周敏 黃日太 薛松

臨床研究

延遲增強(qiáng)磁共振顯像對房顫患者外科消融預(yù)后的評估價值

周敏 黃日太 薛松

目的 比較延遲增強(qiáng)磁共振（DE-MRI）與病理組織學(xué)方法檢測心房纖維化程度的相關(guān)性，并分析其對房顫患者外科消融預(yù)后的評估價值。方法 2013年10月至2015年12月間，43例心臟瓣膜病合并房顫擬同期行房顫消融手術(shù)的患者，術(shù)前行DE-MRI檢查評估心房纖維化程度，以此將患者分為輕度強(qiáng)化、中等強(qiáng)化和異常強(qiáng)化3組。術(shù)中切取左心耳標(biāo)本通過病理組織學(xué)等檢查評估心肌纖維化水平，比較DE-MRI檢查與病理組織學(xué)檢查的相關(guān)性。術(shù)后隨訪確定竇性心律維持率。結(jié)果 病理組織學(xué)等檢查結(jié)果與術(shù)前DE-MRI檢查所示的左心房延遲強(qiáng)化程度普遍具有相關(guān)性（r=0.69、0.48、0.65、0.51、0.47、0.52，P均＜0.05），中度強(qiáng)化組1年竇率維持率顯著高于異常強(qiáng)化組（85.7%比55.6%，P＜0.05）。結(jié)論 延遲增強(qiáng)MRI顯像可用于對擬行房顫外科消融患者的預(yù)后評估。DE-MRI檢查異常強(qiáng)化（＞35%）提示房顫消融手術(shù)的效果不佳。

心房顫動； 心肌纖維化； 延遲增強(qiáng)磁共振

心房顫動（atrial fibrillation，AF）為臨床最常見的心律失常之一。有關(guān)其發(fā)生機(jī)制有很多學(xué)說，經(jīng)典的學(xué)說主要有多發(fā)子波折返假說、主導(dǎo)折返環(huán)伴顫動樣傳導(dǎo)理論學(xué)說及局灶激動學(xué)說等。近年來發(fā)現(xiàn)，心房組織的纖維化與AF的發(fā)生也密切相關(guān)[1,2]。

延遲增強(qiáng)磁共振顯像技術(shù)（delayed-enhancement magnetic resonance imaging，DE-MRI） 是近幾年來發(fā)現(xiàn)的用于判斷心房組織纖維化的重要檢查方法[3,4]。其原理是當(dāng)正常的心肌細(xì)胞由膠原替代形成纖維瘢痕后，膠原纖維的間隙較原先正常細(xì)胞外的間隙擴(kuò)大，導(dǎo)致造影劑停留時間延長，因此在延遲顯像時纖維化的心肌組織較周圍正常心肌的信號高，即表現(xiàn)為延遲相強(qiáng)化。

本研究旨在比較DE-MRI與病理組織學(xué)方法檢測心房纖維化程度的相關(guān)性，并分析其對房顫患者外科消融預(yù)后的評估價值。

1 資料與方法

1.1 臨床資料 2013年10月至2015年12月期間，選取43例心臟瓣膜病合并AF擬同期行AF消融手術(shù)的患者。合并手術(shù)類型：行單純二尖瓣置換術(shù)24例，單純主動脈瓣置換術(shù)7例，主動脈瓣+二尖瓣置換術(shù) 11例，二尖瓣+主動脈瓣置換+三尖瓣置換術(shù)1例，26例同期行三尖瓣成形術(shù)。患者基本資料見表1。

表1 入組患者基本資料（±s）

表1 入組患者基本資料（±s）

例數(shù) 性別 年齡（歲）心功能男性 女性 Ⅱ級 Ⅲ級 Ⅳ級43 19 24 53.8±9.4 49.1±10.6 51.6±9.2 11.7±5.6 19 18 6左心房內(nèi)徑（mm）射血分?jǐn)?shù)（%）房顫病程（月）

