心臟MRI在射血分數保留型心力衰竭中的應用進展

何 健，趙世華，陸敏杰

(中國醫學科學院北京協和醫學院阜外醫院磁共振影像科，北京 100037)

射血分數保留型心力衰竭(heart failure with preserved ejection fraction, HFpEF)是以舒張功能障礙(diastolic dysfunction, DD)為主要特征的一類特殊心力衰竭，實際約占心力衰竭(簡稱心衰)患者的50%以上[1]，而既往臨床易于忽視。據《中國心血管病報告2019》與《慢性心力衰竭基層診療指南(2019年)》統計，我國心衰患病人數累計達890萬，心衰患者住院死亡率為4.1%[2-3]。HFpEF住院患者死亡率與再住院率逐年增高，早期診斷DD對于早期干預具有重要臨床意義。心臟MRI(cardiac MRI, CMR)技術為心臟結構和功能評估的金標準，具有高分辨率及高信噪比特征，作為集結構、功能、血流灌注和組織特征檢測于一體的“一站式”檢查方法而獨具優勢，對診斷DD具有獨特應用價值[1]。本文就CMR及其相關參數早期識別和評估HFpEF患者DD的應用進展進行綜述。

1 左心房容積和功能

HFpEF患者左心室舒張功能障礙致左心室充盈壓增高，肺靜脈回流血液由左心房進入左心室受限，左心房通過代償性增加主動收縮能力而維持左心輸出量在正常范圍，久之，左心房功能失代償，容積增大。一項超聲心動圖研究[4]發現，相比組織多普勒舒張早期跨二尖瓣峰值血流速度/二尖瓣環峰值運動速度(AUC=0.79)，根據左心房容積指數(AUC=0.90)診斷HFpEF的敏感度可能更高；而CMR對評估HFpEF左心房容積和功能變化更具優勢。此外，CMR還可評估左心房儲備期、導管期及收縮期功能，并可計算不同期相左心房射血分數和總射血分數[5]。既往研究[5]分析140例HFpEF患者和48名健康受試者，發現左心房功能異常可能導致左心房重構，即左心房射血分數對評估HFpEF患者預后具有潛在價值[風險比(hazard ratio, HR)為0.767，P=0.047]。

2 左心室心肌質量

心臟后負荷增加時，左心室代償性增厚，以適應增加的射血阻力，心臟出現向心性肥厚，心臟收縮容積及射血分數降低，左心室質量(left ventricular mass, LVM)與容積比值增加[6]。CMR能準確評估LVM，可重復性高，且不依賴幾何假設[6]。既往研究[7]指出，LVM預測冠心病預后的HR為1.0[95%CI(0.9，1.1)]，而預測心血管終點事件、包括冠狀動脈粥樣硬化性心臟病和腦卒中的HR為2.2[95%CI(1.4，3.4)]。因此，評估HFpEF時，應關注LVM變化。

3 左心室時間-容積充盈曲線

左心室時間-容積充盈曲線是反映左心室容積隨時間變化的曲線，通過CMR常規心臟短軸電影序列描記所有短軸層面心內膜及心外膜輪廓，追蹤一個心動周期左心室的運動軌跡，可推測左心室時間容積變化，從而獲得最大充盈速率和達峰充盈時間。最大充盈速率降低及達峰充盈時間延長與左心室舒張功能障礙有關[8]；而舒張容積恢復(diastolic volume recovery, DVR)，即恢復80%心搏量所需的舒張期占整個舒張期比例，亦為評估DD的敏感指標。左心室時間-容積曲線所需后處理時間較長，有待技術進步和簡化程序，以利于臨床推廣應用。

4 相位對比MR電影成像血流測量

相位對比CMR(phase-contrast CMR, PC-CMR)可測量跨二尖瓣血流速度和二尖瓣環運動速度。掃描時，在兩腔或四腔心層面，PC-CMR成像平面應垂直于二尖瓣血流方向而位于瓣葉頂端；編碼速度應盡可能接近二尖瓣血流的最大速度，以防出現假信號[9]。研究[10]表明，PC-CMR測量跨二尖瓣舒張早期峰值血流速度(early diastolic flow velocity, E)與二尖瓣環舒張早期峰值運動速度(early diastolic velocity, E')比值(E/E')與超聲多普勒測量結果的一致性高，且可重復性好；PC-CMR測量的E/E'與肺毛細血管楔壓相關性較好(r=0.80，P<0.0001)。CMR成像亦可實現三維甚至四維血流成像，監測心腔內不同時期血流運動，測量延遲射血分數和殘余血量等指標，進而評估DD。相比二維PC-CMR，三維血流成像測量血流速度更為準確[11]。PC-CMR可彌補常規CMR測量血流速度方面的不足。隨著技術發展，對于需要一站式檢查患者，PC-CMR有望替代超聲心動圖，更全面地評估血流。

