心脏核磁共振参数预测ST段抬高型心肌梗死患者急诊血运重建后心功能改善的价值

刘丹 顾佳宁 韩凯月 邸若岷 杨晨曦 杨奕清 徐迎佳

心脏磁共振(CMR)具有高空间分辨率、高软组织对比度、无辐射、造影剂安全、能直接三维成像和“一站式”(同时提供血管解剖、心肌局部和整体功能信息)等优势，已成为评价心肌梗死后心肌纤维化和存活心肌的首选无创检查之一。CMR可采用静息、负荷心肌显像评价缺血，动态电影评价心室结构和功能，延迟钆增强(LGE)评估心肌疤痕。有研究发现，LGE-CMR对主要心血管不良事件(MACE)发生有较高的预测价值，为评估预后提供危险分层信息[1]。然而，对于心肌梗死透壁程度在25%～50%的节段，恢复的可能约为50%，对于这部分患者，结合其他整体或局部的心肌活性评价指标就显得非常重要。本研究运用CMR的特征追踪技术(FTI)、首过灌注成像技术(PFI)、LGE获得的不同参数评估其对初发ST段抬高型心肌梗死(STEMI)患者行急诊经皮冠状动脉介入术(PCI)后心功能改善的预测价值。

1 对象与方法

1.1 研究对象

选择2018年1月至2020年1月行急诊PCI的STEMI、术后即刻超声心动图提示左室射血分数(LVEF)≤40%的患者58例。本研究符合医学伦理学规范并获得上海市第五人民医院医学伦理委员会批准，所有入选者均自愿参与并签署知情同意书。

入选标准：(1)年龄≥18岁；(2)首次发生STEMI；(3)出现症状后12 h内行PCI治疗；(4)LVEF≤40%。排除标准：(1)既往发生急性心肌梗死(AMI)；(2)心肌病；(3)有幽闭恐惧症、脑血管夹植入术后、人工金属瓣膜置换术后、起搏器或除颤仪植入术后、钆螯合物造影剂过敏等检查禁忌证；(4)2 d内接受过CMR检查；(5)血流动力学不稳定；(6)肾功能不全，肾小球滤过率(GFR)<30 mL/(min·1.73 m2)。

1.2 方法

所有患者均于PCI后3～5 d行CMR检查。于术后第12个月复查超声心动图。

1.2.1 CMR检查 使用3.0TMRI扫描装置(Verio，德国西门子)，分别采用带自由呼吸运动校正(FB-MOCO)的单次激发双反转稳态自由进动(IR-SSFP)序列或心电门控的分段采集相位敏感反转恢复快速小角度激发(PSIR-FLASH)序列，完成覆盖全心的电影成像扫描。所有序列均取10 mm层厚，使不同图像类型之间的差异最小化。心肌标记CMR成像使用补偿空间磁化调制(CSPAMM)脉冲序列，T2加权(T2W)CMR采用黑血短时间反转恢复-快速自旋回波T2加权(T2W STIR-FSE)序列。此后以0.15 mmol/kg剂量注射钆螯合物造影剂(马根维显，德国拜耳)。15 min后获取短轴切面影像、LGE图像。

1.2.2 基本定义和参数 心肌延迟增强分为致密型和弥散型，前者表现为局部高强度(SI)/高密度信号，后者为边界不清的灰色SI/密度。正常心肌组织定义为无明显延迟增强的心肌区域。以17节段法区分室壁节段并定位延迟增强所在区域。

延迟增强程度的定量分析以半自动描记增强区域面积为基础，并以Simpson′s法计算得出。延迟增强程度计算公式：梗死容量(mL)=∑增强面积×层厚；梗死质量(g)=∑增强面积×层厚×1.06；梗死程度=梗死质量(g)/左室质量(g)×100%。

电影序列成像后进行左室功能测定，具体参数包括左室舒张末期容积指数(LVEDVi)、左室收缩末期容积指数(LVESVi)、LVEF和左室心肌质量(LVMM)。

1.2.3 CMR图像后处理 应用CVI42软件半自动定量分析CMR测量参数。(1)存活心肌/心肌纤维化程度：梗死程度(MIS)、缺血危险区面积(AAR)、心肌挽救指数(MSI)。(2)左室整体功能参数：左室整体环向应变(GCS)、整体纵向应变(GLS)。同时，由另一位经验丰富的影像学专家核对CMR测量数据。

