心脏磁共振特征追踪技术在特发性室性心律失常患者中的应用研究

廖伟伟，钟俭平

（1.赣州市人民医院 南方医科大学南方医院赣州医院 南昌大学附属赣州医院医学影像中心；2.赣州市医学影像研究所；3.赣州市医学影像与人工智能重点实验室，江西 赣州 341000）

特发性室性心律失常（Idiopathic ventricular arrhythmias，IVA）又称为无结构性心脏病室性心律失常，是指在结构正常的心脏中发生的室性心律失常，不涉及电解质紊乱、心肌缺血等心律失常因素［1］，主要包括频发室性早搏（Premature ventricular complexes，PVCs）和非持续性室性心动过速（Non-sustained ventricular tachycardia，NSVT）。大多数患者起源于解剖异质性的心室流出道，通常预后良好，被认为是一种良性病变［1-2］，但少数患者可能发生持续性多形性室速、室颤等，导致严重心血管事件和猝死。有研究［3-4］表明，PVCs可引起左心室不良重构和功能障碍，从而诱发心律失常介导的心肌病（Ectopy-mediated cardiomyopathy，EMC），是导致心衰及扩张型心肌病的重要危险因素。

虽然频发室性心律失常引起的左心室运动不同步可能导致收缩功能减退［5］，但在大部分IVA患者中，左心室射血分数（Left ventricular ejection fraction，LVEF）等传统心功能参数仍正常［1］。因此，临床迫切需要一种更科学、更敏感的影像诊断方法准确评估IVA患者的心功能改变。心脏磁共振（Cardiac magnetic resonance， CMR）作为一种非侵入性的影像技术，能提供高分辨率的心脏结构图像，已成为评估心脏形态、结构和功能的金标准［6］。近年来，心脏磁共振组织特征追踪（Cardiac magnetic resonance feature tracking， CMR-FT）技术的引入进一步拓展了对心肌应变的评估［7］，为更全面、准确了解IVA患者的心功能提供了新的手段。这项技术的推广应用有望为IVA患者提供更及时、精准的诊疗方案，为改善其生存质量和预后提供有力支持。本研究的主要目的是探讨CMR-FT技术在评估IVA患者早期左心室功能障碍方面的临床应用价值。

1 资料与方法

1.1 临床资料回顾性分析2018年1月至2023年5月就诊于赣州市人民医院的106例心功能正常的特发性室性心律失常患者临床资料，其中49例确诊为频发室性早搏，设为PVCs组，平均年龄（28.76±15.10）岁，57例确诊为非持续性室性心动过速，设为NSVT组，平均年龄（30.32±13.23）岁，选取同时期行CMR检查的健康志愿者40例作为对照组，平均年龄（33.28±14.10）岁。收集了所有受试者心电图、超声心动图及其他临床相关资料。本研究经医院伦理委员会批准。

1.2 纳排标准IVA患者纳入标准：⑴心电图或24 h动态心电图显示存在PVCs或NSVT，超声心动图及实验室检查未发现异常；⑵LVEF≥50%。排除标准：⑴临床或CMR检查证实存在结构性心肌病、缺血性心肌病等；⑵有心肌病家族史，特别是致心律失常性心肌病；⑶存在其他心律失常高危因素，如高血压、甲亢、糖尿病、慢性肾病等；⑷接受过抗心律失常药物治疗以及接受任何心脏手术的患者。对照组所有成员均为健康志愿者，无心脏疾病或相关危险因素，所有实验室及影像检查结果均正常。

1.3 CMR图像采集检查设备为Siemens Skyra 3.0T MR扫描仪，18通道胸部专用线圈，使用心电门控触发扫描。使用真实稳态自由进动系列（平衡SSFP）在左心室标准的两腔心、三腔心、四腔心和短轴位平面获得电影图像。短轴位电影包含从房室瓣到心尖的连续层面，层厚8 mm，层间距0 mm，采集8~10层；两腔心、四腔心长轴电影各采集3层，三腔心电影采集1层，层厚均为5 mm，层间距0 mm。主要扫描参数如下：FOV 310 mm×310 mm，矩阵256×198，TR 39.88 ms，TE 1.45 ms，FA 55°。

1.4 CMR图像后处理

1.4.1 左心室常规心功能参数使用西门子Syngo.via后处理工作站进行左心室常规心功能参数的测量。在导入所有左心室短轴电影图像后，心功能分析模块能够自动追踪左心室心内膜和心外膜轮廓（不包括乳头肌和腱索）。同时，可手动校正任何发生偏移的区域，确定左心室舒张末期和收缩末期的层面。该软件将计算左心室心功能参数，包括LVEF、左心室质量指数（Left ventricular mass index， LVMI）、左心室舒张末期容积指数、左心室收缩末期容积指数以及左心室每搏输出量指数（SVI）等数据。

