磁共振细胞外间质容积成像评估高血压早期左室重构机制的实验研究

The purpose of this study design is to investigate the mechanism and value of extracellular matrix volume (ECV) in the early left ventricular remodeling in hypertension. On the basis of our preliminary research, by combining MRI ECV imaging, myocardial diffusion tensor imaging and global and segmental left ventricular function, we designed a randomized animal study to evaluate the relationship of characteristics of MR ECV and left ventricular remodeling in hypertension. The results of this study is expected to make clear the imaging characteristics of ECV in hypertension, value of ECV in left ventricular remodeling, and the dynamic changing of ECV in different course of hypertension. The expected achievements of the research will be very important for the diagnosis and clinical treatment programs in hypertension, especially for the prevention of myocardial Interstitial fibrosis and improve the prognosis. It will also provide the scientific basis for the related basic and clinical research, in particular, in the targeted drug therapy of inhibiting the synthesis of extracellular matrix(mainly of type I collagen).

针对间质纤维化在高血压病早期左室重构过程中的临床问题，本研究课题在申请人前期工作的基础上，以解决目前学术该领域尚未明确的问题着手设计研究计划，将磁共振细胞外间质容积成像（ECV）、左室心肌细胞走行（DTI，弥散张量成像）与心功能（TrueFISP Cine）评价相结合，通过随机动物实验研究设计，深入地对高血压左室重构与心肌细胞外间质的关系进行活体磁共振成像研究。项目预期将明确高血压心肌纤维化的影像特征、心肌纤维化在高血压早期重构的价值及内在机制，初步了解不同病程高血压心肌纤维化的演变情况。项目的研究成果对于高血压的治疗方案，特别是针对左室重构，改善患者的预后具有重要意义。可以为相关基础与临床研究，特别是抑制细胞外间质合成增加的靶向药物治疗提供科学依据。

目前认为，高血压背景下左心室肥厚(left ventricular hypertrophy,LVH)的机制是心肌细胞对高血压的适应性肥厚。然而，最近的研究表明，细胞外间质纤维化也在LVH中起重要作用，细胞外体积分数(extracellular volume,ECV)可以检测到细胞外间质纤维化。我们的研究目的是确定经心脏磁共振(cardiac magnetic resonance imaging,CMR)定量的ECV 和native T1是否能在高血压猪模型中证实左室(left ventricular,LV)细胞外间质纤维化，并评估相应的左室功能改变。本研究对成年雄性小型猪诱发高血压病和正常对照猪进行了研究。高血压组和对照组均在三个时间点进行心脏MR成像:基线、高血压模型诱导后1个月、3个月。在三个时间点分别进行了电影，增强前后的T1mapping和晚期钆对比增强(late gadolinium enhancement imaging,LGE)的扫描，用计算机图像计算左室收缩功能、应变和应变率。模型诱导后3个月平均收缩压/舒张压由111/68mmHg逐渐升高至160/97mmHg。三次成像均未检测到LGE。心肌的ECV分数和固有T1值随着建模时间的延长而增加(ECV:从21.5%增加到27.3%;native T1:从1056 ms增加到1218 ms，所有p <0 .001)。胶原体积分数(collagen volume fraction，CVF)与ECV (r=0.63, p=0.01)和native T1(r=0.80,p <0.001)相关。ECV与纵向舒张早期应变率相关(R=-0.34, p=0.04)， native T1与径向应变(R=-0.62, p<0.001)以及周向应变(R=0.57, p<0.001)相关。不同时期的高血压在左室射血分数方面没有显著差异(P = 0.84)。CMR测得的ECV与组织学相关，可以作为一种无创方法，在常规CMR检测到LGE和LVEF下降之前，用于高血压性心脏病心肌间质纤维化的早期检测。