肥厚型心肌病(hypertrophic cardiomyopathy, HCM)是一种常染色体显性遗传病,在普通成年人群中的患病率为1:200至1:500。心脏磁共振(CMR)是一项用于诊断及判断肥厚型心肌病预后的无创检查。可识别局灶纤维化的钆延迟增强成像(LGE)技术有助于判断HCM疾病进展和不良结局。左室熵,作为衡量左室CMR图像信号强度变异性来量化组织异质性的指标,与扩张型心肌病患者的心律失常事件和心肌梗死后患者死亡率相关。小样本HCM患者队列研究提示据LGE图像获得的左心室熵与室性心律失常相关,然而,从平扫T1 mapping获得的左心室熵值对HCM患者预后的预测价值尚需进一步研究。
近期JACC: Asia刊载了四川大学华西医院心脏内科陈玉成教授团队的前瞻性研究“The Prognostic Value of Left Ventricular Entropy From T1 Mapping in Patients With Hypertrophic Cardiomyopathy”,该研究阐明了T1 Mapping左心室熵值对肥厚型心肌病患者的预后价值。
引用文本:Wang J, Zhang J, Pu L, Qi W, Xu Y, Wan K, Zhu Y, Gkoutos GV, Han Y, Chen Y. The prognostic value of left ventricular entropy from T1 maping in patients with hypertrophic cardiomyopathy. JACC: Asia. 2024 Mar 26.
严道小词典:
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左心室熵:
左心室熵(Left Ventricular Entropy)是一种衡量心脏磁共振成像中左心室组织异质性的参数。熵是一个物理学概念,用于描述系统的无序程度或信息的不确定性,图像熵是用来描述图像复杂性的指标。当图像的像素完全一致,如为单色时,图像熵为零;当图像变得更加复杂,拥有的不同像素值越来越多,图像熵也就越来越高。把图像熵的概念引入到CMR影像中,就可以通过数字来描述整个心肌信号的异质性,即心室熵,被用来量化心肌组织的复杂性和不均匀性。CMR心肌图像越复杂,像素值越多,熵值越高,异质性就越大,表明心肌组织内部结构更加不均匀,可能表明心肌纤维化、炎症或其他病理过程的存在。
T1 mapping:
T1 mapping是一种磁共振成像(MRI)技术,可以量化组织中水分子的T1弛豫时间。在心脏MRI中,T1 mapping可以用来评估心肌组织的心肌纤维化和炎症的程度,因为这些病理条件会影响水分子的T1弛豫时间。在T1 mapping中,使用特定的MRI序列来获取心肌在不同时间点的信号强度,然后通过数学模型拟合这些数据,以确定组织的T1时间。这种技术可以提供比传统MRI图像更精确和定量的信息。
LGE:
钆延迟增强成像(Late Gadolinium Enhancement,简称LGE)是一种心脏磁共振成像技术,用于检测和映射心肌中由于疾病或损伤导致的纤维化区域。在进行LGE成像时,会向患者静脉注射钆对比剂。钆对比剂在正常心肌组织中会被快速排空,而在纤维化或瘢痕组织中,由于血流和组织特性的改变,钆的清除速度会显著减慢。在注射对比剂后约10-20分钟(延迟期),进行CMR成像,这时正常心肌的信号强度会降低,而纤维化或瘢痕区域的信号强度则因为钆的积累而增强,从而在图像上形成鲜明的对比。LGE成像提供了心肌组织特性的重要信息,有助于指导治疗决策和预后评估。
(A)共有748名肥厚型心肌病(HCM)患者纳入研究。
(B)在总体研究组(A、C)和低LGE总体(<15%)患者(B、D)中,左心室(LV)平均熵增加(≥4.06)与心脏性猝死(SCD)和心血管死亡(CVD)终点事件的发生率显著增加相关。
(C)在多因素分析中,对欧洲心脏病学会HCM预测因子和高LGE程度(≥15%)进行校正后,左心室平均熵仍然是SCD和CVD的独立预测因素。
CMR =心脏磁共振;LGE =钆延迟增强成像;LVOT =左心室流出道;NSVT =非持续性室性心动过速。
研究背景
