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心脏核磁共振成像在评价HFpEF舒张功能

来源:心肌病治疗 时间:2022-5-9

由于患者群体的异质性,且治疗方案有限,因此射血分数保留的心力衰竭(HFpEF)的诊断具有挑战性。近期发表的综述汇总了心脏核磁共振成像(CMR)在评价HFpEF舒张功能障碍和表型中的作用和展望。

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评估舒张功能的CMR参数

一些左室舒张功能的参数可通过类似于超声心动图的方式在CMR中得到,包括左室质量、左室肥厚、左室大小和功能、二尖瓣流入和肺静脉速度分布及心肌应变等。另一种不同的、CMR特有的评估舒张功能的方法是基于T1标测和细胞外容积(ECV)计算评估间质性心肌纤维化,如图1和表1所示。图1CMR获取的舒张功能参数表1CMR衍生的舒张功能参数及每种方法的优缺点

左室质量和肥厚

左室质量的增加是不良心脏事件的独立危险指标。根据美国超声心动图学会(AmericanSocietyofEchocardiography,ASE)的建议,基于左心室为长椭球体的假设,心肌质量可通过超声心动图的胸骨旁长轴视图(二维或M模式)对心肌壁进行线性测量。CMR的优点则是无需几何假设,可使用高重复性技术精准测量左室质量,通常其绝对值低于超声心动图所测得的值。图2CMR定量的左室质量MESA队列研究显示,随着左室容积的逐渐减少、左室射血分数(LVEF)的增加及左室质量和体积比的增加,在生命过程中的左心室呈同心重塑模式。另一项研究观察了性别对心脏重塑的影响,研究显示,随着年龄的增长,男性的左室质量增加,女性的左室重量减少。另一项研究则表明,基线时左室质量较高(95%)与心衰密切相关(HR=8.6,95%CI:3.9-19.9)。

左室时间-体积填充曲线

左室填充轮廓曲线可使用标准的cine-CMR体积数据(与核成像相似的方式)获得,由此可绘制填充曲线、峰值填充率及峰值填充时间。既往研究表明,峰值充盈率降低和充峰时间延长与超声心动图显示的舒张功能障碍相关。舒张容积恢复率这一新指标是检测舒张功能障碍最敏感的指标。目前,这些测量较为耗时,且未在临床实践中常规应用,但新兴的半自动化软件正重新定义其实用性。

用于流动评估的相位衬度成像

与多普勒超声不同,CMR的相位衬度成像(PC-CMR)可直接测量通过正面图像的血流。编码速度应尽可能与峰值速度匹配,而不出现混叠现象,二尖瓣和肺静脉的血流峰值速度通常为-cm/s。然而,PC-CMR存在一定的局限性,如时间分辨率较多普勒超声心动图低、成像受心律失常影响。图3估计二尖瓣流入速度的PC-CMR

左室应变评估

多年来,应变已被证明是预测整体和局部左室功能的强大的诊断和预测指标。最初缺血性心脏病常累积心内膜下心肌,因此应变异常可预测早期心肌功能障碍。整体纵向应变(GLS)定义为左室舒张和收缩之间心肌长度的变化除以原始舒张末期长度。CMR在评估左心室力学和形变测量(应变、应变率和扭转)方面的作用越来越大,且主要通过心肌标记技术、PC-CMR速度编码、心脏磁共振特征跟踪(CMR-featuretracking,CMR-FT)发挥作用。图4CMR-FT评估的心肌应变

HFpEF患者的预后评价技术:T1标测和ECV

CMR具有强大的组织特性和早期检测心肌病变的能力。大量研究表明,心衰患者易发生替代纤维化(可通过延迟钆增强评估)和间质纤维化(通过T1标测和EVC分数测量)。细胞外基质的过度改变被认为是导致心脏松弛和僵硬度受损的主要因素,而这也正是HFpEF的特征。目前,利用多参数技术测量心肌组织的松弛时间(T1标测)已成为弥漫性间质纤维化及其严重程度的新型可量化标志,并积累了大量的证据。CMR衍生的T1值有助于检测心肌病变,包括心肌病、心脏淀粉样变性和缺血性心脏病。图5T1图像心肌纤维化、水肿或浸润有助于增加胶原蛋白的含量及心肌细胞外容积(ECV),ECV分数测量则相对于血浆的钆心肌摄取量,可根据造影前后血腔内T1值和红细胞压积计算ECV分数,如图6。图6ECV图像

