伴或不伴房顫的肥厚型心肌病患者左心結構與功能差異的MRI研究

徐敏，孫兆男，王旭超，徐暢，王巍

作者單位：哈爾濱醫科大學附屬第一臨床醫學院磁共振科，哈爾濱 150001

肥厚型心肌病(hypertrophic cardiomyopathy，HCM)是發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的類型，有癥狀AF的發病率約為普通人群相同年齡患者的四倍，無癥狀AF的發病率更高[1]。心臟磁共振(cardiac magnetic resonance，CMR)因其可以提供高時間及空間分辨率的心臟圖像[2]，能夠精確測量各心腔大小，得出心肌質量、射血分數等參數，甚至于可以檢測心肌應變、心肌重塑及心肌纖維化等，是評估心臟結構和功能的“金標準”。HCM患者對AF的耐受性差，對于HCM患者伴發AF的早期診斷及積極治療至關重要。已知HCM患者發生AF與左房的重塑和功能障礙密切相關[3]，近年來有研究認為AF與心室心肌重構存在相關性[4]，故本研究應用心臟磁共振對伴或不伴AF的HCM患者左心結構及功能差異進行研究。

1 材料與方法

1.1 研究對象

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檢查并且影像學上確診為HCM的患者109例(根據2014年歐洲心臟病學會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12導聯心電圖或24 d動態心電圖提示有房顫發生(根據2016年歐洲心臟病學會房顫管理指南[6]確定是否發生房顫，包括偶發房顫、陣發性房顫及持續性房顫)，或既往存在明確的房顫病史，分為房顫組(21例)，無房顫組(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。排除標準：(1)患者因其他原因引起的繼發性心肌肥厚(如高血壓、冠心病、運動員心臟肥厚等)；(2)患者身體狀態不佳，不能配合屏氣，圖像質量欠佳影響診斷；(3)存在磁共振檢查禁忌證者。

1.2 掃描方法及技術參數

使用1.5 T磁共振掃描儀(Siemens，Amira)，16通道心臟線圈，胸前導聯心電門控及呼吸門控。分別掃描左室長軸、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相電影序列，掃描參數：TR 43.42 ms，TE 1.44 ms，FOV 340 mm×340 mm，層厚6 mm。首過灌注，高壓注射器經肘靜脈團注入釓噴酸葡胺注射液(Magnevist，Bayer，德國) 0.1 mmol/kg，流速5 ml/s。首過灌注后追加釓噴酸葡胺注射液0.1 mmol/kg，流速2 ml/s，延遲圖像為首過掃描10～15 min后使用相位敏感反轉恢復序列掃描，掃描參數：TR 926.40 ms，TE 3.29 ms，FOV 360 mm×360 mm，層厚8 mm，獲得8～10層左室短軸層面，一層左室長軸層面，一層四腔心層面的釓對比劑延遲強化(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師進行處理，并將所有數據取平均值。人工描畫左心室短軸電影序列的心內、外膜邊界(不包括乳頭肌、血池)，工作站會自動生成磁共振相關參數。記錄左室射血分數(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LVESV、LVEDV、SV進行體表面積指數化。該工作站會同時自動生成左室容積-時間變化曲線(volume-time curve，VTC)(圖1A)。在左室短軸層面上測量左室舒張末期橫徑(left ventricular enddiastolic diameter，LVEDD)(圖1B)。在四腔心層面測量左房前后徑(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入CVI42 (5.9.5)軟件，人工描畫左室心內膜及心外膜邊界(不包括乳頭肌、血池)，勾畫出正常心肌作為感興趣區，選取平均數加五倍標準差方法[7]，軟件自動勾畫出延遲強化的心肌，由2名影像科主任醫師對勾畫的強化區域進行討論修正后，軟件自動得出延遲強化百分比(LGE%)(圖1D)。

1.4 統計方法

2 結果

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發生或有明確房顫病史。詳見表1。AF組患者的年齡大于無AF組，對比組間差異有統計學意義(P=0.003)。高血壓、暈厥、糖尿病、HCM家族史在兩組之間無統計學意義。

2.2 左室結構與功能參數及其與AF相關性的分析

圖1 A：左室容積-時間變化曲線(VTC)；B：短軸層面左室舒張末期左室橫徑測量方法；C：四腔心層面左室收縮末期左房前后徑及上下徑測量方法。D：應用CVI42軟件計算延遲強化百分比 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參數值比較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各參數數值見表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參數對比組間沒有顯著差異(P＜0.05)。在進行多因素Logistic回歸分析前對LVEF、LVPFR、LGE%進行共線性診斷，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)，得出三個自變量之間無顯著共線性。在多因素Logistic回歸分析中，HCM患者合并AF的相關因素為LVPFR (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不是其相關因素[P=0.165，OR=1.034，95%CI(0.986，1.085)]。

