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四川大学华西医院心脏内科陈玉成教授团队:基于心脏电影成像评价心肌应变与轻链型淀粉样变的心脏受累严重程度与预后之间关系


四川大学华西医院心脏内科陈玉成教授团队于2018年7月在Radiology(影响因子7.608)发表文章“Left Ventricular Myocardial Deformation on Cine MR Images: Relationship to Severity of Disease and Prognosis in Light-Chain Amyloidosis”(点击下方二维码即可阅读原文)。





一、研究目的

本研究假设通过心肌应变技术评价轻链淀粉样变患者中左心室心肌力学改变特征,分析心肌应变改变同心肌受累严重度的关系,并进一步分析其预后意义。四川大学华西医院心脏内科陈玉成教授团队于2018年7月在Radiology(影响因子7.608)发表文章“Left Ventricular Myocardial Deformation on Cine MR Images: Relationship to Severity of Disease and Prognosis in Light-Chain Amyloidosis”(点击下方二维码即可阅读原文)。


二、研究方法

该研究为前瞻性观察性研究,连续纳入85名轻链型淀粉样变患者(平均年龄59岁[范围34-83岁])于2011年10月至2015年11月在华西医院进行心脏磁共振检查。纳入标准为:1)肾小球滤过率大于30 mL/min;2)无安置起搏器。排除标准为:既往接受化疗和图像质量差。最后78例患者纳入分析。在我们的正常人CMR数据库中纳入50名年龄和性别分布相似的健康志愿者作为正常对照组。

根据LGE的程度,将心脏淀粉变分成3个亚组:1)无/非特异性LGE,无LGE或在任何短轴上的非特异性LGE;2)内膜下型LGE:弥漫环形LGE且任何短轴上<50%;3)透壁型LGE:至少一个短轴上弥漫环形LGE≥50%。以上三种基于不同LGE程度分组的代表性图像见图1。此外,基于16个节段评价左心室的LGE程度。


图1 左侧为非特异性LGE,中间为内膜下环形LGE,右侧为透壁环形LGE


在磁共振电影图像上,利用DRA软件(TrufiStrain,Siemens Healthcare,Princeton,NJ,USA)对心肌应变进行分析。手动描绘舒张末期左心室心内膜和心外膜轮廓后,自动追踪到全心动周期内各相位的轮廓。左心室整体纵向应变(Global Longitudinal Strain,GLS)是在标准四腔切面测量。在基底、中段和心尖水平的短轴层面测量周向应变(Global Circumferential Strain,GCS)和径向应变(Global Radial Strain,GRS)。在右心室前插入部位设置参考点后,根据16段模型计算节段GCS和GRS。整体GCS和整体GRS计算为16节段的收缩期峰值的平均值。


三、主要研究结果

1. 整体和节段应力以及LGE分析

在心脏淀粉样变病例中,952(97.5%)节段LGE可用于分析(由于伪影而无法辨别LGE,且均位于心尖层)。与正常对照组相比,无心脏受累组的基底段部分节段的GCS和GRS的绝对值发生下降:GCS中(P=0.03,P=0.001,P<0.001和 P<0.001,分别为前间隔、后间隔、下壁和侧后壁),GRS中(P=0.004,P=0.001和P=0.046,分别为前间隔,后间隔和下段)。两组人群的GCS和GRS在心尖段未见统计学差异。基于16节段LGE分析显示:LGE从基底段到心尖段逐渐减少(基底段90.1%,中段68.9%和心尖段36.3%,P<0.001) (图2A)。此外,非特异性LGE组5例的LGE均位于基底段。在牛眼图上显示心脏淀粉样变组的基底段至心尖段的LGE分布梯度(图2B)。


图2 A心脏淀粉样变节段LGE,B心脏淀粉样变牛眼图


2. 心肌应变与LGE程度的关系

根据LGE的程度进一步分析心脏淀粉样变的左室应力的改变特征。无/非特异性LGE组、内膜下型LGE组和透壁型LGE组在整体GLS和整体周向应变有明显统计学差异(P<0.001)。ROC曲线显示了心肌应变对透壁型LGE的预测价值(图3)。整体GLS、整体GCS和整体GRS的曲线下面积分别为0.914,95%CI(0.847-0.985),0.944,95%CI (0.890-0.999)和0.819,95%CI (0.710-0.928),界值分别为-5.7%,-8.3%和13.3%。


图3 应变参数预测透壁型LGE的ROC曲线


3. 生存分析

中位随访时间为38个月(IQR=27~46月),54例患者死亡。单因素Cox回归模型回归分析显示左室射血分数、右心室射血分数、左心室质量指数、透壁型LGE、整体GLS、整体GCS和整体GRS是影响轻链型淀粉样变预后的因素。逐步法多因素Cox分析显示整体GCS变每减少1%绝对值[HR=1.16,95%CI(1.03,1.31);P=0.02]和透壁型LGE [HR=1.75,95%CI (1.10,2.80);P=0.02]对预测患者的全因死亡仍然具有统计学意义。将GCS平均分为三组,Kaplan-Meier分析显示三组生存率有统计学差异。


