左室心肌致密化不全的磁共振特征及其与诊疗和预后的关系研究

发布时间：2017-10-19 04:00

  本文关键词：左室心肌致密化不全的磁共振特征及其与诊疗和预后的关系研究

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【摘要】：背景：左室心肌致密化不全(Left Ventricular Non-compaction, LVNC),是一种与胚胎发育异常有关的心肌病变,其典型特征是心肌分为两层,内层为异常增多的肌小梁并形成网状结构为非致密层,这些肌小梁间的隐窝与左室心腔交错相通,外层为变薄的致密层心肌。超声心动图是目前最常用的LVNC的诊断方法,但识别心肌组织特征能力不佳。而心脏磁共振成像(Cardiovasular Magnetic Resonance Imaging, CMR)具有优秀的软组织对比度,并能动态展示每个心动周期心肌特征,因此我们应用CMR来评价LVNC的心肌形态特征及与心功能的关系。目的：应用CMR来动态展示LVNC心肌特点、评价非致密层心肌的受累特点及与心脏收缩功能的关系。材料和方法：经两位资深心内科医师诊断为LVNC的患者31人(其中男性17人,女性14人,平均年龄42.1±15.2岁),性别和年龄匹配的健康对照14人,进行了心脏磁共振(3.0T)设备扫描,胸前置32通道线圈,采集CINE图像。CMR图像分析处理采用MATLAB平台,并依据AHA标准17节段分段法,统计非致密层心肌节段数量。将左室射血分数(LVEF)≥50%的患者分为LVPEF组,LVEF50%定义为LVREF组。结果：31名LVNC患者中,共有227个非致密层心肌节段。左室侧壁受累最多为95个节段(42%)；室间隔受累最少为22个节段(10%),且大部分为尖部的间隔部。健康对照组、LVPEF组及LVREF组患者的致密层心肌质量指数分别为47.6±5.5g/m2、41.7±7.6g/m2和60.8±22.2g/m2, ANOVA显示有显著的差异(F=9.54,p0.001), LVREF组显著高于健康对照组(p=0.016)和LVPEF组(p0.001)；但健康对照组与LVPEF组无差别(p=0.10)。LVEF与非致密层心肌数量无相关性(r=0.05,p=0.79),也与NC/C无相关性(r=0.1,P=0.14)；结论：1.CMR可以清晰展示LVNC心肌分层特点；2.LVNC患者非致密层心肌多分布于尖部,基底部最少；侧壁受累最多,室间隔受累最少；3.LVPEF组患者致密层心肌质量未降低,且LVREF组患者致密层心肌质量增高；4.LVNC患者的左室收缩功能与NC/C、NC节段无相关性。背景：左室心肌致密化不全,是一种与发育相关的心肌疾病,其典型特征是心肌分为两层,内层为异常增多的肌小梁形成像网一样的结构称为非致密层,外层为变薄的致密层心肌。近年来心脏磁共振延迟增强(Late Gadolinium Enhancement, LGE)技术研究发现,不但非致密层存在纤维化,变薄的致密层心肌也发生纤维化,但致密层的心肌纤维化受累节段部位、程度及与LVNC患者左室收缩功能关系并不十分清楚。目的：应用CMR检测LVNC患者的致密层心肌的纤维化,探索LVNC患者致密层心肌纤维化的受累范围、程度及与心脏收缩功能之间的关系。材料和方法：经两位资深心内科医师诊断为LVNC的患者31人,性别和年龄匹配的健康对照8人,进行了心脏磁共振(3.0T)设备扫描,并胸前置32通道线圈。应用心肌延迟增强图像采用相位敏感反转恢复序列(Phase-sensitive Inversion Recovery, PSIR)采集图像。高压注射Gd-DTPA (0.2mmol/kg,速率2m1/s)约10分钟后采集心脏图像。CMR图像分析处理采用MATLAB (MathWorks, Natick, Massachusetts,USA)平台,并依据AHA标准17节段分段法,统计延迟增强为阳性的心肌节段数量。按照患者心肌有无LGE,将LVNC患者分为LGE(-)组和LGE(+)组。结果：31名LVNC患者中,有14名(45%)患者出现LGE,共有96个LGE+节段。