Дифференциальная диагностика необструктивной гипертрофической кардиомиопатии и амилоидоза сердца при атипичных паттернах отсроченного накопления при магнитно-резонансной томографии: роль анализа деформации миокарда

Введение

Синдром гипертрофии миокарда включает в себя различные заболевания, среди которых наиболее клинически значимыми являются гипертрофическая (ГКМП) кардиомиопатия (КМП) и амилоидоз сердца. Эти заболевания могут проявляться схожими клиническими и морфологическими признаками, такими как утолщение стенок миокарда и нарушение диастолической функции [1][2]. Магнитно-резонансная томография (МРТ) с контрастированием является основой диагностики структурных изменений миокарда при данных КМП. Метод позволяет выявить характерные паттерны отсроченного накопления контрастного средства, специфичные для каждого заболевания. Однако в клинической практике существуют ситуации, когда дифференциация ГКМП и амилоидная КМП (АКМП) может быть затруднена. Это связано с наличием атипичных форм отсроченного накопления как при ГКМП, так и при АКМП, что приводит к схожим изменениям либо отсутствию контрастирования вовсе [3][4]. Например, при АКМП может наблюдаться фокальное накопление контраста, имитирующее картину, типичную для ГКМП, особенно на ранних стадиях заболевания. В то же время при ГКМП могут встречаться паттерны отсроченного накопления, затрудняющие дифференциальную диагностику. Иногда у пациентов с АКМП может наблюдаться атипичная картина с асимметричным утолщением межжелудочковой перегородки (МЖП) и с обструкцией выносящего тракта левого желудочка (ЛЖ) и передне-систолическим движением передней створки митрального клапана, напоминающим обструктивную ГКМП [5-7].

Точная дифференциальная диагностика фенокопий КМП имеет решающее значение для надлежащего лечения заболевания, как подчеркивается как Европейским обществом кардиологов, так и классификациями MOGE(s) (Morphofunctional phenotype, Organ/system involvement, Genetic inheritance pattern, Etiological annotation, functional Status) [8][9].

Новые режимы бесконтрастной МРТ, в т.ч. технология оценки деформации миокарда (strain analysis), открывают дополнительные возможности для дифференциальной диагностики [10]. В настоящем исследовании акцент сделан на диагностической ценности деформации миокарда при наличии атипичных или отсутствующих паттернов отсроченного контрастирования.

Цель исследования — оценить диагностические возможности МРТ сердца, включая анализ деформации миокарда ЛЖ, в дифференциальной диагностике заболеваний с гипертрофическим фенотипом, в частности необструктивной ГКМП и АКМП.

Материал и методы

Дизайн исследования. Проведено одноцентровое ретроспективное обсервационное исследование, включавшее анализ медицинской документации пациентов с подтвержденным диагнозом АКМП и необструктивной ГКМП.

Исследование проведено с использованием результатов МРТ сердца с контрастированием, полученных в период с 01.01.2019 по 15.12.2025.

Критерии включения:

• установленный диагноз КМП вследствие AL- и ATTR-амилоидоза в соответствии с принятыми рекомендациями Американского [11][12], Европейского обществ кардиологов [13] и Российскими клиническими рекомендациями по диагностике и лечению системного амилоидоза [14];
• установленный диагноз необструктивной ГКПМ в соответствии с принятыми рекомендациями (Международная классификация болезней 10 пересмотра, МКБ-10: I42.2 — другая ГКМП) [8][15][16].
• наличие результатов МРТ сердца с контрастированием.

В исследование включали истории болезни пациентов, наблюдавшихся как амбулаторно, так и стационарно на базе Городской клинической больнице № 1 им. Н. И. Пирогова (г. Москва).

Проведён анализ архивных данных, включавших результаты клинических осмотров, анализов крови, электрокардиографии, эхокардиографии и МРТ сердца.

