0 引言

       急性心肌梗死（acutemyocardial infarction, AMI）是心脏疾病导致死亡的主要原因之一，其发病机制主要是冠状动脉急性闭塞导致心肌灌注减少或中断，最终导致心肌细胞不可逆的缺血性损伤与坏死^{[1, 2, 3]}。近年来，经皮冠状动脉介入治疗（percutaneous coronary intervention, PCI）已成为AMI的主要治疗策略，能够迅速开放责任血管并显著提高患者存活率，但再灌注过程中微循环系统的超微结构及功能可能受到损害，引起微血管阻塞（microvascular obstruction, MVO），导致部分患者在梗死后出现左心室不良重构，进而增加心力衰竭甚至死亡的风险^{[4, 5, 6]}。研究表明，PCI后多达50%的病例仍存在MVO，并影响患者的临床结局^{[7, 8]}。左心室功能的各个方面，包括心肌应变和MVO的存在和程度，已被证明与AMI患者的预后相关，并有助于风险分层^{[9, 10, 11]}。因此对AMI患者再灌注后心肌细胞损伤程度及心脏运动功能的全面评估，有助于临床医生早期识别高危患者，并为个体化治疗策略的制订提供重要依据。

       静息12导联心电图在心血管疾病诊断与治疗中具有重要的临床价值，因而受到广泛关注，其作为一种无创性检查手段，具有相对便宜、安全性高和检测速度快等优势^[12]。根据心电图检查结果，AMI可分为两大类：急性ST段抬高型心肌梗死（ST-elevation myocardial infarction, STEMI）和非ST段抬高型心肌梗死（non-ST-elevation myocardial infarction, NSTEMI）^[13]。心电图上的病理性Q波是诊断心肌坏死的指标，并与较差的临床预后相关。以往研究表明病理性Q波与梗死面积密切相关，且呈线性相关^[14]。心脏磁共振（cardiac magnetic resonance, CMR）作为一种强大的非侵入性成像检查，能“一站式”完成对心脏结构、功能及心肌组织特征变化的评估，具有高分辨率、无创无辐射、扫描视野广泛及对心肌成像和微血管损伤过程具有独特见解等优点，已成为量化心腔容积和评估功能的金标准^{[15, 16, 17]}。CMR心肌应变成像是一种新兴的无创技术，可以通过实时追踪心肌形变来评估其运动功能，该技术不仅能够全面分析心肌梗死所致的功能异常和结构重塑，还能更精准地揭示心肌微观结构的变化^{[18, 19, 20]}。传统上，延迟钆增强成像（late gadolinium enhancement, LGE）是检测MVO的“金标准”，然而部分患者因肾功能不全、对比剂过敏或术后状态不佳而无法耐受LGE检查，可以采用基于平扫的常规电影序列进行心肌应变分析，以实现对MVO的间接评估。TILLER等^[21]仅发现入院病理性Q波与直接PCI治疗的STEMI患者微血管损伤显著相关，然而该研究并未进一步探讨入院病理性Q波的具体宽度及振幅、CMR心肌应变及两者联合在预测MVO方面的潜在价值。目前，国内外尚缺乏关于入院心电图Q波、CMR心肌应变及其联合应用预测急性STEMI患者PCI术后MVO发生风险的研究。因此，本研究旨在评估入院Q波、CMR心肌应变及两者联合对急性STEMI患者PCI后MVO发生的预测价值。通过本研究，有望为临床无法完成LGE检查但存在MVO风险的患者早期识别提供新的影像学与电生理学指标，提升临床对STEMI患者MVO风险的评估能力，优化治疗决策，并最终改善患者的临床预后。

1 材料与方法

1.1 研究对象

       回顾性分析2021年 9月至2024年9月在连云港市第一人民医院首次接受直接PCI治疗，并于治疗后3~7天行CMR检查的急性STEMI患者资料。另随机纳入同期年龄、性别均相匹配在该医院行CMR检查的40例人群为对照组。本研究遵守《赫尔辛基宣言》，经连云港市第一人民医院伦理委员会批准，免除受试者知情同意，批准文号：KY-20221202001-01。

