心臟磁共振成像評(píng)價(jià)肥厚型心肌病左心室乳頭肌形態(tài)學(xué)改變的初步研究

徐森，孫玉，侯潔，李曉崗，尤紅蕊，張蓉蓉，齊妙，張立波，楊本強(qiáng)

作者單位：中國人民解放軍北部戰(zhàn)區(qū)總醫(yī)院放射科，沈陽 110016

心臟磁共振成像(cardiac magnetic resonance imaging，CMR)具備多參數(shù)、多平面和多序列的成像優(yōu)勢，能同時(shí)滿足對(duì)心臟解剖結(jié)構(gòu)、應(yīng)變功能、心肌血流灌注及組織學(xué)成分的評(píng)估需求，在心肌病病因診斷、病情危險(xiǎn)程度分層和預(yù)后預(yù)測方面發(fā)揮重要作用，已成為目前心肌病最理想的無創(chuàng)性影像檢查方法[1]。

肥厚型心肌病(hypertrophic cardiomyopathy，HCM)是一種原發(fā)于心肌組織的常染色體顯性遺傳性心臟病，部分病例可出現(xiàn)心源性猝死、心力衰竭以及惡性心律失常等嚴(yán)重不良心血管事件，因此HCM的早期診斷、及時(shí)有效干預(yù)和預(yù)后評(píng)估具有重要臨床意義。目前CMR主要是應(yīng)用在HCM心肌纖維化的定性檢測與定量評(píng)估方面的相關(guān)臨床研究，而且大多數(shù)研究已證實(shí)心肌纖維化是疾病發(fā)展進(jìn)程中獨(dú)立于心肌肥厚的一類特征性病理改變，與病情嚴(yán)重程度分級(jí)和預(yù)后預(yù)測等密切相關(guān)[2-4]。乳頭肌(papillary muscle，PM)是心室肌結(jié)構(gòu)的延伸部分，在維持心室結(jié)構(gòu)和功能完整性方面起到一定作用[5]，而且起源于乳頭肌結(jié)構(gòu)的室性心律失常事件也逐漸受到關(guān)注[6]。國內(nèi)關(guān)于HCM乳頭肌形態(tài)學(xué)特征評(píng)估以及其臨床價(jià)值的研究報(bào)道較少。本研究采用CMR評(píng)價(jià)HCM患者左心室乳頭肌形態(tài)學(xué)改變，并初步探討其形態(tài)學(xué)異常的臨床意義。

1 材料與方法

1.1 臨床資料

回顧性研究2015年1月至2019年10月在我院接受CMR平掃和增強(qiáng)檢查的48例HCM患者資料，男31例，女17例，年齡11～67(44±16)歲。納入標(biāo)準(zhǔn)為臨床明確診斷HCM，診斷依據(jù)是歐洲心臟病學(xué)會(huì)制定的診療指南[7]。排除標(biāo)準(zhǔn)為CMR圖像質(zhì)量差，運(yùn)動(dòng)偽影較大，干擾圖像分析及參數(shù)評(píng)估者。入組HCM患者根據(jù)左心室流出道梗阻情況分為流出道梗阻型組(10例)和非流出道梗阻型組(38例)，其中左心室流出道梗阻的定義是經(jīng)超聲多普勒成像所測流出道峰值壓差≥30 mmHg(1 mmHg=0.133 kPa)[8]。此外，本研究還納入同時(shí)期接受CMR檢查并在各序列圖像中均無陽性表現(xiàn)者30名作為正常對(duì)照組，男15例，女15例，年齡20～58(40±12)歲。本研究獲得醫(yī)院倫理委員會(huì)批準(zhǔn)[批準(zhǔn)號(hào)：倫審Y(2021)063號(hào)]，所有受試者均在CMR檢查前簽署知情同意。

