心肌應(yīng)變力檢測急性心肌梗死再灌注術(shù)后微循環(huán)障礙：基于特征追蹤心臟MRI

晏乘曦，常瑩，任美吉，孫崢，劉志，楊旗

經(jīng)皮冠狀動脈血運重建術(shù)(percutaneous coronary intervention，PCI)后微循環(huán)障礙(microvascular obstruction，MVO)影響心室功能恢復(fù)并且與心臟不良事件有關(guān)，嚴(yán)重的會導(dǎo)致充血性心力衰竭甚至死亡[1]。心臟磁共振成像(cardiac MRI，CMRI)延遲強化序列可準(zhǔn)確顯示微循環(huán)障礙所致的心肌受損區(qū)域[2]。盡管目前已證實MVO對整體左室重塑有不利影響，然而對它與局部功能障礙關(guān)系的研究卻很有限[3]。心肌應(yīng)變力(strain)分析可以定量測量心肌的局部功能[4]。本研究旨在運用CMRI心肌應(yīng)變力分析來探討不同程度心肌梗死(acute myocardial infarction，AMI)對左室局部功能的影響。

材料與方法

1.臨床資料

前瞻性納入本院2016年1月-2019年5月因急性心肌梗死行PCI術(shù)后3～7天的30例患者，其中，男28例，女2例，年齡42～71歲，平均(57.03±10.84)歲。納入標(biāo)準(zhǔn)：患者起病12小時以內(nèi)進行PCI術(shù)。排除標(biāo)準(zhǔn)：①既往有心肌梗死、室性心律失常、心源性卒中或心肌病病史；②有心臟磁共振檢查禁忌證。所有患者有完整的相關(guān)病史及實驗室檢查資料、愿意配合本研究并簽署知情同意書。

2.圖像采集

使用Siemens Magnetom Verio 3.0T磁共振掃描儀、心臟相控陣線圈并結(jié)合心電門控(ECG)技術(shù)，患者取仰臥位，于呼氣末屏氣采集。主要掃描序列為心室短軸位、兩腔心及四腔心層面T2-STIR序列、平衡穩(wěn)態(tài)自由進動序列心臟電影成像和延遲對比增強掃描(late contrast enhancement，LCE)。LCE掃描采用ECG觸發(fā)的反轉(zhuǎn)恢復(fù)快速梯度回波序列，靜脈注射對比劑Gd-DTPA(Magnevist，Bayer Healthcare)，劑量0.2 mmol/kg，延遲15 min開始掃描。心臟電影序列掃描參數(shù)： TR 2.84 ms，TE 1.25 ms，反轉(zhuǎn)角180°，層厚6.0 mm，分辨率1.4 mm×1.8 mm。LGE掃描參數(shù)：TR 904 ms，TE 1.98 ms，反轉(zhuǎn)角20°，層厚6.0 mm，分辨率1.4 mm×1.9 mm。

3.圖像分析

使用后處理軟件Circle Cardiovascular Imaging Inc.(42 version 5. Calgary，Alberta，Canada)對圖像進行定量測量和分析。梗死面積在短軸位LCE圖像上測量，梗死區(qū)的信號閾值為遠端非梗死心肌信號標(biāo)準(zhǔn)差的5倍及以上，遠端心肌定義為梗死區(qū)域?qū)?cè)的非高信號區(qū)[5]。心肌MVO定義為心肌梗死核心區(qū)內(nèi)呈低信號的區(qū)域。在心臟電影圖像短軸位層面追蹤左室心內(nèi)膜及心外膜輪廓，得到左室收縮末期容積、左室舒張末期容積、左室射血分?jǐn)?shù)。使用CMRI特征追蹤(feature tracking，F(xiàn)T)功能，在心臟電影圖像的四腔心、兩腔心、短軸層面追蹤左室心內(nèi)膜與心外膜輪廓，自動獲得動態(tài)偽彩圖像及各應(yīng)變力指標(biāo)的定量值，輪廓明顯不匹配時手動調(diào)整(圖1～2)。應(yīng)變力指標(biāo)包括全心和左心室各節(jié)段(心尖、中份、基底部)的徑向應(yīng)變力(radial strain， RS)、環(huán)向應(yīng)變力(circumferential strain，CS)和縱向應(yīng)變力(long strain，LS)。以上指標(biāo)的測量均由一位經(jīng)驗豐富的影像科醫(yī)師獨立完成。

4.統(tǒng)計學(xué)分析

本研究中連續(xù)變量的數(shù)值均符合正態(tài)分布，采用均值±標(biāo)準(zhǔn)差表示；分類變量采用頻數(shù)和百分比表示。計量資料的比較采用t檢驗或方差分析。分類變量的比較采用卡方檢驗。采用ROC曲線評價心肌應(yīng)變力指標(biāo)對心肌MVO的診斷效能。使用SPSS 23.0軟件進行統(tǒng)計分析，使用Graph Padprism 8進行ROC曲線分析。