1.2.4 观察指标 临床观察指标包括发病至球囊扩张时间(SO-to-B)、进门至球囊扩张时间(D-to-B)、PCI术后即刻心肌梗死溶栓治疗(TIMI)血流分级、N末端脑钠肽前体(NT-proBNP)。

PCI术后根据指南给予相应药物治疗，并于术后12个月门诊随访，评估临床症状、用药情况、纽约心脏病协会(NYHA)心功能分级，复查超声心动图再次评价左室整体收缩功能。

1.3 统计学分析

采用统计学软件SPSS 20.0对所得数据进行统计学分析，计量资料以均数±标准差表示，组间比较采用t检验；如方差不齐或不满足正态分布的计量资料以中位数(M)和下、上四分位数(Q1，Q3)表示，组间比较采用非参数检验。计数资料以百分率表示，组间比较采用卡方检验或Fisher精确概率检验。采用Spearman线性回归分析比较各参数的相关性。采用受试者特征曲线(ROC曲线)分析确定心肌应变和定量LGE预测左室整体改善的敏感性、特异性和曲线下面积。进行单变量和多变量logistic回归分析，计算危险比(HR)和95%置信区间(CI)。在所有分析中，以双侧检验值P<0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 一般临床情况

58例STEMI患者的平均年龄为(56±12)岁，其中男性41例，女性17例。14例(24%)合并2型糖尿病，基础LVEF为(35±5)%，基线NT-proBNP为5 179(2 328，10 388)ng/L。急诊PCI术中，54例(93%)患者达到了TIMI血流3级，SO-to-B为(8.9±3.1)h，D-to-B为(83±6)min， 47例(81%)的犯罪血管是左前降支(LAD)。

多数患者住院期间和出院后给予β受体阻滞剂、血管紧张素转化酶抑制剂(ACEI)或血管紧张素Ⅱ受体拮抗剂(ARB)。平均随访(11±2)个月后，27例(47%)患者心功能改善(LVEF增加≥5%)。

2.2 CMR对左室整体功能、局部梗死程度的评价

PCI术后3～5 d CMR测得的GLS为-(17.2±4.9)%，GCS为-(22.9±5.3)%，LVEF为(35±7)%。CMR测量的具体LVEDVi为(105±32)mL/m2、LVESVi为(68±30)mL/m2、LVMM为(151±50)g和LVEF为(35±7)%。

CMR定量分析MIS为18.8%(2.0%～34.0%)，AAR为31.6%(18.2%～34.0%)，换算获得心肌活性参数MSI为40%(0～89.0%)。

2.3 CMR测量的应变参数、MIS、NT-proBNP、LVEF的相关性

GCS与MIS、随访的LVEF均相关(r=0.75，95%CI：0.62～0.82和r=-0.71，95%CI：-0.80～-0.57，P均<0.001)。GLS也与MIS、随访的LVEF相关(r=0.44，95%CI：0.23～0.60和r=-0.47，95%CI：-0.65～-0.27，P均<0.001)。GCS与MIS(P=0.004)、随访LVEF(P=0.03)的相关性高于GLS。此外，MIS与基线NT-proBNP、随访的LVEF均显著相关(r=0.67，95%CI：0.52～0.78和r=-0.71，95%CI：-0.81～-0.62，P均<0.001)。

2.4 预测左室整体功能改善

判断患者心功能改善，GCS的临界值为-19.1%，其敏感性为76%、特异性85%(AUC=0.86，95%CI：0.71～0.92，P<0.001)，优于GLS(ΔAUC=0.14，P=0.01)。而MSI的临界值为61.5%，其敏感性为85%、特异性为91%，优于GCS(ΔAUC=0.07，P<0.05)，见表1。

表1 MSI、GLS和GSC预测LVEF改善的敏感性、特异性和预测值

2.5 影响LVEF改善的危险因素分析

将单因素分析有统计学意义的自变量和年龄、性别纳入LVEF改善的多因素分析，结果显示，经年龄、基础LVEF校正后，GCS和MSI仍是预测心功能改善的独立影响因素(HR=1.5，95%CI：1.0～1.9和HR=1.4，95%CI：1.1～1.7，P均<0.05)。

