伴或不伴房顫的肥厚型心肌病患者左心結(jié)構(gòu)與功能差異的MRI研究

徐敏，孫兆男，王旭超，徐暢，王巍

作者單位：哈爾濱醫(yī)科大學(xué)附屬第一臨床醫(yī)學(xué)院磁共振科，哈爾濱 150001

肥厚型心肌病(hypertrophic cardiomyopathy，HCM)是發(fā)生率最高的遺傳性心臟病，房顫(atrial fibrillation，AF)是肥厚型心肌病合并心律失常最常見(jiàn)的類(lèi)型，有癥狀A(yù)F的發(fā)病率約為普通人群相同年齡患者的四倍，無(wú)癥狀A(yù)F的發(fā)病率更高[1]。心臟磁共振(cardiac magnetic resonance，CMR)因其可以提供高時(shí)間及空間分辨率的心臟圖像[2]，能夠精確測(cè)量各心腔大小，得出心肌質(zhì)量、射血分?jǐn)?shù)等參數(shù)，甚至于可以檢測(cè)心肌應(yīng)變、心肌重塑及心肌纖維化等，是評(píng)估心臟結(jié)構(gòu)和功能的“金標(biāo)準(zhǔn)”。HCM患者對(duì)AF的耐受性差，對(duì)于HCM患者伴發(fā)AF的早期診斷及積極治療至關(guān)重要。已知HCM患者發(fā)生AF與左房的重塑和功能障礙密切相關(guān)[3]，近年來(lái)有研究認(rèn)為AF與心室心肌重構(gòu)存在相關(guān)性[4]，故本研究應(yīng)用心臟磁共振對(duì)伴或不伴AF的HCM患者左心結(jié)構(gòu)及功能差異進(jìn)行研究。

1 材料與方法

1.1 研究對(duì)象

回顧性收集自2017年5月至2019年7月期間于我院就診，接受CMR檢查并且影像學(xué)上確診為HCM的患者109例(根據(jù)2014年歐洲心臟病學(xué)會(huì)肥厚型心肌病診斷及治療指南[5]，CMR檢查示左室舒張末期心肌最大室壁厚度≥15 mm，或心肌最大室壁厚度≥13 mm并伴有HCM家族史的患者)。按常規(guī)12導(dǎo)聯(lián)心電圖或24 d動(dòng)態(tài)心電圖提示有房顫發(fā)生(根據(jù)2016年歐洲心臟病學(xué)會(huì)房顫管理指南[6]確定是否發(fā)生房顫，包括偶發(fā)房顫、陣發(fā)性房顫及持續(xù)性房顫)，或既往存在明確的房顫病史，分為房顫組(21例)，無(wú)房顫組(88例)。其中男73例，女36例，年齡17～72歲，所有入組患者均簽署知情同意書(shū)。排除標(biāo)準(zhǔn)：(1)患者因其他原因引起的繼發(fā)性心肌肥厚(如高血壓、冠心病、運(yùn)動(dòng)員心臟肥厚等)；(2)患者身體狀態(tài)不佳，不能配合屏氣，圖像質(zhì)量欠佳影響診斷；(3)存在磁共振檢查禁忌證者。

1.2 掃描方法及技術(shù)參數(shù)

使用1.5 T磁共振掃描儀(Siemens，Amira)，16通道心臟線圈，胸前導(dǎo)聯(lián)心電門(mén)控及呼吸門(mén)控。分別掃描左室長(zhǎng)軸、四腔心、左室短軸層面的電影序列，電影成像使用基于梯度回波的多時(shí)相電影序列，掃描參數(shù)：TR 43.42 ms，TE 1.44 ms，F(xiàn)OV 340 mm×340 mm，層厚6 mm。首過(guò)灌注，高壓注射器經(jīng)肘靜脈團(tuán)注入釓噴酸葡胺注射液(Magnevist，Bayer，德國(guó)) 0.1 mmol/kg，流速5 ml/s。首過(guò)灌注后追加釓噴酸葡胺注射液0.1 mmol/kg，流速2 ml/s，延遲圖像為首過(guò)掃描10～15 min后使用相位敏感反轉(zhuǎn)恢復(fù)序列掃描，掃描參數(shù)：TR 926.40 ms，TE 3.29 ms，F(xiàn)OV 360 mm×360 mm，層厚8 mm，獲得8～10層左室短軸層面，一層左室長(zhǎng)軸層面，一層四腔心層面的釓對(duì)比劑延遲強(qiáng)化(late gadolinium enhancement，LGE)圖像。