       急性STEMI组纳入标准：（1）STEMI的诊断符合ESC/ACC委员会标准^[22]；（2）症状出现12 h内进行PCI；（3）PCI治疗前进行12导联心电图检查；（4）PCI后3~7天行CMR。排除标准：（1）任何可能导致病理性Q波的心脏疾病（肥厚型心肌病、左束支传导阻滞、沃尔夫-帕金森-怀特综合征、左心室肥厚和扩张型心肌病）；（2）应用抗心律失常药物而影响心电图检查；（3）既往存在心肌梗死或冠状动脉血运重建病史；（4）入院时 Killip分级>Ⅲ级。对照组纳入标准：（1）无心脏疾病家族史；（2）无心肌缺血症状；（3）经CMR检查未见明显异常；（4）12导联心电图无异常。排除标准：（1）图像质量差，不足以支撑后续分析；（2）临床资料不全。收集患者临床数据-胸痛开始至PCI时间、罪犯血管、心率、收缩压、舒张压、高血压史、糖尿病史、高脂血症史、吸烟史、术前肌钙蛋白、磷酸肌酸激酶及磷酸激酶同工酶等。

1.2 心电图分析

       急性STEMI组在入院时（PCI前）进行12导联心电图检查。对照组在CMR检查前1周内进行12导联心电图检查。标准12导联心电图走纸速度为25 mm/s，标准电压为1 mV/cm。心电图资料由3位心脏病专家进行分析，并对心电图的Q波宽度及振幅进行评估，取最差导联法。病理性Q波是指Q波宽度≥40 ms，Q波振幅≥同导联R波的25%，或不该出现Q波的导联上出现Q波。根据心电图结果，将患者分为病理性Q波组（Q组）、无病理性Q波组（NQ组）。

1.3 CMR检查及图像分析

       所有STEMI患者PCI术后3~7（5.66±1.47）天内进行CMR检查。所用的仪器为1.5 T磁共振扫描仪（Magnetom Aera XJ, Siemens，德国），使用18通道心脏专用线圈，配备呼吸门控及ECG门控。采用单次激发稳态自由进动序列（steady-state free precession sequence, SSFP）行左心室短轴位心脏电影成像，无层间隔，层厚8 mm，TR 37 ms，TE 1.2 ms，翻转角70°，FOV 340 mm×340 mm。使用短时反转恢复序列（short time inversion recovery, STIR）行T2WI。使用相位敏感反转恢复序列（phase sensitive inversion recovery sequence, PSIR）行LGE成像，无层间隔，层厚8 mm，TE 1.3 ms，TI 300~340 ms，FOV 340 mm×340 mm，使用对比剂注射器（Mississippi-XD2000，Ulrich GmbH & Co. KG，德国）以2.5 mL/s静脉注射钆特酸葡胺注射液（7.5 mL∶4.5354 g，江苏恒瑞医药股份有限公司，中国）15 mL后10~15 min采集左心室短轴切面及左心室两腔心、四腔心切面图像，在心脏电影图像上计算左心室射血分数（left ventricular ejection fraction, LVEF）及心肌应变。在LGE短轴位图像上量化心肌质量、心肌梗死面积（infarct size, IS），计算梗死心肌占左心室心肌的比例（%），单位以“%左心室容积”（%left ventricular volumn, %LV）表示。IS的信号阈值设置为大于正常心肌信号的5个标准差（standard deviation, SD）以上。透壁程度为LGE图像中由心内膜向心外膜延伸的高信号≤50%者为非透壁，>50%者为透壁。