其中最易受累部位是基底部前间隔、尖部前壁和基底部下间隔,且LVEF与致密层心肌的LGE阳性节段数量呈显著负相关(R=-0.57,p=0.01)。健康对照组、LGE(-)组和LGE(+)组的致密层心肌质量指数(left ventricular mass of compaction index, LVMCI)分别为47.2 ± 5.2 g/m2、45.5 ± 12.8 g/m2和63.1±27.6 g/m2,ANOVA分析显示三组间有显著的统计学差异(F=3.7,P=0.03),LGE(+)组的LVMCI显著高于健康对照组和LGE(-)组,但健康对照组与LGE(-)组无差别。LGE(+)组和LGE(-)组的非致密层心肌节段分别为110和107个,LGE(+)组比LGE(-)组更多的非致密层心肌节段,(p=0.041)。结论：1.心脏磁共振延迟增强可以无创、在体评价LVNC患者心肌纤维化的受累程度及范围；LVNC患者致密层心肌LGE阳性的节段多分布于基底部前间隔、尖部前壁和基底部下间隔；2. LVNC患者收缩功能与致密层心肌LGE+节段数量有明确负相关性；3.LGE(+)组患者具有较高的LVMCI和更多的非致密层心肌节段。背景：Native T1 mapping是近年来发展的新技术,可以定量并早期检测心肌的纤维化,尤其是弥漫性心肌纤维化,目前已被广泛应用于心肌病纤维化的研究,甚至有研究显示在检测心肌纤维化方面,native T1值与心肌活检有很高的一致性。基质金属蛋白酶-9(MMP-9)在心肌纤维化的进程参与了至关重要的作用,心衰的进展及心律失常的发生均与MMP-9相关,然而在LVNC疾病中致密层心肌native T1值与患者心功能之间的关系,以及MMP-9蛋白与native T1之间的关系尚处于研究空白。目的：应用Native T1 mapping定量检测LVNC患者致密层心肌纤维化,并探索NativeT1与LVNC患者LVEF之间的关系。材料及方法：31例经临床诊断为LVNC的患者包括9名家系患者,健康对照14人。采用磁共振(3.0T)扫描,胸前置32通道线圈。扫描序列包含：心脏电影成像(Cine)、 MOLLI进行四腔位、两腔位、长轴位和短轴位成像,以获得动态的Cine图像和T1maps图像。CMR图像分析应用MATLAB平台,并且参照AHA 17段分法进行分析及统计分析。按LVEF≥50%与否,将LVNC患者分为两组：LVPEF组和LVREF组。结果：健康对照组与LVPEF组和LVREF组患者的平均native T1值分别为1096.0±±41.5ms、1134.4±42.1和1174.0±47.1 ms(F=13.8, p0.001),任意两组均有显著统计学差异,且LVREF组高于LVPEF组,LVPEF组高于健康对照组；在LVEF值大于50%的患者中,LVNC家系成员组native T1显著高于非家系组(1160.6 ±31.8 ms vs.1129.4 ± 39.8 ms, p0.05); Spearman检验显示,尽管native T1与LVEF没有明确相关性,但有一定统计学差异趋势(p=0.054);健康对照组与LVNC患者组MMP-9在nRNA水平、蛋白质水平的平均值分别为58.32±28.19 vs.92.44±62.26(p=0.003)；58.32±28.19ng/ml vs.92.44 ± 62.26ng/ml (p=0.025),均有显著差别；Native T1与MMP-9蛋白血清浓度有显著正相关性(r=0.40,p=0.044)。结论：1.致密层心肌native T1 mapping可以早期识别病变,并有助于区分LVNC疾病的严重性；且LVNC患者致密层心肌的native T1与心脏收缩功能有相关性趋势；2. LVNC家系患者致密层心肌可能具有更重的心肌纤维化；3. Native T1与MMP-9在检测LVNC患者的心肌纤维方面有较高的一致性。背景：目前新技术Native T1 mapping的优势在于可以早期检测心肌纤维化,并在识别微小病变及弥漫性病变优于传统技术LGE。目前移植心脏病理研究显示LVNC患者心肌纤维化弥漫性存在,但目前关于LVNC延迟强化的研究显示不到50%的患者出现心肌LGE。