張杰,鄧煒,喻緒恩,徐銀,石永光,趙韌,李裕國(guó),安書(shū)田,張亮亮,束宏敏,錢(qián)銀鋒,劉斌,楊任民,余永強(qiáng),李小虎*
1.安徽中醫(yī)藥大學(xué)神經(jīng)病學(xué)研究所附屬醫(yī)院神經(jīng)內(nèi)科,安徽 合肥 230061;2.安徽醫(yī)科大學(xué)第一附屬醫(yī)院放射科,安徽 合肥 230022;3.安徽醫(yī)科大學(xué)第一附屬醫(yī)院心血管內(nèi)科,安徽 合肥 230022
肝豆?fàn)詈俗冃裕╓ilson's disease,WD)是一種罕見(jiàn)的常染色體隱性遺傳病,患病基因攜帶率為1/90,發(fā)病率約為0.25/10 000~4/10 000[1-2]。WD患者由于過(guò)量的銅無(wú)法代謝而造成銅沉積于肝臟和神經(jīng)系統(tǒng)[3-6]。此外,過(guò)量的銅會(huì)耗盡肝臟的銅存儲(chǔ)能力,最終導(dǎo)致銅釋放到血液中,并在其他器官積累[7]。既往研究顯示,銅可以沉積于心臟,導(dǎo)致心血管系統(tǒng)疾病相關(guān)臨床癥狀[8]。WD患者普遍存在不同程度的心臟受累,尤其是無(wú)創(chuàng)早期識(shí)別WD患者的亞臨床心肌損害,早期干預(yù)治療,可以顯著改善預(yù)后[9-11]。
目前,臨床檢測(cè)WD患者的心肌損害主要依靠心電圖和超聲心動(dòng)圖[12-16],但兩者檢測(cè)心肌微結(jié)構(gòu)和功能改變的敏感度不足,缺乏典型特征,難以準(zhǔn)確識(shí)別WD的心肌損害[17-18]。心臟磁共振(cardiac magnetic resonance,CMR)是近年無(wú)創(chuàng)識(shí)別心臟受累的影像檢查方法,不僅可以一站式評(píng)價(jià)心臟的形態(tài)、結(jié)構(gòu)和功能,還可以識(shí)別心臟的亞臨床損害和心肌纖維化等心肌組織學(xué)表征[19-20]。目前國(guó)內(nèi)鮮有關(guān)于WD的CMR研究,本研究擬對(duì)WD患者的CMR資料進(jìn)行分析,探究CMR在WD患者心肌受累中的應(yīng)用價(jià)值。
1.1 研究對(duì)象 回顧性收集2022年4—6月安徽醫(yī)科大學(xué)第一附屬醫(yī)院行CMR檢查的12例WD患者,其中男7例,女5例,年齡16~53歲。納入標(biāo)準(zhǔn):①WD的臨床診斷符合《肝豆?fàn)詈俗冃栽\療指南(2022年版)》[21]中的診斷標(biāo)準(zhǔn)(Leipzig評(píng)分系統(tǒng)),總分≥4分即可確診,3分為疑似診斷,≤2分排除診斷,對(duì)于疑似診斷為WD者,進(jìn)一步行ATP7B基因檢測(cè)以明確診斷;②超聲心動(dòng)圖檢查未見(jiàn)明顯異常。排除標(biāo)準(zhǔn):①患有高血壓、糖尿病等其他心血管風(fēng)險(xiǎn)疾?。虎贑MR圖像出現(xiàn)嚴(yán)重偽影,影響診斷。同時(shí)納入年齡、性別、體重指數(shù)、體表面積等與WD患者相匹配的12名健康志愿者作為對(duì)照組,年齡23~34歲。收集受試者的臨床基線資料、心電圖結(jié)果和CMR檢查結(jié)果。本研究經(jīng)醫(yī)院倫理委員會(huì)批準(zhǔn)(PJ2022-09-59),免除患者知情同意。
1.2 CMR圖像采集和分析 采用Philips Ingenia 1.5T超導(dǎo)MR儀及商用32通道相控陣體線圈。掃描序列及參數(shù):采用黑血序列采集從主動(dòng)脈弓至心尖18~20層圖像,觀察心臟和心臟大血管的形態(tài)結(jié)構(gòu),掃描參數(shù):視野(FOV)300 mm×300 mm,TR 1 500 ms,TE 28 ms,翻轉(zhuǎn)角90°,層厚8 mm,層間隔8 mm,矩陣168×130。