专家点评


刘再毅教授:轻链型淀粉样变为一种相对罕见的系统性疾病,心脏受累是死亡主要原因。基于该疾病诊断的复杂性,目前全球范围内能够开展深入研究的中心很少。心脏磁共振在淀粉样变的诊断中具有重要的价值,同时有许多创新的技术用于淀粉样变的研究。陈玉成教授团队在过去的几年里,建立了较为完善的跨学科团队领导开展心脏磁共振的临床研究,具有良好的研究积累。本研究中心脏淀粉样变队列以及长期随访便是长期积累的结果。而创新的心脏磁共振影像技术应用是本研究的一个主要亮点,采用创新的研究技术,结合扎实的临床基础工作,不仅深入研究了心脏淀粉样变左心室节段功能变化规律,更显示了心肌应变新技术的预后价值,研究数据详实,临床意义较大。



刘再毅,影像医学与核医学博士,主任医师,博士研究生导师,2019年国家自然科学基金杰出青年基金获得者。一直致力于医学影像诊断和人工智能研究。现任中华放射学会青委会副主任委员、中国放射医师协会青委会副主任委员、广东省放射学会副主任委员。团队长期致力于医工交叉研究,医学影像人工智能研究居国内领先水平。近年来以第一或通讯 [含共同] 作者发表SCI论文30余篇,包括临床肿瘤学顶级期刊J Clin Oncol (IF:26.36) 1篇、Clin Cancer Res (IF:10.133) 2篇和影像学顶级期刊Radiology (IF:7.608) 3篇;申请发明专利6项(获授权1项)、计算机软件著作权登记3项。先后主持多项国家级课题,包括国家杰出青年科学基金、科技部重点研发计划课题、国家自然科学基金面上和青年项目等。


作者投稿心得


长期高质量的研究积累是发表顶级成果的重要基础,通过本文的发表,我们对此体会更深。在本文发表前,我们历时7年,建立了心脏淀粉样变的多学科协作,完善临床诊治和随访流程;基于多年的心脏磁共振研究积累,具备了一流的研究技术;同时之前我们已有数篇有关心脏淀粉样变的研究论文发表,这些均给我们冲刺顶级期刊打下基础。顶级期刊对于研究创新性要求很高,认真提炼自己研究结果和创新性,思路新、方法新、技术新,才有可能获得顶级期刊认可的机会;认真对待编辑和审稿人意见不仅有助于提升研究质量,同时也能获得顶级杂志编辑的理解和信任,这对于在顶级杂志上文章发表极其重要。我们在首次投稿后,编辑和三位评审专家意见多达80条。我们认真回应审稿人和编辑意见,结合审稿意见以及研究设计、数据和结果等仔细修改,几乎重新撰写论文,改写的论文已经发生巨大变化,同时也获得了编辑和专家的认可,最终发表也就顺理成章了。


通信作者



陈玉成,主任医师,博士生导师,四川省学术技术带头人,四川省卫计委学术技术带头人,美国心脏病学会专家会员(FACC),美国心脏磁共振协会专家会员(FSMCR)。2001年毕业于四川大学华西临床医学院七年制专业,获临床医学硕士学位,2009年获四川大学华西临床医学院心血管内科博士学位。毕业后一直工作于华西医院心内科,先后担任住院医师,住院总医师,主治医师,副主任医师,主任医师/教授,博士生导师。于2010年10月-2011年10月受国家留学基金委资助赴美国哈佛大学医学院Brigham and Women’s Hospital心血管科进修心血管磁共振临床诊断及研究。在心血管疾病磁共振影像诊断,结构性心脏病介入诊断及治疗,疑难及罕见心血管疾病诊断中具有丰富的临床和研究经验。自2011年起,联合放射科建立心脏磁共振临床研究学科交叉团队,开展以心脏磁共振为基础的临床研究。目前团队已发表心脏磁共振临床研究文章40余篇,累及影响因子超过150分。团队研究成果连续多年在国际心脏磁共振年会上进行交流,具有一定的国际影响力。


共同第一作者



万珂,2018年毕业于四川大学华西临床医学院获博士学位,现为四川大学华西医院老年医学科博士后,主要研究领域为心脏淀粉样变的临床研究,以第一作者发表SCI文章6 篇,其中包括European Heart JournalRadiologyAmyloid,其中发表在circulation journal一篇,获得2018年该杂志的优秀论文奖励。


共同第一作者



孙家瑜,影像医学与核医学硕士。四川大学华西医院放射科副主任技师。硕士研究生导师。四川省卫生计生委学术技术带头人后备人选。中华医学会影像技术分会委员;中华医学会影像技术分会磁共振专业委员会副主任委员;中国老年医学学会脑血管病分会青年委员;四川省影像技术专委会副主任委员;四川省医师协会影像技师分会常务委员;四川省放射医学质量控制中心省级专家组成员。以第一作者(共同第一作者)及通讯作者(共同通讯作者)发表论文近二十篇,其中包括Radiology在内的SCI文章7篇;副主编、参编、参译人民卫生出版社专著各一部,参编人民卫生出版社出版国家卫计委“十三五”规划教材一部,参编科技出版社教材一部。以第一发明人获得国家发明专利两项、实用新型专利两项,以第二发明人获得国家实用新型专利一项。作为课题负责人承担四川省科技支撑项目一项;作为子课题负责人,参加国家863计划项目横向子课题的研究工作。参与自然科学基金及省部级科研课题十多项。现主要研究方向为磁共振、CT成像技术。



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本文编辑:梁 冰

本文排版:陈红梅 张洪雪

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