心臟MRI評估肺高血壓患者心肌受損

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(1.武警天津總隊醫(yī)院放射科，天津 300162； 2.天津醫(yī)科大學(xué)總醫(yī)院醫(yī)學(xué)影像科，天津 300052)

肺高血壓(pulmonary hypertension, PH)是指整個肺循環(huán)、任何系統(tǒng)或局部病變而引起的肺循環(huán)血壓升高，以肺血管床壓力和阻力增大、肺動脈壓力升高及右心功能進行性下降為特點[1]，患者預(yù)后較差。2015年P(guān)H診治指南將PH分為5大臨床類型，即肺動脈高壓(pulmonary arterial hypertension， PAH)、肺部疾病和/或低氧所致的PH、左心疾病所致的PH、慢性血栓栓塞性PH(chronic thromboembolic PH， CTEPH)及其他肺動脈阻塞性疾病、原因不明和/或多種機制所致的PH[2]。心臟MRI(cardiac MRI, CMRI)可較為準(zhǔn)確、無創(chuàng)地評估心臟結(jié)構(gòu)與功能[3-5]。研究[6]表明，PH患者右心室(right ventricular, RV)插入部可顯示延遲對比增強(delayed contrast enhancement, DCE)提示心肌受損，對評估患者預(yù)后有重要意義。本研究旨在探討CMRI對評估PH患者心肌受損程度的應(yīng)用價值。

1 資料與方法

1.1一般資料 收集2003年1月—2018年3月天津醫(yī)科大學(xué)總醫(yī)院PH患者32例，男4例，女28例，年齡15～73歲,平均(39.3±12.9)歲；心率57～83次/分，平均(70.1±11.3)次/分；均經(jīng)右心導(dǎo)管造影確診。其中23例曾于CMRI前接受正規(guī)治療，治療時間2～120個月；9例為近期診斷的PH患者，未接受藥物治療。32例中，CTEPH 6例，PAH 26例，包括結(jié)締組織病相關(guān)PAH 16例、先天性心臟病相關(guān)PAH 4例、特發(fā)性PAH 6例。本研究經(jīng)過天津醫(yī)科大學(xué)總醫(yī)院倫理委員會批準(zhǔn)，患者均知情同意。

1.2儀器與方法 采用GE Twin-speed Infinity with ExciteⅡ 1.5T 超導(dǎo)型MR掃描儀，8通道心臟相控陣線圈，呼吸門控及心電門控。采集RV、左心室(left ventricular, LV)短軸及長軸位電影圖像，運用二維快速穩(wěn)態(tài)進動采集序列(fast imaging employing steady-state acquisition, FIESTA)。參數(shù)：TR 3.3 ms, TE 1.5 ms，F(xiàn)OV 35 cm×35 cm，帶寬125 kHz，NEX 1，矩陣256×156，翻轉(zhuǎn)角45°，掃描層厚8 mm，無間隔，每個心動周期時相20。主肺動脈血流掃描，運用相位對比序列，重建出模數(shù)圖和相位圖，參數(shù)：TR 7.7 ms，TE 3.1 ms，翻轉(zhuǎn)角20°，F(xiàn)OV 40 cm×40 cm，帶寬31.25 kHz，NEX 1，矩陣128×256，時相為30個相位。流速編碼150 cm/s，編碼方向SLICE。增強掃描時經(jīng)肘靜脈注射釓對比劑0.2 mmol/kg體質(zhì)量，7～15 min后行MR延遲增強(delayed enhancement, DE)檢查，采集序列為快速GRE序列，掃描層面對應(yīng)于心臟短軸位電影圖像層面，參數(shù)：TR 6.5 ms，TE 3.1 ms，F(xiàn)OV 35 cm×35 cm，帶寬31.25 kHz，NEX 1，矩陣256×192，掃描層厚8 mm，無間隔，翻轉(zhuǎn)角20°，TI 150～200 ms。