1.2 方法

1.2.1 DE-MRI檢查 術(shù)前DE-MRI檢查確定左心房纖維化程度。所有患者均采用3.0T MRI（飛利浦，acheiver）進(jìn)行研究。MRI延遲增強(qiáng)定義為注射造影劑15 min后獲得的圖像，掃描技術(shù)采用3維（3D）預(yù)反轉(zhuǎn)恢復(fù)，呼吸導(dǎo)航及心電門控。標(biāo)準(zhǔn)的圖像采集參數(shù)如下：使用自由呼吸導(dǎo)航門控，橫斷面等體素成像，實際成像體素大小1.25 mm×1.25 mm×2.5 mm，翻轉(zhuǎn)角度為22°，重復(fù)時間/回波時間6.1/2.4 ms，反轉(zhuǎn)時間為230～320 ms，R2和42參考線并行成像GRAPPA技術(shù)。MRI圖像的三維可視化和圖像分割使用Osiri X2.7.5軟件，采用手動分割技術(shù)獲得左心房圖像。采用MATLAB軟件手動對心臟外緣和內(nèi)緣進(jìn)行勾劃和確認(rèn)。對左心房壁內(nèi)纖維化的相對程度的評估是基于閾值的算法[5]進(jìn)行量化分析，由軟件計算得出異常強(qiáng)化心房組織的百分比（%）。按照左心房心肌增強(qiáng)的程度，將患者分為以下3個等級。輕度強(qiáng)化患者為左心房心肌異常強(qiáng)化＜15%，中等強(qiáng)化是左心房心肌異常強(qiáng)化為15%～35%，左心房心肌異常強(qiáng)化＞35%被認(rèn)為是異常強(qiáng)化。

1.2.2 手術(shù)方法 建立體外循環(huán)后，應(yīng)用Atricure射頻發(fā)生器和 Atricure雙極射頻隔離鉗（型號OLL2）進(jìn)行消融，應(yīng)用能量為 22.8～28.5 W。在體外轉(zhuǎn)流并行循環(huán)下，首先行右側(cè)肺靜脈環(huán)狀消融，游離出右肺靜脈，行右肺靜脈及右心房前庭處鉗夾消融3～5次。消融結(jié)束后降溫，阻斷升主動脈，灌注心臟停搏液，游離左肺靜脈，行左肺靜脈鉗夾消融2～3次。以電凝切斷Marshell韌帶，切除左心耳（置于冰生理鹽水備用），以雙極筆行左心耳切緣到左肺靜脈環(huán)線的連線消融，再自右心房頂平行界嵴切開右心房和房間隔進(jìn)行右心房面的消融。然后經(jīng)右上肺靜脈左心引流處切口插入雙極消融筆，行兩側(cè)肺靜脈環(huán)線連接線的消融及到二尖瓣環(huán)的消融線。完成消融后心臟停跳下進(jìn)行瓣膜置換術(shù)。

1.2.3 心?、瘛ⅱ笮湍z原觀察 應(yīng)用苦味酸天狼猩紅染色偏振光顯微鏡觀察心?、?、Ⅲ型膠原。術(shù)中獲取左心耳組織，用4%多聚甲醛固定，取左心耳冠狀面最大橫徑處切片，按以下步驟進(jìn)行苦味酸天狼猩紅染色：①組織切片常規(guī)脫蠟至水，蒸餾水洗3次；②0.1%苦味酸天狼猩紅染色液（北京海德生物制劑公司）滴染60 min；③自來水沖洗5 min；④梯度酒精脫水，二甲苯透明，中性樹膠封固。在偏振光顯微鏡下隨機(jī)選取4個不含血管視野，Image Pro plus 6.0圖像分析系統(tǒng)計算每個視野中Ⅰ、Ⅲ型膠原組織所占面積的百分比，取均數(shù)代表Ⅰ、Ⅲ型膠原CVF（膠原容積分?jǐn)?shù)）。