       MVO定义为LGE强化心肌内的低信号区域^[23]，计算MVO占左心室心肌的比例（%），单位以“%LV”表示。所有图像均在开源软件（Segment v3.3, Medviso, Lund, Sweden）上进行评估，所有图像采集采用左心室短轴切面，将所有LGE图像序列导入Segment v3.3软件，自动同步心动周期、图像层次及勾画左心室心内膜和心外膜边界，并在必要时进行手动调整，采用“5SD”以识别高信号的梗死区域，在梗死区内，若存在低信号（低于正常心肌信号）的区域，即判定为MVO区域，通过Segment v3.3在每一短轴层面上以 ROI 工具进行手动勾画，并自动生成每层MVO面积。以上操作均由3名具有10~18年心血管影像诊断经验的副主任医师在LGE左心室短轴切面图像上采用盲法独立勾画及判读MVO区域，医师在勾画及判断过程中并不了解患者的具体分组情况及临床资料，最终取三者数值的平均作为分析依据。

1.4 心肌应变分析

       使用联影后处理软件（uAI Discover-CMR, Research Version, United Imaging Intelligence Co., Ltd, China）的CMR特征追踪（feature tracking, FT）功能在心脏电影序列（左心室短轴位）逐层勾画出心外膜及心内膜轮廓，见图1。对于每位受试者，软件在完成自动勾画心内外膜轮廓后，均由1名具备18年心血管影像诊断经验的副主任医师职称进行逐层复核。若存在勾画误差，则根据实际影像情况进行适当调整，以确保数据质量与分析准确性。计算左心室舒张末期容积（left ventricular end-diastolic volume, LVEDV）、左心室收缩末期容积（left ventricular end-systolic volume, LVESV）、LVEF、左心室的整体短轴径向应变（global radial strain on the shor taxis, GRSSAX）、整体长轴径向应变（global radial strain on the long axis, GRSLAX）、整体周向应变（global circumferential strain, GCS）、整体纵向应变（global longitudinal strain, GLS）。

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图1  短轴电影序列分析图像。从内到外红圈依次代表心内膜与心外膜轮廓。
Fig. 1  Short-axis cine sequence analysis of images. The red circles from the inside to the outside represent the contours of the endocardium and epicardium, respectively.

1.5 统计学方法

       采用SPSS 25.0软件进行统计学分析。计量资料通过Kolmogorov-Smirnov检验进行正态分布检验，呈正态分布时以（x¯±s）表示，组间比较采用独立样本t检验；非正态分布时以中位数M（P25，P75）表示，组间比较采用Mann-Whitney U检验；计数资料以频数和百分比[n（%）]表示，组间比较采用卡方检验。采用组内相关系数（intra-class correlation coefficient, ICC）进行3名医生数据分析一致性的评价，ICC≥0.9认为一致性极好，0.75≤ICC<0.9一致性较好，0.5≤ICC<0.75一致性一般。使用单因素和多因素logistic回归分析来评估预测MVO的独立因素。并对独立因素预测MVO阳性的效能制作受试者工作特征（receiver operating characteristics, ROC）曲线，获取曲线下面积（area under the curve, AUC）。所有检验均为双尾，P<0.05为差异具有统计学意义。

2 结果

2.1 对照组与急性STEMI患者临床资料及CMR参数比较

       本研究共纳入133例急性STEMI患者，年龄（56.55±11.11）岁，男85例，女48例；并纳入40例同期行CMR检查的对照组，年龄（52.78±11.74）岁；男19例，女21例。STEMI组患者入院Q波宽度及深度、总胆固醇、甘油三酯、空腹血糖、糖化血红蛋白、术前肌钙蛋白、磷酸肌酸激酶及肌酸激酶同工酶、LVEDV、LVESV均较对照组增高，而LVEF、GCS、GRSSAX、GRSLAX、GLS均较对照组减低（P<0.05），见表1。

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表1  两组间临床资料及CMR参数比较
Tab. 1  Comparison of clinical data and CMR parameters between the two groups

2.2 NQ组与Q组急性STEMI患者临床资料及CMR参数比较

       133例急性STEMI患者中，68例存在MVO，其MVO均位于PCI所开通的罪犯血管供血区域内的梗死核心区。133例急性STEMI患者中，NQ组33例（24.8%），Q组100例（75.2%）。两组在性别、年龄、冠状动脉危险因素等之间的差异均无统计学意义（P>0.05）。与NQ组患者相比，Q组患者的入院Q波宽度、入院Q波深度、术前肌钙蛋白、术前磷酸肌酸激酶、术前肌酸激酶同工酶、LVESV、IS（%，左心室面积）及MVO（%，左心室面积）的数值更大，并且Q组也有更高的透壁性梗死和MVO的发生率；Q组患者LVEF、GCS、GRSSAX、GRSLAX、GLS的绝对值较NQ组患者降低（P<0.05），见表2。急性STEMI伴MVO且入院心电图显示病理性Q波患者影像表现见图2。