3 讨论

AMI后可引起3种心肌病理改变，包括心肌坏死、心肌顿抑、心肌冬眠。心肌坏死是不可逆的心肌损害，可造成心肌纤维化，是临床不良事件发生的重要预测因素[2]。冬眠和顿抑心肌属于存活心肌，存活心肌如果能及时再血管化可有效改善局部和整体左室收缩功能，逆转重构[3]，并减少AMI后复合终点事件、心力衰竭和不稳定心绞痛的发生[4]。如果AMI患者没有或仅有很少的存活心肌，那么与药物治疗相比，血运重建术无法带来更多的临床获益[3]。CMR最大的优势就是能够敏感地鉴别出即使是少量(<1 g)的心肌坏死组织。延迟显像中持续存在的造影剂能够鉴别坏死心肌组织，由于心肌坏死区域的钆清除比正常心肌要慢，坏死心肌组织表现为LGE阳性。LGE-CMR不仅能鉴别心肌是否存活，还能半定量或定量判断心肌梗死的程度，从而指导临床治疗。

本研究结合心肌T2-STIR序列，除了能评价梗死大小外，还能提供心肌坏死、水肿等信息，进而得出一系列定量分析指标评价心肌活性，包括 AAR、MSI。这些指标在AMI的早期有助于鉴别心肌坏死和水肿区域，以免高估坏死区域。本研究结果显示MSI对预测STEMI患者再血管化后LVEF的恢复有理想的阳性和阴性预测价值，并且在校正年龄、糖尿病、基础LVEF后仍是心功能恢复的独立预测因素。大型多中心PROTECTION-AMI研究的CMR亚组分析结果指出[5]，MSI与90 d后LVEF相关，但该研究也指出MSI不是独立预测因素。然而，该研究入选患者的基线LVEF为46%～63%，且患者的微血管阻塞(MVO)比例较同类研究偏低，病情相对较轻，随访时间仅90 d，再血管化后心肌重构恢复的过程并不充分。另外，该研究发表时T2技术才起步，对于新型MSI指标的判读准确性、一致性不理想。随着半自动化定量分析软件的发展，近期一项荟萃分析结果显示，MSI每增加1%可减少STEMI患者主要心血管不良事件的发生率1.7%[6]。

本研究结果显示MIS与基线NT-proBNP呈正相关，而与随访LVEF值呈负相关，表明MIS能准确预测冠状动脉再血管化后心肌功能恢复的程度。Kim等[7]也指出，随着LGE透壁程度的增加，血运重建术后，局部心肌收缩能力恢复的可能性逐步降低。对于LGE透壁程度≤25%的心肌节段，约80%能恢复收缩功能，而透壁>50%的节段中仅有10%能恢复。虽然MIS不是预测LVEF恢复的独立影响因素，但左室局部功能和整体功能不能完全割裂，随着MIS的增加，左室整体心功能变差。

由于CMR扫描过程中需要使用钆螯合物造影剂，有可能引起过敏，且对患者肾功能有一定要求，增强扫描增加了检查费用，延长了检查时间。随着CMR图像处理技术的发展，无需造影剂的左室应变技术显示出了很好的临床应用价值。本研究结果证实，GLS、GCS与MIS、随访的LVEF均相关，但GCS与两者的相关性更好，且是预测心功能恢复的独立影响因素，有较理想的阳性和阴性预测价值，在STEMI患者PCI术后预测心功能恢复方面有较高的临床应用价值。早期的CMR在心脏形变方面采用tagging技术，该技术的时间分辨率很低(<30帧/s)，限制了检查的精确性，且对患者检查时的心率、屏气有很高要求。近年来随着FTI技术的成熟，越来越多的研究显示整体应变能预测心功能的恢复[8-9]，但早期研究中入选的人群基线LVEF值多处于临界或正常范围，且多采用GLS作为单纯评价指标。本研究与Khan等[10]的研究结果相似，认为GCS较GLS在预测心功能恢复方面具有更高的价值，其敏感性和特异性均显著高于GLS。

目前，临床上测量静息LVEF、瓣膜功能以及评估左室血栓最常用的方法仍然是超声心动图。本研究结果显示结合电影序列和T2W或T1W的LGE-CMR可用于评估LVEF、左室应变、MIS、MSI，在评价预后方面显示出了更好的预测价值。本研究的局限性在于样本量较小，随访时间较短，且没有评估MACE等终点事件，故尚不足以说明是否需要在STEMI患者中进行常规CMR检查，以更有效地识别需要强化治疗或干预的STEMI患者。