1.2.4 Ⅰ、Ⅲ型膠原mRNA表達(dá)測定 應(yīng)用逆轉(zhuǎn)錄多聚酶鏈反應(yīng)（RT-PCR）測定Ⅰ、Ⅲ型膠原mRNA表達(dá)。心房組織標(biāo)本經(jīng)液氮冷凍磨碎，每100 mg心肌組織加入Trizol 1 ml充分裂解，加入氯仿200μl混勻30 s后離心（12 000 rpm，室溫下5 min），后經(jīng)異丙醇抽提RNA，然后用 MMLV逆轉(zhuǎn)錄酶進(jìn)行cDNA的逆轉(zhuǎn)錄，合成好的cDNA作為模板進(jìn)行Ⅰ/Ⅲ型膠原的PCR擴(kuò)增反應(yīng)，擴(kuò)增條件是：25～28個循環(huán)，95 ℃ 30 s，55 ℃ 1 min，72 ℃ 30 s。GAPDH 作為內(nèi)參。具體的引物序列如下：CollagenⅠ（上游5′-GGCGGCCAGGGCTCCGACCC-3′；下游 5′-AATTCCTGGTCTGGGGCACC-3′），Collagen Ⅲ （上游 5′-TGGTGTTGGAGCCGCTGCCA-3′； 下 游 5′-CTCAGCACTAGAATCTGTCC-3′），GAPDH（上游 5′-TGAAGGTCGGAGTCAACGGATTTGGT-3′；下游 5′-CATTGTGGCCATGAGGTCCACCAC-3′）。反應(yīng)產(chǎn)物進(jìn)行2%瓊脂糖凝膠電泳和檢測。PCR產(chǎn)物片段采用顯微圖像分析儀進(jìn)行Ⅰ、Ⅲ型膠原積分光密度分析，計算平均積分光密度。

1.2.5 Ⅰ、Ⅲ型膠原蛋白檢測 應(yīng)用免疫組化法檢測Ⅰ、Ⅲ型膠原蛋白。心房組織冰凍切片，經(jīng)1%小鼠血清封閉非特異性抗原結(jié)合位點后，加入小鼠抗人Ⅰ型（Oncogene Research Products，1∶300 稀釋）和Ⅲ型（Sigma Chemical Co，1∶150稀釋）膠原蛋白單克隆抗體，置濕盒在室溫下1 h。采用PAP免疫組織化學(xué)染色，AEC顯色。每張切片隨機(jī)取5個高倍視野（×400），通過測定5個高倍視野中陽性染色物質(zhì)平均灰度值分析來定量評估心房組織Ⅰ型和Ⅲ型膠原蛋白表達(dá)。

1.2.6 隨訪 所有入組患者均在術(shù)后3、6、12個月及以后的每年一次進(jìn)行電話或門診隨訪，隨訪內(nèi)容包括患者心功能、超聲心動圖、心電圖和24 h動態(tài)心電圖（Holter）。以隨訪期內(nèi)死亡、房顫或房撲復(fù)發(fā)及其他心律異常需要安裝起搏器治療作為終點。

1.3 統(tǒng)計學(xué)方法 采用SPSS 19.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計分析。計量資料采用±s表述，計數(shù)資料采用例數(shù)（百分比）表示。兩組間率的比較采用卡方檢驗，各指標(biāo)兩兩差異比較采用相關(guān)性分析，相關(guān)性用系數(shù)r表示。P＜0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 DE-MRI結(jié)果 術(shù)前DE-MRI結(jié)果顯示，入組患者普遍（90.7%）為中度以上強(qiáng)化（輕度強(qiáng)化患者4例、中度強(qiáng)化21例、異常強(qiáng)化18例）。全組手術(shù)無死亡。出院時全組患者中維持竇性心律40例，占全組93.0%，其中中度強(qiáng)化組竇性心律轉(zhuǎn)復(fù)率95.2%，異常強(qiáng)化組為 88.9%，χ2=27.92，P=0.75。

2.2 相關(guān)性檢驗 入組患者的左心房延遲增強(qiáng)程度（%）與病理組織學(xué)檢查各指標(biāo)（Ⅰ、Ⅲ型膠原容積分?jǐn)?shù)、Ⅰ型膠原蛋白含量、Ⅲ型膠原蛋白含量、Ⅰ型膠原mRNA表達(dá)、Ⅲ型膠原mRNA表達(dá)）的相關(guān)性系數(shù)（r）分別為 0.69、0.48、0.65、0.51、0.47、0.52，P 值分別為 0.00、0.02、0.03、0.01、0.01、0.02。