HCM的特征是心肌纤维紊乱、细胞外基质增加和间质纤维化累积。钆延迟增强成像(LGE)可以识别局灶性纤维化区域。左心室初始T1和细胞外容积分数(ECV)则可以检测弥漫性纤维化,而弥漫性纤维化与HCM患者心血管死亡(CVD)、心脏性猝死(SCD)和心力衰竭非计划再住院相关。然而,初始T1和ECV的测量是基于信号强度的阈值,而不是基于整个心室心肌的像素值。熵是衡量图像复杂性的一个典型指标,可以量化组织的异质性。已有研究报道,LGE-CMR的左室熵与扩张型心肌病患者的心律失常事件和心肌梗死后患者死亡率相关。然而,从T1 mapping获得的左心室熵值对HCM患者预后的预测价值尚需进一步研究。
因此,本研究旨在探索T1 mapping的左心室熵与HCM患者心源性猝死(SCD)和心血管死亡(CVD)之间的关系。
研究方法
前瞻性纳入2013年9月至2021年12月在四川大学华西医院接受3.0T心脏磁共振(CMR)的748名HCM患者,患者符合以下诊断标准:1)至少1个心肌节段内左心室最大室壁厚度≥15mm(或确诊为肥厚型心肌病患者的一级亲属的≥为13mm);以及2)通过超声心动图和心脏磁共振排除了引起心肌肥厚的继发原因(其他心脏疾病、系统性或代谢性疾病)。排除标准如图1所示。
图1:748名肥厚型心肌病(HCM)成年患者被纳入研究。在43个月的中位随访期内,40名患者出现心源性猝死相关事件,65名患者达到心血管死亡终点。CMR =心血管磁共振
收集每名患者的一般特征、既往病史、CMR参数和预后数据。由经验丰富的诊断医生使用Medis Suite 3.2专业软件计算左心室功能,并量化左心室LGE的程度。使用MATLAB 2014对心底、左室中部和心尖部的3个短轴切面初始T1 mapping进行左心室熵分析,确保心内膜不包括血池,心外膜不包括心外膜脂肪。如果存在左室心尖室壁瘤,则去除心尖部切面进行分析。然后计算代表心脏异质性的左心室熵,对左室熵进行定量分析,通过竞争风险模型和Cox比例风险回归模型来评估左室熵与心脏性猝死(SCD)和心血管死亡(CVD)不良预后的的关系。
随访时间定义为从初次做CMR时间到2022年9月或更早的事件发生时间。SCD相关终点定义为SCD、心脏骤停后复苏事件和适当的ICD放电事件。此外,CVD包括心脏或卒中相关死亡和SCD。所有患者每年定期随访一次。所有随访数据通过电话访谈或医院信息系统的医疗记录收集。
研究结果
人群基线资料
共招募了885名连续接受CMR的HCM患者,其中总共排除了137名患者(见图1),分析了748名成年HCM参与者的数据(平均年龄51.0±14.2岁,454名男性,平均BMI 24.2±3.5 kg/m²,平均BSA 1.7±0.2 m²)(BSA = body surface area体表面积)。基线特征见表1。
患者平均左心室射血分数(LVEF)为61.0%±10.3%,平均右心室射血分数(RVEF)为58.9%±9.5%。534名(72%)患者存在LGE,LGE程度的中位数为3.9%(IQR:0%-9.6%)。根据ACC/AHA心力衰竭分期共有343名患者(45.9%)处于C-D阶段。
表1:入组的肥厚型心肌病患者基线资料、临床和CMR表型特征
随访结果
中位随访时间为43个月(IQR:22-65个月),748名患者中有40名(5.3%)发生了SCD相关事件,包括19名(3%)SCD,12名(2%)心脏骤停后复苏事件,以及9名(1%)ICD适当放电。共有65名(8.7%)患者达到了CVD事件,包括18名因心力衰竭而死亡,7名卒中相关死亡,以及40名心脏性猝死。
生存分析
Kaplan-Meier生存曲线分析显示,高左心室熵(≥4.06)患者更有可能发生SCD相关事件(P = 0.001)(图2A),log-rank检验显示高左心室熵(≥4.06)患者CVD(P < 0.001)(图2C)亦较高。此外,在LGE程度低(<15%)的亚组中,左心室平均熵增加(≥4.06)的HCM患者发生SCD(P = 0.02)(图2B)和CVD(P < 0.001)(图2D)的比例更高。
图2:左心室熵研究终点的Kaplan-Meier分析
根据左心室熵截断值(4.06)对患者进行分层。在总研究组(A、C)和LGE程度低(<15%)亚组(B、D)的患者中,Kaplan-Meier曲线分析显示,左心室熵高的患者更有可能发生心源性猝死相关事件(A、B)和心血管死亡事件(C、D)。CMR =心血管磁共振。
基线CMR资料对SCD和CVD事件的单因素Cox模型