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图2  男，38岁，急性STEMI伴MVO。2A：入院心电图Ⅱ、Ⅲ AVF导联见病理性Q波伴ST段抬高改变（红箭）；2B：LGE短轴位提示左心室下壁呈节段性延迟强化，内见弧形低信号（红箭）。STEMI：ST段抬高型心肌梗死；MVO：微血管阻塞；LGE：晚期钆增强。
Fig. 2  Male, 38 years old, acute STEMI with MVO. 2A: On admission, the electrocardiogram in leads Ⅱ, Ⅲ, and AVF show pathological Q waves with ST-segment elevation changes (red arrows); 2B: LGE in the short axis view demonstrated segmental delayed enhancement of the inferior wall of the left ventricle, with an arc-shaped low signal intensity (red arrows). STEMI: ST-segment elevation myocardial infarction; MVO: microvascular occlusion; LGE: late gadolinium enhancement.

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表2  NQ组与Q组急性STEMI患者临床资料及CMR参数比较
Tab. 2  Comparison of clinical data and CMR parameters between patients with acute STEMI in NQ and Q groups

2.3 影像指标一致性分析结果及单因素和多因素logistic回归分析影像MVO的因素

       结果显示3名心血管影像诊断医师在勾画及判读MVO面积的一致性良好（ICC>0.75，P<0.05）。单因素logistic回归分析中，入院Q波宽度、入院Q波深度、IS（%，左心室面积）、术前磷酸肌酸激酶、LVEF、LVESV、GCS、GRSSAX、GRSLAX、GLS的P值均<0.05；多因素logistic回归分析显示入院Q波深度（OR=2.383，95% CI：1.135~5.000，P=0.022）、GCS（OR=1.162，95% CI：1.022~1.321，P=0.022）、GRSSAX（OR=0.925，95% CI：0.863~0.992，P=0.030）、GLS（OR=1.122，95% CI：1.020~1.234，P=0.018）为MVO的独立预测因子，见表3。

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表3  单因素和多因素Logistic回归分析影响MVO的因素
Tab. 3  Factors affecting MVO as analysed by univariate and multivariate logistic regressions

2.4 ROC曲线分析预测MVO的价值

       入院Q波深度、GCS、GLS、GRSSAX预测MVO的AUC值分别为0.736、0.682、0.675、0.791，AUC以GRSSAX较高；敏感度以入院Q波深度较高，特异度以GRSSAX较高，见图3、表4；进一步分析发现，将入院Q波深度与GCS、GLS、GRSSAX组合评估其对MVO的预测价值时，入院Q波深度与GRSSAX的联合应用具有最优的预测能力，且该组合方案的效能优于两者单独使用的效果，见图4、表5。

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图3  各参数预测MVO的ROC曲线图。3A：入院Q波深度、GCS及GLS的ROC曲线图；3B：GRSSAX的ROC曲线图。GCS：整体周向应变；GLS：整体纵向应变；GRSSAX：整体短轴径向应变。
Fig. 3  ROC curves for each parameter predicting MVO. 3A: ROC curves for Q wave depth, GCS, and GLS at admission; 3B: ROC curve for GRSSAX. GCS: global circumferential strain; GLS: global longitudinal strain; GRSSAX: global radial strain on the short axis.

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图4  入院Q波深度联合应变参数的ROC曲线图。GCS：整体周向应变；GLS：整体纵向应变；GRSSAX：整体短轴径向应变。
Fig. 4  ROC curves for admission Q-wave depth combined with strain parameters. GCS: global circumferential strain; GLS: global longitudinal strain; GRSSAX: global radial strain on the short axis.