1.3 圖像分析

將圖像傳至Siemens Argus工作站，由2名不知情影像科主任醫(yī)師進(jìn)行處理，并將所有數(shù)據(jù)取平均值。人工描畫(huà)左心室短軸電影序列的心內(nèi)、外膜邊界(不包括乳頭肌、血池)，工作站會(huì)自動(dòng)生成磁共振相關(guān)參數(shù)。記錄左室射血分?jǐn)?shù)(left ventricular ejection fraction，LVEF)、左室舒張末期容積(left ventricular end-diastolic volume，LVEDV)、左室收縮末期容積 (left ventricular end-systolic volume，LVESV)、每搏輸出量(stroke output，SV)、心排出量(cardiac output，CO)、左室心肌質(zhì)量(left ventricular myocardium mass，LVM)、左室峰值射血率(left ventricular peak ejection rate，LVPER)、左室峰值充盈率(left ventricular peak filling rate，LVPFR)。對(duì)LVESV、LVEDV、SV進(jìn)行體表面積指數(shù)化。該工作站會(huì)同時(shí)自動(dòng)生成左室容積-時(shí)間變化曲線(volume-time curve，VTC)(圖1A)。在左室短軸層面上測(cè)量左室舒張末期橫徑(left ventricular enddiastolic diameter，LVEDD)(圖1B)。在四腔心層面測(cè)量左房前后徑(left atrial anterior and posterior diameter，LAAPD)、左房上下徑(left atrial suprainferior diameter，LASID)(圖1C)。將所有左室短軸的延遲圖像導(dǎo)入CVI42 (5.9.5)軟件，人工描畫(huà)左室心內(nèi)膜及心外膜邊界(不包括乳頭肌、血池)，勾畫(huà)出正常心肌作為感興趣區(qū)，選取平均數(shù)加五倍標(biāo)準(zhǔn)差方法[7]，軟件自動(dòng)勾畫(huà)出延遲強(qiáng)化的心肌，由2名影像科主任醫(yī)師對(duì)勾畫(huà)的強(qiáng)化區(qū)域進(jìn)行討論修正后，軟件自動(dòng)得出延遲強(qiáng)化百分比(LGE%)(圖1D)。

1.4 統(tǒng)計(jì)方法

2 結(jié)果

2.1 患者基本資料

在納入研究的109例患者中，有21名HCM患者(19.3%)心電圖記錄有AF發(fā)生或有明確房顫病史。詳見(jiàn)表1。AF組患者的年齡大于無(wú)AF組，對(duì)比組間差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P=0.003)。高血壓、暈厥、糖尿病、HCM家族史在兩組之間無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2.2 左室結(jié)構(gòu)與功能參數(shù)及其與AF相關(guān)性的分析

圖1 A：左室容積-時(shí)間變化曲線(VTC)；B：短軸層面左室舒張末期左室橫徑測(cè)量方法；C：四腔心層面左室收縮末期左房前后徑及上下徑測(cè)量方法。D：應(yīng)用CVI42軟件計(jì)算延遲強(qiáng)化百分比 Fig. 1 A is the left ventricular volume-time curve (VTC). B is a short-axis level left ventricular end-diastolic left ventricular transverse diameter measurement method. C is the measurement method of the anteroposterior diameter and the upper and lower diameter of the left atrium at the end of the left ventricular end systole. D is CVI42 application software to calculate the percentage of delayed enhancement.

