應用心臟磁共振Tissue tr acking探討右室長軸心肌應力與年齡性別的關系

王聰聰，劉婷，趙宇，李佩玲

近年來，越來越多的研究者認識到右室功能對于心血管疾病診斷的重要性，但受限于右室復雜的構造、濃密的心肌小梁、心室位于胸骨后的解剖結構以及復雜的運動等因素，使其測量手段受到極大限制[1]。雖然超聲心動圖以及斑點追蹤技術在臨床上應用相對較多，但其缺乏標準的參考點，并且手法依賴性極強[2]。另外，臨床上較多應用左右心室射血分數對心血管疾病進行評估[3]，但越來越多的研究傾向于心肌應力及應力率。研究表明，心臟磁共振技術獲取心肌應力是早期發現心血管功能紊亂的敏感指標[4]。心臟磁共振組織追蹤(cardiac magnetic resonance tissue tracing，CMR-TT)技術可以快速準確地獲取右室高質量的電影圖像評估右室功能狀態[5]。本研究的目的在于應用心臟磁共振Tissue tracking評估健康中國人右心室心肌長軸應力及應力率正常參數，進一步探討其與年齡性別的相關性。

1 材料與方法

1.1 研究對象

將在中國醫科大學附屬第一醫院接受心臟磁共振掃描的100名健康志愿者(20～70歲)，10歲為一個年齡段分為5組，每組20人，平均年齡(45.4±15.3)歲。納入標準：無高血壓、糖尿病、肥胖、血脂異常以及心血管疾病，左室收縮和舒張功能正常。

1.2 掃描設備及方法

應用德國Siemens Verio 3.0 T MR掃描儀及32通道表面相控陣心臟線圈。成像序列為自由進動穩態序列電影成像，應用心電門控和呼吸門控，患者取仰臥位，采集右心室基底部至心尖部短軸位電影及長軸位四腔心電影圖像，主要成像參數：FOV 286 mm×340 mm，矩陣216×256，TR 3.40 ms，TE 1.70 ms，時間分辨率40 ms，層厚8 mm。

1.3 圖像處理

將獲取圖像導入CVI42(5.9.1)后處理軟件進行脫機工作，選定右心室長軸及短軸舒張時相，軟件會應用特定右心室軌跡工具確定心內膜及心外膜，由經驗豐富的操作者核查軌跡的準確性，必要時作適當調整，心肌小梁將被小心排除，在長軸標記三尖瓣平面和心尖位置，最后以右心室短軸舒張期時相任意點為追蹤起點，獲取長軸整體及局部應力和應力率峰值。

1.4 重復性

觀察者之間的差異性通過兩名研究者用獲取的心臟電影圖像在20名被試中進行分析。同樣的圖像由操作者分別分析，獨立記錄結果進行盲評。觀察者內部的差異性由一名觀察者在7～10 d的不同時間點分別對20名被試進行評估。

1.5 統計學分析

對于標準分布，連續變量用平均值±標準差來表示。數據分析用SPSS軟件進行。用Shapiro-Wilk測試來檢測標準度。獨立樣本t檢驗用來比較不同性別的差異。Spearman's Rho相關測試用來評估應力及應力率和年齡之間的關系。通過Bland-Altman分析和組內相關系數計算平均偏差和一致性的95%區間來測試一致性。P＜0.05認為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 研究對象的基本情況

對符合納入標準的100名志愿者進行心臟磁共振掃描，具體的臨床情況見表1，女性的身高、體重、體表面積以及左右心室舒張末期容積均小于男性(P＜0.05)，但所有數值均在正常范圍內。所有納入的志愿者左右心室的射血分數均大于50%，男女無明顯差異。