1.2 CMR成像

采用Discovery 750 3.0 T MRI成像掃描儀(美國通用電氣公司)。主要檢查序列與掃描參數(shù)如下：(1)定位：3-PL Loc FIESTA：TR 3.1 ms，TE 1.4 ms，翻轉(zhuǎn)角45°，層厚8.0 mm，層間距2 mm，F(xiàn)OV 35 cm×35 cm，矩陣224×224，行兩腔心、四腔心、短軸位定位掃描；(2)T2WI抑脂黑血序列：Double IR FSE T2 Fat sat：TR 1600.0 ms，TE=69.2 ms，F(xiàn)OV 35 cm×35 cm，矩陣224×224；(3)心臟電影成像序列(cine-MRI)：4ch BH FIESTA CINE、short BH FIESTA CINE、L-Long BH FIESTA CINE，掃描參數(shù)為TR 3.5 ms，TE 1.6 ms，翻轉(zhuǎn)角45°，層厚8 mm，層間距2 mm，F(xiàn)OV 35 cm×35 cm，矩陣224×224。(4)心肌首過灌注：FGRE Time Course：TR 2.5 ms，TE 1.2 ms，翻轉(zhuǎn)角20°，層厚8 mm，層間距2 mm，矩陣128×128。經(jīng)肘靜脈以5 mL/s注射速率注入對(duì)比劑釓雙胺12 mL和生理鹽水20 mL；(5)延遲掃描：2D PSMDE：TR 6.7 ms，TE 3.1 ms，TI 400 ms，翻轉(zhuǎn)角15°，層厚5 mm，層間距1 mm，矩陣256×192，在心肌首過灌注掃描結(jié)束后立即以2 mL/s的注射速率注入對(duì)比劑釓雙胺8 mL和生理鹽水20 mL，在靜注對(duì)比劑后20 min掃描。

本研究的所有CMR圖像均上傳至CVI 42(Circle Cardiovascular Imaging，Canada)軟件進(jìn)行分析。由1名從事心血管病MRI影像診斷工作4年的主治醫(yī)師(醫(yī)師1)獨(dú)立完成CMR圖像分析與診斷，記錄左心室乳頭肌數(shù)目。利用軟件勾勒左心室心內(nèi)膜、心外膜及乳頭肌結(jié)構(gòu)輪廓用于定量評(píng)估左心室(left ventricle，LV)的射血分?jǐn)?shù)(ejection fraction，EF)、舒張末期容積指數(shù)(end-diastolic volume index，EDVi)、收縮末期容積指數(shù)(end-systolic volume index，ESVi)、左心室壁質(zhì)量指數(shù)(left ventricle mass index，LVMi)和乳頭肌質(zhì)量指數(shù)(papillary muscle mass index，PMMi)(圖1)。4周后，在HCM組和正常對(duì)照組分別隨機(jī)抽取10例樣本用于CMR測量左心室PM質(zhì)量參數(shù)值的可重復(fù)性評(píng)估研究[醫(yī)師1、醫(yī)師2(后者為從事心血管病MRI影像診斷工作3年的主治醫(yī)師)]。

1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

采用SPSS 26.0統(tǒng)計(jì)學(xué)軟件進(jìn)行分析。符合正態(tài)分布的計(jì)量資料用±s表示。兩組間比較采用獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)。相關(guān)性分析采用Pearson相關(guān)性檢驗(yàn)方法。采用連續(xù)變量一致性檢驗(yàn)分析CMR同一醫(yī)師間、不同醫(yī)師間測量PM質(zhì)量參數(shù)結(jié)果的可重復(fù)性差異，用同類相關(guān)系數(shù)(intraclass correlation coefficients，ICC)表示，并采用Bland-Altman分析計(jì)算一致性界限。P＜0.05表示差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

本研究HCM患者左心室乳頭肌數(shù)量為(2.4±0.6)，正常對(duì)照組為(2.1±0.3)，兩組間差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(t=2.423，P=0.018)。其中，在HCM組患者中，左心室3個(gè)乳頭肌6例(圖2A)，4個(gè)乳頭肌3例(圖2B)，2個(gè)乳頭肌39例；在正常對(duì)照組中，左心室2個(gè)乳頭肌26例，3個(gè)乳頭肌4例。1例HCM患者出現(xiàn)左心室乳頭肌釓對(duì)比劑延遲強(qiáng)化陽性(圖2C)。在左心室容積功能參數(shù)評(píng)估方面，HCM組和正常對(duì)照組間各項(xiàng)參數(shù)值差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義[EDVi：(73.4±10.6)mL/m2與(76.8±5.9)mL/m2，t=-1.782，P=0.079；ESVi：(30.5±9.1)mL/m2與(30.1±5.6)mL/m2，t=0.281，P=0.779；EF：58.5%±10.2%與60.9%±6.2%，t=-1.363，P=0.225]。與正常對(duì)照組相比，HCM組LVMi和PMMi均增大，差異有統(tǒng) 計(jì) 學(xué) 意 義[LVMi：(118.6±21.5)g/m2與(58.4±6.9)g/m2，t=17.966，P＜0.001；PMMi：(5.8±1.2)g/m2與(2.8±0.5)g/m2，t=15.101，P＜0.001](表1)。