2.3 術(shù)后隨訪 1年隨訪期內(nèi)無失訪患者。截至2016年 11月，平均隨訪（13.3±8.1）個月。32例患者維持竇性心律，11例患者仍為房顫，無死亡。中度強(qiáng)化組（15%～35%）1年隨訪竇性心率維持率85.7%，異常強(qiáng)化組（＞35%）1年隨訪竇性心率維持率 55.6%，χ2=7.41，P=0.01。見表 2。

表2 患者隨訪情況（例）

3 討論

房顫的發(fā)病機(jī)制一直是國內(nèi)外心臟病專家關(guān)注的熱點話題。20世紀(jì)50年代Moe提出的多子波微折返假說被認(rèn)為是房顫的經(jīng)典發(fā)病機(jī)制[6]。經(jīng)過幾十年從基礎(chǔ)到臨床的研究，形成了許多學(xué)說，其中心房纖維化學(xué)說正逐漸受到學(xué)者們關(guān)注[7-13]。

當(dāng)房顫發(fā)生時，心房會產(chǎn)生電生理、收縮力以及心房肌組織的重構(gòu)（structural remodeling，SRM），這些重構(gòu)的最終結(jié)果就是出現(xiàn)心房肌細(xì)胞凋亡、膠原組織增生，最終導(dǎo)致心肌組織彌漫性纖維化[14,15]。心房纖維化由于增加了心房的局部傳導(dǎo)異常，在房顫的發(fā)生和維持中起到了關(guān)鍵的作用[16]。

1987年，Cox等[17]最早報道應(yīng)用“切和縫”的“迷宮手術(shù)”治療房顫，其轉(zhuǎn)復(fù)竇性的有效率可以達(dá)到97%。雖然成功率較高，但由于其復(fù)雜性及較高的并發(fā)癥發(fā)生率，迷宮手術(shù)已逐步從最初“切和縫”的方法被以各種不同能源為代表的手術(shù)消融所代替[18]。對于房顫的治療目前主要包括藥物治療、心臟電復(fù)律、內(nèi)科的介入導(dǎo)管射頻消融以及外科手術(shù)消融等。盡管房顫的治療手段較多，但不管應(yīng)用哪一種方法治療，治療成功率仍較低，特別是對于慢性房顫，不管是應(yīng)用內(nèi)科的導(dǎo)管消融手術(shù)還是心臟外科手術(shù)同期行房顫的消融治療，成功率都只有60%～80%。傳統(tǒng)認(rèn)為房顫治療的成功率主要與患者房顫的病程長短、左心房內(nèi)徑大小及房顫的類型等有關(guān)。而近年來，隨著房顫機(jī)制研究的深入，心房組織的纖維化程度對于房顫消融治療效果的影響更引起人們的注意。因此，尋找一種無創(chuàng)傷的評判心房組織纖維化程度對指導(dǎo)房顫的消融治療具有一定的臨床意義。

2009年，Oakes等[5]最早對81例準(zhǔn)備行肺靜脈前庭隔離術(shù)的房顫患者術(shù)前進(jìn)行DE-MRI檢查評價，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，DE-MRI檢查的左心房增強(qiáng)程度（亦即代表左心房組織纖維化程度）與房顫的復(fù)發(fā)率密切相關(guān)，左心房增強(qiáng)面積越大的患者房顫的復(fù)發(fā)率越高，即消融效果越差。Kuppahally等[19]及Daccarett等[20]的研究也發(fā)現(xiàn)同樣的研究結(jié)果，并且進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)，消融術(shù)后房顫的轉(zhuǎn)復(fù)率只與術(shù)前DE-MRI檢查顯示的左心房纖維化程度有關(guān)，而與陣發(fā)性房顫或持續(xù)性房顫無關(guān)。這進(jìn)一步證明DE-MRI檢查顯示的左心房纖維化程度對房顫消融手術(shù)預(yù)后方面的重要指導(dǎo)意義。