左房容积

左房增大是舒张功能受损的标准,其与房颤和心血管结局相关。左室舒张功能受损时,需要更高的左房压力来维持足够的心室充盈。随着左室管道功能的显著降低,左房代偿性收缩,以得到有效的左室容量。随时间延长,左房因代偿而扩张,因此其是评估舒张功能障碍的关键。通过CMR的长轴和短轴均可测量左房容积。近期一项研究显示,由于有更好的排列和可视化,CMR所测的左房容积较超声心动图所得较大。此外,尽管大量数据支持最大的左房容积,但也有研究显示最小的左房容积具有预后意义。图7CMR的容量评估

左房功能

根据美国超声心动图指南,超声心动图测量的最大左房容积是评估舒张功能障碍的标准,且已被证明是心脏不良预后的独立预测指标。然而,越来越多的证据显示,在患者症状和疾病进展方面,左室功能测量具有更大的临床意义,是最有希望预测心血管事件的工具。通过CMR可测量左房的性能及3个功能:储存功能(左房储存由肺静脉回流的血液)、管道功能(左房作为通道连通肺静脉与左室)及辅泵功能(左房主动收缩时将血液泵入左室)。随着左房体积的增大,左房的管道功能及心房收缩功能可通过心房收缩前的体积和最小左房容积来评估。

左房应变

一种新技术的出现提供了心脏周期中心房壁变形的数据。与左室心肌不同,左房壁较薄,不能通过常规的成像序列标记,可通过CMR-FT进行测量。左房应变可被评估为整体应变,也可分割为多个单独的心房壁。目前,多项小型试验报告了应变的正常值和可重现性,但尚无被广泛采用。

左房测量值与病理的相关性

一项研究显示,CMR评估的各阶段左房容积及左房射血分数(LAEF)均与左心室舒张末压(leftventricularenddiastolicpressure,LVEDP)相关。最佳容积参数为最小左房容积,接收器工作特性阈值为≥23ml/m2,检测LVEDP12mmHg的敏感性86%,特异性63%;最佳的心房射血分数是总的LAEF,阈值为≤35%,检测LVEDP12mmHg的敏感性为71%,特异性为89%。另一项研究显示,肥厚型心肌病(HCM)及HFpEF患者的左房应变始终低于对照组。另外,研究显示,在基线高血压患者中,较低的LAEF和整体左房应变是心脏病事件的独立预测因子。

CMR在HFpEF患者中的应用

在确诊的HFpEF患者中,识别其他替代性病理机制非常重要,如图8。在Kanagala等的研究中,对例HFpEF患者进行了全面的CMR检查。其中,42例患者(27%)被发现有冠脉疾病、微血管功能障碍、HCM和缩窄性心包炎。随访6个月发现,这些患者的结局(因心衰而死亡或住院)更差。图8CMR在HFpEF病例中提供替代诊断

十大要点回顾

1.由于HFpEF患者具有异质性,且治疗方案有限,因此HFpEF的诊断具有挑战性。2.HFpEF的发病率高(约占心衰患者的50%),且与不良预后相关,因此诊断HFpEF至关重要。3.通过超声心动图评估心脏舒张功能是HFpEF诊断的基础,与心脏收缩功能评估同等重要。4.CMR是一种前景较好,无辐射的成像方法。在过去十年中,人们逐渐认识到CMR的潜在用途,它可以为左心室的整体和局部(收缩和舒张)功能评估提供不限制视野和高分辨率的图像。5.CMR可通过组织特征成像为心肌疾病提供早期标志物,或有助于提高HFpEF的诊断和管理。6.多年来,几项研究探究了CMR衍生的舒张功能指标,包括传导速度和肺静脉血流图、左心室和左心房应变,及特征性追踪。7.基于影像学的舒张功能指标及在不同模式下临床应用的相关性正被逐渐认可。8.在确诊的HFpEF患者中,识别其他可替代性病理机制较为重要。CMR有助于HFpEF的诊断,具有预后和治疗意义。目前,已研究了CMR-FT用于左室扭转指数评价(根据心尖旋转和基底旋转差异计算),并揭示了心脏淀粉样变性及HCM的特殊旋转模式。9.用CMR进行舒张功能评价是可行的,但在临床上尚未常规应用。10.目前需要更加标准化的后处理软件,以利于更广泛的应用CMR这种相对新型的技术。尽管存在差距,但利用CMR进行HFpEF管理仍有许多潜在机会。

医脉通编译自:

[1]CMRintheEvaluationofLVDiastolicDysfunction.ACC.Jan10,.

[2]MohammedA.Chamsi-Pasha,YangZhan,DanyDebs,etal.CMRintheEvaluationofDiastolicDysfunctionandPhenotypingofHFpEFCurrentRoleandFuturePerspectives.JACC:CARDIOVASCULARIMAGING.

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