常规电影心血管磁共振（CMR）用于射血分数保留的心力衰竭（HFpEF）临床表型刻画与系列评估：LAVI 与 GLS 的诊断及随访价值

《Frontiers in Cardiovascular Medicine》：Routine cine cardiovascular magnetic resonance for clinical phenotyping and serial assessment of heart failure with preserved ejection fraction: a retrospective single-center clinical analysis

　　

背景：射血分数保留的心力衰竭（heart failure with preserved ejection fraction, HFpEF）难以确诊，因为症状非特异性、合并症常见，且按定义左心室射血分数（left ventricular ejection fraction, LVEF）正常。研究人员评估了常规电影心血管磁共振（cardiovascular magnetic resonance, CMR）标志物是否改善 HFpEF 的表型刻画和诊断判别，以及这些标志物在治疗优化后是否发生变化。
方法：在这项回顾性单中心观察性分析中，纳入 2023 年 1 月至 2025 年 12 月期间接受评估的 126 名成人：72 例经判定的 HFpEF、27 例无心力衰竭的高血压对照和 27 名健康志愿者。所有受试者均有可用的 1.5-T 电影 CMR 检查，并对左心室容积、LVEF、左心室质量指数（left ventricular mass index, LVMI）、左心房容积指数（left atrial volume index, LAVI）、右心室射血分数（right ventricular ejection fraction, RVEF）和特征追踪整体纵向应变（feature-tracking global longitudinal strain, GLS）进行盲法分析。研究量化了观察者间可重复性。主要分析估计 LAVI、LVMI 和 GLS 对 HFpEF 的判别能力；采用 Firth 惩罚逻辑回归并辅以自助法乐观校正，开发了多参数模型。46 例 HFpEF 患者在个体化治疗优化后约 6 个月有重复 CMR 可用，并纳入系列分析。
结果：LVEF 保留且在各组间相似。HFpEF 与较高的 LVMI、显著的 LAVI 扩大和 GLS 负向程度较轻相关，LAVI 和 GLS 的效应量较大。LAVI 和 GLS 是最强的单一判别指标[表观曲线下面积（area under the curve, AUC）分别为 0.83 和 0.85]；多参数模型的表观 AUC 为 0.87，乐观校正后降至 0.84，且未超过单独 GLS。调整后，LAVI 和 GLS 负向程度较轻仍为独立预测因子。6 个月时，LAVI 下降（平均变化 ?4.8 mL/m²），GLS 变得更负（?1.3 个百分点），超过测量变异，而 LVEF 未改变。
结论：常规电影 CMR 识别出尽管 LVEF 保留，仍存在心房重构、心室肥厚和纵向变形受损，并似乎能够检测选择性的短期时间变化，而非明确的治疗诱导逆向重构。在获得外部验证前，它是用于表型刻画和产生假设的系列评估的实用辅助手段。

研究背景：HFpEF 占心力衰竭病例的比例较大且持续增长，是心血管实践中最具挑战性的综合征之一。其诊断困难本质上源于临床：患者表现为呼吸困难、乏力、运动耐量下降或充血，但按定义 LVEF 正常或接近正常。当前共识认为，心力衰竭需要由结构性或功能性心脏异常引起的症状或体征，并需利钠肽升高或充血的客观证据支持。在 HFpEF 中，肥胖、高血压、糖尿病、心房颤动、肺与肾脏疾病、去适应和老龄化均可模拟或放大心力衰竭生理。超声心动图是疑似 HFpEF 的一线影像学手段，并嵌入 HFA-PEFF 和 H₂FPEF 等诊断框架，但舒张指标可能不一致，肥胖或肺部疾病患者图像质量常受限，且 LVEF 不能反映心肌力学、心房重构或充盈压负担等临床重要异常。因此，需要一种可澄清表型、区分心脏与非心脏因素并提供足够可重复性用于系列评估的影像策略。CMR 可高重复性地量化心室容积、心肌质量和整体功能，且无几何假设。电影成像无需对比剂，已属常规序列，并可后处理估算左心房容积和心肌变形。左心房 CMR 标志物，包括 LAVI 和心房应变，识别 HFpEF 至少与许多心室指标同样准确；特征追踪 GLS 与侵入性舒张功能障碍和不良结局相关，且在 LVEF 保留时仍可异常。研究人员因此设计该回顾性单中心研究，比较经判定 HFpEF、高血压对照和健康志愿者的电影 CMR 表现，并评估 LAVI、LVMI 和 GLS 是否在保留射血分数之外提供信息。

