基于CMR-FT機(jī)械離散在心肌疾病中的應(yīng)用研究進(jìn)展

張莉 馬運(yùn)婷 趙新湘

心肌疾病的發(fā)病率逐年增加，且發(fā)病越來越趨于年輕化，各種心肌疾病的預(yù)后與主要不良心血管事件（major adverse cardiovascular event,MACE）的發(fā)生密切相關(guān)，MACE主要包括心肌梗死、室性心律失常、心力衰竭等。機(jī)械離散是衡量整個(gè)心動(dòng)周期心肌收縮區(qū)域異質(zhì)性的指標(biāo)[1-2]，可更細(xì)微地反映心肌結(jié)構(gòu)和電生理的改變，從而更早期評(píng)價(jià)心功能、心肌形變和電傳導(dǎo)等，有助于對(duì)缺血、非缺血性心肌病引起的心律失常等MACE的風(fēng)險(xiǎn)分層和治療策略的選擇[3]。

1 機(jī)械離散的概念和評(píng)價(jià)方法

1.1 概念 機(jī)械離散為應(yīng)變衍生參數(shù)。其最早的應(yīng)用是基于斑點(diǎn)追蹤衍生的超聲心動(dòng)圖。心肌收縮的異質(zhì)性是由心肌電傳導(dǎo)特性的區(qū)域差異引起的，可能與心肌的機(jī)械特性和電離散有關(guān)，這種心肌電離散是由傳導(dǎo)緩慢的區(qū)域所引起，導(dǎo)致心肌的電傳導(dǎo)不穩(wěn)定，故而稱之為機(jī)械離散[4-6]。機(jī)械離散在超聲心動(dòng)圖上被定義為從心電圖的Q/R波起始到左室各節(jié)段的負(fù)應(yīng)變峰值時(shí)間的標(biāo)準(zhǔn)偏差[3]。在心臟磁共振（cardiac magnetic resonance，CMR）中，機(jī)械離散被定義為左室16個(gè)節(jié)段心肌應(yīng)變達(dá)到峰值時(shí)間的標(biāo)準(zhǔn)差[2]。機(jī)械離散值越小，心肌電傳導(dǎo)達(dá)到心肌興奮時(shí)間越短，心肌功能越好；機(jī)械離散值越大，心肌電傳導(dǎo)時(shí)間越長(zhǎng)，心肌功能越差。目前尚無確定的正常值或異常值，但針對(duì)確切疾病的研究表明,其有最佳截?cái)嘀?如早期一項(xiàng)關(guān)于左室機(jī)械離散的研究[1]顯示，左室機(jī)械離散值>70 ms且放置植入型心律轉(zhuǎn)復(fù)除顫器（implantable cardioverter-defibrillator，ICD）的病人比左室機(jī)械離散值<70 ms且植入ICD的病人心律失常發(fā)生率更高。一項(xiàng)對(duì)缺血性心肌病的研究[7]發(fā)現(xiàn)，左室機(jī)械離散值>53.5 ms的病人心肌瘢痕發(fā)生率更高，心功能也越差。