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表4  各参数预测MVO的ROC曲线分析
Tab. 4  ROC curve analysis for predicting MVO by parameters

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表5  入院Q波深度联合应变参数的ROC曲线分析
Tab. 5  ROC curve analysis of admission Q-wave depth combined with strain parameters

3 讨论

       本研究以回顾性队列为基础，分析了急性STEMI患者入院心电图Q波、CMR心肌应变及二者联合在预测PCI后MVO发生中的应用价值。研究结果显示：（1）STEMI组与对照组相比，无论是常规心功能还是左心室应变均具有显著差异，STEMI组左心室各应变参数显著降低。（2）STEMI组患者中的Q组LVEF、GCS、GRSSAX、GRSLAX、GLS值相较于NQ组均降低。（3）入院Q波的特征可作为预测MVO的重要指标；入院Q波深度、GCS、GRSSAX及GLS均为MVO的独立预测因子，且ROC曲线分析表明GRSSAX在预测MVO方面具有较高的AUC值和特异性；入院Q波深度联合GRSSAX组合预测模型的AUC优于各单一指标。本研究提出将入院心电图Q波与CMR心肌应变相结合，以构建多模态联合预测模型用于STEMI患者术后MVO的识别和评估。该方法将心电活动变化与心肌组织机械功能相整合，为临床风险分层提供了一种更加全面、量化的工具。本研究结果有望实现对MVO的早期识别和干预，优化STEMI患者的个体化治疗策略，进而改善其预后。

3.1 入院Q波与MVO的关系

       心电图是AMI患者入院后常规的检查手段之一，能够快速提供心肌损伤范围的信息。AMI患者出现病理性Q波的机制主要与梗死区域心肌细胞的电活动丧失有关，当冠状动脉发生急性阻塞，导致心肌持续缺血、缺氧时，受累心肌细胞发生坏死并失去正常的去极化功能，因而不再产生电向量，与此同时周围未受累的健康心肌仍按既定节律进行去极化，产生正常电向量。由于坏死区域缺乏电向量作用，整体心电向量发生方向性改变，最终在对应导联上出现病理性Q波，且Q波的宽度与深度受坏死心肌的范围及厚度等因素影响，当梗死面积越大、厚度越深，缺失的电向量范围也就越广，从而导致Q波持续时间延长、振幅加深^[24]。先前一项研究通过对PCI后60 min内的病理性Q波进行评估，结果显示该时间点检测到的病理性Q波与术后1个月通过CMR所测得的MVO具有显著相关性^[25]。然而由于PCI本身可能导致术后心电图出现病理性Q波且术后1个月进行CMR检查可能会影响MVO程度的准确评估，导致一定的测量误差。TOPAL等^[26]在对515例急性STEMI患者进行研究时，分析了在PCI术前心电图检查是否存在病理性Q波，并据此将患者分为两组进行比较，发现病理性Q波与更大范围的MVO及较低的心肌挽救指数密切相关。然而，该研究在PCI术后第一天进行CMR检查，这可能会导致MVO范围的高估或低估，产生这一偏差的原因在于CMR检测微血管损伤的最佳时间窗口通常为再灌注后3~7天^[27]，因此过早或过晚进行检查可能影响MVO的准确评估。本研究结果证实病理性Q波与MVO之间存在显著相关性，这一发现与既往上述相关文献的研究结论一致。在此基础上，本研究进一步优化了入院病理性Q波和MVO评估的时间节点设置，采用入院时心电图与PCI术后3~7天内进行CMR评估，发现入院Q波深度在预测MVO方面的AUC为0.736，且具有最高的敏感度，提示Q波的存在及其深度可作为MVO发生风险的重要预测指标，具有潜在的临床应用价值。