研究人员开展的是一项回顾性单中心观察性临床分析，伦理批准来自 Nanchong Central Hospital, Southern Branch of Beijing Anzhen Hospital, Capital Medical University。研究纳入 2023 年 1 月至 2025 年 12 月期间连续评估的成人，最终 126 名受试者符合条件并有可分析基线电影 CMR：72 例经判定 HFpEF、27 例无心力衰竭的高血压对照、27 名健康志愿者。所有受试者均接受 1.5-T 电影 CMR。主要关键方法包括：从机构临床与影像记录中识别连续接受劳力性呼吸困难或疑似 HFpEF 评估的成人，并平行纳入高血压对照和健康志愿者；采用平衡稳态自由进动电影序列，短轴覆盖整个左心室并采集标准两、三、四腔长轴；使用 cvi42 离线盲法分析左心室容积、LVEF、LVMI、LAVI、RVEF 和特征追踪 GLS；以 ICC、变异系数和 Bland–Altman 分析量化重复性，并计算 MDC₉₅；以 AUC 和 DeLong 法评估判别能力，以 Firth 惩罚逻辑回归结合 1 000 次自助法乐观校正构建多参数模型；对 46 例 HFpEF 患者在个体化治疗优化后约 6 个月进行配对系列分析。样本队列来源为单中心三级教学医院。

研究结果如下。

参与者与临床特征：通过三组横断面比较，126 名受试者中三组年龄和性别分布匹配，HFpEF 组具有最高体重指数、最高糖尿病、心房颤动和慢性肾脏病患病率，估算肾小球滤过率最低。高血压对照全部有高血压，HFpEF 组 83.3% 有高血压，健康志愿者无高血压。HFpEF 组 NT-proBNP 约为高血压对照的五倍，并比健康志愿者高一个数量级；HFpEF 组更多使用袢利尿剂、肾素–血管紧张素系统抑制剂、盐皮质激素受体拮抗剂和钠-葡萄糖协同转运蛋白 2 抑制剂（sodium-glucose cotransporter 2 inhibitor, SGLT₂ inhibitor）。超声心动图 LVEF 在所有组均处于保留范围且无显著差异，说明传统收缩功能不能区分 HFpEF 与其对照。

电影 CMR 标志物的可重复性：通过对 25 例随机选定检查独立再分析，LAVI 的 ICC 为 0.95，GLS 为 0.91，LVMI 为 0.93，左心室容积大于 0.95；LAVI 和 GLS 的受试者内变异系数分别为 4.8% 和 6.2%；Bland–Altman 分析显示系统偏倚可忽略，LAVI 为 0.4 mL/m²，GLS 为 0.1 个百分点。由此得到的 MDC₉₅ 为 LAVI 2.8 mL/m²、GLS 1.2 个百分点，为后续系列变化提供客观阈值。

基线电影 CMR 表型：通过三组横断面比较，HFpEF 的表型由重构和力学受损定义，而非心腔扩张或射血分数降低。左心室舒张末期和收缩末期容积指数、每搏量指数和 CMR 衍生 LVEF 在组间无显著差异；RVEF 在 HFpEF 中略低于健康志愿者。HFpEF 组 LVMI 显著高于高血压对照和健康志愿者，左心室质量与容积比相应增加；LAVI 显示出所有参数中最大的结构分离；GLS 尽管 LVEF 保留，仍显著负向程度较轻。相对于健康志愿者，LAVI 的标准化效应量为 d 2.02，GLS 为 d 2.06，LVMI 为 d 1.42；相对于高血压对照，LAVI 和 GLS 仍为大效应量，均为 d 1.21，LVMI 为 d 0.61，而 LVEF 和心室容积效应量小。