2.2 應力及應力率結果

應力及應力率與性別的相關性具體參數、與年齡相關性具體參數見表2。研究表明，右心室心肌應力及應力率與年齡性別均沒有顯著相關性，見表3。

3 討論

3.1 右心室心肌長軸應力及應力率的臨床實用性

該研究應用心臟磁共振組織追蹤技術獲取右心室長軸心肌應力及應力率的正常參數，并進一步得到其與年齡性別不存在顯著相關的結論。因此，獲取正常人的右心室心肌應力及應力率正常參數具有重要的臨床研究價值，心肌應力及應力率作為心臟疾患預診斷的敏感指標，可以更有效地為臨床工作提供指導。Truong等[6]發表了包括50名(男22名，女28名)健康志愿者的心肌應力數據，整體長軸應力峰值與性別相關性為P＞0.05，該研究未涉及心肌應力率。Liu等[7]報道了100名來自英國伯明翰大學心血管研究中心的正常志愿者右室長軸的正常參數。該兩篇報道關于右心室長軸正常參數具有一致之處，即健康人右心室長軸應力不會隨年齡性別的改變而發生變化，因此獲取健康人的右心室長軸應力正常參數可以作為心肺疾病預診斷及愈后的更敏感的參照標準，可以為臨床的早期、準確診斷與及時治療提供良好的指導。

表1 100名健康志愿者基本信息Tab.1 Basic information of 100 healthy volunteers

圖1 A：四腔心長軸應力；B～D分別為短軸周向應力基底部、中間部、心尖部應力。所有的圖像均為舒張期。圖中所示白色線內為對右心室的追蹤，每個曲線圖顯示了右室每25個時相的應力值，包括峰值Fig. 1 A: Longitudinal strain in the four chamber view; B—D: Circumferential strain at base, mid-cavity and apex respectively in the short axis view. All images shown are in diastole. The white color on the images shows the tracking of the ventricle. Each graph shows the stress values for every 25 phases of the right ventricle, the peak value was recorded.

表2 右心室心肌應力及應力率(%)Tab.2 Strain and strain rate in the right ventricular(%)

表3 應力隨年齡變化情況(%)Tab.3 Strain by age decile (%)

3.2 心臟磁共振Tissue tracking技術的優勢

目前臨床上較多應用超聲相關技術對患者心臟功能做出評價，超聲技術雖經濟、簡便，可快速對全心結構及功能做出初步判斷[8-9]，但其空間分辨率較低以及受限于聲窗，并且手法依賴性極強，不同觀察者之間的差異性也影響了觀察結果的可信度[10-12]。而3.0 T MR具有較高的空間分辨率，并且能夠準確評估右心室整體及局部功能，心臟磁共振是測量心臟功能參數的金標準，采集的右室基底部至心尖部短軸位電影及長軸位四腔心電影圖像，能夠用來反復測量獲取右室心肌應力、應力率及心功能參數，并且可以用于不同觀察者之間的可重復性分析(圖1)。

射血分數(ejection fraction，EF)值是評估心臟功能受損的另一種重要手段，在臨床心血管疾病中有較多應用[13-14]，但臨床上許多癥狀明顯的疾病EF值并未出現顯著下降，而是處于心臟自我保護的代償階段。因此，單憑EF值評價心功能并不可靠[15-16]，而心肌應力及應力率是發現亞臨床心血管疾病更為敏感的指標[7，17-18]，能夠在疾病初期EF值并未出現顯著改變的情況下作為心功能受損的參考指標。

3.3 局限性

該技術雖然應用了心電門控及呼吸門控，可以有效實時監測并提高圖像質量，但該技術對患者心率具有嚴格要求，心率大于70次/min會對圖像質量產生不同程度的影響[19-20]，并且該研究屬于小樣本研究，年齡跨度未能充分體現差異性。相信隨著心臟磁共振技術的發展及研究者的努力，這些局限性均能得到克服。

現階段受限于各方面的原因，關于右心室心肌應力及應力率的相關研究很少，技術尚不成熟。因此該參數還未能在臨床上廣泛開展應用，但該數據全面、超前、準確等特點具有很高的臨床實用性，相信未來會有更多的研究者參與研究，并且會將該技術運用于不同的右室疾病的患者中。

利益沖突：無。