是否LGE低估了LVNC患者致密层心肌纤维化程度,因此我们将比较这两者成像技术的敏感性。目的：探索比较native T1 mapping与LGE,早期检测LVNC致密层心肌纤维化的能力。材料及方法：31例LVNC患者,按照致密层是否出现LGE阳性分为两组：LGE(+)组14例和LGE(-)组17例,健康对照组8人。采用磁共振(3.0T)扫描,胸前置32通道线圈,心电门控R波触发成像。扫描序列包含：心脏Cine成像、MOLLI和PSIR序列,进行四腔位、两腔位、长轴位和短轴位成像,以获得动态的Cine图像、T1maps和LGE延迟图像。CMR图像分析应用MATLAB平台,并且参照AHA 17段分法进行分析及统计。将LVNC患者按照有无出现LGE,分为LGE(-)组和LGE(+)组。结果： 31名患者中14名患者出现LGE,健康对照组、LGE(-)组和LGE(+)组患者native T1值分别为1098.8±40.8 ms、1140.6±32.8 ms和1181.4±53.7 ms, ANOVA统计分析结果显示有显著统计差异(F=9.74,p0.001)；且任两组相比均有显著差异；Logistic回归分析显示native T1值每增加一个标准差,调整混杂因素前后,可能出现LGE的OR值分别为2.966(95%CI：1.123-7.835,p=0.028)和4.348 (95% CI:1.187-20.796, p=0.028); ROC曲线显示native T1阈值为1144.3ms时可以预测致密层心肌发生LGE的敏感性为85.7%,特异性达72.0%(p0.001)。结论：1. Native T1 mapping比LGE更能早期识别LVNC患者致密层心肌纤维化；2. Native T1 mapping比LGE更能敏感检测LVNC患者致密层心肌纤维化。背景：左室心肌致密化不全的临床表现差异较大,从无症状到心衰甚至心源性猝死,临床病程较长。目前LVNC患者在治疗上主要是针对其并发症的治疗,如抗心力衰竭治疗,但何时应该开始药物治疗及预后均不明确,临床上缺乏能够指导治疗和判断预后的指标。我们认为致密层心肌的功能是影响LVNC治疗和预后的重要因素,本研究的第一、二部分结果表明,非致密层心肌受累范围与LVNC的心功能无关,而致密层心肌纤维化直接影响了LVNC心脏收缩功能。由于心脏磁共振成像技术native T1mapping对于心肌纤维化的检测与组织学病理有很高的一致性。因此本研究应用native T1mapping技术定量检测致密层心肌纤维化程度,并对LVNC患者进行前瞻性随访研究,以寻找及时干预治疗有效和预测不良心血管事件的native T1阈值。目的：探索开始干预治疗有效和预测LVNC患者不良心血管事件的致密层心肌nativeT1阈值。材料与方法：应用磁共振CINE序列、PSIR序列及MOLLI序列扫描31例LVNC患者,分别得到心肌CINE图像、LGE图像和native T1 Maps图像,来评估LVNC患者心功能及致密层心肌纤维化程度；按照是否发生不良心血管事件,将患者分为未发生事件组和发生事件组。根据患者LVEF50%给予干预治疗,并将LVNC患者分为干预治疗组(17例)和非干预治疗组(14例),并将干预治疗后LVEF提高大于10%,定义为治疗改善获益。平均随访24.4±2.4个月,运用超声心动图2D和M型显像技术,评估LVNC患者心功能改变。图像分析方法采用MATLAB平台,心肌节段按照AHA标准节段分法。本研究不良心血管事件定义为：心源性死亡、心衰需再入院治疗、心源性休克、心源性晕厥及病态窦房结综合征。结果：共4名LVNC患者发生不良心血管事件8起,发生事件组和未发生事件组的native T1和QTc平均值分别为1226.8±21.4 ms vs.1151.8 ±46.0 ms (p=0.007), 466.3±40.4ms vs.427.3±31.3ms (p=0.03),发生事件组均显著高于未发生事件组。ROC曲线显示致密层心肌native T1值为1203.5ms时,预测不良心血管事件的敏感性达100%,特异性为96%(p=0.003)；致密层心肌质量指数为55.6g/m2时可以预测]LVNC患者发生不良心血管事件的敏感性为100%,特异性为81%(p=0.022)。