1.2 評(píng)價(jià)方法 目前機(jī)械離散多采用超聲斑點(diǎn)追蹤技術(shù)評(píng)價(jià)，但其空間分辨力較低，其影像質(zhì)量易受操作者干擾，且后處理軟件之間測(cè)量差異較大，準(zhǔn)確性有待提高。CMR可提供高空間分辨力和高信噪比影像，可多方位多序列成像，且具有將心肌組織學(xué)的宏觀表現(xiàn)和病理細(xì)胞分子學(xué)的微觀表現(xiàn)相結(jié)合的優(yōu)勢(shì)。Yang等[8]研究顯示，相對(duì)于超聲心動(dòng)圖，CMR更有助于心肌疾病的分類，并可對(duì)臨床初診的心肌病進(jìn)行重新分類，從而可改變治療策略。CMR一站式檢查不僅可對(duì)心臟的形態(tài)、功能、血流灌注進(jìn)行評(píng)價(jià)，還可對(duì)心肌形變進(jìn)行高度可重復(fù)的追蹤。理論上，CMR測(cè)量的心肌機(jī)械離散更準(zhǔn)確。CMR應(yīng)變包括組織標(biāo)記、CMR組織特征追蹤（cardiac magnetic resonance-feature tracking,CMRFT）、梯度回波心肌標(biāo)記、諧波成像等多種技術(shù)。其中CMR-FT相對(duì)便捷，應(yīng)用較多，目前被認(rèn)為是評(píng)價(jià)心肌形變程度及功能狀態(tài)的首選方法，可以準(zhǔn)確評(píng)價(jià)心肌運(yùn)動(dòng)障礙，早期發(fā)現(xiàn)心肌疾病的應(yīng)變異常[9-10]?；贑MR-FT測(cè)量左室機(jī)械離散是將CMR獲得的心臟電影影像通過心血管后處理軟件CVI42 V5.13.7（加拿大圓心血管影像有限公司）處理獲得左心室16個(gè)節(jié)段應(yīng)變峰值時(shí)間，再計(jì)算出16個(gè)節(jié)段峰值時(shí)間的標(biāo)準(zhǔn)偏差百分比，即機(jī)械離散值，這與Muser等[2]研究的獲取方法相一致。相對(duì)于其他左室應(yīng)變指標(biāo)，如整體縱向應(yīng)變、整體周向應(yīng)變、應(yīng)變率等，左室機(jī)械離散不僅能評(píng)價(jià)心肌的形態(tài)、功能和應(yīng)變，還能評(píng)價(jià)心肌電傳導(dǎo)的差異性。

2 CMR-FT機(jī)械離散在心肌疾病中的應(yīng)用研究進(jìn)展

2.1 缺血性心肌病 缺血性心肌病是由于冠狀動(dòng)脈粥樣硬化所致心肌供血不足引起的心肌梗死和纖維化，其臨床特點(diǎn)為繼發(fā)心力衰竭、惡性心律失?；蛐脑葱遭溃╯udden cardiac death，SCD）。心肌缺血和梗死可能引起心肌非同步性收縮，導(dǎo)致心肌收縮及舒張功能異常[11]，同時(shí)還會(huì)引起心肌電特性的改變，導(dǎo)致心肌電傳導(dǎo)出現(xiàn)異常。左室機(jī)械離散不僅與左室收縮和舒張功能障礙有關(guān)[12]，還與心肌細(xì)胞病理生理改變有關(guān)，比如心肌梗死后可發(fā)生心肌細(xì)胞的缺血、壞死、纖維化、電傳導(dǎo)異常等導(dǎo)致的心肌電生理活動(dòng)異常[13-15]。因此，機(jī)械離散不僅可以反映心肌功能應(yīng)變，還能反映心肌電傳導(dǎo)異常，在心肌疾病的臨床應(yīng)用中是一個(gè)潛在的新參數(shù)指標(biāo)。

2.1.1 心肌梗死 心肌梗死后心肌組織的異質(zhì)性增加，包括壞死的心肌、梗死后纖維化及代償性肥大的心肌，導(dǎo)致心肌收縮和電傳導(dǎo)異質(zhì)性增加，因此心肌梗死后機(jī)械離散值會(huì)明顯增加。Muser等[2]研究首次運(yùn)用CMR-FT獲得的機(jī)械離散評(píng)估ST段抬高型心肌梗死（ST-segment elevated myocardial infarction,STEMI）的患病率、預(yù)后及機(jī)械離散與STEMI的相關(guān)性，結(jié)果表明機(jī)械離散是評(píng)價(jià)STEMI心肌損傷程度的指標(biāo)，可提供顯著、獨(dú)立的長(zhǎng)期預(yù)后信息。也有研究[12]表明左室機(jī)械離散是STEMI的有效預(yù)測(cè)因子。Haugaa等[5]研究顯示聯(lián)合機(jī)械離散和整體縱向應(yīng)變可以改善心肌梗死后接受ICD病人的預(yù)后，特別是對(duì)于左室射血分?jǐn)?shù)（left ventricular ejection farction，LVEF）超過35%且未滿足ICD的病人。機(jī)械離散可成為預(yù)測(cè)心肌梗死及改善心肌梗死后ICD病人預(yù)后的新參數(shù)指標(biāo)。機(jī)械離散能早期預(yù)測(cè)心肌缺血，且還能預(yù)測(cè)心肌梗死導(dǎo)致的MACE[16]?；贑MR-FT獲得的機(jī)械離散在臨床上可以指導(dǎo)醫(yī)生選擇合適的治療策略，在STEMI病人中血管緊張素轉(zhuǎn)換酶抑制劑或血管緊張素受體阻滯劑使用量的減少以及整體縱向應(yīng)變的減小與左室機(jī)械離散的延長(zhǎng)顯著相關(guān)[17]。因此左室機(jī)械離散有助于心肌梗死的風(fēng)險(xiǎn)分層，可將左室機(jī)械離散作為心肌梗死風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的參考指標(biāo)，從多維度多參數(shù)對(duì)疾病進(jìn)行評(píng)價(jià)及相關(guān)治療。

