摘要
目的：探讨肥胖对心肌灌注显像正常患者群体的左心室机械收缩同步性参数的影响。方法：回顾性分析2023年1月— 2024年8月在南京医科大学第一附属医院接受碲锌镉心脏专用单光子发射计算机断层成像（cadmium zinc telluride single photon emission computed tomography，CZT SPECT）心肌灌注显像的患者，选取心肌灌注显像结果和左心室射血分数均正常的患者 133 例，根据体重指数（body mass index，BMI）分为 3 组：正常组（18.5 kg/m2 ≤BMI<24.0 kg/m2 ）40 例，超重组（24.0 kg/m2 ≤BMI< 28.0 kg/m2 ）45 例，肥胖组（BMI≥28.0 kg/m2 ）48例。分析比较3组患者之间相位直方图带宽（phase histogram bandwidth，PBW）、相位标准差（phase standard deviation，PSD）、舒张末期容积（end-diastolic volume，EDV）、收缩末期容积（end-systolic volume， ESV）、左心室射血分数（left ventricular ejection fraction，LVEF）等左心室功能参数的差异，并探讨 BMI 对这些参数的影响。结果：超重组和肥胖组PBW值［（22.00±4.24）vs.（17.10±3.20），P< 0.001；（26.13±5.74）vs.（17.10±3.20），P< 0.001）］和PSD值 ［（5.04±1.05）vs.（3.74±0.68），P< 0.001；（6.34±1.43）vs.（3.74±0.68），P< 0.001）］均显著高于正常组。肥胖组PBW值［（26.13± 5.74）vs.（22.00±4.24），P< 0.001）］和PSD值［（6.34±1.43）vs.（5.04±1.05），P< 0.001）］均显著高于超重组。超重和肥胖患者的 PBW值（r=0.446，P< 0.001）和PSD值（r=0.477，P< 0.001）与BMI呈显著正相关。结论：肥胖患者更容易发生左心室机械收缩不同步（left ventricular mechanical dyssynchrony，LVMD），新型碲锌镉心脏专用SPECT相位分析可早期有效评估肥胖患者的左心室机械收缩同步性，对于肥胖患者早期发现LVMD并进行干预以降低心血管事件具有重要的临床指导意义。
Abstract
Objective：To investigate the impact of obesity on left ventricular mechanical contraction synchrony parameters in patients with normal myocardial perfusion imaging（MPI）. Methods：A retrospective analysis was conducted on patients who underwent cadmium zinc telluride single photon emission computed tomography（CZT SPECT）MPI at the First Affiliated Hospital of Nanjing Medical University from January 2023 to August 2024. A total of 133 patients with both normal MPI results and normal left ventricular ejection fraction（LVEF）were selected. They were divided into three groups based on body mass index（BMI）：normal group（18.5 kg/m2 ≤ BMI<24.0 kg/m2 ，n=40），overweight group（24.0 kg/m2 ≤BMI<28.0 kg/m2 ，n=45），and obese group（BMI≥28.0 kg/m2 ，n=48）. The differences in left ventricular function parameters such as phase histogram bandwidth（PBW），phase standard deviation（PSD），end-diastolic volume（EDV），end-systolic volume（ESV），and LVEF among the three groups were compared. The relationship between BMI and these parameters was analyzed. Results：Both overweight and obese groups showed significantly higher PBW（22.00 ± 4.24）vs. （17.10±3.20），P< 0.001；（26.13±5.74）vs.（17.10±3.20），P< 0.001）and PSD values（5.04±1.05）vs.（3.74±0.68），P< 0.001；（6.34± 1.43）vs.（3.74±0.68），P< 0.001）compared with the normal group. The obese group demonstrated significantly greater PBW（26.13± 5.74）vs.（22.00±4.24），P< 0.001）and PSD（6.34±1.43）vs.（5.04±1.05），P< 0.001）than the overweight group. PBW（r=0.446，P<0.001）and PSD（r=0.477，P< 0.001）showed significant positive correlations with BMI in overweight and obese patients. Conclusion： Obese patients are more likely to develop left ventricular mechanical dyssynchrony（LVMD），and the novel CZT SPECT phase analysis technique can effectively evaluate left ventricular mechanical synchrony in obese patients at an early stage，providing important clinical guidance for early detection and intervention of LVMD to reduce cardiovascular events in this population.
