心臟磁共振特征追蹤技術定量評估乳腺癌術后化療患者左室功能

張曉茹 周玲 陳曉榮 陳琳 葉麗梅 胡軼 舒錦爾 潘勇浩

乳腺癌是全球常見的癌癥之一，是女性癌癥死亡原因的第1位，其發病率在全球呈逐年上升的趨勢［1-2］。靶向藥物化學治療（曲妥珠單抗）可以改善患者的癌癥結局，但曲妥珠單抗可以誘導心肌損傷，使心肌功能下降［3-4］。心肌應變是在指定時間內心肌纖維從初始形狀（通常指舒張末期）收縮或舒張至一定長度的變形程度。在射血分數和室壁功能正常時，心肌應變即可發生改變，從而早期發現心肌功能異常［5］。心臟磁共振特征追蹤技術（cardiac magnetic resonance-feature tracking，CMR-FT）是在常規心臟磁共振電影序列基礎上，通過后處理分析無創性測量心肌應變的新技術，可以定量評價心肌形變能力，評估心肌整體和局部功能，相較于LVEF，心肌應變最大的優勢在于能發現早期心功能障礙［6-7］。本研究應用CMR-FT對乳腺癌術后靶向治療患者進行心肌應變分析，用左室整體徑向、圓周、縱向的峰值應變及應變率來定量評估靶向藥物誘導的左室功能受損。

1 資料與方法

1.1 臨床資料 回顧性分析本院17例乳腺癌術后靶向化療患者的心臟磁共振資料，年齡31～56歲，中位年齡48歲。化療方案為曲妥珠單抗方案，21 d為1周期。納入標準：乳腺癌術后靶向化療患者；化療前、后1周內均有心臟磁共振檢查資料。排除標準：放化療方案不同；有其他器質性心臟病；糖尿病；高血壓；心律不齊或呼吸配合不佳導致的心臟磁共振圖像質量不佳患者。本項目經本院倫理委員會批準，所有患者知情并簽署知情同意書。

1.2 檢查方法 應用3.0T（Acheva，Philips，荷蘭）磁共振成像設備，搭配16通道相控陣體表線圈。患者采用心電圖門控，掃描前訓練患者呼氣末屏氣。行心臟軸位、冠狀位及矢狀位的定位掃描；在標準軸面基礎上，分別先后獲得左室二腔心、四腔心長軸切面、左室短軸切面、以及左室流出道切面電影序列，并于呼氣末采集圖像，采集T1WI、T2WI、心肌首過灌注、早期增強、延遲增強序列。其中主要使用電影序列進行心功能和心肌應變分析，主要參數包括：FOV 320 mm×320 mm，層厚8 mm，層間距2 mm，TE 1 ms，TR 3 ms，翻轉角45°，重組期相25個；掃描范圍包含心尖部到二尖瓣環在內的左心室；對比劑使用釓雙胺（GE，愛爾蘭），劑量為0.2 mmoL/kg，經肘靜脈注射。圖像后處理：原始圖像導入CVI42后處理軟件平臺（Circle，加拿大），由2名＞10年CMR經驗的放射科醫師進行后處理。

1.3 左心室功能及容積分析 采用三維心功能（3D-short）模塊在左心室短軸位電影序列圖像對左心室收縮末期及舒張末期心內膜進行勾畫，得到左室整體功能及容積相關參數：舒張末期容積（end diastolic volume，EDV）、收縮末期容積（end systolic volume，ESV）、每搏量（stroke volume，SV）、舒張末期容積指數（end diastolic volume index，EDVi）、收縮末期容積（end systolic volume index，ESVi）、每搏量指數（stroke volume index，SVi）及LVEF值。

1.4 特征追蹤分析 采用特征追蹤模塊對左心室進行特征追蹤分析，在二腔心、三腔心、四腔心電影及短軸位電影序列進行三維應變分析，在各個切面的舒張末期進行左室心內膜及心外膜分割，并在二腔心、三腔心、四腔心電影視圖中定義二尖瓣環水平和心尖，分析計算得到各應變參數值：峰值徑向應變（PSR）、峰值圓周應變（PSC）、峰值縱向應變（PSL）及三者的峰值收縮應變率、峰值舒張應變率。