2.1.2 心律失常性疾病 室性心律失常（ventricular arrhythmias，VA）是心肌梗死病人的MACE之一，并與其他MACE（心力衰竭、SCD）密切相關(guān)。機(jī)械離散可反映電傳導(dǎo)的差異，因此可用于VA的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估。有研究[18]表明，在中年人群中，冠心病和高血壓病人機(jī)械離散值增加與惡性心律失常和SCD的風(fēng)險(xiǎn)升高相關(guān)。VA在很大程度上起源于心肌瘢痕內(nèi)部和周圍的電活動(dòng)不均勻區(qū)，機(jī)械離散正好可以檢測(cè)到此區(qū)[19]。在缺血性心肌病病人中，機(jī)械離散的嚴(yán)重程度與隨訪期間發(fā)生的VA相關(guān)，而且機(jī)械離散是目前預(yù)測(cè)心肌病較好的指標(biāo)，對(duì)心肌梗死的預(yù)測(cè)價(jià)值明顯優(yōu)于射血分?jǐn)?shù)和整體縱向應(yīng)變[1,3]。嚴(yán)重左室功能不全的LVEF（LVEF<35%）是預(yù)測(cè)心臟病病人VA的有效指標(biāo)，但LVEF對(duì)心肌病的預(yù)測(cè)也存在一定的局限性，包括對(duì)心率、平移運(yùn)動(dòng)、幾何假設(shè)和重現(xiàn)性的影響[20]。因此，機(jī)械離散可能是預(yù)測(cè)心律失常性疾病和心肌疾病的較好參數(shù)。此外，在SCD的病人中，LVEF>35%的病人并不少見[21]。心肌纖維化的存在是導(dǎo)致心律失常的因素，心肌纖維化帶來的組織異質(zhì)性導(dǎo)致心肌電傳導(dǎo)和收縮的不規(guī)律，機(jī)械離散可早期反映這種微觀心肌電傳導(dǎo)和收縮的差異性[22-23]。而且與超聲心動(dòng)圖和CMR-FT衍生的其他參數(shù)相比，左室機(jī)械離散的增大對(duì)全因死亡率和ICD治療的終點(diǎn)事件具有明顯的預(yù)測(cè)價(jià)值[7]。因此機(jī)械離散不僅可以早期預(yù)測(cè)VA，還可指導(dǎo)臨床醫(yī)生對(duì)病人進(jìn)行早期干預(yù)，減少M(fèi)ACE的發(fā)生，提高病人的遠(yuǎn)期生存率及改善預(yù)后。

2.2 非缺血性心肌病 非缺血性心肌病是指在無顯著冠狀動(dòng)脈疾病的情況下，伴有心室功能不全的心肌疾病[24]。非缺血性心肌病表現(xiàn)為左心室功能障礙，可伴有心室擴(kuò)張或心肌肥厚。由于心肌進(jìn)行性損傷，導(dǎo)致心室功能障礙、心律失常、心力衰竭等，機(jī)械離散可反映心室功能，預(yù)測(cè)心律失常，并與心力衰竭的預(yù)后有關(guān)。Kosiuk等[25]研究首次將機(jī)械離散應(yīng)用于非缺血性心肌病病人，結(jié)果顯示，20例非缺血性心肌病病人中，有11例出現(xiàn)了室性心動(dòng)過速或室性顫動(dòng)；與沒有心律失常的病人相比，有室性心動(dòng)過速或室性顫動(dòng)病人的機(jī)械離散值更高，表明機(jī)械離散值的升高與長(zhǎng)期隨訪非缺血性心肌病期間發(fā)生的VA顯著相關(guān)；研究還顯示機(jī)械離散也可作為臨床決策的參考指標(biāo)，在非缺血性心肌病病人中，新診斷的心力衰竭后植入ICD的最佳時(shí)機(jī)及最佳LVEF臨界值仍未明確，而機(jī)械離散可為此類病人提供額外的信息以指導(dǎo)ICD植入的臨床決策。沒有血清學(xué)和CMR檢查，非缺血性心肌病可能被誤診為缺血性心肌病或特發(fā)性心肌病，這些疾病的治療方法不同，從而導(dǎo)致無效治療。因此，機(jī)械離散對(duì)預(yù)測(cè)非缺血性心肌病發(fā)生心律失常性疾病和選擇臨床治療決策具有重要價(jià)值。