1.4.2 左心室心肌应变参数在CVI42软件的心肌应变模块中加载左心室短轴及长轴心电影图像，描记所有图像中左心室内外膜轮廓，软件通过定位追踪心肌像素点的运动和位置变化，计算生成左心室3个方向的心肌应变及应变率峰值参数，见图1。包括整体径向应变（Global radial strain，GRS）、整体周向应变（Global circum ferential strain， GCS）、整体纵向应变（Global longitudinal strain， GLS）、收缩期径向应变率峰值（Peak systolic radial strain rate，SRSR）、舒张期径向应变率峰值（Peak diastolic radial strain rate，DRSR）、收缩期周向应变率峰值（Peak systolic circumferential strain，SCSR）、舒张期周向应变率峰值（Peak diastolic circum ferential strain rate，DCSR）、收缩期纵向应变率峰值（Peak systolic longitudinal strain rate，SLSR）、舒张期纵向应变率峰值（Peak diastolic longitudinal strain rate，DLSR）。

图 1 左心室心肌应变图及应变曲线图

1.5 统计学处理使用Kolmogorov-Smirnov检验评估所有连续变量的正态性，分别以均值±标准差（正态分布）或四分位数范围的中位数（偏态分布）表示。对于PVCs、NSVT和对照组的临床特征及心功能参数的组间比较，满足正态分布且方差齐时采用单因素方差分析和事后LSD检验；若数据非正态或方差不齐时，采用Kruskal-Wallis检验（3组）或Mann-Whitney U检验（2组），并通过Bonferroni法进行组间多重对比。性别（分类变量）差异采用卡方检验进行比较。使用Pearson或Spearman相关性系数评估左心室整体应变参数与传统心功能参数之间的相关性。通过受试者工作特征（ROC）曲线分析左室各项应变参数在PVCs与NSVT人群的鉴别诊断价值。所有数据使用SPSS 26.0进行统计分析。检验水准α=0.05。

2 结果

2.1 临床资料与左心室常规心功能参数PVCs组、NSVT组、对照组的临床参数与左心室常规心功能参数见表1。3组间LVEF值呈升高趋势，PVCs组与对照组之间差异有统计学意义（P＜0.01），但PVCs组与NSVT组之间、NSVT组与对照组之间差异无统计学意义（P＞0.05）。3组间LVESVI值呈逐渐减低趋势，PVCs组的LVESVI与NSVT组、对照组比较差异有统计学意义（P＜0.01），但NSVT组与对照组之间差异无统计学意义（P＞0.05）。IVA患者与健康志愿者间性别、年龄、收缩压、舒张压、心律、BMI、LVEDVI、LVMI、LVSVI等参数差异均无统计学意义（P＞0.05）。

表1 3组受试者基本临床资料与左心室传统心功能参数比较

2.2 左心室整体应变参数比较PVCs组、NSVT组、对照组的整体应变参数见表2。与健康对照组相比，PVCs组、NSVT组的GRS、GCS、GLS值均显著减低（P＜0.01），PVCs组与NSVT组的两两对比也存在显著差异（P＜0.01）。3组间SRSR、SCSR差异均有统计学意义（P＜0.05），而SLSR的差异无统计学意义（P＞0.05）。PVCs组的DRSR较NSVT组、对照组减低，差异有统计学意义（P＜0.05），其余各项应变率参数差异无统计学意义（P＞0.05）。

表2 3组受试者整体应变参数比较

2.3 相关性分析所有受试者的临床特征参数、左心室常规心功能参数与左心室3个方向整体应变值的相关性分析见表3。左心室整体应变GRS、GSC、GLS与LVEF具有较强的相关性（r值分别为0.586、0.570、0.559，P＜0.01），并与心律（r值分别为-0.200、-0.193、-0.252，P＜0.05）、LVESVI（r值分别为-0.272、-0.287、-0.174，P＜0.01）、LVSVI（r值分别为0.318、0.344、0.283，P＜0.05）呈现相关性，而与年龄、BMI、LVEDVI、LVMI等因素则没有显著相关性。