表1 CMR測量HCM患者與正常對(duì)照組左心室各項(xiàng)功能參數(shù)比較(±s)Tab.1 Comparison of LV functional parameters on CMR between HCM patients and normal controls(±s)

表1 CMR測量HCM患者與正常對(duì)照組左心室各項(xiàng)功能參數(shù)比較(±s)Tab.1 Comparison of LV functional parameters on CMR between HCM patients and normal controls(±s)

注：HCM：肥厚型心肌??；LV：左心室；LVEDVi：左心室舒張末期容積指數(shù)；LVESVi：左心室收縮末期容積指數(shù)；LVEF：左心室射血分?jǐn)?shù)；LV mass：左心室質(zhì)量；LVMi：左心室壁質(zhì)量指數(shù)；PM number：乳頭肌數(shù)量；PM mass：乳頭肌質(zhì)量；PMMi：乳頭肌質(zhì)量指數(shù)；CMR：心臟磁共振成像。P＜0.05表示差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

參數(shù)HCM組(48例)對(duì)照組(30名)P值LVEDVi(mL/m2)LVESVi(mL/m2)LVEF(%)LV mass(g)LVMi(g/m2)PM number PM mass(g)PMMi(g/m2)73.4±10.6 30.5±9.1 58.5±10.2 216.6±38.8 118.6±21.5 2.4±0.6 10.5±2.2 5.8±1.2 76.8±5.9 30.1±5.6 60.9±6.2 106.4±12.7 58.4±6.9 2.1±0.3 5.1±1.1 2.8±0.5 0.079 0.779 0.225＜0.001＜0.001＜0.001＜0.001＜0.001

與左心室流出道非梗阻型組比較，合并流出道梗阻型HCM患者的LVMi和PMMi均增大，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義[LVMi：(131.9±15.3)g/m2與(115.7±21.8)g/m2，t=2.319，P=0.025；PMMi：(6.8±1.4)g/m2與(5.5±0.9)g/m2，t=3.546，P=0.001](表2)。本研究HCM組左心室流出道峰值壓差值為(25.2±7.1)mmHg，其中，非梗阻型HCM亞組的左心室流出道峰值壓差值為(22.0±2.8)mmHg，梗阻型HCM亞組的左心室流出道峰值壓差為(38.0±1.6)mmHg。Pearson相關(guān)性分析結(jié)果顯示：HCM左心室PMMi與左心室流出道峰值壓差值具有一定相關(guān)性(r=0.405，P=0.01)，而與左心室容積功能參數(shù)間不具有相關(guān)性。

表2 左心室流出道梗阻型與非梗阻型HCM左心室及乳頭肌質(zhì)量參數(shù)比較(±s)Tab.2 Comparison of LV and PM mass parameters between obstructive and non-obstructive HCM patients(±s)

表2 左心室流出道梗阻型與非梗阻型HCM左心室及乳頭肌質(zhì)量參數(shù)比較(±s)Tab.2 Comparison of LV and PM mass parameters between obstructive and non-obstructive HCM patients(±s)

注：HCM：肥厚型心肌?。籐V mass：左心室質(zhì)量；LVMi：左心室壁質(zhì)量指數(shù)；PM mass：乳頭肌質(zhì)量；PMMi：乳頭肌質(zhì)量指數(shù)。P＜0.05表示差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

組別梗阻型HCM(10例)非梗阻型HCM(38例)LV mass(g)241.5±28.1 211.1±38.9 LVMi(g/m2)131.9±15.3 115.7±21.8 PM mass(g)12.5±2.6 10.0±1.7 PMMi(g/m2)6.8±1.4 5.5±0.9 P值0.021 0.0250.001 0.001