平均随访24.4±±2.4个月后,超声心动图检查发现,干预治疗组患者LVEF随访前后的平均值分别为34.7±12.6%,39.9±14.9%(p=0.058),去除发生不良心血管事件的患者之后,随访前后治疗组LVEF分别为28.9±13.8%,40.9±13.0%(p=0.001)。致密层心肌nativeT1阈值大于1144.9ms的患者接受规范治疗后,可让LVEF提高大于10%以上,此阈值的敏感度为83.3%,特异度为80%(p=0.035)。非干预组LVNC患者随访前后的LVEF平均值分别为62.3±8.1%和65.9±6.5%,随访前后无明显差异(p=0.266)；未干预组患者中非家系组与家系组患者的随访后左室舒张末内径分别为46.4±4.5mm和52.7±4.5mm,有显著差异(p=0.039)；Fisher检验提示非干预治疗组患者中家系患者较非家系有左室扩大的趋势(p=0.081)。结论：1.致密层心肌native T1值为1203.5ms是发生不良心血管事件的高危预警值；2.致密层心肌native T1值为1144.9m的左室射血分数减低的患者可以从规范抗心力衰竭药物治疗中获益；3.有家族聚集倾向的LVNC患者应该频繁随访(2年),散发病例的随访时间仍旧需要更大规模的临床研究来摸索；4.定量检测LVNC患者致密层心肌native T1值对指导临床干预治疗及临床预后均有重大价值。
【关键词】：左室心肌致密化不全 心脏磁共振成像 左室射血分数 非致密层心肌 左室心肌致密化不全 磁共振成像 延迟增强 纤维化 左室射血分数 心肌致密化不全 Native Tlmapping 基质金属蛋白酶-9 左室射血分数 左室心肌致密化不全 随访 Native Tlmapping 心肌纤维化 不良心血管事件
【学位授予单位】：北京协和医学院
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：R542.2;R445.2
【目录】：

• 英文缩写词表5-6
• 引言6-9
• 参考文献7-9
• 第一部分 左室心肌致密化不全磁共振特征与左室收缩功能的关系研究9-24
• 中文摘要9-10
• 英文摘要10-12
• 引言12
• 资料与方法12-14
• 结果14-19
• 讨论19-20
• 结论20
• 参考文献20-24
• 第二部分 致密层心肌纤维化在左室心肌致密化不全心脏收缩功能中的作用24-66
• 引言24-26
• 参考文献24-26
• 第一章 致密层心肌纤维化与左室心肌致密化不全的左室收缩功能的关系26-40
• 中文摘要26-27
• 英文摘要27-29
• 引言29
• 资料与方法29-30
• 结果30-35
• 讨论35-36
• 结论36-37
• 参考文献37-40
• 第二章 致密层心肌native T1值与左室心肌致密化不全的左室收缩功能的关系40-55
• 中文摘要40-41
• 英文摘要41-42
• 引言42
• 资料与方法42-45
• 结果45-50
• 讨论50-52
• 局限性52
• 结论52
• 参考文献52-55
• 第三章 在左室心肌致密化不全的研究中Native T1 mapping与延迟强化的比较55-66
• 中文摘要55-56
• 英文摘要56-57
• 引言57
• 资料与方法57
• 结果57-60
• 讨论60-62
• 局限性62
• 结论62
• 参考文献62-66
• 第三部分 致密层心肌native T1值在左室心肌致密化不全中的临床随访价值66-84
• 中文摘要66-68
• 英文摘要68-70
• 引言70
• 研究资料与方法70-72
• 结果72-79
• 讨论79-80
• 局限性80-81
• 结论81
• 参考文献81-84
• 综述 左室心肌致密化不全的临床诊断现状84-93
• 参考文献89-93
• 攻读博士学位期间发表论文及参加学术活动93-94
• 致谢94-96

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