采用回顧性心電門(mén)控平衡穩(wěn)態(tài)自由進(jìn)動(dòng)序列進(jìn)行心功能電影成像,采集心臟8~10層連續(xù)短軸電影圖像和左心室長(zhǎng)軸兩腔心、長(zhǎng)軸三腔心、長(zhǎng)軸四腔心、左心室流出道切面,掃描參數(shù):FOV 300 mm×300 mm,TR 3.4 ms,TE 1.68 ms,翻轉(zhuǎn)角60°,層厚8 mm,層間隔8 mm,矩陣176×166。采用改良的Look-Locker反轉(zhuǎn)恢復(fù)序列采集左心室短軸切面(基底層、中間層和心尖層)增強(qiáng)前T1 mapping(初始T1)圖像。注射釓噴替酸葡甲胺后約15 min采集與增強(qiáng)后T1 mapping(post T1)圖像,注射劑量0.2 mmol/kg,掃描參數(shù):FOV 300 mm×300 mm,TR 3.0 ms,TE 1.4 ms,翻轉(zhuǎn)角35°,層厚7 mm,層間隔14 mm,矩陣152×150。采用梯度自旋回波序列采集左心室短軸切面(基底層、中間層和心尖層)T2 mapping圖像,掃描參數(shù):FOV 300 mm×300 mm,TR 750 ms,ΔTE 9.3 ms,回波鏈9,翻轉(zhuǎn)角90°,層厚7 mm,層間隔14 mm,矩陣152×150。采用相位敏感反轉(zhuǎn)恢復(fù)序列于注射釓噴替酸葡甲胺10~15 min后進(jìn)行心肌延遲增強(qiáng)(late gadolinium enhancement,LGE)成像,包括心臟8~10層連續(xù)短軸電影圖像以及左心室長(zhǎng)軸兩腔心、長(zhǎng)軸三腔心、長(zhǎng)軸四腔心切面,掃描參數(shù):FOV 300 mm×300 mm,TR 6 ms,TE 3 ms,翻轉(zhuǎn)角25°,層厚8 mm,層間隔8 mm,矩陣188×152。采用CVI42后處理軟件在8~10層連續(xù)短軸電影圖像的收縮末期與舒張末期自動(dòng)勾畫(huà)心內(nèi)膜與心外膜輪廓(必要時(shí)手動(dòng)調(diào)整),并自動(dòng)計(jì)算生成一系列心功能指標(biāo),包括左心室射血分?jǐn)?shù)(left ventricular ejection fraction,LVEF)、左心室舒張末期容積指數(shù)(left ventricular end-diastolic volume index,LVEDVI)、左心室每搏輸出量指數(shù)(left ventricular stroke volume index,LVSVI)、右心室射血分?jǐn)?shù)(right ventricular ejection fraction,RVEF)、右心室舒張末期容積指數(shù)(right ventricular end-diastolic volume index,RVEDVI)、右心室每搏輸出量指數(shù)(right ventricular stroke volume index,RVSVI)。于T1 mapping與T2 mapping短軸切面圖像中自動(dòng)勾畫(huà)心內(nèi)膜與心外膜輪廓(必要時(shí)手動(dòng)調(diào)整),并自動(dòng)計(jì)算生成左心室短軸(基底層、中間層和心尖層)心肌的平均T1弛豫時(shí)間與T2弛豫時(shí)間。結(jié)合受檢者24 h內(nèi)紅細(xì)胞壓積,根據(jù)公式[22]計(jì)算左心室短軸(基底層、中間層和心尖層)心肌的平均細(xì)胞外容積分?jǐn)?shù)(extracellular volume,ECV)。
1.3 可重復(fù)性分析 隨機(jī)選取6例WD患者和6名健康志愿者,由2位具有MR診斷經(jīng)驗(yàn)的放射科醫(yī)師獨(dú)立進(jìn)行T1 mapping和T2 mapping分析,其中1位觀察者30 d后再進(jìn)行一次分析,分別評(píng)價(jià)觀察者間和觀察者內(nèi)的可重復(fù)性。