5 心肌應變

心肌應變分為縱向、周向、徑向應變及應變速率。現有研究[12]已證明，應變是診斷和預測整體和局部左心室功能的敏感指標。HFpEF患者射血分數尚維持于正常范圍內，常規影像學難以檢出，使得評估心肌應變尤為重要。縱向應變主要與心內膜下心肌相關，高血壓、糖尿病等疾病的亞臨床階段可出現周向應變正常或增高而縱向應變受損，有助于早期識別左心室DD[13-14]。收縮期峰值應變率和舒張早期峰值應變率反映舒張功能隨時間變化的敏感度較高[15]。

心肌標記技術是應用最早、研究最廣泛的一項CMR技術，為測量心肌應變的金標準，可評估心肌整體或局部功能[16-18]，但需額外增加掃描序列，且后處理復雜，臨床應用受限。CMR特征追蹤(CMR feature tracking, CMR-FT)技術是一項新興心肌應變研究技術，毋須進行額外序列掃描，且后處理便捷，可用于評估心肌整體和節段應變[16,19]。多項研究[19-20]結果表明，CMR-FT測量的應變參數與超聲斑點追蹤技術及MR心肌標記技術結果的一致性良好。有學者[20]納入73例臨床疑診心衰患者，比較分析超聲斑點追蹤技術與CMR-FT技術測量心肌應變的差異，發現其相關性好。CMR-FT測量心肌應變對早期診斷HFpEF及評估預后有重要價值。KRAIGHER-KRAINER等[21]比較觀察219例HFpEF患者、44例年齡和性別匹配的DD高血壓患者(高血壓組)及50名健康正常人(對照組)，發現相比高血壓組和對照組，HFpEF患者縱向及周向應變均明顯受損；舒張期應變率對早期診斷高血壓患者HFpEF具有重要價值[22]，有利于早期干預。既往研究[23]分析206例HFpEF患者，發現縱向應變是復合終點事件(心血管疾病死亡和心力衰竭再住院)的獨立預測因子(HR=1.06，P=0.03)，提示CMR-FT測量的心肌應變與預后相關，但仍需大樣本研究進一步證實。

6 心肌延遲強化(late gadolinium enhancement, LGE)和細胞外容積分數

心肌僵硬度增加是發生DD的病因之一。LGE及T1 mapping技術可評估心肌替代性纖維化和間質纖維化程度，分析心肌膠原纖維沉積，反映心肌僵硬度。LGE能定量分析心肌纖維化，有助于鑒別HFpEF與擴張型心肌病、高血壓、糖尿病及浸潤性心肌病等。此外，LGE技術檢出的心肌局灶性纖維化與后期心血管疾病死亡率和心力衰竭住院率存在相關性，可能有助于HFpEF風險分層[24-25]。

T1 mapping成像獲得的細胞外容積分數(extracellular volume fraction, ECV)可反映細胞外間質纖維化，與組織活檢病理學結果的一致性好[26]，有利于識別HFpEF病因[27]。采用ECV檢出的心肌纖維化能反映心肌僵硬度和順應性，后者可影響左心室舒張功能。WANG等[28]對134例高血壓患者和97名健康正常人(對照組)進行LGE研究，對照組與LGE陰性高血壓組的平均ECV分別為(26.9±2.67)%和(28.5±2.9)%(P<0.001)，提示LGE陰性高血壓患者左心室心肌仍存在間質纖維化，與左心室重構有關。有學者[13]分析62例HFpEF、22例高血壓患者及28名健康對照，結果顯示ECV是區分HFpEF與高血壓性心臟病(AUC=0.88)的最佳指標。KANAGALA等[25]發現HFpEF患者普遍存在局灶性和彌漫性心肌纖維化，且ECV指數(ECV index, iECV)是HFpEF不良結局的獨立預測因子，進一步證明了ECV的應用價值。

7 展望

早期識別左心室DD是早期干預HFpEF、改善預后的重要環節。作為一項可重復性高且無創的成像技術，CMR能全方位、“一站式”評估左心室結構和功能，其多項指標均可用于評估左心室DD。未來應建立評價DD的統一標準，并擴大樣本量進行多中心研究加以驗證。