心脏磁共振特征追踪技术定量评估乳腺癌术后化疗患者左室功能

张晓茹 周玲 陈晓荣 陈琳 叶丽梅 胡轶 舒锦尔 潘勇浩

乳腺癌是全球常见的癌症之一，是女性癌症死亡原因的第1位，其发病率在全球呈逐年上升的趋势［1-2］。靶向药物化学治疗（曲妥珠单抗）可以改善患者的癌症结局，但曲妥珠单抗可以诱导心肌损伤，使心肌功能下降［3-4］。心肌应变是在指定时间内心肌纤维从初始形状（通常指舒张末期）收缩或舒张至一定长度的变形程度。在射血分数和室壁功能正常时，心肌应变即可发生改变，从而早期发现心肌功能异常［5］。心脏磁共振特征追踪技术（cardiac magnetic resonance-feature tracking，CMR-FT）是在常规心脏磁共振电影序列基础上，通过后处理分析无创性测量心肌应变的新技术，可以定量评价心肌形变能力，评估心肌整体和局部功能，相较于LVEF，心肌应变最大的优势在于能发现早期心功能障碍［6-7］。本研究应用CMR-FT对乳腺癌术后靶向治疗患者进行心肌应变分析，用左室整体径向、圆周、纵向的峰值应变及应变率来定量评估靶向药物诱导的左室功能受损。

1 资料与方法

1.1 临床资料 回顾性分析本院17例乳腺癌术后靶向化疗患者的心脏磁共振资料，年龄31～56岁，中位年龄48岁。化疗方案为曲妥珠单抗方案，21 d为1周期。纳入标准：乳腺癌术后靶向化疗患者；化疗前、后1周内均有心脏磁共振检查资料。排除标准：放化疗方案不同；有其他器质性心脏病；糖尿病；高血压；心律不齐或呼吸配合不佳导致的心脏磁共振图像质量不佳患者。本项目经本院伦理委员会批准，所有患者知情并签署知情同意书。

1.2 检查方法 应用3.0T（Acheva，Philips，荷兰）磁共振成像设备，搭配16通道相控阵体表线圈。患者采用心电图门控，扫描前训练患者呼气末屏气。行心脏轴位、冠状位及矢状位的定位扫描；在标准轴面基础上，分别先后获得左室二腔心、四腔心长轴切面、左室短轴切面、以及左室流出道切面电影序列，并于呼气末采集图像，采集T1WI、T2WI、心肌首过灌注、早期增强、延迟增强序列。其中主要使用电影序列进行心功能和心肌应变分析，主要参数包括：FOV 320 mm×320 mm，层厚8 mm，层间距2 mm，TE 1 ms，TR 3 ms，翻转角45°，重组期相25个；扫描范围包含心尖部到二尖瓣环在内的左心室；对比剂使用钆双胺（GE，爱尔兰），剂量为0.2 mmoL/kg，经肘静脉注射。图像后处理：原始图像导入CVI42后处理软件平台（Circle，加拿大），由2名＞10年CMR经验的放射科医师进行后处理。

1.3 左心室功能及容积分析 采用三维心功能（3D-short）模块在左心室短轴位电影序列图像对左心室收缩末期及舒张末期心内膜进行勾画，得到左室整体功能及容积相关参数：舒张末期容积（end diastolic volume，EDV）、收缩末期容积（end systolic volume，ESV）、每搏量（stroke volume，SV）、舒张末期容积指数（end diastolic volume index，EDVi）、收缩末期容积（end systolic volume index，ESVi）、每搏量指数（stroke volume index，SVi）及LVEF值。

1.4 特征追踪分析 采用特征追踪模块对左心室进行特征追踪分析，在二腔心、三腔心、四腔心电影及短轴位电影序列进行三维应变分析，在各个切面的舒张末期进行左室心内膜及心外膜分割，并在二腔心、三腔心、四腔心电影视图中定义二尖瓣环水平和心尖，分析计算得到各应变参数值：峰值径向应变（PSR）、峰值圆周应变（PSC）、峰值纵向应变（PSL）及三者的峰值收缩应变率、峰值舒张应变率。