左室機(jī)械離散在非缺血性心肌病的應(yīng)用研究中，與肥厚型心肌病（hypertrophic cardiomyopathy,HCM）相關(guān)的研究相對(duì)較多。有研究[26]對(duì)31例由MYBPC3-Q1061X突變引起的HCM病人進(jìn)行研究，結(jié)果顯示11例發(fā)生了非持續(xù)性心動(dòng)過速，而且發(fā)生非持續(xù)性心動(dòng)過速的HCM病人的機(jī)械離散值[（93±41）ms]較無非持續(xù)性心動(dòng)過速HCM病人的機(jī)械離散值[（50±18）ms]顯著增高，表明左室機(jī)械離散可較好地區(qū)分有無非持續(xù)性心動(dòng)過速的HCM病人，機(jī)械離散可能是評(píng)價(jià)VA易感性的獨(dú)立指標(biāo)。HCM病人的預(yù)后差異很大，HCM也是年輕病人SCD最常見的原因之一，心室的不均勻收縮與SCD有關(guān)，亦可引起心肌變形，進(jìn)而引起機(jī)械離散的變化[27]。因此，機(jī)械離散可反映SCD的心肌變化，從而對(duì)HCM有潛在的預(yù)測(cè)價(jià)值，也可能是預(yù)防非缺血性心肌病病人SCD的一個(gè)潛在參考指標(biāo)。HCM的另一并發(fā)癥是進(jìn)行性心力衰竭，機(jī)械離散與心力衰竭的預(yù)后相關(guān)[28]。HCM的典型病理特征包括心肌細(xì)胞紊亂、小血管病變和心肌纖維化，從而會(huì)引起肥厚心室節(jié)段發(fā)生應(yīng)力變化，機(jī)械離散可反映心肌變形和纖維化程度[6]。聯(lián)合左、右室的機(jī)械離散可改善HCM中心律失常的風(fēng)險(xiǎn)分層[29]，機(jī)械離散值增高與HCM病人并發(fā)癥的發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)密切相關(guān)，這可為臨床診療提供重要的信息，從而減少HCM病人的并發(fā)癥，改善HCM心律失常的風(fēng)險(xiǎn)分層。

3 CMR-FT機(jī)械離散的應(yīng)用局限性及前景

目前基于CMR-FT的機(jī)械離散在心肌疾病中的應(yīng)用尚處于起步階段，仍存在一些局限性，如后處理軟件的不同、尚無前瞻性大樣本多中心的研究、機(jī)械離散的應(yīng)用機(jī)制尚未完全明確等。但理論上機(jī)械離散反映的是心肌各區(qū)域收縮的異質(zhì)性，并與電傳導(dǎo)的差異相關(guān)，因此可更早期反映心肌收縮功能和心肌電生理的異常，從而更好地評(píng)價(jià)心肌功能的改變，有助于對(duì)MACE的風(fēng)險(xiǎn)分層。此外，機(jī)械離散通過后處理獲得，并不需要增加額外的掃描序列，結(jié)合CMR組織特征成像，可為心肌疾病治療策略的選擇提供額外有價(jià)值的信息，具有良好的應(yīng)用前景。綜上，基于CMR-FT的機(jī)械離散從微觀的角度評(píng)價(jià)心肌機(jī)械收縮和心電活動(dòng)的異質(zhì)性，有助于對(duì)心肌疾病的心功能評(píng)價(jià)、MACE風(fēng)險(xiǎn)分層的預(yù)測(cè)及治療策略的選擇等，對(duì)指導(dǎo)臨床治療具有積極的意義。