表1 房顫組(21例)與非房顫組(88例)共109例患者臨床資料比較Tab. 1 Соmparisоn оf clinical data bеtwееn 109 patiеnts with atrial fibrillatiоn grоup (21 casеs) and nоn-atrial fibrillatiоn grоup (88 cases)

表2 非房顫組(88例)房顫組(21例)共109例患者心臟磁共振相關(guān)參數(shù)值比較Tab. 2 Comparison of cardiac magnetic resonance related paramеtеr valuеs bеtwееn 109 patiеnts with nоn-atrial fibrillatiоn grоup (88 casеs) and atrial fibrillatiоn grоup (21 casеs)

兩組的CMR各參數(shù)數(shù)值見(jiàn)表2。AF組的患者LAAPD增大，LVEF和LVPFR減低，并具有更大的LGE% (P＜0.05)。在兩組患者中，其余CMR參數(shù)對(duì)比組間沒(méi)有顯著差異(P＜0.05)。在進(jìn)行多因素Logistic回歸分析前對(duì)LVEF、LVPFR、LGE%進(jìn)行共線性診斷，LVEF、LVPFR、LGE%的容差均大于0.1 (分別為0.963、0.958、0.976)，VIF值均小于3 (分別為1.025、1.039、1.044)，得出三個(gè)自變量之間無(wú)顯著共線性。在多因素Logistic回歸分析中，HCM患者合并AF的相關(guān)因素為L(zhǎng)VPFR (P=0.011，OR=1.055，95%CI[1.012，1.099])、LGE% (P=0.005，OR=0.939，95%CI[0.899，0.982])，而LVEF不是其相關(guān)因素[P=0.165，OR=1.034，95%CI(0.986，1.085)]。

3 討論

本研究對(duì)HCM患者進(jìn)行心臟磁共振掃描，得到多項(xiàng)有關(guān)左心形態(tài)及功能的磁共振參數(shù)，將患者分為AF組及無(wú)AF組，得出組間存在差異的磁共振參數(shù)，因之前研究已證實(shí)HCM患者左房大小與AF發(fā)生密切相關(guān)，故將左室相關(guān)參數(shù)進(jìn)行共線性診斷排除共線性后，進(jìn)行多因素Logistic回歸分析，得出肥厚型心肌病患者發(fā)生房顫的左室相關(guān)影響因素。目前認(rèn)為肥厚型心肌病間接導(dǎo)致房顫的發(fā)生，它主要涉及遺傳因素、左房結(jié)構(gòu)重塑及電重構(gòu)。左房重塑縮短了心房不應(yīng)期，這可以增強(qiáng)異位觸發(fā)的能力并啟動(dòng)房顫[8]。HCM患者左室壁增厚，左室舒張功能下降，左房接受回心血流及作為導(dǎo)管功能被動(dòng)輸送血液至左室的能力下降[9]。左室主動(dòng)擴(kuò)張?jiān)贖CM患者快速舒張期對(duì)左室充盈的貢獻(xiàn)減少，因此逐漸增加心房后負(fù)荷[10]，心房壓力升高最終導(dǎo)致心房擴(kuò)張和重塑。簡(jiǎn)而言之，HCM患者發(fā)生AF的機(jī)制是繼發(fā)于左室舒張功能障礙的心房重構(gòu)所介導(dǎo)的。同時(shí)，肥厚型心肌病患者的左室纖維化是導(dǎo)致左室舒張功能減低的另一個(gè)原因。Pujadas等[11]的研究認(rèn)為左房擴(kuò)張?jiān)贖CM患者中很常見(jiàn)并且左室纖維化進(jìn)一步使左房增大，LGE強(qiáng)化代表的心肌纖維化會(huì)導(dǎo)致HCM患者左室充盈受損，造成左房壓力增加，進(jìn)而左房增大。CMR的VTC曲線記錄整個(gè)心動(dòng)周期左室體積隨時(shí)間的變化。LVPFR指每單位時(shí)間左室體積的最大變化，即VTC中的最大斜率。VTC的一階導(dǎo)數(shù)曲線可以獲取LVPFR，用此參數(shù)來(lái)代表左室舒張功能[12]。研究表明在常規(guī)超聲檢查顯示左室舒張功能正常時(shí)，CMR能夠檢測(cè)到舒張功能異常，這可能因?yàn)槌曢g接測(cè)量舒張期充盈率，受二尖瓣的大小和位置變化的影響，而CMR直接測(cè)量左室體積變化，較超聲更敏感[13]。這解釋了在本研究中合并AF的HCM患者有較低的LVPFR，并且是AF發(fā)生的預(yù)測(cè)因子。在此前的研究中，Papavassiliu等[14]認(rèn)為左房大小和LGE%與AF發(fā)生有關(guān)，并且左房大小為其最強(qiáng)獨(dú)立預(yù)測(cè)因子，LGE%次之，而與年齡及LVEF無(wú)關(guān)，這在一定程度上與本研究結(jié)果相一致。本研究對(duì)延遲強(qiáng)化程度進(jìn)行定量評(píng)價(jià)，得出LGE%是HCM患者繼發(fā)AF的另一個(gè)影響因素。HCM患者心肌強(qiáng)化的組織學(xué)背景為局灶性纖維化以及局部增加的膠原蛋白含量[15]。有研究進(jìn)一步證實(shí)LGE嚴(yán)重程度與HCM患者活檢中膠原蛋白的量獨(dú)立相關(guān)，LGE可以反映HCM活檢標(biāo)本中微觀心肌瘢痕的存在及程度[16]。局灶性心肌瘢痕與心律失常有關(guān)，可以作為AF發(fā)生的解剖學(xué)解釋[14]。前文已經(jīng)對(duì)心肌纖維化與AF在結(jié)構(gòu)方面的關(guān)系進(jìn)行了分析。越來(lái)越多的研究使用CMR對(duì)心臟定量研究來(lái)證實(shí)心臟不良事件的風(fēng)險(xiǎn)與LGE程度的相關(guān)性。定量LGE的評(píng)估作為對(duì)HCM患者進(jìn)行危險(xiǎn)分層的有效工具，可以幫助識(shí)別高?；颊遊17]。

