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中国医学科学院阜外医院 临床医学博士，主任医师，硕士研究生导师。专业方向为心血管病影像诊断与介入治疗... 近年来，随着影像医学技术的飞速发展，组织追踪成像技术在临床研究及临床实践中应用的日益扩大，心脏磁共振特征追踪技术(Cardiovascular magnetic resonance feature tracking,CMR－FT)是新近发展的定量研究心肌力学的组织追踪技术。该技术基于常规的真实稳态自由旋进（SSFP）序列，无须注入对比剂，使用心脏标准长轴及短轴电影，通过专用软件勾划心内外膜边界，计算得出心肌纵向、径向、圆周的应变及应变率，从而评价心肌节段形变,与超声斑点成像技术（speckle tracking echocardiography ，STE）及磁共振网格标记（tagging）技术具有良好的一致性，为研究心脏整体和局部力学运动提供了全新的定量手段。 目前有多种技术用于评估心肌应变，如早前的有创心肌标记物植入技术，无创的超声斑点追踪显像成像技术及磁共振tagging技术等组织追踪成像技术等。超声二维斑点成像技术可重复性好，在临床有较广泛应用，但其易受心肌内组织及不恰当声窗的影响，有些病人图像质量差，而STE需要清晰显示心内膜面，需要的帧频较高，心腔增大的患者，由于无法采集完整的左心室，故其成像的准确性将会受到限制。Tagging技术可定量分析心肌内组织形变，具有较好的组内和组间一致性，但是其扫描序列设计复杂，且后处理耗时，而CMR－FT使用常规SSFP序列，分析软件操作简单，较tagging技术省时、简便。 普通的SSFP电影仅能提供整体及节段室壁运动的基本信息（如左室EF，收缩末容积，舒张末期容积，室壁厚度，室壁增厚率等），而很多心肌受累疾患早期（高血压、肥厚型心肌病等），上述心功能参数可在正常范围之内，而实际左室心肌局部力学包括室壁张力已发生改变，而CMR－FT重复性好，操作简单，能早期发现室壁运动的异常，较射血分数（EF）敏感度更高，能更早的探测心肌收缩功能的异常，近年来越来越受到临床重视。自问世以来，已广泛应用于先天性及获得性的心脏疾病，为缺血性心脏病及心肌病的诊断、形态学描述及临床病程的评估提供了重要心肌力学信息，同时对比先天性心脏病、瓣膜病及其它系统性疾病累及心脏的早期识别具有重要价值。 人体左室心肌纤维化从心外膜到心内膜是由左手螺旋过度到右手螺旋结构，中层心肌基本呈环形走行。左室收缩时,心室基底部沿顺时针方向旋转，心尖部沿逆时针方向旋转，引起心脏收缩期射血，中层心肌在收缩过程中同步缩短,因此左室的收缩不是简单的环形收缩，而是既有环形收缩，又有长轴的短缩与心室各层心肌的扭转，呈现一种非常复杂的三维力学模型。 CMR－FT技术借鉴物理学中力的分解合成原理，将心室肌收缩的合力分解为三个正交垂直方向上的分力，可以分别观察不同方向（长轴、短轴、环向）的力矩改变。CMR－FT是通过追踪和测量心肌组织的的位移来实现的。在CMR 2D电影上手动描记心内外膜边界，每条边界被定义为一系列点，通过识别这些点的位置变化来追踪心肌的运动轨迹，经过分层算法计算,定量获取心肌组织运动的速度、位移、应变等参数，从机械力学角度来评价心肌的收缩及舒张运动。 心肌应变（strain，S）和应变率（strain rate，SR）是CMR－FT技术最重要的两个定量参数，通过分析心肌组织在心动周期中的相对形变和变形率，能够真实地反应局部心肌的收缩和舒张功能，以及心肌运动的速度和速度差异。CMR－FT的常规参数包括：纵向应变（ longitudinal strain，LS）、径向应变（radial strain，RS）及圆周应变（circumferential strain，CS）分别检测心肌纵向运动（心脏长轴方向的运动）、径向运动（心脏短轴方向心肌厚度的变化）、圆周运动（心脏短轴方向的环形运动）。 1.冠状动脉粥样硬化性心脏病（ coronary atherosclerotic heart disease,CAD）
2.肥厚型心肌病（ hypertrophic cardiomyopathy, HCM） HCM 的特点是心肌细胞肥大，心肌纤维排列紊乱，导致左心室收缩和舒张功能不全。在HCM早期左心室局部收缩功能通常已经出现异常，但传统超声心动图检查LVEF往往显示正常。Soujanya Bogarapu等将儿童HCM患者作为研究对象，运用CMR－FT技术进行分析，发现延迟强化病人的左心室S及SR明显下降，当左心室GLS为12.8％时区分延迟强化和非延迟强化， 敏感度为91％，特异度为 89％。另外发现，室间隔心肌纤维化区域的S及SR降低最显著，表明CMR－FT不仅能探测心肌纤维化，还可通过心肌局部节段应变的减低，确定心肌纤维化区域，而无须对比剂注入。Stefan Orwat等应用 CMR－FT及斑点成像技术对20 例HCM患者和 20 例健康对照者进行研究，发现CMR－FT分析心肌应变及应变率操作简单，与斑点成像技术具有良好的一致性。因为CMR不受声窗影响，较超声来说，CMR－FT成为分析心肌形变的更优选择。 3.