МРТ сердца пациентам проводили с помощью томографов Vantage ExelArt TOSHIBA 1.5 Тл и Philips Ingenia 1.5 Тл Evolution с использованием протоколов, оптимизированных для диагностики АКМП. С целью оценки морфологии сердца, функции желудочков и признаков амилоидного отложения применяли определённую последовательность протоколов сканирования [17][18]:

1. Выполнение серии топограмм (локалайзеров) в 3-х плоскостях для дальнейшего планирования исследования.
2. Кино-МРТ в режиме SSFP (steady-state free precession) в 2-, 3- и 4-камерной проекции, а также в серии коротких осей, покрывающих ЛЖ от основания до верхушки.
3. Т2-взвешенные изображения с подавлением сигнала от жировой ткани.
4. Т2-взвешенные импульсные последовательности с подавлением сигнала от крови (Black Blood).
5. TI scout (Look-Locker) последовательность через 8-10 мин после введения контрастного средства для определения оптимального времени инверсии (TI) миокарда или последовательность инверсия-восстановление с фазочувствительной реконструкцией (phase-sensitive inversion recovery, PSIR).
6. Постконтрастные T1-взвешенные изображения для оценки отсроченного контрастирования миокарда через 10-15 мин после введения контрастного препарата.

Все исследования проводили с электрокардиографической синхронизацией и задержкой дыхания пациентом при необходимости. Толщина срезов составляла 6-8 мм, межсрезовый интервал — 2 мм. Общее время исследования составило ~45-60 мин.

В качестве основного исхода исследования оценивали диагностическую точность показателей деформации миокарда (стрейнов) в сравнении с контрастной МРТ для дифференциальной диагностики АКМП и ГКМП. Анализировали следующие параметры: линейные и объемные характеристики ЛЖ, паттерны отсроченного контрастирования, а также глобальные и региональные показатели продольной, циркулярной и радиальной деформации миокарда. Определяли чувствительность, специфичность, положительную и отрицательную прогностическую ценность стрейн-параметров при МРТ сердца с контрастированием.

В данном исследовании сформированы две основные группы пациентов:

• 1-я группа — пациенты с КМП вследствие AL- или ATTR-амилоидоза;
• 2-я группа — пациенты с ГКМП.

Деформация миокарда (strain) представляет собой относительное изменение длины миокардиального сегмента в процессе сердечного цикла и является количественной характеристикой его сократительной функции [19]. В рамках МРТ сердца расчет strain выполняется методом feature tracking (CMR-FT) на основе стандартных кино-МРТ изображений в режиме SSFP длинной и короткой оси ЛЖ. Для оценки использовали программное обеспечение cvi42 (Circle Cardiovascular Imaging Inc., Канада). Программное обеспечение автоматически выделяет эндокардиальный и эпикардиальный контуры ЛЖ во время диастолы, после чего выполняется их автоматическое или полуавтоматическое распространение на остальные фазы с последующим трекингом смещения пикселей (рисунок 1).

Верхний левый квадрант — кино-МРТ в режиме SSFP в плоскости короткой оси: автоматически размеченные контуры эндокарда (красная линия), эпикарда (зелёная линия) и правого желудочка (жёлтая линия). Верхний правый квадрант: красная шкала — карта пиковой радиальной деформации (Peak Radial Strain, %) по 17-сегментной модели AHA); синяя шкала — карта пиковой циркулярной деформации (Peak Circumferential Strain, %).

Нижний правый квадрант — временна́я кривая циркулярной деформации (LV Circumferential Strain, 2D, срез 1): по оси X — время в миллисекундах (фазы сердечного цикла), по оси Y — значение деформации в %. Нижний левый квадрант — матрица киноизображений по коротким и длинным осям ЛЖ с нанесёнными контурами.

Примечание: ЛЖ — левый желудочек, АНА — American Heart Association. Цветное изображение доступно в электронной версии журнала.

В зависимости от направления деформации выделяют три основных типа деформации миокарда [19]:

• Продольная деформация (longitudinal strain) — отражает укорочение миокарда от основания к верхушке (обычно имеет отрицательные значения);
• Циркулярная деформация (circumferential strain) — характеризует сокращение по окружности ЛЖ (отрицательные значения);
• Радиальная деформация (radial strain) — отражает утолщение стенки миокарда (положительные значения).

Расчёт strain может выполняться как в 2-мерном (2D), так и в 3-мерном (3D) режиме:

• 2D strain рассчитывается на отдельных срезах (короткая или длинная ось) и учитывает движение в плоскости изображения;
• 3D strain учитывает пространственное движение миокарда во всех направлениях, что повышает точность оценки деформации и снижает влияние выхода сегмента из плоскости сканирования.