在可重復(fù)性差異研究方面，CMR測量左心室PM質(zhì)量參數(shù)的同一醫(yī)師間、不同醫(yī)師間結(jié)果的同類相關(guān)系數(shù)均很高(ICC=0.961，0.913)，Bland-Altman分析圖顯示絕大多數(shù)點(diǎn)在95%一致性界限范圍之內(nèi)(圖3)。

圖3 Bland-Altman分析顯示同一醫(yī)師前后兩次(A)、不同醫(yī)師間(B)測量左心室乳頭肌質(zhì)量的一致性很好，絕大多數(shù)點(diǎn)位于95%置信區(qū)間界限之內(nèi)Fig.3 Bland-Altman analysis of intra-observer(A)and inter-observer(B)agreement in terms of the measurements of left ventricular papillary muscle mass.

3 討論

本研究通過CMR定量評(píng)估HCM患者左心室乳頭肌形態(tài)學(xué)變化，研究結(jié)果顯示HCM在左心室壁心肌異常增厚的病理基礎(chǔ)上還合并乳頭肌數(shù)量及質(zhì)量改變，而且PM質(zhì)量參數(shù)與左心室流出道跨瓣膜壓力差值間存在相關(guān)性。其次，CMR測量PMMi結(jié)果一致性很好，是評(píng)估乳頭肌形態(tài)變化的有效影像手段。本研究提示HCM可能是同時(shí)累及左心室壁心肌和乳頭肌的一類多基因遺傳性疾病，故乳頭肌形態(tài)結(jié)構(gòu)評(píng)估在HCM患者病變?cè)\斷、病情危險(xiǎn)程度分級(jí)以及預(yù)后預(yù)測中具有潛在臨床價(jià)值。

3.1 HCM定義與分型

HCM典型的特征改變是心肌異常肥厚，其常用的臨床診斷標(biāo)準(zhǔn)為舒張末期左心室壁厚度≥15 mm和(或)肥厚心室壁與正常心室壁厚度比值≥1.5。根據(jù)心室壁肥厚結(jié)構(gòu)位置不同，HCM分為室間隔肥厚型、心尖部肥厚型和乳頭肌肥厚型心肌病[7]。其中，室間隔肥厚型HCM主要累及大部分室間隔和左心室前壁，以基底段尤其顯著，?？梢蚱渥笮氖伊鞒龅廓M窄和梗阻；心尖部肥厚型HCM典型表現(xiàn)為心尖部均勻?qū)ΨQ性心肌增厚，類似“黑桃尖”的表現(xiàn)[9]；乳頭肌型肥厚型HCM發(fā)病率較低，但有文獻(xiàn)認(rèn)為單純?nèi)轭^肌肥厚與不明原因的猝死具有相關(guān)性[10-11]。

3.2 PM形態(tài)學(xué)參數(shù)評(píng)估

目前，HCM左心室壁心肌增厚、心肌應(yīng)變以及心肌組織學(xué)評(píng)估研究已有大量文獻(xiàn)報(bào)道[12-15]，且其研究結(jié)果為HCM病情評(píng)估、臨床診療決策和患者管理等提供了重要的循證醫(yī)學(xué)證據(jù)，但是HCM左心室乳頭肌形態(tài)學(xué)改變的相關(guān)研究報(bào)道較少。本研究結(jié)果顯示，與正常對(duì)照組相比，HCM患者左心室乳頭肌數(shù)量增多、質(zhì)量增大，這與以往文獻(xiàn)報(bào)道結(jié)果基本保持一致[16]。此外，本研究結(jié)果顯示HCM合并左心室流出道梗阻型患者的左心室乳頭肌質(zhì)量值增大更顯著。這在一定程度上說明HCM患者左心室乳頭肌形態(tài)異常發(fā)生率較高，而且乳頭肌肥厚一方面是由于基因突變的原發(fā)性因素，另一方面是左心室流出道梗阻伴心室腔內(nèi)壓力超負(fù)荷而繼發(fā)性肥大[16-17]。由此看來，HCM患者合并左心室流出道梗阻時(shí)可促進(jìn)心室壁心肌和乳頭肌肥厚病變的進(jìn)一步發(fā)展演變。