1.5 心肌应变的可重复性分析 随机抽取化疗前、后各10例图像进行分析，采用组内相关系数评估观察者内和观察者间的一致性，同一观察者第一次及第二次分析间隔3周，同一观察者2次结果及两位观察者间采用双盲法。

1.6 统计学方法 采用SPSS 24.0统计软件。计量资料用（±s）表示，两组比较采用配对样本t检验。绘制ROC曲线图，计算AUC，比较不同参数的诊断效能，诊断临界值、敏感度及特异度。以P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

随机抽取化疗前、后各10例图像进行一致性评价，观察者内及观察者间一致性较好，组内相关系数均＞0.90。化疗前、后左心室射血分数及容积参数相比，差异无统计学意义（P＞0.05）（见表1）。化疗后组患者的左室径向、圆周和纵向的心肌峰值应变、最大收缩应变率、最大舒张应变率绝对值较化疗前组患者的绝对值下降，差异有统计学意义（P＜0.05）（见表1）。绘制左室心肌峰值应变和应变率各参数的ROC曲线，分析各参数的鉴别左室心肌损伤的能力，结果显示PSSRL、PSC的AUC最大（见图1、2），分别为0.90、0.86；当PSSRL取临界值-0.92%时，敏感度为77%，特异度为94%，当PSC取临界值-22.44%时，敏感度为77%，特异度为82%；而PSL、PDSRL的AUC较小，均为0.70（见表2）。

表1 乳腺癌患者化疗前、后的左室各参数值比较

表2 化疗前、后两组患者心肌应变的ROC曲线分析

图1 PSC在化疗前、后两组心肌应变鉴别能力中的ROC曲线，AUC为0.86

图2 PSSRL在化疗前、后两组心肌应变鉴别能力中的ROC曲线，AUC为0.90

3 讨论

曲妥珠单抗用于HER-2阳性乳腺癌患者的HER-2靶向治疗，是一种针对HER-2胞外区的人源性单克隆抗体［8］。其无明显的骨髓抑制副作用，也不会引起与化疗相关的典型症状，如呕吐、脱发［2］。但曲妥珠相关心脏毒性使其安全性受到质疑［9］。曲妥珠单抗治疗引起的心脏不良反应包括左心室收缩功能下降伴或不伴心衰的临床体征和症状［10］。目前曲妥珠单抗诱导心脏毒性的确切机制尚未完全了解，但研究表明成熟心肌细胞膜上表达的HER-2受体在传递生长和生存信号方面起重要作用，因而有维持正常心脏结构和功能的作用，因此曲妥珠单抗对HER-2信号通路的干扰作用起着其心脏毒性的核心作用［11-12］。

CMR被认为是心脏容量和功能检测的金标准，是评估化疗后心肌损伤的理想方法，且还能发现潜在或已经存在的心肌病理改变，可提供组织学水平的信息，识别心脏组织和结构的细微改变，从而早期发现心肌损伤，具有可重复及无创组织学评价的优势［13-14］。心肌应变可在传统影像学难以识别心脏功能改变早期出现，CMR-FT无需做额外序列，依靠空间分辨率高的电影序列，后处理程序便捷，能够定量评估心肌整体和节段应变［15］，具有较高的可靠性。

本资料结果显示，乳腺癌术后靶向化疗前、后患者常规MRI参数差异无统计学意义，而心肌应变各参数化疗后较化疗前降低，差异有统计学意义，提示心肌应变可以早于常规MRI参数发现心肌损伤，因此可用于心肌功能的早期评价。心肌应变在化疗前、后中鉴别能力的评价显示，PSSRL、PSC的效果最佳，其中PSSRL特异度更佳，提示心肌应变在化疗后心肌损伤中具有较好的鉴别能力，特别是在常规影像未能明确时，可评估患者有无心肌损伤，评价心肌功能。

综上，CMR-FT可以较EF值及常规MRI参数更早期、敏感发现靶向化疗药物相关的心脏毒性所致的亚临床心肌损伤，对乳腺癌术后靶向化疗患者临床评估和改善预后具有重要临床参考价值。