随着人们生活水平的提高，我国居民超重率、肥胖率，以及相关慢性病的患病率迅速攀升，超重和肥胖已经成为危害我国居民健康的公共卫生问题[1]。体重指数（body mass index，BMI）的增加与高血压、2 型糖尿病和高脂血症相关，而这些都是心血管疾病的危险因素。除了冠状动脉疾病，有证据表明肥胖会导致心力衰竭的发展[2]，左心室机械不同步 （left ventricular mechanical dyssynchrony，LVMD）可能是进行性心力衰竭的早期指标[3]。门控核素心肌灌注显像（gated myocardial perfusion imaging，G⁃MPI） 已广泛应用于冠心病（coronary artery disease，CAD） 患者的早期诊断、治疗评价和危险分层[4]。G⁃MPI 相位分析技术在评估LVMD方面与其他成像方法相比具有很多优势，例如可用性广、准确性高、重复性好、适用于回顾性数据，以及能够同时评估心肌瘢痕形成的位置和严重程度等[5]。作为一种新型的扫描设备，碲锌镉心脏专用单光子发射计算机断层成像（cadmium zinc telluride single photon emission computed tomography，CZT SPECT）是核心脏病学领域的重大技术进展，它采用固态碲锌镉（cadmium zinc telluride，CZT）晶体作为探测器，与传统SPECT 相比，其优势主要体现在灵敏度高、空间分辨率高、采集时间短、辐射剂量低等方面，相比传统扫描，其计数灵敏度提高5~10倍，扫描时间缩短3~6倍[6]。近年来已有研究使用超声心动图和磁共振成像等方法评估肥胖患者的左心室机械同步性[7-9]，但有关 CZT SPECT门控心肌灌注显像相位分析技术在肥胖患者群体左心室机械收缩同步性中的应用研究较少。本研究旨在利用 CZT SPECT 相位分析技术比较不同 BMI患者的左心室机械收缩同步性参数和心功能参数，并分析BMI对这些参数的影响，为有心血管疾病风险的肥胖患者提供早期诊断和评估。
1 对象和方法
1.1 对象
本研究回顾性分析2023年1月—2024年8月在南京医科大学第一附属医院接受 CZT SPECT 心肌灌注显像的患者，纳入标准：①年龄 18 周岁以上； ②心肌灌注显像结果未见明显异常；③左心室射血分数正常。排除标准：①高血压、糖尿病、吸烟、高脂血症等危险因素病史；②既往陈旧性心肌梗死、心肌病、瓣膜病、先天性心脏病、心肌炎等；③不稳定心绞痛、急性心肌梗死、心力衰竭等；④起搏器心律、左或右束支传导阻滞、室性心动过速、心动过缓、房室传导阻滞及其他严重心律失常。
研究共纳入133例患者，根据中国成人超重和肥胖 BMI 诊断标准[10] 分为 3 组：正常组（18.5 kg/m2 ≤ BMI<24.0 kg/m2）40 例，超重组（24.0 kg/m2 ≤BMI<28.0 kg/m2）45 例，肥胖组（BMI≥28.0 kg/m2）48 例。本研究纳入的患者虽无明确心血管疾病史，但因存在非典型胸痛、胸闷、心悸等症状，临床怀疑心肌缺血而行CZT SPECT检查。本研究通过南京医科大学第一附属医院伦理委员会审批（批准号：2022⁃SR⁃748），所有患者在检查前均签署知情同意书。
1.2 方法
1.2.1 CZT SPECT心肌灌注图像采集
显像仪器为 CZT 单光子发射计算机断层扫描系统（D⁃SPECT，以色列 Spectrum Dynamics Medical 公司），显像药物为 99m Tc⁃甲氧基异丁基异腈（99m Tc⁃ MIBI，南京森科医药技术有限公司提供）。患者静脉注射99m Tc⁃MIBI 10mCi，10 min后进食脂餐，1~1.5 h后进行门控静息核素心肌灌注显像。患者仰卧位采集数据，采集前进行30~60 s预扫描以定义包含心脏在内的感兴趣区域，每个探测器阵列沿其长轴独立旋转110°，心率窗为±20%，能峰为140 Kev，采集矩阵为 64×64，放大倍数1.0，每个心动周期采集8帧，采集计数>1 M，总采集时间为3~6 min。
1.2.2 图像处理及分析
图像采集完成后，采用QPS/QGS软件对图像进行重建，获得短轴、垂直长轴、水平长轴断层图像，并获得左心室功能参数，包括舒张末期容积（end⁃di⁃ astolic volume，EDV）、收缩末期容积（end ⁃ systolic volume，ESV）、左心室射血分数（left ventricular ejec⁃ tion fraction，LVEF）、相位直方图带宽（phase histo⁃ gram bandwidth，PBW）和相位标准差（phase stan⁃ dard deviation，PSD）。
1.3 统计学方法
采用SPSS 27.0软件对研究数据进行统计学分析。连续数据以均数±标准差（）表示，分类数据以例数和百分比表示。采用独立样本t检验比较两组之间PBW、PSD、EDV、ESV和LVEF的差异。3组患者之间连续变量的比较采用单因素方差分析。采用 Pearson 相关性分析研究各变量（BMI、PBW、 PSD、EDV、ESV 和 LVEF）相互之间的关系。P<0.05为差异有统计学意义。
