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心脏磁共振评估结缔组织病伴重度肺动脉高压的价值

2024-07-17 14 上传者：管理员

摘要：目的评估心脏磁共振（CMR）对重度结缔组织病相关肺动脉高压（CTD-PAH）患者的诊断价值。方法纳入经右心导管（RHC）检查确诊为CTD-PAH的患者。在CMR图像上手动勾画并经体表面积校正获得右心室（RV）形态、功能及室间隔（IVS）的相关参数；在心肌延迟强化（LGE）图像上手动勾画并计算得到LGE心肌质量（MM）及其占左心室（LV）MM百分比。依照平均肺动脉压（mPAP）将其分为轻中度组和重度组，比较2组患者CMR参数差异，采用受试者工作特征（ROC）曲线分析CMR对重度患者的诊断价值。结果本研究共纳入48例CTD-PAH患者。重度组患者室间隔曲率（CIVS）及RV射血分数（EF）低于轻中度组，IVS形变时间占比、RV舒张末期容积指数（EDVI）、RV收缩末期容积指数（ESVI）及RV MM高于轻中度组（均P<0.05）。ROC曲线分析显示RV MM、IVS形变时间占比及RV ESVI对重度患者具有较好的诊断效能（AUC分别为0.792、0.766、0.731）。联合检测曲线下面积为0.840，敏感度为79.4%，特异度为85.7%。结论 CMR测得的RV及IVS参数能够有效地评估重度CTD-PAH患者，从形态和功能学的角度直接反映了重度CTD-PAH患者的心脏受损程度。

关键词：
右心功能
室间隔
磁共振成像
结缔组织疾病
肺动脉高压
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结缔组织病相关肺动脉高压（connective tissue disorders associated pulmonary arterial hypertension,CTD-PAH）是结缔组织病复杂且严重的并发症，可导致右心室（right ventricular,RV）功能衰竭和死亡，是结缔组织病患者第三大死亡原因，且相对于其他原因所致肺动脉高压（pulmonary arterial hypertension,PAH）预后更差[1]。CTD-PAH患者的评估应该考虑到其心功能状态及患病严重程度[2]。重度患者肺血管的病理改变、治疗方案、预后等与轻中度患者均不相同。此外，需要根据疾病严重程度决定是否进行经食管超声检查、中心静脉导管和右心导管的有创检测等[3]。本研究应用心脏磁共振（cardiac magnetic resonance,CMR）技术分析不同程度CTD-PAH患者的RV和室间隔（ventricular septum,IVS）形态功能的特点，并评估CMR参数对重度患者的诊断能力。

1、对象与方法

1.1研究对象

连续纳入2018年6月—2021年7月在天津医科大学总医院就诊的患者，经右心导管（right heart catheterization,RHC）检查确诊为CTD-PAH并接受CMR检查，静息状态下平均肺动脉压（mean pulmonary arterial pressure,m PAP）≥25 mm Hg(1 mm Hg=0.133 k Pa)[4]。纳入标准：（1）在行RHC检查前后14 d进行CMR检查且未经相关治疗。（2）无CMR检查禁忌证（包括幽闭恐惧症、体内植入起搏器等）。（3)CMR图像质量达到本研究图像后处理要求。排除标准：（1）患有严重心脏瓣膜病、心肌病、冠心病等其他心脏疾病。（2）严重肾功能不全。根据m PAP是否大于50 mm Hg[5]分为轻中度组和重度组。所有纳入患者知情同意并签署知情同意书。本研究经天津医科大学总医院伦理委员会审核通过（伦理号：ZYY-IRB-SOP-016[F]-002-04）。

1.2方法

1.2.1 CMR扫描方案

采用Siemens Skyra 3.0 T超导型磁共振扫描设备，配合使用18通道体表线圈、心电门控和呼吸门控。采用真实稳态进动快速成像（true fast imaging with steady state precession,True FISP）序列获取心脏短轴位电影图像。成像参数为重复时间（repetition time,TR)38.4 ms，回波时间（echo time,TE)1.4 ms，翻转角度49°，视野（field of view,FOV)360 mm×301 mm，矩阵208×166，激励次数（number of excitation,NEX)1，层厚8 mm，层间距0 mm，每层扫描每心动周期时相数为25。短轴位扫描范围自心尖至心基底部水平。根据每位受试者心脏形态及大小采集8～14层。图像采集期间，患者每次需屏住呼吸约8～14 s。运用2D相位敏感反转恢复梯度回波序列采集心肌延迟强化（late gadolinium enhancement,LGE）图像：使用高压注射器静脉注射对比剂钆喷酸葡胺（Gd-DTPA,0.2 mmol/kg,3 m L/s），然后立即注射生理盐水（15 m L,3 m L/s),7～15 min后扫描，成像参数为TR 6.5 ms,TE 3.1 ms，翻转角20°，FOV 350 mm×350 mm，矩阵256×192,NEX 1，层厚8 mm，层间距0 mm。调整反转时间至抑制心肌最佳时进行扫描，反转时间为150～200 ms，扫描范围及定位与心脏短轴位电影图像一致。

