心血管磁共振特征追踪技术诊断早期高血压性心脏病

时园园，张 勇，程敬亮，张文博，金红瑞

(郑州大学第一附属医院磁共振科，河南 郑州 450052)

高血压可导致左心室肥厚(left ventricular hypertrophy， LVH)，进一步发展为与心力衰竭相关的高血压性心脏病(hypertensive heart disease， HHD)[1]。心血管磁共振特征追踪技术(cardiovascular magnetic resonance feature tracking, CMR-FT) 可通过追踪并测量整体纵向应变(global longitudinal strain， GLS)直接评估心肌纤维形变[2]，进而评估心肌收缩功能，是缺血性和非缺血性扩张型心肌病患者预后的独立预测因子[3]，已应用于多种心脏疾病[4]。本研究探讨CMR-FT对早期HHD的诊断价值。

1 资料与方法

1.1 一般资料 选取2017年1月—2018年12月于我院诊治的HHD患者54例，男33例，女21例，年龄28～69岁，室间隔厚度12～22 mm，平均(15.42±2.51)mm。其中26例左心室射血分数(left ventricular ejection fraction， LVEF)≤50%(LVEF≤50%组)，男14例，女12例，平均年龄(50.4±11.1)岁；28例LVEF>50%(LVEF>50%组)，男19例，女9例，平均年龄(48.5±11.6)岁。纳入标准：①明确诊断HHD，血压≥140/90 mmHg，室间隔增厚；②未接受抗高血压治疗；③窦性心律，ECG未见束支阻滞。排除预激发或缺血性心脏病及其他心脏疾病。另选40名健康志愿者作为对照组，男22名，女18名，年龄27～75岁，平均(46.3±12.9)岁，均无心血管疾病史。本研究经我院伦理委员会审核批准，所有受检者均知情并签署知情同意书。

1.2 仪器与方法 采用Siemens Skyra 3.0T MR仪，18通道表面相控阵线圈，兼容PERU心电门控板。检查前训练受检者于呼气末屏气。检查时嘱受检者平静仰卧，首先行FLASH序列扫描，获得心脏轴位、矢状位、冠状位图像；而后在矢状位图像上进行定位扫描，获得覆盖心尖至主动脉根部的心脏假短轴位图像。使用Siemens DOT定位方法，在心脏假短轴位图像上分别将定位坐标放置于左心房中心、主动脉根部、右心室角、二尖瓣中心和心尖位置，于屏气状态下快速扫描，获得标准左心室长轴二、三、四腔心定位图像。左心短轴定位扫描一般取6～12层，定位线垂直于心尖至二尖瓣中点连线。心脏电影成像采用真实稳态自由进动(true fast imaging with steady precession，TrueFisp)序列，对左心室长轴(二、三、四腔心)及短轴逐层扫描，主要参数：TR 45.64 ms，TE 1.43 ms，FA 80°，层厚8 mm。

1.3 图像处理与分析 由2名从事CMR影像诊断5年以上的主治医师阅片，意见不同时经讨论达成一致。将所有图像传至Syngo.via工作站，采用系统自带CVI.42软件，以双盲法进行对比分析。在左心室短轴层面连续图像中，选取心腔面积最大者为舒张末期图像，心腔面积最小者为收缩末期图像。采用半自动法逐层勾画左心室短轴位舒张末期及收缩末期图像，分别勾画心内膜(红线)和心外膜轮廓(绿线)，将乳头肌及血池排除在外(图1)。软件自动计算各项心功能参数，包括LVEF、左心室舒张末期容积(left ventricular end-diastolic volume， LVEDV)、左心室收缩末期容积(left ventricular end-systolic volume， LVESV)、每输搏出量(stroke volume， SV)、心输出量(cardiac output， CO)、心指数(cardiac index， CI)、心率(heart rate， HR)、左心室收缩期质量及舒张期质量。对左心室短轴和长轴视图进行应变分析，获得GLS(图2～4)。

1.4 统计学分析 采用SPSS 25.0统计分析软件。连续变量均为正态分布且方差齐，以±s表示。多组间比较采用单因素方差分析，两两比较采用LSD-t检验。以Spearman相关分析评估左心室心功能参数与GLS的相关性。P<0.05为差异有统计学意义。

2 结果

LVEF≤50%组、>50%组及对照组间性别(χ2=0.53，P=0.59)、年龄(t=1.02，P=0.36)差异均无统计学意义。3组间LVEDV、LVESV、SV、LVEF、CO、CI、HR、左心室收缩期质量及舒张期质量、GLS总体比较(P均<0.01)及两两比较(P均<0.05)差异均有统计学意义，见表1。