1.4 心電圖和實(shí)驗(yàn)室檢查 收集患者行CMR檢查前24 h內(nèi)的心電圖檢查與實(shí)驗(yàn)室檢查指標(biāo)。實(shí)驗(yàn)室檢查指標(biāo)包括血漿銅藍(lán)蛋白(正常參考值為200.0~420.0 mg/L)、血清銅(正常參考值為10.5~24.4 μmol/L)、24 h尿銅(正常參考值>100 μg/d)[21]。
1.5 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法 使用SPSS 26.0 軟件,采用Kolmogorov-Smirnov檢驗(yàn)計(jì)量資料的正態(tài)性分布。符合正態(tài)分布的計(jì)量資料以表示,兩組間比較采用獨(dú)立樣本t檢驗(yàn);不符合正態(tài)分布的計(jì)量資料以[M(Q1,Q3)]表示,兩組間比較采用Mann-WhitneyU檢驗(yàn)。計(jì)數(shù)資料以例數(shù)(%)表示,兩組間比較采用χ2檢驗(yàn)。采用組內(nèi)相關(guān)系數(shù)(ICC)評(píng)估觀察者間和觀察者內(nèi)測(cè)量的一致性,P<0.05表示差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。
2.1 可重復(fù)性分析結(jié)果 初始T1的觀察者內(nèi)與觀察者間一致性較好[ICC=0.99(95%CI0.98~1.00)、0.98(95%CI0.93~0.99)],T2的觀察者內(nèi)與觀察者間一致性較好[ICC=0.98(95%CI0.94~0.99)、0.98(95%CI0.92~0.99)]。
2.2 兩組受試者臨床基線資料比較 研究組與對(duì)照組受試者的年齡、性別、心率、體重指數(shù)、體表面積比較,差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05),見(jiàn)表1。兩組受試者均無(wú)高血壓、高血脂、糖尿病、冠心病家族史、房顫、心衰、呼吸困難、胸痛、外周水腫、心悸、意識(shí)喪失等。研究組4例有吸煙史。
表1 研究組與對(duì)照組臨床基線資料比較()
表1 研究組與對(duì)照組臨床基線資料比較()
2.3 研究組患者心電圖與實(shí)驗(yàn)室檢查結(jié)果 研究組患者血漿銅藍(lán)蛋白為(50.0±26.5)mg/L,血清銅為(2.2±1.1)μmol/L,均較正常參考值降低。24 h尿銅為(976.2±679.8)μg/d,較正常參考值升高。心電圖結(jié)果顯示,12例WD患者中,頻發(fā)室性早搏2例,竇性心律不齊3例,竇性心動(dòng)過(guò)緩1例。
2.4 心臟MRI結(jié)果 12例WD患者中,LGE陽(yáng)性2例,均為室間隔右心室插入部(圖1A),呈小斑片狀,其中1例可見(jiàn)心中部左心室室間隔處心肌裂(圖2)。研究組患者的初始T1、T2與ECV(圖1B~D)較對(duì)照組顯著升高(P<0.05)。研究組LVEF、LVEDVI、LVSVI、RVEF、RVEDVI、RVSVI與對(duì)照組比較,差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。兩組CMR檢查結(jié)果比較見(jiàn)表2。
表2 研究組與對(duì)照組的CMR檢查結(jié)果比較
圖1 女,17歲,WD患者CMR圖像。心肌延遲增強(qiáng)示短軸心中部左心室下壁右心室插入部可見(jiàn)小斑片狀延遲強(qiáng)化(A);左心室整體心肌初始T1為1 110 ms(B);左心室心肌整體ECV為31%(C);左心室整體心肌T2為55 ms(D)
圖2 男,53 歲,WD 患者CMR 圖像。四腔心電影序列示室間隔中部(A)可見(jiàn)由心內(nèi)膜凹向室間隔的間隙(心肌裂);心肌延遲增強(qiáng)四腔心層面可以清晰顯示心肌裂結(jié)構(gòu)(B)
本研究為國(guó)內(nèi)首次報(bào)道關(guān)于WD患者的CMR研究。本研究結(jié)果顯示,盡管WD患者早期無(wú)明顯的心血管系統(tǒng)疾病相關(guān)臨床癥狀,心臟結(jié)構(gòu)與心功能均正常,但其初始T1、T2、ECV較健康志愿者明顯升高,且在WD患者中出現(xiàn)LGE與左心室心肌裂征象,表明CMR對(duì)早期識(shí)別WD患者心肌受累具有較好的臨床應(yīng)用價(jià)值。