結(jié) 果

30例AMI患者中，1例未完成心臟MRI檢查、3例圖像質(zhì)量欠佳而被排除，最終共26例患者的78個層面納入本研究。

1.患者的基線信息

延遲對比增強掃描顯示26例患者均可見心肌延遲強化，其中9例患者合并心肌局部MVO。兩組患者的基線臨床特征及比較結(jié)果見表1。MVO組患者的射血分?jǐn)?shù)更低(P=0.008)，其余臨床特征在兩組間的差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)。

2.CMRI特征

合并MVO和未合并MVO患者及78個左心室心肌節(jié)段的CMRI特征及組間比較結(jié)果見表2。在患者水平，透壁性心肌梗死(累及心室壁全層或未累及全層而深達室壁2/3)發(fā)生率在合并MVO的患者中為100%，在沒有合并MVO的患者中為60%。心肌梗死合并MVO組LCE面積更大(P=0.002)、CS值更小(P=0.003)；而RS和LS值在兩組間的差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)。在心肌節(jié)段水平，LCE程度及LCE面積在兩組間的差異均有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.001)；RS在梗死合并MVO、單純心肌梗死、未受累心肌間的差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P=0.000)，進一步兩兩比較，單純梗死與正常心肌的差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)；CS在三組間的差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.001)，進一步組間兩兩比較，差異均有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)；LS在三組間的差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)，組間兩兩比較，僅梗死合并MVO與未梗死心肌之間的差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)。

表1 合并及未合并MVO的AMI患者的基線臨床特征

表2 患者水平和心肌節(jié)段的CMRI表現(xiàn)

3.心肌應(yīng)變力指標(biāo)對MVO的診斷效能

三個應(yīng)變力相關(guān)參數(shù)對梗死合并MVO的診斷效能指標(biāo)見表3。三個指標(biāo)中，以CS的診斷效能最高，曲線下面積為0.88(圖3)。

表3 三個應(yīng)變力參數(shù)對AMI合并MVO的診斷效能指標(biāo)

討 論

本研究旨在闡明不同程度心肌梗死對心肌功能的影響以及3個心肌應(yīng)變力參數(shù)對AMI后MVO的診斷價值。本研究結(jié)果顯示，心肌梗死合并MVO、單純心肌梗死及未受累心肌三種情況下心肌局部功能存在差異，三個應(yīng)變力參數(shù)中對MVO節(jié)段的診斷效能以CS為最佳，其次是RS，LS最弱。

MVO主要由長時間的心肌缺血和血管再通手術(shù)所誘發(fā)，心肌再灌注后，細(xì)胞毒性因子、炎性反應(yīng)和血管收縮、血管遠端管腔內(nèi)粥樣硬化碎片導(dǎo)致的微血栓、血小板堵塞以及細(xì)胞水腫等都可造成MVO[1,6]。急性期后，MVO在心肌瘢痕形成時逐漸纖維化。因此，MVO的出現(xiàn)，預(yù)示心肌梗死的程度加重[7-8]。上述觀點支持本研究結(jié)果，即在心肌節(jié)段水平，合并MVO的患者中發(fā)生透壁性心肌梗死者的比例高于未合并MVO的患者。

本研究中MVO患者相對而言左室收縮末期容積更大、射血分?jǐn)?shù)更小，這與既往的研究結(jié)果基本一致[9-10]。在心肌的局部功能分析中，CS在鑒別不同程度心肌梗死方面要優(yōu)于LS和RS。推測原因可能是心肌缺血表現(xiàn)為從心內(nèi)膜延伸至心外膜的波前現(xiàn)象[11]，縱向分布的心肌纖維僅局限在心內(nèi)膜，環(huán)向心肌纖維分布在心肌中層，因此LS較難區(qū)別透壁性與非透壁性心肌梗死[12]。在徑向維度上，心內(nèi)膜與心外膜之間的距離相對于周向較小，較難察覺細(xì)微的徑向心肌纖維長度的改變[12]。此外，徑向應(yīng)變力更易受噪聲影響，以往研究中均顯示此參數(shù)的可重復(fù)性低于長軸應(yīng)變力和環(huán)向應(yīng)變力[13-14]。

本研究存在以下不足：一，樣本量偏少且單一，前瞻性納入的30例患者中，僅有2例為女性患者，可能存在選擇性偏倚，尚需進一步的大樣本研究來證明心肌應(yīng)變力技術(shù)在女性再灌注損傷中的診斷效能二，既往研究表明，MVO與心肌內(nèi)出血均為再灌注損傷，MVO區(qū)域可能與心肌內(nèi)出血重疊，本研究中并未將兩者區(qū)分開來，后續(xù)還需增加樣本量，進一步對心肌梗死區(qū)域進行細(xì)化分析。

不同程度的心肌梗死對心臟局部功能影響程度不同。心肌應(yīng)變力可以反映心臟局部功能障礙，其中，CS是反映局部功能障礙最敏感的標(biāo)記物。