心血管磁共振心肌动态指数：一种与心源性呼吸困难相关的无创成像标志物

《Journal of Cardiovascular Magnetic Resonance》：Exercise Cardiovascular Magnetic Resonance Myocardial Dynamic Index: A Non-Invasive Imaging Marker Associated with Cardiac Dyspnea

心脏性呼吸困难与非心脏性呼吸困难鉴别中，基于运动心血管磁共振（Ex-CMR）的心肌动态指数（MDI）可量化静息与负荷下左心室容积变化及工作量，其数值降低与心脏性呼吸困难相关，诊断效能（AUC）由0.86提升至0.93，并与最大摄氧量呈强正相关（r=0.84）。

　　这项研究探讨了一种新的非侵入性影像学指标，称为心肌动态指数（MDI），并评估其在区分心源性与非心源性呼吸困难中的潜在价值。研究团队利用运动心脏磁共振成像（Ex-CMR）技术，开发出这一指标，旨在解决在没有明显静息心脏异常的情况下识别呼吸困难原因的困难。此外，MDI还被用来衡量最大氧气消耗量（VO? max）的影像学反映，这为评估心脏功能提供了重要的参考依据。

### 研究背景

呼吸困难是一种常见的症状，但它背后的原因往往难以确定。尤其在心源性呼吸困难的情况下，患者可能会表现出运动时的呼吸困难、疲劳以及运动耐力下降，但传统的检测手段可能无法发现心脏功能的异常，如左心室（LV）充盈压力的增加。这种情况使得诊断变得复杂，因为非心源性疾病也常常表现出类似的心脏症状。因此，研究者希望通过开发一种新的非侵入性影像学指标，能够在不需要进行侵入性检查的情况下，有效评估心脏功能。

### 方法

MDI的构建基于Ex-CMR工作-容积（W-V）环模型，整合了静息和运动状态下的LV舒张末期容积（LVEDV）和收缩末期容积（LVESV），以及在平躺运动期间测量的负荷（W）。该指标考虑了体表面积（BSA）和LV质量，以确保其在不同体型和心脏状态下的适用性。为了评估MDI的诊断价值，研究者回顾性分析了来自多个中心的前瞻性研究数据，这些数据包括具有心源性或非心源性呼吸困难的患者。所有患者在进行Ex-CMR之前都接受了侵入性运动测试。

研究者使用了多种方法，包括单变量和多变量逻辑回归分析，以确定心源性呼吸困难的临床和影像学预测因子。他们还构建了一个基础模型，该模型包含了临床和静息CMR变量，并将其与包含MDI的模型进行了比较。为了评估MDI的诊断性能，研究者使用了接收者操作特征（ROC）分析，并通过DeLong测试比较了不同模型之间的差异。此外，研究者还评估了MDI的重复性，包括扫描/重扫的年度重复性、观察者之间的重复性和观察者内部的重复性，以及其与VO? max指数的相关性。

### 结果

在93名患者中，心源性呼吸困难患者的MDI显著低于非心源性呼吸困难患者（25.9±9.5 vs. 45.1±10.7 mL·W/g/m2，p<0.0001）。基础模型包括年龄、BMI、纽约心脏协会（NYHA）分级和左心房（LA）应变。在多变量分析中，MDI是唯一独立预测心源性呼吸困难的变量，当与基础模型结合时，其AUC从0.86提高到0.93（p=0.012），而MDI单独使用时的AUC为0.91。MDI与VO? max指数之间存在显著相关性（r=0.84，p<0.0001）。MDI的重复性良好，表明其具有较高的临床适用性。

### 讨论

研究者认为，MDI的构建基于已知的心血管动力学原理，整合了三个核心组件，这些组件在复杂但可测量的交互中发挥作用。MDI避免了对侵入性LV压力测量的需求，通过捕捉负荷诱导的心脏压力变化下的体积适应来推断心肌的应变和功能。虽然LV压力本身未被直接纳入计算，但通过分析PV曲线的适应和失衡，MDI能够推断出静息到运动状态下体积变化的规律。这种失衡在心源性呼吸困难患者中尤为明显，导致MDI显著降低。

每个MDI组件都扮演着不同的角色：1. SV动态变化，通过体表面积进行索引，反映了心脏对负荷的体积反应，这是氧气输送的核心。这种反应受到LV顺应性的调节，促进舒张期的体积适应，并受到收缩力的影响，从而减少LVESV。2. 负荷本身是心肌氧需求、前负荷、后负荷和CO的关键决定因素。随着负荷的增加，心肌必须调整其体积动态以维持有效的能量输出和氧气消耗，平衡内部和外部的心脏工作。3. 心肌质量影响了收缩和舒张功能，并在方程中整合时增强了定量影像学指标的诊断价值。较高的LV质量与心脏外部工作之间的比例独立地与延长的LV松弛和收缩功能障碍相关。

MDI与VO? max指数之间的强相关性支持了其作为评估心脏功能在增加氧气需求下的生理有效性的观点。VO? max反映了多系统的氧气输送和消耗，是一个强大但复杂的生物标志物，而MDI则提供了一个更具体的心脏限制评估，尤其是在有呼吸困难的患者中。在研究中，SV交换的减少导致MDI降低，这与之前的研究一致，即CO的限制预测了VO? max的降低。然而，这两个指标并不可以互换，相关性旨在作为生理基准。

### 研究局限性

尽管研究取得了积极的结果，但也存在一些局限性。例如，Ex-CMR是在单一中心进行的，使用相同的CMR扫描仪，这可能限制了其在不同中心和不同患者群体中的适用性。此外，研究中没有探讨具有多因素呼吸困难原因的患者。一些参与站点可能存在一定的选择偏差，而研究中使用的混合运动测试模式（平躺和直立）增加了异质性，尽管这反映了常规的临床实践。然而，研究者通过整合侵入性和非侵入性参数，使用广泛接受的临床阈值进行分类，并包括了HFpEF的全谱，试图减轻这一局限。

### 结论

综上所述，Ex-CMR MDI是一种新的非侵入性影像学指标，与心源性呼吸困难相关，并且与VO? max指数有强相关性。它有助于区分心源性与非心源性呼吸困难，并可能在常规临床和静息影像学参数之外提供额外的诊断价值。该研究的发现为未来的心脏功能评估提供了新的视角，也为进一步的研究和应用奠定了基础。