3.1 CMR在WD患者心肌受累中的應(yīng)用 心肌T1值與ECV是與彌漫性纖維化相關(guān)的心臟疾病的重要指標(biāo),對(duì)患者預(yù)后具有良好的預(yù)測(cè)價(jià)值[23-27]。本研究發(fā)現(xiàn),WD患者的初始T1值、T2值與ECV較對(duì)照組顯著升高,與Salatzki等[28]的研究結(jié)果一致。Factor等[9]通過(guò)尸檢報(bào)告發(fā)現(xiàn)WD患者普遍存在不同程度的間質(zhì)性和替代性纖維化、心肌內(nèi)小血管疾病和局灶性心肌炎,可能解釋本研究中CMR的異常改變。因此,本研究推測(cè)心肌纖維化與心肌水腫或炎癥可能是WD患者早期心肌受累的表現(xiàn)之一。
LGE是無(wú)創(chuàng)評(píng)估心肌纖維化的“金標(biāo)準(zhǔn)”[29]。本研究發(fā)現(xiàn)2例心肌LGE陽(yáng)性,均為心肌基底部下側(cè)壁與右心室插入部LGE,與既往研究中WD隊(duì)列患者存在心肌LGE,且LGE最常見(jiàn)于右心室插入點(diǎn)[26,28]基本一致。Quick等[18]發(fā)現(xiàn)11例(18.0%)WD患者存在室間隔心肌LGE,58例(95.1%)WD患者存在右心室插入點(diǎn)LGE。Salatzki等[28]發(fā)現(xiàn)8例(10.5%)WD患者出現(xiàn)室間隔LGE,5例(6.6%)出現(xiàn)下側(cè)壁LGE,13例(17.1%)存在右心室插入點(diǎn)LGE。但右心室插入點(diǎn)的LGE是否為WD最常見(jiàn)的心肌強(qiáng)化模式,以及其強(qiáng)化特點(diǎn)與病程、種族之間是否相關(guān),仍需要多中心大樣本隊(duì)列研究深入探討。
心肌裂是與心肌纖維或肌束紊亂相關(guān)的先天性異常,其臨床意義尚存在爭(zhēng)議。本研究中,1例WD患者存在左心室心肌裂征象,這也是國(guó)內(nèi)首次在WD患者中報(bào)道該發(fā)現(xiàn)。Zhang等[30]在WD隊(duì)列中基于CMR電影序列識(shí)別的心肌裂占20%(12/61)。本研究中尚不能確定左心室心肌裂由何種病理機(jī)制引起,亦不能確定是否與病理性銅在心臟內(nèi)蓄積有關(guān),仍需進(jìn)一步深入研究。但值得提出的是,超聲心動(dòng)圖并未發(fā)現(xiàn)本例患者存在心肌裂,因此建議將CMR作為評(píng)估WD患者心肌受累的常規(guī)成像方式,尤其是在明確患者是否存在心肌裂時(shí)。
本研究中,所有WD患者的超聲心動(dòng)圖均正常,6例存在非特異性心電圖異常改變。本研究結(jié)果表明,由于缺乏典型特征,僅依靠心電圖和超聲心動(dòng)圖不足以檢測(cè)心肌微結(jié)構(gòu)和功能的變化,難以發(fā)現(xiàn)和診斷WD患者的早期心肌損害。CMR定量成像技術(shù)可在WD患者無(wú)臨床癥狀時(shí)發(fā)現(xiàn)異常心肌改變,對(duì)評(píng)價(jià)患者是否存在早期心肌受累有潛在的臨床應(yīng)用價(jià)值。
3.2 本研究的局限性 本研究為回顧性研究,存在一定的選擇偏倚;本研究為單中心研究,且樣本量較小;所有患者均未進(jìn)行心肌活檢,無(wú)法探究T1、T2、ECV、心肌LGE區(qū)域與心肌組織學(xué)之間的相關(guān)性。
總之,無(wú)明顯心臟臨床癥狀的WD患者可能存在亞臨床心肌損傷,使用CMR多參數(shù)T1 mapping、T2 mapping和ECV可以早期識(shí)別WD患者是否存在心肌受累,CMR可以作為評(píng)估WD患者心臟受累的重要檢查方法。
利益沖突 所有作者均聲明不存在利益沖突
中國(guó)醫(yī)學(xué)影像學(xué)雜志2022年11期