心臟磁共振成像特征追蹤獲取的心肌應變參數對ST 段抬高型心肌梗死患者微循環梗阻的預測價值

苗浩 段洋 裴思雨 陸遠 李承宗

直接經皮冠狀動脈介入治療（PPCI）可快速開通梗死相關動脈，實現心肌再灌注，限制心肌梗死范圍。心臟磁共振成像（CMR）是無創評估心臟結構和功能的金標準，可對PPCI 術后患者進行預后分析和危險分層[1]。釓延遲增強（LGE）-CMR 檢測的心肌梗死與主要不良心血管事件（MACE）獨立相關[2]。微循環梗阻（MVO）是LGE 時梗死區高信號背景上的低增強區域。近期研究表明，MVO 預測MACE 的價值優于梗死面積[3]。MVO 對再灌注后微循環障礙具有很高的識別率，大約一半的ST 段抬高型心肌梗死（STEMI）患者通過CMR 檢查發現MVO[4]。MVO 的發生機制主要包括微血管栓塞、再灌注損傷、缺血缺氧損傷、心肌細胞水腫壓迫微血管、炎癥、氧自由基、周細胞收縮等[5]。對比增強穩態自由進動電影（CE-SSFP）技術結合了LGE 和穩態自由進動，可準確定量評估MVO[6-7]。基于平衡穩態自由進動（b-SSFP）序列的特征追蹤心肌應變分析技術可檢測STEMI 患者的真實心肌形變，并根據心肌纖維的走形獲取心肌三個方向的應變參數[8]。相比于左心室射血分數（LVEF）反應的左心室容積變化，心肌應變顯示出了更佳的預測價值[9]。本研究分析通過CMR 特征追蹤獲取的左心室心肌應變參數對MVO 的預測價值。

1 資料與方法

1.1 研究對象

回顧性納入了2019 年1 月至2021 年7 月期間在徐州醫科大學附屬醫院接受急診PPCI 的309 例STEMI 患者，平均年齡為（56.5±12.6）歲，85.4%為男性。納入標準：（1）依據歐洲心臟病學會指南[10]的診斷標準診斷STEMI；（2）首次發作心肌梗死，成功行經皮冠狀動脈介入治療（PCI）；（3）初次CMR 檢查且圖像質量滿足要求。排除標準：（1）既往有心肌梗死；（2）既往PCI 或冠狀動脈旁路移植術；（3）有LGE-CMR 檢查禁忌證（如幽閉恐懼癥等）。本研究獲徐州醫科大學附屬醫院倫理委員會審核批準（批號：XYFY2022-KL297-01）。

患者術前給予負荷劑量雙聯抗血小板治療，并在首次醫療接觸后90 min 由同一團隊實施PPCI。經橈動脈或股動脈入路，只干預梗死相關動脈（IRA），使用70～100 U/kg 劑量的普通肝素。血小板糖蛋白（GP）Ⅱb /Ⅲa 受體拮抗劑、血栓抽吸、主動脈內球囊反搏（IABP）的應用取決于患者情況。導絲通過病變后，首先采用預擴張球囊低壓[8～12 atm（1 atm=101.325 kPa）]處理，必要時使用雙導絲或切割球囊進行充分擴張。藥物洗脫支架直徑與靶動脈直徑的比值為1.1～1.2∶1.0。如果反復血管造影觀察到支架貼壁不良，予非順應性球囊后擴張支架。支架的型號由病灶直徑和術者經驗決定。術后轉至冠心病監護病房進行持續強化藥物治療。

1.2 CMR 檢查及分析

患者在PPCI 治療的第一周內，采用3.0-T 掃描儀（飛利浦公司，荷蘭）進行圖像采集。患者取仰臥位，使用數字流（dS）前相控陣表面線圈和集成的dS后脊柱基質線圈在屏氣狀態下獲得圖像。在使用釓對比劑（0.1 mmol/kg）后收集覆蓋左心室短軸（10～12片）的電影圖像，并在10～15 min 后獲得LGE 圖像。參數如下：層厚7 mm；回波時間（TE）1.4 ms；重復時間（TR）2.8 ms；視野（FoV）300 mm×300 mm。