Oakes等的研究發(fā)現(xiàn)為房顫消融的術(shù)前評估提供了一種簡單無創(chuàng)的方法，但同時也引起了很多的爭議和疑問，主要集中在應(yīng)用DE-MRI檢查發(fā)現(xiàn)的心房肌組織纖維化尚缺乏直接的病理學(xué)證據(jù)，而病理學(xué)證據(jù)是公認(rèn)判斷組織纖維化的“金標(biāo)準(zhǔn)”。其次，DE-MRI檢查纖維化的程度如何科學(xué)地量化？Oakes也認(rèn)為，因為他的研究對于心房組織纖維化程度的判斷是應(yīng)用“基于閾值的計算法”（thresholdbased algorithm），因此檢查者的經(jīng)驗十分重要，由于缺乏直接的病理學(xué)組織切片檢查作為對照，檢查者只能憑借經(jīng)驗來確定閾值及纖維化程度，這也成為他這個研究的一個局限。

本研究結(jié)合了DE-MRI技術(shù)與病理組織學(xué)等檢查，發(fā)現(xiàn)試驗組患者的左心房延遲增強(qiáng)程度（%）與病理組織學(xué)檢查各指標(biāo)（Ⅰ/Ⅲ型膠原容積分?jǐn)?shù)、Ⅰ/Ⅲ型膠原蛋白含量、Ⅰ/Ⅲ膠原mRNA表達(dá)）的相關(guān)性系數(shù)（r）分別為 0.69、0.48、0.65、0.51、0.47、0.52，P均＜0.05，提示患者術(shù)前DE-MRI檢查所顯示的左心房延遲強(qiáng)化程度與病理組織學(xué)檢查各指標(biāo)所反映的心房纖維化程度普遍具有相關(guān)性。

結(jié)合隨訪資料本研究發(fā)現(xiàn)，術(shù)前DE-MRI結(jié)果提示心房異常強(qiáng)化（＞35%）房顫患者1年隨訪竇性心率維持率僅有55.6%，顯著低于心房強(qiáng)化程度較低的房顫患者，提示心房延遲強(qiáng)化程度越高，消融術(shù)的預(yù)后也越差。這與最近Gal等[21]發(fā)表的研究結(jié)論相近。可見，DE-MRI方法可用于評估心肌纖維化程度，并為持續(xù)性房顫患者行消融手術(shù)的預(yù)后評估及治療方案選擇提供有效的臨床依據(jù)。

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Clinical value of delayed enhancement MRI in evaluating the prognosis of surgical ablation in patients with atrial fibrillation

ZHOU Min，HUANG Ri-tai，XUE Song.Department of Cardiovascular Surgery，Renji Hospital，Shanghai Jiaotong University School of Medicine，Shanghai 200127，China

HUANG Ri-tai，E-mail：huangritai@renji.com

ObjectiveTo investigate the value of Delayed Enhancement MRI（DE-MRI） in evaluating the prognosis of surgical ablation in patients with atrial fibrillation（AF）and the relationship between DE-MRI and histopathology examination.MethodsFrom October 2013 to December 2015,43 AF patients undergoing surgical ablation got DE-MRI before the surgery and were divided into three groups according to the extent of atrial fibrosis.With the surgical occlusion process,the left atrial appendages were taken to histopathology examination and RTPCR.ResultsThe results of DE-MRI were correlated with the histopathology examinations（r=0.69，0.48，0.65，0.51，0.47，0.52，P＜0.05）；the sinus rhythm rate in 1 year of the moderate-enhancement group was much higher than the unusual-enhancement group（80.0%vs 57.1%，P＜0.05）.ConclusionDE-MRI can be used to detect the extent of the atrial fibrosis and late enhancement area over 35%suggests poor prognosis.

Atrial fibrillation； Myocardial fibriosis； Delayed-Enhancement Magnetic resonance imaging

上海市科委醫(yī)學(xué)引導(dǎo)項目（項目編號：134119a5600）；上海交大醫(yī)學(xué)院附屬仁濟(jì)醫(yī)院臨床科研創(chuàng)新培育基金計劃（項目編號：PYMDT-008）

200127 上海市，上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬仁濟(jì)醫(yī)院心血管外科

黃日太，E-mail：huangritai@renji.com

10.3969/j.issn.1672－5301.2017.04.015

R654.2

A

1672-5301（2017）04-0350-05

2016-12-12）