1.3圖像分析 將原始圖像傳至GE AW 4.3工作站，運用Report Card軟件進行圖像分析。電影圖像分析：分別于短軸位心臟舒張末期與收縮末期手動勾畫兩心室心外膜與心內(nèi)膜，通過軟件分析并計算得到兩心室舒張末期心肌質(zhì)量(myocardial mass, MM)、收縮末期容積(end-systolic volume, ESV)、舒張末期容積(end-diastolic volume, EDV)、射血分?jǐn)?shù)(ejection fraction, EF)及每搏輸出量(stroke volume, SV)。用體表面積對MM、ESV、EDV及SV進行校正，分別為MMI、ESVI、EDVI和SVI。心室質(zhì)量指數(shù)(ventricular mass index, VMI)為RV MM與LV MM的比值。

相位對比序列圖像分析：于軸位模數(shù)圖手動描記主肺動脈血管輪廓內(nèi)緣，軟件自動得出主肺動脈最小、最大橫截面積及正向峰值流速；計算主肺動脈順應(yīng)性：主肺動脈順應(yīng)性=(最大橫截面積-最小橫截面積)/最小橫截面積×100%。

DE圖像分析：在DE短軸位圖像上手動勾畫LV心外膜、心內(nèi)膜及RV插入部(圖1)，軟件自動分析DCE范圍，并計算DCE MM。

1.4統(tǒng)計學(xué)分析 采用SPSS 17.0統(tǒng)計分析軟件。以Shapiro-Wilk對計量資料進行正態(tài)性檢驗，符合正態(tài)分布的數(shù)據(jù)以±s表示，采用獨立樣本t檢驗比較PAH與CTEPH患者的DCE MM差異；以單因素方差分析比較結(jié)締組織病相關(guān)PAH、先天性心臟病相關(guān)PAH及特發(fā)性PAH的DCE MM差異。運用單因素線性回歸分析DCE MM與左右心室心功能、主肺動脈血流動力學(xué)指標(biāo)及病程的相關(guān)性，并篩選與DCE MM顯著相關(guān)的參數(shù)，采用多元逐步線性回歸檢驗，引入變量α=0.05，剔除變量α=0.10。P<0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

表1 RV MMI預(yù)測DCE MM的偏回歸系數(shù)及顯著性檢驗

圖1 PH患者DCE MM分析 A.心室基底部心肌DE圖像； B.手動勾畫LV心外膜、心內(nèi)膜(綠線)，確定RV插入部位置，調(diào)整信號強度窗閾值，紅色區(qū)域即為心肌DCE

圖2 PH患者DCE MM與RV EDVI(A)、RV ESVI(B)、RV MMI(C)、VMI(D)相關(guān)性散點圖

2 結(jié)果

22例(22/32，68.75%)PH患者RV插入部心肌中壁出現(xiàn)DCE，未累及心內(nèi)膜下區(qū)域；其中14例(14/22，63.64%)DCE累及室間隔，RV游離壁及LV位于室間隔外部分均無DCE。

CTEPH與PAH患者的DCE MM差異無統(tǒng)計學(xué)意義[(5.31±2.78)g vs (4.23±2.32)g;t=0.874,P=0.392)]。結(jié)締組織病相關(guān)PAH[(3.78±2.37)g]、先天性心臟病相關(guān)PAH[(3.72±0.85)g]及特發(fā)性PAH的DCE MM[(5.35±2.52)g]差異無統(tǒng)計學(xué)意義(F=0.813,P=0.462)。

相關(guān)性分析結(jié)果顯示，DCE MM與RV MMI、VMI、RV EDVI及RV ESVI均呈正相關(guān)(圖2)。將上述指標(biāo)引入多元逐步線性回歸檢驗，回歸方程：Y=-3.32+0.19X，決定系數(shù)R2=0.510，復(fù)相關(guān)系數(shù)0.714。對擬合的回歸方程進行假設(shè)檢驗(F=20.776，P<0.01)，發(fā)現(xiàn)RV MMI、VMI、RV EDVI及RV ESVI是DCE MM的預(yù)測因子，RV MMI是DCE MM的獨立預(yù)測因子(表1)。

3 討論

心肌DCE表現(xiàn)為高信號，主要由于心肌炎癥、纖維化或壞死等造成心肌受損，細(xì)胞外間隙擴大，導(dǎo)致釓對比劑延遲廓清并在病變位置聚集，使T1縮短[7-8]。Mccann等[9]對2例PAH患者進行尸體解剖，發(fā)現(xiàn)RV插入部出現(xiàn)DCE的主要原因可能是心肌纖維化。本組68.75%(22/32)PH患者出現(xiàn)心肌DCE，且均位于RV插入部的心肌中壁，其中14例累及室間隔，8例未累及。PH患者出現(xiàn)心肌DCE提示預(yù)后不良[10]。目前認(rèn)為DCE MM反映心肌的受損程度，而CMRI DE可較準(zhǔn)確地測量DCE MM[11]。