年齡與左房大小在兩組間差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，這與之前的研究相一致[14，18]。AF組的LVEF低于無(wú)AF組，但在多因素Logistic回歸分析中，其并非HCM患者發(fā)生AF的影響因子，這與之前的研究相一致[18]。而有研究認(rèn)為L(zhǎng)VEF與AF的發(fā)生有關(guān)，LVEF的減低可能發(fā)生在AF之前，反映了有害機(jī)制的早期階段，如心肌纖維化[19]，這可能解釋了本研究中LVEF減低。本研究表明，房顫組與非房顫組的LVESV/BSA、LVEDV/BSA沒(méi)有顯著差異性，這與之前的研究相一致[14，18]。本研究中LVM在有無(wú)AF的HCM患者中差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。HCM患者的LVM較健康對(duì)照組高[20]，而且與HCM患者的舒張功能障礙正相關(guān)，但在HCM患者之間無(wú)顯著差異。

AF是HCM患者最常發(fā)生的心率失常，其發(fā)病率約為20%，在本研究中，AF的發(fā)病率為19.3%。HCM患者對(duì)AF的耐受性很差，主要是因?yàn)樗麄兊淖笫页溆蕾?lài)于心房收縮[21]。HCM患者發(fā)生AF后，因?yàn)樾牧λソ呦嚓P(guān)死亡率增加，與陣發(fā)性房顫相比，慢性房顫患者有更高的死亡率、功能障礙和卒中的概率，所以對(duì)于合并AF的HCM患者積極治療是非常必要的[22]。本研究探討了HCM患者發(fā)生AF的左室相關(guān)影響因素，對(duì)于指導(dǎo)臨床診斷、治療存在重大的意義。

本研究的局限性：(1) AF與左房纖維化密切相關(guān)，本研究沒(méi)有評(píng)估左房纖維化的程度，可以應(yīng)用mapping技術(shù)進(jìn)行下一步的定量研究；(2)樣本量偏小，沒(méi)有將HCM患者細(xì)分為梗阻性及非梗阻性，還需加大樣本量進(jìn)一步完善研究；(3)沒(méi)有應(yīng)用心臟磁共振組織追蹤技術(shù)(cardiac magnetic resonance tissue tracking，MR-TT)、心臟磁共振特征追蹤(cardiac magnetic resonance feature tracking，CMR-FT)技術(shù)等新技術(shù)對(duì)左室心肌進(jìn)行進(jìn)一步精確定量的分析。

總之，肥厚型心肌病伴或不伴房顫患者的左室峰值充盈率、左室射血分?jǐn)?shù)和年齡、左房前后徑、釓對(duì)比劑延遲強(qiáng)化百分比存在差異。與左室相關(guān)因素中，左室峰值充盈率、釓對(duì)比劑延遲強(qiáng)化百分比為肥厚型心肌病患者發(fā)生心房顫動(dòng)的影響因素。

利益沖突：無(wú)。