1.2.2图像后处理

将检查图像传输至Syngo.via工作站进行图像观察、选择和数据测量。选择心脏短轴位电影序列，分别以心室舒张及收缩程度最大时相定义舒张末期及收缩末期。软件自动勾画心尖至心基底部水平各层面心外膜及心内膜轮廓边缘，手动调整轮廓边缘，流出道容积包含在心室容积内计算，乳头肌和肌小梁作为心室腔内部分不计入心肌质量（myocardium mass,MM），见图1。软件自动输出收缩末期容积（end-systolic volume,ESV）、舒张末期容积（enddiastolic volume,EDV）、射血分数（ejection fraction,EF）、MM、每搏输出量（stroke volume,SV）等数值。IVS的MM计入左心室（left ventricle,LV）。将上述指标经体表面积（body surface area,BSA）校正后记为收缩末期容积指数（end-systolic volume index,ESVI）、舒张末期容积指数（end-diastolic volume index,EDVI）、每搏输出量指数（stroke volume index,SVI）用于统计学分析。选择短轴位电影序列图像，观察并计算IVS形变持续时间占心动周期的百分比，记为IVS形变时间占比，并通过几何学方法测量得到室间隔曲率（curvature of ventricular septum,CIVS)[6]。IVS弓向RV侧的曲率用正值表示，弓向LV侧的曲率用负值表示。测量方法如下：在左心室基底部水平中间层面收缩末期短轴位图像上，自IVS任意一点分别至IVS与RV游离壁相交的前、下两点各做一条线段，做两条线段的中垂线，两中垂线交点即圆心，测量圆心至IVS任意一点长度取平均值，即为半径，此半径倒数为CIVS，见图2。在短轴位LGE的系列图像上手动勾画LV心内膜、心外膜轮廓，右心室插入部（right ventricular insertion point,RVIP）包括在LV范围内。所勾画心肌信号强度大于同层面正常心肌平均信号强度2倍标准差定义为LGE阳性[7]。软件自动勾画心肌LGE的边界，进一步手动调整轮廓边界。软件自动计算LGE MM及其占LV MM的百分比，记为LGE MM%。1.3统计学方法采用SPSS 26.0软件进行数据分析。符合正态分布的计量资料以x±s表示，组间比较采用t检验；非正态分布数据采用M(P25,P75）表示，组间比较采用MannWhitney U检验。计数资料以例（%）表示，组间比较采用Fisher确切概率法。进一步将2组比较得出有统计学意义的参数进行受试者工作特征（ROC）曲线分析，计算各参数的曲线下面积（AUC），研究不同参数的诊断效能。P<0.05为差异有统计学意义。

图1短轴位电影序列图像勾画示意图

图2电影序列图像CIVS测量示意图

2、结果

2.1 2组一般资料比较

本研究共纳入48例CTD-PAH患者，其中系统性红斑狼疮24例、系统性硬化症9例、多发性肌炎2例、干燥综合征2例、血管炎2例、混合性结缔组织病9例。2组患者性别、年龄、身高、体质量、BNP比较，差异均无统计学意义（P>0.05），见表1。

表1 2组患者一般资料比较

2.2 2组CMR指标比较

重度组患者CIVS及RV EF低于轻中度组，IVS形变时间占比、RV EDVI、RV ESVI及RV MM高于轻中度组（P<0.05）；其余指标组间差异均无统计学意义（均P>0.05），见图3、表2。

图患者收缩末期、舒张末期及心肌延迟强化的短轴CMR图像CMR ROC 下载原图

Fig.3 CMR short-axial images of end-systole,end-diastole and LGE in CTD-PAH patients

A—C：轻中度患者，女，31岁，mPAP 39 mmHg,RV EDVI 89 mL/m2,RV ESVI 61 mL/m2,RV SVI 28 m L/m2,RV EF 31%,RV MM 49 g,CIVS-0.16,IVS形变时间占比为84%。D—E：重度患者，女，59岁，mPAP 552 mmHg,RV EDVI 157 mL/m2,RV ESVI 122 mL/m2,RV SVI34 mL/m,RV EF 22%,RV MM 92 g,CIVS-0.23,IVS形变时间占比为92%。

2.3 CMR参数评价重度患者的ROC分析

选用经组间比较得出有统计学意义的CMR参数对重度组诊断能力进行ROC曲线分析。结果显示RV MM、IVS形变时间占比及RV ESVI能较好地区分轻中度和重度患者。联合以上3个指标检测可提高重度患者的诊断效能，见表3、图4。