圖像上傳至CVi42 軟件平臺（Circle Cardiovascular Imaging 公司, 加拿大）進行后處理，所有圖像均由一名心臟放射學經驗超過5 年的放射科醫師獨立分析。隨機選取30 個圖像由另一名專家獨立分析，以檢測不同操作者的數據重復性。首先錄入身高、體重，打開圖像并調整圖像的亮度，以達到心內膜和血池的最佳識別能力。在三個長軸平面（二腔心、三腔心和四腔心）和一個短軸平面上自動追蹤左心室心內膜和心外膜邊界，并將乳頭肌分配到血池，手動調整初始輪廓。通過穩態自由旋動圖像評估左心室射血分數和左心室心肌應變參數[整體周向應變（GCS）、整體徑向應變（GRS）、整體縱向應變（GLS）]。依據手動圈選的未增強的遠端心肌的信號強度，通過計算機輔助閾值＞5 標準差檢測，并手動調整，納入無復流區，排除偽影（單獨出現的、不連續的、違背“波前現象”的低信號區域，區別于MVO）和左心室血池，并使用多短軸切片視圖對MVO 和梗死面積進行量化（圖1），均以占左心室心肌質量（LVM）的百分比表示。高MVO 為MVO 占LVM 的百分比＞1.55%，低MVO 為MVO 占LVM的百分比≤1.55%。根據有、無MVO 將患者分為MVO 組（n=168）和無MVO 組（n=141），并根據MVO 大小將患者分為低MVO 組（n=268）和高MVO組（n=41）。

圖1 CVi42 軟件平臺定量分析MVO 和心肌應變參數

1.3 統計學方法

采用SPSS 26.0 統計軟件進行統計學分析。計量資料采用Shapiro-Wilk 方法進行正態性檢驗，正態分布的連續變量用均數±標準差表示，組間比較采用兩獨立樣本t 檢驗，非正態分布的連續變量用中位數（P25，P75）表示，變量采用秩和檢驗進行比較分析；分類變量用頻率和百分比表示，組間比較采用卡方檢驗。變量間的相關性根據正態性采用 Pearson 或Spearman 相關系數進行定量分析；采用 Bland-Altman 圖示法評估變量間的一致性。采用ROC 曲線分析心肌應變參數的預測價值，通過計算約登指數來評價最佳臨界值。采用單因素和多因素Logistic 回歸分析MVO 的預測因素。雙側檢驗P＜0.05 為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 患者基線特征、手術情況和CMR 參數比較（表1、2）

表1 患者基線特征比較[例(%)]

與無MVO 組相比，MVO 組肌鈣蛋白T 峰值、C 反應蛋白（CRP）水平較高（P 均＜0.010）、罪犯血管為右冠狀動脈比例較低（P=0.028）、術前TIMI 血流 0～1 級患者比例較高（P=0.005)、應用腎素-血管緊張素-醛固酮系統（RAAS）抑制劑患者比例較高（P=0.019)。與低MVO 組相比，高MVO 組肌鈣蛋白T 峰值、CRP 水平較高（P 均＜0.010），罪犯血管為左前降支的患者比例較高、罪犯血管為右冠狀動脈的患者比例較低（P 均＜0.010）、術前TIMI 血流 0～1

級患者比例較高（P=0.025）、血栓抽吸應用比例較高（P=0.040）。MVO 組、高MVO 組的LVEF、GLS、GRS、GCS 絕對值分別小于無MVO 組、低MVO 組（P 均＜0.010），左心室舒張末期容積（LVEDV）、左心室收縮末期容積（LVESV）均大于無MVO 組、低MVO 組（P 均＜0.010）。

2.2 不同操作者測量的GLS 相關性分析和變異性分析

Pearson 相關性分析顯示，不同操作者測量的GLS 相關性好（r=0.943，P＜0.001；圖2A）。Bland-Altman 圖顯示，不同操作者測量的GLS 一致性良好，平均差值為0.3（95%一致界限：-2.0～2.6；圖2B）。