Глобальные значения strain рассчитываются как усреднённые показатели по всем сегментам ЛЖ в соответствии с 17-сегментной моделью AHA (American Heart Association, Американской Ассоциации Сердца), тогда как региональные показатели позволяют оценивать локальные нарушения сократимости.

Методы регистрации исходов. Обработка и анализ изображений проводили с помощью специализированного программного обеспечения cvi42 (Circle Cardiovascular Imaging Inc., Канада).

Результаты МРТ сердца проанализированы двумя независимыми рентгенологами, прошедшими специальное обучение и имеющими опыт работы в области визуализации сердца.

Фиксировали изменения объёмных и линейных показателей ЛЖ. Выявляли паттерны контрастирования миокарда и проводили оценку деформации миокарда ЛЖ.

Работа выполнена без задействования грантов и финансовой поддержки от общественных, некоммерческих и коммерческих организаций.

Этическая экспертиза. Исследование одобрено локальным этическим комитетом ФГАОУ ВО "Первый Московский государственный медицинский университет им. И. М. Сеченова" (протокол № 15-24 от 06.06.2024).

Статистический анализ. Принципы расчёта размера выборки. Предварительный расчёт размера выборки не проводился в связи с редкостью изучаемого заболевания (АКМП). В исследование были включены все пациенты, соответствовавшие критериям включения.

Методы статистического анализа данных. Для сравнения качественных признаков использовали тест χ² или точный тест Фишера. Для сравнения групп по количественным признакам применяли параметрический t-тест Стьюдента при нормальном распределении данных и непараметрический критерий Манна-Уитни при распределении, отличном от нормального. Количественные показатели с нормальным распределением представлены в виде среднего значения и стандартного отклонения (M±SD), при распределении, отличном от нормального, — в виде медианы и интерквартильного размаха (Me [Q25; Q75]). Для оценки диагностической значимости параметров деформации миокарда выполняли ROC-анализ с определением площади под кривой (AUC — area under the curve), пороговых значений, чувствительности и специфичности. Различия считали статистически значимыми при p<0,05.

Результаты

В исследование были включены 48 пациентов: 25 с подтвержденным диагнозом АКМП (13 — ATTR, 12 — AL) и 23 с необструктивной ГКМП. Средний возраст составил 63,6±14 лет; мужчины составляли 67% от общего числа пациентов.

При анализе исходных характеристик группы были сопоставимы по гендерному составу: доля мужчин в группе ГКМП составила 65%, в группе АКМП — 68% (p=0,37). Однако были выявлены статистически значимые различия в возрасте. Пациенты с АКМП были значительно старше пациентов с ГКМП (средний возраст 70,6±11,2 vs 55,2±13,1 лет, соответственно, p<0,001).

По частоте фибрилляции предсердий группы между собой не различались (52% при АКМП vs 34,8% при ГКМП, p=0,39). Гипертоническая болезнь значительно чаще встречалась у пациентов с ГКМП (73,9 vs 24,0%, p=0,001). Сахарный диабет 2 типа также чаще наблюдался в группе ГКМП (21,7 vs 4,0%, p=0,09). По частоте полинейропатии, имплантации электрокардиостимулятора, перенесённого инфаркта миокарда и реваскуляризации различий между группами не было (таблица 1).

Хроническая сердечная недостаточность (ХСН) II функционального класса (ФК) наблюдалась у 52,0% пациентов с АКМП и у 13,0% пациентов с ГКМП (p=0,006). ХСН III ФК — у 48,0 и 4,3%, соответственно (p=0,001).

МРТ: объёмные и линейные показатели сердца

Сравнение морфофункциональных параметров выявило статистически значимые различия в фракции выброса (ФВ) ЛЖ и толщине МЖП. У пациентов с ГКМП медиана ФВ ЛЖ составила 65% [ 58,5; 68,5], тогда как в группе АКМП — 58% [ 51; 68], p =0,03. Толщина МЖП была достоверно больше у пациентов с ГКМП по сравнению с пациентами с АКМП: 18 [ 17; 20] vs 16 [ 13; 18] мм, соответственно (p<0,003).