3 討論

本研究對HCM患者進行心臟磁共振掃描，得到多項有關左心形態及功能的磁共振參數，將患者分為AF組及無AF組，得出組間存在差異的磁共振參數，因之前研究已證實HCM患者左房大小與AF發生密切相關，故將左室相關參數進行共線性診斷排除共線性后，進行多因素Logistic回歸分析，得出肥厚型心肌病患者發生房顫的左室相關影響因素。目前認為肥厚型心肌病間接導致房顫的發生，它主要涉及遺傳因素、左房結構重塑及電重構。左房重塑縮短了心房不應期，這可以增強異位觸發的能力并啟動房顫[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管功能被動輸送血液至左室的能力下降[9]。左室主動擴張在HCM患者快速舒張期對左室充盈的貢獻減少，因此逐漸增加心房后負荷[10]，心房壓力升高最終導致心房擴張和重塑。簡而言之，HCM患者發生AF的機制是繼發于左室舒張功能障礙的心房重構所介導的。同時，肥厚型心肌病患者的左室纖維化是導致左室舒張功能減低的另一個原因。Pujadas等[11]的研究認為左房擴張在HCM患者中很常見并且左室纖維化進一步使左房增大，LGE強化代表的心肌纖維化會導致HCM患者左室充盈受損，造成左房壓力增加，進而左房增大。CMR的VTC曲線記錄整個心動周期左室體積隨時間的變化。LVPFR指每單位時間左室體積的最大變化，即VTC中的最大斜率。VTC的一階導數曲線可以獲取LVPFR，用此參數來代表左室舒張功能[12]。研究表明在常規超聲檢查顯示左室舒張功能正常時，CMR能夠檢測到舒張功能異常，這可能因為超聲間接測量舒張期充盈率，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發生的預測因子。在此前的研究中，Papavassiliu等[14]認為左房大小和LGE%與AF發生有關，并且左房大小為其最強獨立預測因子，LGE%次之，而與年齡及LVEF無關，這在一定程度上與本研究結果相一致。本研究對延遲強化程度進行定量評價，得出LGE%是HCM患者繼發AF的另一個影響因素。HCM患者心肌強化的組織學背景為局灶性纖維化以及局部增加的膠原蛋白含量[15]。有研究進一步證實LGE嚴重程度與HCM患者活檢中膠原蛋白的量獨立相關，LGE可以反映HCM活檢標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，可以作為AF發生的解剖學解釋[14]。前文已經對心肌纖維化與AF在結構方面的關系進行了分析。越來越多的研究使用CMR對心臟定量研究來證實心臟不良事件的風險與LGE程度的相關性。定量LGE的評估作為對HCM患者進行危險分層的有效工具，可以幫助識別高危患者[17]。

年齡與左房大小在兩組間差異具有統計學意義，這與之前的研究相一致[14，18]。AF組的LVEF低于無AF組，但在多因素Logistic回歸分析中，其并非HCM患者發生AF的影響因子，這與之前的研究相一致[18]。而有研究認為LVEF與AF的發生有關，LVEF的減低可能發生在AF之前，反映了有害機制的早期階段，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AF的HCM患者中差異無統計學意義。HCM患者的LVM較健康對照組高[20]，而且與HCM患者的舒張功能障礙正相關，但在HCM患者之間無顯著差異。

AF是HCM患者最常發生的心率失常，其發病率約為20%，在本研究中，AF的發病率為19.3%。HCM患者對AF的耐受性很差，主要是因為他們的左室充盈依賴于心房收縮[21]。HCM患者發生AF后，因為心力衰竭相關死亡率增加，與陣發性房顫相比，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患者發生AF的左室相關影響因素，對于指導臨床診斷、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，本研究沒有評估左房纖維化的程度，可以應用mapping技術進行下一步的定量研究；(2)樣本量偏小，沒有將HCM患者細分為梗阻性及非梗阻性，還需加大樣本量進一步完善研究；(3)沒有應用心臟磁共振組織追蹤技術(cardiac magnetic resonance tissue tracking，MR-TT)、心臟磁共振特征追蹤(cardiac magnetic resonance feature tracking，CMR-FT)技術等新技術對左室心肌進行進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、左室射血分數和年齡、左房前后徑、釓對比劑延遲強化百分比存在差異。與左室相關因素中，左室峰值充盈率、釓對比劑延遲強化百分比為肥厚型心肌病患者發生心房顫動的影響因素。

利益沖突：無。