表3 临床特征及左心功能参数与左心室整体应变参数的相关性分析

2.4 左心室应变参数鉴别IVA患者的ROC分析左心室各项应变参数的ROC曲线分析（图2）结果表明，基于CMR-FT的左室应变参数在区分频发室性早搏和阵发性室速患者方面具有较高的应用价值。其中，GRS取30.96为区分PVCs组和NSVT组的最佳截断值，敏感性77.2%，特异性67.3%，其曲线下面积为0.762（95%CI 0.672~0.852）。当综合考虑左心室多项应变参数进行联合诊断时，诊断效能达到最优，AUC为0.822（95%CI 0.74~0.90），灵敏度和特异性分别提升至87.2%和75.5%。

图2 左心室应变参数鉴别2组患者的ROC曲线

3 讨论

特发性室性心律失常是常见的心血管疾病之一［8］，其发病原因及导致心功能受损的机制尚不完全清楚，治疗决策也颇为复杂，需根据患者具体情况确定。对于偶发性发作、无明显临床症状的患者，通常无需特殊处理；而对于发作频繁、伴随血流动力学改变和心功能受损的患者，应积极采取抗心律失常药物或射频消融治疗［8-9］。临床通常都使用超声心动图测量IVA患者的心脏结构和功能参数，包括心室大小、瓣膜返流和LVEF，以评估病情严重程度、预测患者的预后，并进行危险分层。近年来，CMR技术在国内外发展迅速，其良好的组织分辨率及较高的准确性，为心脏结构和功能评估提供了更为全面的信息。本研究使用CMR测量106例超声心动图未发现异常的IVA患者左室功能参数。结果显示，尽管LVEF仍在正常范围内，但PVCs患者的LVEF值相对于健康志愿者显著减低（P＜0.01）。此外，PVCs患者的LVESVI值较NSVT组和健康志愿者均显著升高。这表明PVCs患者在疾病早期（LVEF＞50%）已经存在左心室功能障碍，CMR可以准确检测出潜在的异常改变，为PVCs患者的病情评估和治疗决策提供重要依据。然而，传统心功能参数仍不能充分发现NSVT患者的异常。

心肌应变技术被普遍认为是检测心肌早期功能障碍的敏感方法［3，10-11］，在以往超声斑点追踪成像的研究中，心肌应变已被应用于评估PVCs患者心肌整体和局部运动功能［12-13］，但关于NSVT患者的心肌应变评估国内外报道较少。本研究通过CMR-FT技术测量IVA患者左心室3个方向的整体应变参数，结果显示，与对照组相比，PVCs、NSVT 2组患者左心室GLS、GCS、GRS、SRSR、SCSR均显著减低，且PVCs与NSVT 2组差异也有统计学意义。这些结果表明，相较于EF值的变化，心肌应变参数的减低能更及时、更准确地发现IVA患者的心肌功能损害，并且随着病情的进展，心肌应变的减低愈加明显。在组间两两比较中，发现PVCs组的DRSR相对于NSVT组和对照组减低，而NSVT患者的各项舒张期应变率峰值与对照组无明显差异。这表明NSVT患者早期心功能受损可能主要表现在收缩功能上，舒张功能可能仍处于平衡代偿阶段。相比之下，PVCs患者的心功能表现更为明显地受损，不仅在左心室收缩功能上降低，而且在舒张功能上也存在明显的减退。由此可知，CMR-FT在检测IVA患者早期收缩功能变化方面表现出高度敏感性，同时也能反映不同心律失常类型及疾病严重程度对患者心功能的影响差异。

通过分析左心室整体应变参数与受试者临床特征、传统心功能参数的相关性，发现整体应变GRS、GSC、GLS与LVEF呈较强正相关，与LVSVI呈轻度正相关，与心律、LVESVI呈轻度负相关。LVEF、LVESVI是反映左心室收缩功能的传统指标，应变参数与其相关性在一定程度上反映了IVA患者早期EF值正常时，左心室整体应变的减低可能与心律失常介导的左心室重塑相关，这有助于进一步研究心律失常相关性心肌病的病理生理过程。左心室各项应变参数的减低可导致LVEF值下降，与既往的一些研究一致［14-15］。此外，通过ROC曲线分析可知，应变参数GRS及多参数联合应用能较好地鉴别PVCs与NSVT患者。因此，基于CMR-FT技术对于深化我们对心律失常患者病程发展和制定个体化治疗方案的理解具有重要指导意义，有助于患者的分级诊疗和临床管理。

综上所述，CMR-FT技术能够在早期识别不同类型IVA患者的心功能异常，为疾病的监测提供可靠的影像学依据，有助于改善患者的管理和预后。但本研究纳入样本量较少，未考虑患者的病程，并且患者抗心律治疗后心肌收缩力是否改善未进行随访，需要进一步的研究加以论证。