Индексы конечно-диастолического объёма, конечно-систолического объёма, ударного объёма (УО), индекс массы ЛЖ и толщины задней стенки ЛЖ в подгруппах статистически значимо не различались (p>0,05).

МРТ: отсроченное контрастирование миокарда

Типичные паттерны накопления при отсроченном контрастировании встречались у большинства пациентов обеих групп. К ним относились:

• При ГКМП — интрамиокардиальное накопление контрастного препарата в наиболее гипертрофированных сегментах миокарда ЛЖ.
• При АКМП — диффузное субэндокардиальное или трансмуральное накопление контрастного вещества миокардом ЛЖ, а также стенками предсердий и правого желудочка.

Однако атипичное накопление контрастного вещества было выявлено у 6 пациентов с ГКМП (в виде субэндокардиального, трансмурального и интрамурального паттернов) и у 5 пациентов с АКМП (интрамуральный или фокальный паттерны) (рисунки 2-4).

Отсутствие видимого усиления зарегистрировано у 4 (17%) больных ГКМП и у 1 (4%) пациента с AL-амилоидозом.

Таким образом, атипичные паттерны отсроченного контрастирования или его отсутствие были выявлены у 33% пациентов общей когорты, что существенно ограничивало визуальную дифференциальную диагностику между ГКМП и АКМП.

МРТ: анализ параметров деформации миокарда ЛЖ

Анализ параметров деформации миокарда выявил статистически значимые различия по параметрам радиальной деформации (таблица 2) между группами пациентов с ГКМП и АКМП (p<0,05) (рисунок 5).

В то же время различия по циркулярной деформации (2D и 3D) и продольной деформации (2D и 3D) между группами не достигли статистической значимости (циркулярная 2D деформация: p=0,132; циркулярная 3D: p=0,074; продольная 2D деформация: p=0,302; продольная 3D: p=0,215) (рисунки 6, 7).

Обсуждение

Результаты настоящего исследования демонстрируют наличие как морфологических, так и функциональных различий между пациентами с ГКМП и АКМП, несмотря на сходство отдельных клинико-визуализационных характеристик.

В соответствии с предыдущими публикациями [10][12][16], пациентам с амилоидозом сердца свойственен более старший возраст по сравнению с пациентами с ГКМП, что также подтвердилось в настоящей работе. Группы статистически значимо не различались по половому составу [20].

ГКМП ассоциировалась с более высокой частотой гипертонической болезни (73,9 vs 24,0%) и тенденцией к большей распространённости сахарного диабета 2 типа (21,7 vs 4,0%), что отражает более высокую распространённость сопутствующих сердечно-сосудистых и метаболических нарушений у пациентов данной группы. В то же время, для амилоидоза были характерны признаки системного поражения (например, полинейропатия), хотя в данном исследовании различия не достигли статистической значимости [15][17].

Одним из наиболее выраженных различий стало более тяжёлое течение ХСН при АКМП. Пациенты с АКМП значительно чаще имели ХСН II-III ФК, что отражает прогрессирующее нарушение диастолической функции миокарда при инфильтративном процессе [15].

Среди морфометрических показателей достоверно различались толщина МЖП и фракция выброса ЛЖ. Так, у пациентов с ГКМП отмечалось большее утолщение МЖП (18 vs 16 мм) и несколько более высокая ФВ ЛЖ (65 vs 58%), что отражает гиперкинетический тип ремоделирования, характерный для ГКМП, и более выраженное нарушение систолической функции при прогрессировании АКМП [20][21].

Особый интерес представляет анализ паттернов отсроченного контрастирования. Несмотря на то, что диффузное субэндокардиальное накопление контраста привычно ассоциируется с АКМП, а асимметричное интрамуральное — с ГКМП, выявленные нами случаи атипичного отсроченного накопления контрастного препарата, в т.ч. при АКМП, подчеркивают сложность диагностики и необходимость комплексного подхода [15][17]. Данные о наличии фокальных участков накопления контрастного вещества при AL-амилоидозе подтверждаются и в других исследованиях [22].