1.5 心肌應變的可重復性分析 隨機抽取化療前、后各10例圖像進行分析，采用組內相關系數評估觀察者內和觀察者間的一致性，同一觀察者第一次及第二次分析間隔3周，同一觀察者2次結果及兩位觀察者間采用雙盲法。

1.6 統計學方法 采用SPSS 24.0統計軟件。計量資料用（±s）表示，兩組比較采用配對樣本t檢驗。繪制ROC曲線圖，計算AUC，比較不同參數的診斷效能，診斷臨界值、敏感度及特異度。以P＜0.05為差異有統計學意義。

2 結果

隨機抽取化療前、后各10例圖像進行一致性評價，觀察者內及觀察者間一致性較好，組內相關系數均＞0.90。化療前、后左心室射血分數及容積參數相比，差異無統計學意義（P＞0.05）（見表1）。化療后組患者的左室徑向、圓周和縱向的心肌峰值應變、最大收縮應變率、最大舒張應變率絕對值較化療前組患者的絕對值下降，差異有統計學意義（P＜0.05）（見表1）。繪制左室心肌峰值應變和應變率各參數的ROC曲線，分析各參數的鑒別左室心肌損傷的能力，結果顯示PSSRL、PSC的AUC最大（見圖1、2），分別為0.90、0.86；當PSSRL取臨界值-0.92%時，敏感度為77%，特異度為94%，當PSC取臨界值-22.44%時，敏感度為77%，特異度為82%；而PSL、PDSRL的AUC較小，均為0.70（見表2）。

表1 乳腺癌患者化療前、后的左室各參數值比較

表2 化療前、后兩組患者心肌應變的ROC曲線分析

圖1 PSC在化療前、后兩組心肌應變鑒別能力中的ROC曲線，AUC為0.86

圖2 PSSRL在化療前、后兩組心肌應變鑒別能力中的ROC曲線，AUC為0.90

3 討論

曲妥珠單抗用于HER-2陽性乳腺癌患者的HER-2靶向治療，是一種針對HER-2胞外區的人源性單克隆抗體［8］。其無明顯的骨髓抑制副作用，也不會引起與化療相關的典型癥狀，如嘔吐、脫發［2］。但曲妥珠相關心臟毒性使其安全性受到質疑［9］。曲妥珠單抗治療引起的心臟不良反應包括左心室收縮功能下降伴或不伴心衰的臨床體征和癥狀［10］。目前曲妥珠單抗誘導心臟毒性的確切機制尚未完全了解，但研究表明成熟心肌細胞膜上表達的HER-2受體在傳遞生長和生存信號方面起重要作用，因而有維持正常心臟結構和功能的作用，因此曲妥珠單抗對HER-2信號通路的干擾作用起著其心臟毒性的核心作用［11-12］。

CMR被認為是心臟容量和功能檢測的金標準，是評估化療后心肌損傷的理想方法，且還能發現潛在或已經存在的心肌病理改變，可提供組織學水平的信息，識別心臟組織和結構的細微改變，從而早期發現心肌損傷，具有可重復及無創組織學評價的優勢［13-14］。心肌應變可在傳統影像學難以識別心臟功能改變早期出現，CMR-FT無需做額外序列，依靠空間分辨率高的電影序列，后處理程序便捷，能夠定量評估心肌整體和節段應變［15］，具有較高的可靠性。

本資料結果顯示，乳腺癌術后靶向化療前、后患者常規MRI參數差異無統計學意義，而心肌應變各參數化療后較化療前降低，差異有統計學意義，提示心肌應變可以早于常規MRI參數發現心肌損傷，因此可用于心肌功能的早期評價。心肌應變在化療前、后中鑒別能力的評價顯示，PSSRL、PSC的效果最佳，其中PSSRL特異度更佳，提示心肌應變在化療后心肌損傷中具有較好的鑒別能力，特別是在常規影像未能明確時，可評估患者有無心肌損傷，評價心肌功能。

綜上，CMR-FT可以較EF值及常規MRI參數更早期、敏感發現靶向化療藥物相關的心臟毒性所致的亞臨床心肌損傷，對乳腺癌術后靶向化療患者臨床評估和改善預后具有重要臨床參考價值。