左心室壁心肌纖維化在HCM人群中發(fā)生率很高，其主要組織病理學(xué)改變主要包括間質(zhì)性、血管周、替代性以及叢狀纖維化等，而且心肌纖維化的嚴(yán)重程度與預(yù)后密切相關(guān)[18-20]。左心室乳頭肌主要包括前外側(cè)群和后正中群兩組，其中前者為雙動(dòng)脈供血，后者為單一動(dòng)脈供血。有研究顯示乳頭肌梗死可見于14%的心肌梗死病例，乳頭肌梗死可導(dǎo)致二尖瓣反流和室性心律失常，與患者預(yù)后不良(如心肌梗死面積、左心室功能不全程度、主要不良心血管事件等)具有相關(guān)性[21]。在心肌梗死病例中，乳頭肌內(nèi)出現(xiàn)釓對(duì)比劑延遲強(qiáng)化陽性可作為預(yù)測未來心律失常事件發(fā)生的一個(gè)征象[22]。由此看來，左心室乳頭肌心肌組織學(xué)成分的檢測與評(píng)估在疾病危險(xiǎn)程度分級(jí)和預(yù)后預(yù)測中具有重要臨床價(jià)值。本研究HCM患者中檢出乳頭肌釓對(duì)比劑延遲強(qiáng)化陽性，且其質(zhì)量參數(shù)更大，與文獻(xiàn)報(bào)道大致相同[15]。這可能與HCM心肌纖維化自身組織病理學(xué)特點(diǎn)相關(guān)，即HCM心肌延遲強(qiáng)化區(qū)域內(nèi)對(duì)比劑與水的容積分布均擴(kuò)大，而陳舊性心肌梗死的延遲強(qiáng)化部分系瘢痕組織，其對(duì)比劑分布容積擴(kuò)大，而水的分布容積減少[17]。

3.3 可重復(fù)性評(píng)估

本研究還開展了CMR定量評(píng)估左心室乳頭肌質(zhì)量的可重復(fù)性研究，結(jié)果顯示同一醫(yī)師間、不同醫(yī)師間乳頭肌質(zhì)量參數(shù)一致性很好，可重復(fù)性好。這一方面與CMR多序列、多參數(shù)、多平面成像和高軟組織對(duì)比度等自身成像優(yōu)勢有關(guān)，能全面清晰顯示乳頭肌形態(tài)學(xué)結(jié)構(gòu)，另一方面在于本研究采用的圖像后處理軟件性能優(yōu)良，操作便捷，自動(dòng)化程度較高，能很大程度上降低不同操作者間個(gè)體差異。

3.4 局限性

本研究存在一定局限性。研究是一項(xiàng)單中心、回顧性研究，研究結(jié)果不可避免存在偏倚。因入組HCM患者左心室壁心肌延遲強(qiáng)化區(qū)域分布特點(diǎn)，不利于實(shí)施心肌纖維化定量化評(píng)估，本研究未開展HCM心肌纖維化定量參數(shù)與乳頭肌質(zhì)量的相關(guān)性分析。鑒于入組樣本量有限，本研究暫未探討乳頭肌形態(tài)結(jié)構(gòu)改變?cè)贖CM患者預(yù)后預(yù)測中價(jià)值，將在后續(xù)研究中擴(kuò)大樣本量并做進(jìn)一步探討。

綜上所述，HCM在左心室壁心肌異常肥厚、心肌纖維化等病理改變的基礎(chǔ)上，可合并乳頭肌形態(tài)學(xué)結(jié)構(gòu)和組織學(xué)改變。CMR憑借自身成像優(yōu)勢可成為評(píng)價(jià)乳頭肌形態(tài)學(xué)變化的一種可靠影像手段。未來需要開展大樣本量及縱向隨訪隊(duì)列研究以明確HCM患者左心室乳頭肌形態(tài)學(xué)改變和組織學(xué)改變?cè)贖CM臨床診療和患者管理方面中的潛在臨床應(yīng)用價(jià)值。

作者利益沖突聲明：全體作者均聲明無利益沖突。