扩张型心肌病(dialated cardiomyopathy,DCM ) 扩张型心肌病的共同特征是单侧或双侧心腔扩大，心肌收缩力减退，伴有或不伴有充血性心力衰竭。DCM的发病是一个缓慢、隐匿的过程,一旦发生心衰,患者心功能呈进行性恶化。对本病的早期诊断和早期治疗已成为国际上研究的热点。DCM患者心肌收缩力减低，左室重构，伴随左室心肌形变能力改变。已有研究表明DCM患者STE和 CMR－FT的整体LS均减低，可评估DCM治疗效果，预测主要心肌事件。Sebastian等对210DCM患者行标准CMR检查，均行延迟强化（评估心肌纤维化）及CMR－FT（评估心肌形变）分析，研究结果也显示DCM患者左室LS是独立生存预测因素，同时为提供大量信息，对于危险分层优于常规CMR，如EF、LGE及血清生物标记物等参数。 4. 致心律失常型右心室心肌病（ arrhythmogenic right ventricular cardiomyopathy,ARVC） ARVC 是一种遗传性心肌病，其特征是右心室心肌进行性被纤维脂肪组织所替代，导致室性心律失常、右心室衰竭和猝死。目前认为CMR是ARVC诊断的金标准，但是右室复杂的收缩模式，使得其对右室的局部室壁运动异常的分析仍不够准确。CMR－FT 作为新的定量技术，较常规方法更能够准确反应右心室整体或局部右心室结构变化和功能障碍，克服了主观评价室壁运动异常的缺点。Giulio等研究证明CMR－FT在ARVC的诊断具有具有较高的准确性。Vigneault等的研究结果也表明CMR－FT可重复测量右室应变，同时节段应变参数可诊断出明显的ARVC患者，另外作者还发现三尖瓣下心肌应变≤－31％和舒张末容积指数是疾病存在与否的重要预测因子。 5.先天性心脏病 CMR－FT技术在先天性心脏病心功能评价的应用目前处于起始阶段。Kempny等对 28例法洛四联症（Tetralogy of Fallot，TOF）修复术后患者与 25 例健康对照者分别进行心脏 MRI 和超声心动图检查，发现TOF术后患者的双室GLS 较健康对照者减低，定量评估 TOF 患者手术对右心室及左心室心室整体和局部功能，与STI具有较好的一致性。与相关容积参数相比，心肌应变参数能更准确的反应早期心肌形变，表明CMR－FT将更广泛的应用于TOF等先天性心脏病，评估预后。另外Orwat等19研究发现左室LS及右室CS是TOF预后的独立预测因子，并且发现左室LS、RS、CS及右室LS与死亡危险度相关。 6.心脏瓣膜病 老年瓣膜退行性病变发病率不断增加，其中主动脉瓣狭窄已逐渐成为最常见的瓣膜性心脏病。对严重主动脉瓣狭窄患者，主动脉瓣置入术可以作为一种有效的治疗手段，但是关于这类患者心脏功能及形变我们对于知之甚少。Schneeweis等运用CMR－FT和tagging对30例将行导管主动脉瓣置入术的严重主动脉瓣狭窄患者进行研究，结果显示两者在左室基底段及中段CS值具有较好的一致性，而CMR－FT整体的CS值较tagging偏高。Evin等也使用CMR－FT评估严重主动脉瓣狭窄病人的左房功能，结果显示该组病人整体及局部S及SR值均下降，也表明FT在评估左房功能的可行性。 7.急性心肌炎 在心脏碎死的尸检病例中心肌炎的检出率高,早期准确诊断心肌炎以及评估病情程度显得尤其重要。André F等选取36例急性心肌炎患者及正常对照组36例，行CMR检测，使用FT技术对左室各室壁节段及整体节段的应变参数进行分析。结果显示，各分组相对应节段收缩期峰值应变（ｐkS）较对照组均明显下降，即使在一些EF正常病例中，心肌应变也明显下降，这对于急性心肌炎心功能变化的早期识别具有重要意义。 8.其它 CMR－FT 也应用于早期发现某些疾病所致的无症状性心肌损害及系统性病变, 例如Duchenne 肌营养不良症23 。CMR－FT在限制性心肌病的应用目前尚无报道。 CMR－FT可无创、定量评价心肌局部和整体的功能，在临床疾病的诊断、治疗、评估预后等方面逐渐凸显其优势。多项研究已证实了CMR－FT的临床应用价值，但由于目前技术的限制，也存在一些不足之处 (1)CMR－FT大多使用相同的软件分析； (2)需要手动描记心内外膜边界，一定程度上依赖操作者的经验，存在一定的主观性； (3)近期已有文献发表了CMR－FT正常参考值范围，但仍需要大量的临床研究，得到更为准确的儿童及成人先心病相关的CMR－FT参考值。 (4)CMR－FT局限于左室心肌运动的研究，对于某些疾病如先天性心脏病、心血管系统药物对心肌的影响等方面有待进一步深入研究； (5)心内膜到外膜有一个较大的跨壁梯度范围，起始位置些微的差异可影响应变值。目前关于如何勾划边界，最优方案仍未定。 CMR近年来逐渐成为左心室及右心室形态和功能诊断的金标准， CMR－FT无创、操作简单、省时、可重复性高，可快速准确的评价心脏力学变化，使得其具有STE和tagging不可替代的优势，随着计算机和磁共振技术的不断发展，新软件的出现， CMR－FT技术将更加完善，也有望广泛地应用于临床，在心血管疾病的诊断和疗效评价等方面发挥更大的作用。 作者：王淑荔 陆敏杰 |
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