相关性分析结果显示，GLS与LVEDV、LVESV、HR、左心室收缩期质量及舒张期质量均呈正相关(r=0.340、0.460、0.284、0.640、0.570，P均<0.01)，与SV、LVEF、CI均呈负相关(r=-0.223、-0.516、-0.052、-0.260，P均<0.05)。

3 讨论

3.1 早期诊断 HHD的临床意义 高血压是发生心力衰竭的主要危险因素[5]。血压升高增加左心室壁应力，可导致以LVH为主要表现的HHD。正常人室间隔厚度为9～11 mm。本研究中HHD患者室间隔厚度为12～22 mm，平均厚度(15.42±2.51)mm。LVH的主要发生机制为高血压持续刺激心肌细胞，引起心肌细胞肥厚性重塑，为后负荷增加的代偿反应[6]，可进一步影响心脏射血功能。LVEF是判断心力衰竭的重要指标。正常生理状态下LVEF>50%，LVEF降低至正常水平以下可导致心功能受损，甚至进一步发展为心力衰竭。对于HHD患者而言，早期诊断并对心脏重塑进行早期干预，有助于改善预后。

3.2 CMR的临床应用 CMR具有优良的血液-组织对比度及高度可重复性，在评估疑似心力衰竭患者潜在病因、预后及指导治疗决策方面等具有重要作用，已成为评价左心室功能的有效方法[7]，可准确获得多个用于评价心脏功能的指标，如心室容积、质量和功能参数等，并能对个体患者的疾病进展或治疗反应进行连续评估，以更准确地了解疾病的病理过程，促进风险分层和个性化治疗。本研究采用CMR获得左心功能各项参数，结果显示LVEF≤50%组、>50%组及对照组间LVEDV、LVESV、SV、LVEF、CO、CI、HR、左心室收缩期质量及舒张期质量总体比较及两两比较差异均有统计学意义，提示CMR能为临床早期诊断HHD提供重要参考依据[8]。

3.3 CMR-FT早期诊断HHD CMR-FT技术原理同超声心动图斑点追踪技术，通过多个方向(径向、周向和纵向)图像量化总体和局部心肌运动和形变[9-10]。超声心动图对诊断HHD和治疗评估等具有重要应用价值，但超声心动图基于几何指数评价左心室形变，不能区分左心室功能障碍是整体功能抑制还是局部功能抑制所致[11]，且可重复性相对较低[12]。CMR-FT不需额外采集图像和后处理，具有耗时短、可重复性强，MR场强对测得应变参数无明显影响等优点[13]，已用于多种心脏疾病，如缺血性心肌病、扩张型心肌病及肥厚型心肌病等[14]。心脏长轴功能在心脏力学中发挥重要作用，当二尖瓣环被拉向顶点时，可通过减少左心室长轴大小促进心室射血。复杂的心肌变形可通过纵向、周向和扭转参数来表征。纵向功能产生的输出量约占每搏输出量的60%，故通过量化纵向形变可更好地预测心肌收缩功能。本研究中LVEF≤50%组、>50%组HHD患者的GLS均较对照组减小，提示HHD早期患者LVEF尚未出现明显异常时GLS已明显降低，且GLS与LVEF呈负相关，提示GLS早期诊断HHD的效能较高，可作为左心室整体纵向功能的可靠且快速的评估参数，有效区分心肌病患者与健康受试者[15]。GLS作为左心室在纵向上的主动收缩量度，较LVEF和室壁运动得分指数更易于再现，且不依赖于几何假设，可作为预测不良事件或左心室功能不全的指标[16]。

综上所述，基于CMR-FT的心脏GLS定量分析有助于诊断早期HHD。但本研究样本量相对小，尚需开展多中心合作，进一步扩大样本量，进行深入研究。

图2 健康对照者男，42岁, GLS的3D线图，GLS=-13.26 图3 HHD患者男，40岁,LVEF>50%组, GLS的3D线图，GLS=-10.54 图4 HHD患者男，44岁，LVEF≤50%组, GLS的3D线图，GLS=-5.05

表1 3组间各项心功能参数及GLS比较(±s)

表1 3组间各项心功能参数及GLS比较(±s)

组别LVEDV(ml)LVESV(ml)SV(ml)LVEF(%)CO(L/min)LVEF≤50%组(n=26)201.49±51.51126.95±46.8574.86±20.1838.61±9.045.22±1.01LVEF>50%组(n=28)147.72±57.8451.78±29.6795.87±30.3867.01±7.986.31±1.83对照组(n=40)112.80±23.1935.41±10.5977.39±17.6368.69±6.555.34±1.40χ2/F值31.7476.547.28136.274.84P值<0.01<0.01<0.01<0.01<0.01