Наибольшую ценность в настоящем исследовании показал анализ параметров деформации миокарда, который продемонстрировал выраженные различия между группами. Радиальная 3D-деформация миокарда ЛЖ (3D radial strain) оказалась значимо сниженной у пациентов с АКМП по сравнению с пациентами с ГКМП. ROC-анализ выявил высокую диагностическую значимость порогового значения этого параметра <29,1% (чувствительность 87%, специфичность 57%). Также были выявлены значимые различия по значениям радиальной деформации миокарда в 2D по короткой и длинной осям ЛЖ. Эти данные согласуются с результатами предыдущих работ, где strain-анализ предлагался в качестве важного дифференцирующего инструмента при фенокопиях ГКМП [23][24].

В то же время продольная и циркулярная деформация миокарда не показали статистически значимых различий между группами в нашем исследовании, что может быть связано с ограниченным размером выборки.

Результаты исследования свидетельствуют о том, что в случаях, когда паттерны отсроченного контрастирования (как основного инструмента МРТ для диагностики этих двух болезней) неоднозначны или отсутствуют, что актуально для атипичных форм заболевания и фенокопий КМП, включение strain-анализа может обеспечить достаточную диагностическую точность для дифференциальной диагностики между ГКМП и АКМП.

Таким образом, результаты настоящего исследования подтверждают, что использование методов количественной оценки деформации миокарда открывает новые возможности для создания коротких бесконтрастных МР-протоколов для скрининга АКМП и ГКМП. Это особенно актуально в свете развития мобильных МРТ-систем, как показано в недавнем исследовании HERZCHECK (Heart Examination and Rapid Screening with Compact MRI for Early Cardiovascular Knowledge Evaluation) в Германии, где продемонстрирована возможность проведения быстрых скрининговых исследований сердца без применения контрастных препаратов [25]. Также работа Steen H, et al. показывает перспективность коротких бесконтрастных МР-протоколов, основанных на сочетании strain-показателей (fast-SENC; циркулярная и продольная деформация, включая сегментарную оценку) и нативного T1-картирования. Авторы предложили интегральный показатель — отношение "native T1/basal segmental strain", который продемонстрировал высокую точность дифференциации ГКМП и АКМП (AUC ~0,90; чувствительность 85%, специфичность 77%) [26].

Клиническая значимость полученных результатов заключается в подтверждении возможности внедрения коротких бесконтрастных МР-протоколов, включающих оценку деформации и картирования миокарда, для первичной диагностики и скрининга пациентов с гипертрофией миокарда неясного генеза. Такой подход может существенно повысить доступность МРТ-диагностики, снизить ее стоимость и расширить возможности применения метода в амбулаторной практике.

Ограничения исследования. Во-первых, это небольшой объем выборки, связанный с редкостью заболевания, который ограничивает статистическую мощность анализа. Во-вторых, анализ strain-показателей проводился на кросс-секционных данных, без прослеживания динамики в течение времени. Для группы пациентов с AL-амилоидозом сердца с сердечной недостаточностью наблюдение затруднительно, т.к. медиана выживаемости часто не превышает 1 года.

Заключение

Проведённое исследование показало, что параметры деформации миокарда, в частности радиальная 3D-деформация миокарда ЛЖ, обладают высокой диагностической значимостью для дифференциальной диагностики между необструктивной ГКМП и АКМП.

Радиальная 3D-деформация миокарда продемонстрировала довольно высокую чувствительность (87%) при умеренной специфичности (57%) и может рассматриваться как информативный критерий в сложных диагностических случаях, особенно при отсутствии типичных паттернов отсроченного контрастирования на МРТ.

Морфометрические показатели (утолщение МЖП, ФВ ЛЖ) достоверно различались между группами, однако они недостаточны для уверенной дифференциальной диагностики без учета функциональных характеристик.

Анализ деформации миокарда представляет собой перспективный бесконтрастный метод, способный расширить диагностические возможности сердечно-сосудистой МРТ, в т.ч. в формате коротких скрининговых протоколов, повышая доступность метода для амбулаторной практики.

Полученные результаты подтверждают клиническую значимость комплексной оценки морфологической и функциональной информации при МРТ, особенно в случаях фенокопий КМП и атипичных форм патологии.

Отношения и деятельность: все авторы заявляют об отсутствии потенциального конфликта интересов, требующего раскрытия в данной статье.