单因素Cox回归模型结果如表2所示。
年龄(HR: 1.03, 95% CI: 1.01-1.06; P = 0.01)、房颤(HR: 5.51, 95% CI: 2.16-14.08; P < 0.001)、非持续性室性心动过速(NSVT)(HR: 4.37, 95% CI: 2.22-8.59; P < 0.001)、左心室射血分数(LVEF)(HR: 0.96, 95% CI: 0.93-0.98; P = 0.001)、左室心尖室壁瘤(HR: 3.61, 95% CI: 1.11-11.72; P = 0.03)、高LGE程度(≥15%)(HR: 3.51; 95% CI: 1.86-6.60; P < 0.001)、左心室LGE程度(HR: 1.05; 9% CI: 1.03-1.07; P < 0.001)以及左心室平均熵(HR: 1.05; 95% CI: 1.02-1.09; P = 0.001)是SCD的显著预测因子(表2)。
年龄(HR: 1.04; 95% CI: 1.02-1.06; P < 0.001)、房颤(HR: 4.01; 95% CI: 1.73-9.29; P = 0.001)、左心房大小(HR: 1.05; 95% CI: 1.02-1.09; P = 0.002)、非持续性室性心动过速NSVT(HR: 3.82; 95% CI: 2.22-6.59; P < 0.001)、晕厥史(HR: 2.20; 95% CI: 1.22-3.97; P = 0.009)、LVEF(HR: 0.95; 95% CI: 0.93-0.97; P < 0.001)、右心室射血分数(RVEF)(HR: 0.96; 95% CI: 0.94-0.98; P < 0.001)、左室心尖室壁瘤(HR: 3.02; 95% CI: 1.10-8.32; P = 0.03)、高LGE程度(≥15%)(HR: 3.96; 95% CI: 2.42-6.47; P < 0.001)、左心室LGE程度(HR: 1.05; 95% CI: 1.04-1.07; P < 0.001)以及左心室平均熵(HR: 1.07; 95% CI: 1.05-1.10; 所有P < 0.001)与CVD独立相关(表2)。
然而,左心室LGE局部区域熵值对SCD和CVD均无独立预测价值(所有P > 0.05)。
表2:基线CMR资料对SCD和CVD事件的单因素Cox分析
多因素Cox模型
由于左心室平均熵和左心室LGE程度存在类似的临床意义,多因素Cox模型中包括左心室熵和LGE时,将LGE程度转换为以15%的截止值为离散变量。LGE的截止值基于先前的研究,先前研究表明左心室LGE程度阈值(≥15%)代表了全因死亡率、心血管死亡率、心脏性猝死(SCD)和心力衰竭风险的显著(>2倍)增加。在多因素风险分析中,调整了年龄、最大室壁厚度、左心房大小、静息左心室流出道梯度、心脏性猝死家族史或晕厥史以及左心室高LGE程度(≥15%)后,左心室平均熵仍是SCD的独立预测因子(HR: 1.03; 95% CI: 1.00-1.06; P = 0.01-0.03)(表3)。
此外,多因素Cox回归模型显示,将高左心室LGE程度的存在纳入模型后,左心室平均熵也仍是CVD的强独立预测因子(HR: 1.06; 95% CI: 1.03-1.09; P < 0.001)(表3)。
表3:SCD的多因素竞争风险模型和CVD的Cox回归模型
研究结论
通过心脏磁共振检查,从平扫T1 mapping测得的左心室熵值反映了心肌组织的异质性,是HCM患者SCD和CVD的独立预测因素。基于平扫T1 mapping的左心室熵值的危险分层有助于对HCM患者更有效的临床管理。
引用文本:Wang J, Zhang J, Pu L, Qi W, Xu Y, Wan K, Zhu Y, Gkoutos GV, Han Y, Chen Y. The prognostic value of left ventricular entropy from T1 maping in patients with hypertrophic cardiomyopathy. JACC: Asia. 2024 Mar 26.
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