3.2 CMR心肌应变参数在MVO预测中的作用

       CMR心肌应变是指心肌在外界张力作用下发生形变的能力，可用于定量评估心肌的运动功能，其是通过CMR电影序列中的二腔心、四腔心及短轴位图像，精准量化心肌的运动幅度和方向^{[28, 29]}。左心室心肌纤维由三层不同方向排列的肌纤维组成，包括位于心外膜的纵向纤维、中层的环状纤维以及心内膜的纵向纤维。这些肌纤维在心脏收缩和舒张过程中相互作用，形成复杂的扭转和变形模式。根据变形方向的不同，心肌应变可分为整体应变与节段应变，整体应变包括GCS、整体径向应变（global radial strain, GRS）、GLS^[30]。心肌应变参数的变化可用于评估心肌整体运动功能的差异，其心肌应变的早期异常可作为评估心脏功能受损的重要指标，这对预测心血管不良事件的发生具有一定临床价值。多项研究发现，较低的GLS、GCS和GRS与心力衰竭、心肌梗死、卒中和死亡的发生率增加有关^{[31, 32]}。大多数急性STEMI患者在接受PCI治疗后，梗死区域内仍存在MVO。MVO的发生可能与远端动脉血栓栓塞、心肌细胞坏死以及心肌水肿等因素密切相关。这些病理变化导致缺血区的冠状动脉微循环无法有效恢复再灌注，从而影响心肌的血流灌注和功能重建。心肌发生梗死后，梗死区的成纤维细胞收缩能力减弱，导致该区域心肌应变参数出现异常变化，在本研究中STEMI组较对照组GCS、GRSSAX、GRSLAX、GLS均明显降低，与既往研究结果一致^[33]。ZHAO等^[34]对157例急性STEMI患者进行回顾性分析，研究发现与非MVO组相比，MVO组患者的GLS、GRS和GCS均显著降低，且均具有统计学意义，本研究结果也表明，CMR心肌应变参数（GCS、GRSSAX、GLS）在预测急性STEMI患者PCI术后MVO方面具有较好的预测能力。值得一提的是，本研究在分析中进一步将传统的GRS细化为GRSSAX及GRSLAX两个方向，并发现GRSSAX在预测MVO方面整体径向表现出较高的预测效能，AUC为0.791。此外本研究进一步将入院Q波深度分别联合GCS、GRSSAX、GLS构建模型预测MVO，发现入院Q波深度联合GRSSAX模型预测MVO的AUC最高，为0.824，且高于其所有单一指标。

3.3 研究的临床意义

       本研究结果表明，入院Q波的深度及CMR心肌应变参数可用于STEMI患者MVO的预测，且入院Q波深度联合GRSSAX预测MVO的效能高于两者单独预测MVO，这对于早期识别高风险患者、优化治疗策略具有重要价值。尽管CMR是评估心肌梗死的金标准，但其检查时间较长，且在肾功能不全患者及对比剂过敏人群中应用受限。因此，基于心电图的Q波分析可能成为一种简便、经济且易于推广的替代手段。此外，GRSSAX的高预测效能提示该参数可作为评估MVO的重要影像学指标，未来可进一步结合人工智能等技术，提高MVO的早期诊断能力。

3.4 研究的局限性

       （1）本研究为单中心回顾性研究，样本量相对不足，可能存在选择偏倚，未来应需开展大规模、多中心的前瞻性研究以验证结果的普遍性。（2）CMR检查时间为PCI后3~7天，MVO的动态变化可能影响其评估结果。（3）CMR心肌应变技术作为一种正在不断发展的技术，其正常值尚未通过大样本研究得到充分验证。此外，由于不同后处理软件在处理参数上的差异，所获得的数据可能存在一定的变异性。（4）Q波的形成受多种因素影响，如病变位置、心肌电生理特性等，未来研究需进一步探索其在MVO预测中的机制。

4 结论

       综上所述，入院心电图Q波深度与MVO显著相关而CMR心肌应变参数（特别是GCS、GRSSAX、GLS）对急性STEMI患者PCI术后MVO具有较好的预测能力，其中GRSSAX表现出最高的预测效能。此外，入院Q波深度联合GRSSAX可进一步提高MVO的预测准确性。上述指标有望用于STEMI患者MVO的风险分层和早期识别，为临床优化治疗策略、改善预后提供依据。