圖2 不同操作者測量的GLS 相關性和變異性分析

2.3 心肌應變參數預測MVO 的ROC 曲線分析

ROC 曲線分析結果（圖3A）顯示，預測MVO的GRS 的 最 佳 截 斷 值 為26.09%（AUC：0.644，95%CI：0.575～0.714，P＜0.01），靈敏度為84.91%，特異度為46.27%；GCS 的最佳截斷值為-15.55%（AUC：0.775，95% CI：0.721～0.830，P＜0.01），靈敏度為82.04%，特異度為50.00%；GLS 的最佳 截 斷 值 為-12.75%（AUC：0.753，95%CI：0.698～0.808，P＜0.01），靈敏度為64.29%，特異度為69.50%。

圖3 心肌應變參數預測MVO 的ROC 曲線分析

ROC 曲線分析結果（圖3B）顯示：預測高MVO的GRS 的 最 佳 截 斷 值 為19.66%（AUC：0.774，95%CI：0.700～0.849，P＜0.01），靈 敏 度 為81.08%，特異度為71.48%；GCS 的最佳截斷值為-12.95%（AUC：0.823，95%CI：0.769～0.878，P＜0.01），靈 敏度為85.37%，特異度為72.56%；GLS 的最佳截斷值 為-10.25%（AUC：0.810，95%CI：0.756～0.863，P＜0.01），靈敏度為76.19%，特異度為77.61%。

2.4 心肌應變參數與MVO 的相關性分析（圖4）

圖4 心肌應變參數與MVO 的相關性分析

未調整的線性回歸分析顯示，GLS（r=0.422，P＜0.001）、GCS（r=0.423，P＜0.001）與MVO 呈中度相關。GRS 與MVO 呈弱相關（r=-0.396，P＜0.001）。

對于MVO，單因素Logistic 回歸分析（表3）顯 示，LVEDV、LVESV、GRS ＞26.09%、GCS＞-15.55%、GLS ＞-12.75%、LVEF、肌鈣蛋白T 峰值、罪犯血管為右冠狀動脈、術前TIMI 血流0～1 級、應用RAAS 抑制劑是MVO 的預測因素（P均＜0.05）。

表3 預測MVO 和高MVO 的Logistic 回歸分析

多因素Logistic 回歸分析（表3）顯示，GLS＞-12.75%（HR=2.366，95%CI：1.217～4.600，P=0.011)、肌鈣蛋白T 峰值（HR=1.017，95%CI：1.007～1.028，P=0.001）是MVO 的獨立預測因素。

對于高MVO，單因素Logistic回歸分析（表3）顯示，LVEDV、LVESV、GRS ＞19.66%、GCS ＞-12.95%、GLS ＞-10.25%、LVEF、肌鈣蛋白T 峰值、罪犯血管為左前降支、罪犯血管為右冠狀動脈、術前TIMI血流0～1 級、應用血栓抽吸是高MVO 的預測因素（P 均＜0.05）。多因素Logistic 回歸分析（表3）顯示，LVEDV（HR=1.070，95%CI：1.012～1.132，P=0.018）、LVESV（HR=0.916，95%CI：0.848～0.991，P=0.029）、GLS ＞-10.25%（HR=4.922，95%CI：1.526～15.882，P=0.008）、肌 鈣 蛋 白T 峰 值（HR=1.020，95%CI：1.005～1.035，P=0.007）是高MVO 的獨立預測因素。

3 討論

本研究發現：（1）GLS 測量可重復性較好，不同操作者間測量差異小，結果較可靠；（2）GLS、GCS、GRS 對MVO 和高MVO 的預測能力相似，發生MVO 和高MVO 的患者三種心肌應變均明顯受損，僅GLS 可以獨立預測MVO、高MVO。