3、讨论

3.1 CMR检查的优势

经胸超声心动图（transthoracic echocardiography,TTE）检查依赖几何学假设，对形态复杂的RV评估可重复性和准确性不理想，且由于操作者经验不同，在患者随访和严重程度评估中的作用有限[8,9]。CMR凭借多序列“一站式”检查的优势被广泛用于PAH患者预后及疗效的评估，其可重复性较高，受观察者间影响较小，能够从多个方位评估心脏，是评估心脏功能的金标准[10,11]。本研究结果同样印证了CMR对于PAH患者评估的重要价值。

表2 2组患者CMR参数比较

表3各指标及联合指标对重度CTD-PAH患者的预测价值

图4 CMR参数评价重度CTD-PAH患者的ROC曲线图

3.2重度CTD-PAH患者RV形态和功能改变

由于CTD-PAH患者m PAP和肺血管阻力（pulmonary vascular resistance,PVR）持续升高，RV在长期处于高负荷的状况下出现RV心肌肥厚、心腔扩大的重构以及收缩和舒张功能下降等改变[12]。与轻中度组相比，重度组RV心肌肥厚，RV收缩及舒张功能进一步下降，RV腔扩大更加明显。2022ESC/ERS肺动脉高压诊治指南将CMR指标纳入PAH风险分层中，指出CMR所测RV ESVI越大，PAH患者发生不良事件的风险越高，预后越差[13]。本研究结果显示，RV MM、RV ESVI、RV EF等参数能够反映RV重构情况和功能改变，ROC分析表明RV形态、功能相关参数对预后不良的重度患者具有较好的诊断效能。因此CMR能够从多角度反映CTD-PAH患者的严重程度，有助于指导临床管理。而且欧洲指南指出了系统性硬化患者PAH早期筛查的重要性，而对于中国人群来说，系统性红斑狼疮患者更为常见，未来需要针对该人群进行进一步研究。

3.3重度CTD-PAH患者室间隔改变

IVS的形态受到LV和RV压力差的影响。CTD-PAH患者的m PAP及PVR增高，RV后负荷加重，正性跨IVS压力差随之减低，RV压力增加超过LV压力会引起IVS变平，甚至突向LV侧，LV发生形变呈“D”形[14]。Johns等[15]发现m PAP与CIVS具有很强的相关性，并认为CIVS可作为预测m PAP的指标。王丹等[16]发现不同IVS形态的PAH患者心室功能各有特点，IVS的形变在一定程度上能够反映PAH患者心室功能的变化。本研究不仅通过CIVS量化IVS形变程度，并进一步评估了IVS形变时间，使得CMR对IVS的评估更加全面、准确；结果显示CIVS及IVS形变时间占比在不同严重程度患者之间具有显著差异，通过ROC曲线进一步发现IVS相关参数对重度患者具有较好的诊断效能。因此，对IVS的评估对于区分重度患者是必要的。

3.4局限性

本研究存在一些局限性。首先，本研究为单一中心研究，样本量少，且不同CTD疾病亚类纳入患者不均，不能按照疾病类型进行进一步分析评估。其次，没有随访资料进行预后分析。今后需要多中心研究进一步扩大样本量并增加随访数据对不同程度、不同亚型的CTD-PAH患者进行更加全面的研究。

综上，CMR成像能够提供RV及IVS功能和形态学的详细信息，对重度CTD-PAH患者的诊断具有一定价值。这一补充信息可能进一步提高CMR在评价重度患者中的效用，使其成为评估和随访CTD-PAH患者心脏变化的理想无创影像学检查方法。

参考文献:

[2]范倩,巩路,魏蔚,等.原发性干燥综合征合并肺动脉高压的临床研究[J].天津医药,2013,41(1):9-11.

[10]杨帆,王丹,张璋,等.超声心动图和CMR评估肺动脉高压病人心功能的研究进展[J].国际医学放射学杂志,2018,41(2):164-169.

[11]马珂凡,祝因苏,徐怡.心脏磁共振评估肺动脉高压的研究进展[J].国际医学放射学杂志,2022,45(6)694-699.

[16]王丹,张璋,杨帆,等.不同室间隔形态肺高血压患者的心室功能特点:CMR初步研究[J].中国肺癌杂志,2018,21(5):397-402.

基金资助:国家自然科学基金面上项目(82271937);天津市应用基础与前沿技术研究计划重点项目(22JCZDJC00500);

文章来源:武才鑫,闫彦,邓瑗琳,等.心脏磁共振评估结缔组织病伴重度肺动脉高压的价值[J].天津医药,2024,52(07):691-695.