PH是一種血流動力學(xué)和病理生理學(xué)狀態(tài)，由多種病因引起[3]。為探究PH病因?qū)CE MM的影響，本研究對PAH與CTEPH及PAH不同類型患者的DCE MM進行比較，結(jié)果顯示差異均無統(tǒng)計學(xué)意義，即不同病因所致PH患者心肌受損程度無明顯差異，提示心肌受損與PH的出現(xiàn)及其進展有關(guān)，而與PH病因無關(guān)。但Shehata等[12]研究顯示硬皮病相關(guān)PAH和特發(fā)性PAH的DCE MM分別為(3.2±2.7)g、(6.2±3.3)g，二者差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P=0.020)。本研究與Shehata等[12]研究差異的主要原因可能與本研究樣本量較小、兩種研究病因不完全相同有關(guān)，尚需進一步研究。

PH患者肺血管床的壓力和阻力異常升高，RV室壁肥厚以降低應(yīng)力；當(dāng)需氧量超過右冠狀動脈供給量時，RV克服后負(fù)荷做功能力下降，RV EF減低，進而RV容量負(fù)荷增加，RV擴張；RV進行性擴張，造成三尖瓣和肺動脈瓣反流，RV負(fù)荷增加，更加重RV的擴張[2]，表現(xiàn)為RV ESVI及EDVI增大。本研究中，RV ESVI及RV EDVI是DCE MM的預(yù)測因子，RV擴張與患者心肌受損相關(guān)，提示在隨訪過程中，應(yīng)密切注意RV ESVI及EDVI的變化。Shehata等[12-14]發(fā)現(xiàn)DCE MM與RV EDVI、RV ESVI呈正相關(guān)，與RV EF呈負(fù)相關(guān)。與RV肥厚參數(shù)(RV MMI)相比，RV擴張參數(shù)(RV ESVI、EDVI)與PH患者死亡率的相關(guān)性更強[15]。van Wolferen等[16]研究特發(fā)性PAH患者，發(fā)現(xiàn)RV EDVI>84 ml/m2時其預(yù)后差。總之，隨訪發(fā)現(xiàn)PH患者RV進行性擴張時，應(yīng)考慮調(diào)整治療方案。

本研究結(jié)果顯示DCE MM與RV EF無相關(guān)，可能與本組71.88%(23/32)患者接受過藥物干預(yù)、RV收縮功能有所提升有關(guān)。Junqueira等[11]認(rèn)為DCE MM與病程呈正相關(guān)，與RV EF無相關(guān)；該組受試者病程相對較長，出現(xiàn)DCE的概率更大，可更確切地反映DCE MM與病程的關(guān)系。本研究中DCE MM與病程無明顯相關(guān)，可能與病程較短的受試者相對較多有關(guān)；另一方面，目前PH尚非臨床熟知的病變，且僅能通過有創(chuàng)的右心導(dǎo)管造影確診，常導(dǎo)致延遲確診，難以對病程做出準(zhǔn)確判定。

PH患者RV后負(fù)荷增大，逐漸出現(xiàn)心肌代償性肥厚，RV發(fā)生重構(gòu)。MMI可反映心肌肥厚及重構(gòu)程度。VMI為舒張末期RV MM與LV MM的比值，PH患者RV MMI顯著增大，LV MMI變化不顯著，故VMI在PH患者中明顯升高意味著RV與LV失去平衡[3]。本研究結(jié)果顯示VMI、RV MMI是DCE MM的預(yù)測因子，而RV MMI是DCE MM獨立預(yù)測因子，提示RV肥厚與DCE MM有較強的相關(guān)性，RV重構(gòu)程度對心肌受損程度有重要預(yù)測意義，為研究RV插入部心肌受損發(fā)生機制提供了新的思路，也為評估PH的治療效果提供了方向。

總之，CMRI可較準(zhǔn)確地評價PH患者心肌受損程度，對擬定并調(diào)整治療方案、評估預(yù)后有重要指導(dǎo)作用。