盡管大部分患者PPCI 成功，仍有一半的患者發生MVO，這與STEMI 患者不良心血管事件有關[11]。王嵐等[12]的研究發現，STEMI 患者如出現冠狀動脈微循環障礙，遠期心功能較差。Galea 等[13]納入77例LVEF ＞50%患者研究顯示，晚期MVO 范圍＞0.385 g 可獨立預測5 年MACE 風險。另一項研究結果表明，經過中位5.5 年的隨訪，與傳統指標相比，MVO ＞2.6% 改善了長期風險分層，全因死亡風險增加2 倍，心力衰竭再入院風險增加6 倍[14]。在一項大型研究中，MVO 與1 年全因死亡或心力衰竭住院之間存在強烈的分級反應，相比于無MVO，MVO＞1.55%增加3 倍風險[15]。這一分界值被應用于血管造影微循環阻力指數評估效能的研究[16]中，本研究也采納該界值評估嚴重MVO。在本研究中，54.3%發生MVO，而高MVO 患者占13.3%。但目前對于微循環障礙的分層和管理未得到充分的重視，相關標志物也鮮有研究。

本研究的進一步結果顯示，MVO 組、高MVO組的GLS、GRS、GCS 絕對值更小（P 均＜0.010）。GRS、GCS、GLS 與MVO 呈低至中度相關。GRS、GCS、GLS 預測MVO 的AUC 依次為0.644、0.775、0.753，最佳截斷值為26.09%、-15.55%、-12.75%；預 測 高MVO 的AUC 依 次 為0.774、0.823、0.810，最佳截斷值為19.66%、-12.95%、-10.25%。三者與MVO 的相關性和預測MVO、高MVO 能力相似。GLS ＞-12.75%與MVO 發生風險增加獨立相關，而GLS ＞-10.25%與高MVO 風險增加相關。

盡管GLS、GRS、GCS 在相關性分析和ROC 分析中無明顯差異，但根據多因素Logistic 回歸分析結果顯示，GLS 是預測MVO 獨立預測因子。這可能因為STEMI 造成的不可逆心肌缺血最先影響到心內膜下的縱向心肌纖維，從而影響GLS 代表的心肌縱向收縮[8]。而根據波前現象，MVO 也最先發生于靠近心內膜的一側。同時，在本研究中，GLS 預測MVO 的截斷值也與既往研究中GLS 預測預后的截斷值相似。Reindl 等[17]的研究發現，GLS ＞-14%使短期左心室重構風險增加4 倍。另一研究發現，＞ -12.5%作為基線GLS預測不良重構的最佳截斷值，也是唯一能預測6 個月內MACE 風險的獨立危險因素[18]。這可能揭示了STEMI 患者預后的病理生理學的部分原因。

長時間屏氣使得大部分心肺功能不好的患者放棄了CMR 檢查。雖然CE-SSFP 縮短了1/3 的檢查時長[8]，但依然需要釓對比劑，這增加了STEMI 患者在動脈硬化和PCI 中使用大量碘對比劑的基礎上發生腎原性系統性纖維化風險。通過無釓序列對STEMI患者分層是值得探究，基于這種理念，Peng 等[19]基于電影序列構建了放射組學特征，結果顯示，預測MVO 的OR 為4.41。另一項研究結果顯示，應變參數在識別正常心肌、缺乏MVO 的梗死心肌和存在MVO 的梗死心肌方面優于室壁增厚。而GLS 的獲取無需釓對比劑，相關圖像容易留存，軟件的操作僅需勾畫輪廓，即使初學者也能很好地掌握。不同操作者測量的GLS 相關性和一致性良好。這提示在不使用對比劑的情況下，GLS 更適合用于識別MVO。

綜上所述，基于b-SSFP、無釓對比劑獲得的GLS 是預測STEMI 患者MVO 和嚴重MVO 的獨立預測指標，有望成為一種新的預測MVO 的生物學指標。GLS 在預測心肌梗死病理的基礎上同時對患者預后分層，更多的患者可能被納入CMR 檢查。該研究仍存在一些局限性：本研究為回顧性單中心研究，未針對臨床結果進行分析，也缺乏臨床預后數據。Killip 心功能分級＜Ⅲ級的患者占97.4%，同時男性患者占86.4%，可能有一定的偏倚。本研究未分析MVO 對節段心肌應變的影響，也未納入多種CMR 序列和定量參數，未來需要更多的進一步研究。

利益沖突：所有作者均聲明不存在利益沖突