诊断判别与多参数模型：通过受试者工作特征曲线分析，单一参数中 GLS 和 LAVI 是 HFpEF 最强判别指标，表观 AUC 分别为 0.85 和 0.83，超过 LVMI 的 0.74。在 Youden 最佳切点，GLS 大于 ?15.8% 时敏感度为 80.6%、特异度为 79.2%、阳性预测值为 83.8%、阴性预测值为 75.4%、总体准确率为 80.0%；LAVI 大于 44 mL/m² 时敏感度为 79.2%、特异度为 76.4%。组合 LAVI、LVMI 和 GLS 的多参数模型表观 AUC 最高，为 0.87；经 1 000 次自助法内部验证后，乐观校正 AUC 为 0.84，校准斜率为 0.88，仅显示轻度过度拟合。模型与单独 GLS 无显著差异，但显著优于 LVMI。Firth 惩罚回归中，较大 LAVI 和 GLS 负向程度较轻在调整年龄、性别和体重指数后仍为 HFpEF 独立预测因子，LVMI 方向一致但较弱。仅以高血压对照为比较组的预设敏感性分析中，判别能力较低，LAVI、GLS 和模型的 AUC 分别为 0.77、0.79 和 0.81。

6 个月系列评估：通过 46 例 HFpEF 患者治疗优化后约 6 个月的配对电影 CMR 分析，LAVI 从 51.3 降至 46.5 mL/m²，平均配对下降 4.8 mL/m²，相对下降 9.4%，标准化配对效应量 d_z 为 1.85，为 LAVI MDC₉₅ 的 1.7 倍；GLS 从 ?14.1% 变为 ?15.4%，平均配对变化 ?1.3 个百分点，d_z 为 1.44，超过 GLS MDC₉₅ 的 1.1 倍。CMR 衍生 LVEF 仍处于保留范围且无显著变化。由于治疗个体化而非随机，且无未治疗对照，这些变化不能归因于任何单一干预，并可能部分受回归均值影响。

已判定 HFpEF 内的 CMR 表型分层：通过事后按至少满足三个 Youden 衍生切点中的两个定义 CMR 表型，72 例经判定 HFpEF 中 56 例（77.8%）存在 CMR 表型，16 例（22.2%）不存在，显示临床分类与影像分类具有实质但不完全一致性。表型存在者 NT-proBNP 更高，NYHA III 级症状、心房颤动和盐皮质激素受体拮抗剂使用频率数值上更高，但分类比较未达常规统计显著性；估算肾小球滤过率略低。46 例完成配对随访者中，基线存在 CMR 表型者 LAVI 绝对下降更大，GLS 改善方向更明显。这些分层比较为单中心描述性观察。

讨论部分总结：该研究支持采用实用的无对比剂电影 CMR 方法进行 HFpEF 表型刻画。核心观察是 HFpEF 并非由射血分数降低或心腔扩张区分，而是由左心房扩大、左心室质量增加和纵向变形受损这一可重复模式区分。LAVI 和 GLS 提供最强判别能力，效应量大；组合 LAVI、LVMI 和 GLS 的多参数模型获得最高表观准确度。这些发现与当前对 HFpEF 的理解一致，即其更多由充盈压异常、心房肌病、心肌僵硬和 LVEF 不能捕获的细微收缩功能障碍驱动。但 HFpEF 高度异质，电影 CMR 仅捕获其中临床重要但部分的多维表型。LAVI 的突出具有生物学合理性，因为左心房扩大整合了慢性左心充盈压暴露，且 CMR 评估心房较超声更少依赖声窗。GLS 提供补充信息，因为 LVEF 保留可与纵向变形受损共存。多参数模型未显著超过单独 GLS，且与高血压对照比较时判别能力较低，说明其应视为产生假设，而非可直接部署的诊断规则。系列成像显示 LAVI 和 GLS 在 6 个月内变化超过最小可检测变化，提示电影 CMR 可检测心房卸载和力学改善，但不能解释为治疗诱导逆向重构的证据。局限包括单中心、样本量中等、46/72 例完成随访、未评估组织特征，且读片者虽盲法但最具判别力的特征视觉上明显。

研究结论翻译：常规电影 CMR 识别出了一种连贯的 HFpEF 表型，其特征为尽管射血分数保留，仍存在左心房扩大、左心室质量增加和纵向变形受损。LAVI 和 GLS 是最强的电影 CMR 衍生标志物，将其与 LVMI 整合改善了表观判别，但在乐观校正后未超过单独 GLS。系列成像显示，LAVI 和 GLS 与 LVEF 不同，在 6 个月内发生有意义的变化，这一观察最好解释为电影 CMR 具有时间变化检测能力，而非治疗诱导逆向重构的证据。电影 CMR 是已建立的 HFpEF 诊断路径的实用辅助手段，值得通过标准化采集、重复性测试以及经外部评估和校准的预测模型进行多中心验证。