为91%，特异度为89%，受试者操作特征曲线下面积为0.899。

由此可见，CMR-FT测得的心肌应变值与心肌纤维化程度存在负相关性，但目前尚不明确CMR-FT测得的心室应力减低是否有临界值用于鉴别HCM病人心肌纤维化与非纤维化。现有的研究都是小样本、单中心研究，所提供数据有限，仍需要对此进行深入探究以获得更多的数据支持，从而利于临床采用CMR-FT更精准地监测HCM病人心肌病变的进展，及时调整诊疗计划。

2.3 预测预后 CMR-FT不仅能够评估心肌肥厚和心肌纤维化引起的心室受损，还能对HCM预后进行预测。最近研究表明，CMR-FT所测心肌应变与HCM病人的病情相关。Hinojar等[14]随访了74例HCM病人与75名健康对照组，发现与对照组相比，HCM病人所有左室应变参数均有衰减；与HCM病人的远端心肌比较，肥厚心肌的左室应变亦减低；随访中6例HCM病人因心力衰竭入院，4例HCM病人死亡（死因都是心血管疾病），这些病人左室应力减低更加显著，提示左室应力减低与不良心血管结局相关。Smith等[13]的研究也出现类似的结果，该研究随访了30例HCM病人及24名健康对照组，结果发现HCM病人的肥厚心肌与远端心肌均较健康对照组明显降低；另外，7例出现不良结局的HCM病人径向与纵向应力更低。同样，Sardana等[22]对612例HCM（LVEF减低或LVEF保留）病人进行了3年随访，共有137例出现复合终点（心力衰竭入院或全因死亡），经分析发现，LVEF保留的HCM病人，其收缩期左室应力独立地预测了不良结果，且LVEF越高，预测的综合结果越好；采用Cox比例危险模型分析显示，左室纵向应变较LVEF更好地对HCM病人的不良结局风险进行分层，这与Stampehl等[23]的研究结果一致。此外，Hinojar等[24]的另一项研究随访了75例HCM病人及75名健康对照组，其中14例出现不良结局的病人（死因都是心血管疾病）左房纵向应力和左房功能均明显受损，采用Kaplan-Meier曲线分析表明，左房纵向应力异常HCM病人的全因死亡率和复合终点发生率均显著高于其他HCM病人，尤其是心力衰竭的发展或进展方面，提示左房纵向应力也可能成为一种新的潜在预测不良心脏结局的指标，尤其是对心血管死亡率和心力衰竭的预测。

由此可见，CMR-FT所测得的心肌应力与病人疾病的严重程度有显著相关性，表现为应力值越低，HCM病人出现不良临床事件与临床结局的危险性更高，在预测HCM病人预后方面具有很大的潜力，可能对临床病人的危险分层提供新的线索和依据，对未来的临床决策提供有价值的评估与指导，从而获得更加理想的临床疗效。

3 CMR-FT优势与局限性

3.1 优势 CMR-FT基于常规电影序列，影像易于获得，时间效率高，成本低；具有很高的软组织分辨力及对比分辨力，能够高效评估心肌整体与局部的改变；半自动追踪的特点使其对操作者的依赖性小。此外，CMR-FT测量的变量都具有良好的观察者内和观察者间的可重复性[25]，但不同研究[26-28]显示的最佳应变方向有所不同，包括左室纵向应变、周向应变、周向和纵向应变，最佳应变方向的可重复性仍有待进一步研究明确。CMR-FT应变分析不受心脏昼夜节律变化、磁场强度、心脏体积和射血分数等的影响[26-27]，这有助于推动CMR-FT的临床和动物实验研究。

3.2 局限性 CMR-FT的局限性也不容忽视。CMR-FT追踪的是心内膜及心外膜，仅限于心肌边缘的评估，无法测量中室壁应变。尽管有研究者[29]尝试对中室壁应变进行研究，却发现中室壁心肌峰值应变率的观察者内、观察者间的一致性很低。此外，不同供应商软件的应变值不能互相替换[30]，也缺乏统一参数标准，这些都是开展相关研究工作亟待解决的问题。

4 小结

CMR-FT技术可以线下处理图像并进行心肌应变的分析，高效、简便、可重复性高，在HCM的检测与预测预后方面具有一定价值。对于LVEF保留的病人，CMR-FT技术能够补充LEVF的不足，未来有望替代LEVF成为临床评估心功能的新指标。其次，CMR-FT在鉴别HCM心肌纤维化与非纤维化方面也可能提供重要的信息，监测疾病进展。此外，CMR-FT测得的心肌应力改变有助于预测预后，可能有利于未来对HCM病人的风险分层、临床策略及预测转归。尽管CMR-FT目前缺乏统一、标准的参数参考，对HCM的探究仍基于实验室研究，但随着应变参数的标准化与相关指南的出台，以及研究的不断深入，未来CMR-FT将用于指导临床心脏病病人的心功能评估及临床决策，为HCM及其他心脏疾病的诊断与监测提供更多有价值的细节信息。