2 结果
2.1 基本资料
如表1所示，本研究共纳入133例患者，正常组 40例（女20例），年龄（58.98±10.87）岁，BMI（21.78± 1.24）kg/m2；超重组 45 例（女 25 例），年龄（58.16± 11.26）岁，BMI（25.99±0.91）kg/m2；肥胖组 48 例 （女 17 例），年龄（56.15±12.64）岁，BMI（30.08± 2.01）kg/m2。统计分析显示，所有数据符合正态分布，3组间的性别、年龄、身高、QRS间期差异均无统计学意义（P均>0.05），体重和BMI的差异则有统计学意义（P均<0.001）。
2.2 左心室功能参数的比较
正常组、超重组和肥胖组患者的左心室功能参数比较如图1所示。统计分析显示，超重组和肥胖组患者的 EDV、ESV、PBW 和 PSD 值较体重正常组均高，差异有统计学意义（P均<0.05），然而，肥胖组患者的 LVEF 值低于正常组（P<0.05）。与超重组比较，肥胖组的EDV、PBW和PSD均高，差异均有统计学意义（P均<0.05），肥胖组ESV值高于超重组，但差异无统计学意义。
表1入组患者的基本临床资料
Table1Basic clinical characteristics of enrolled patients
本研究从3组人群中各选取1例典型病例进行分析：正常组56岁女性（BMI 22.5 kg/m2）表现为MPI 灌注和极坐标靶心图未见异常，相位直方图显示狭窄而尖锐的柱状图，LVMD 参数（PBW 18°、PSD 3.3°）提示收缩同步性良好；超重组 43 岁女性（BMI 25.7 kg/m2）灌注显像未见异常，但表现为相位直方图变宽，LVMD 参数（PBW 24°、PSD 5.7°）较正常组升高；肥胖组 55 岁女性（BMI 30 kg/m2）虽灌注显像未见异常，但相位直方图显著增宽且紊乱，LVMD参数（PBW 36°、PSD 9.3°）相比前两组呈现更明显的异常升高趋势（图2）。
2.3 BMI对左心室收缩同步性参数的影响
Pearson 相关分析结果显示，正常组患者仅有 PSD与BMI显著正相关（r=0.408，P=0.009）。与之对应的，超重和肥胖患者的PBW（r=0.446，P<0.001）、 PSD（r=0.477，P<0.001）、ESV（r=0.320，P=0.002）与 BMI呈显著正相关，LVEF（r=-0.358，P<0.001）则与 BMI呈显著负相关（图3）。
3 讨论
本研究使用CZT SPECT相位分析技术评估MPI 结果和左室射血分数均正常的患者群体（根据BMI 分为正常组、超重组和肥胖组）的左心室功能参数和机械收缩同步性参数，主要发现超重和肥胖组患者的 EDV、ESV、PBW 和 PSD 值显著高于正常组患者，同时肥胖组患者的这些参数值也高于超重组患者。此外，本研究还发现超重和肥胖组患者的PBW 和 PSD 值与 BMI 呈明显正相关，BMI 越高，PBW 和 PSD值越高，相比之下，这种关系在正常组患者中不是特别明显。
图13组患者EDV（A）、ESV（B）、LVEF（C）、PBW（D）、PSD（E）箱形图比较
Figure1Box⁃plots of comparison of EDV（A），ESV（B），LVEF（C），PBW（D），and PSD（E）among the three groups of patients
图23组各选取1例典型病例的MPI灌注图、极坐标靶心图、相位直方图及LVMD参数值的比较
Figure2Comparison of MPI，polar maps，phase histograms，and LVMD parameter values of one typical case selected from each of the three groups
图3左心室功能参数与BMI的相关性分析
Figure3Correlation analysis between left ventricular function parameters and BMI
LVMD 以心室内同步收缩丧失为特征，可作为心力衰竭的初始征象[3]，是冠状动脉疾病心脏并发症的独立预测因子[11]，评估左心室收缩功能障碍患者的LVMD有助于预测病死率[12]。G⁃MPI相位分析技术提供了一个快速、无创的工具来评估左心室的同步性。相位分析技术测得的LVMD参数，即相位直方图带宽PBW和相位标准差PSD，与超声心动图和磁共振评价 LVMD 具有很强的相关性[13]。Tavares 等[14] 使用Emory Cardiac Toolbox 软件回顾性分析了 1 000例患者的MPI数据发现，与LVMD明显相关的变量有男性、肥胖、高血压、糖尿病、血脂异常、CAD 病史、QRS间期≥120 ms、左心室功能障碍和MPI上的心肌灌注缺损（尤其是固定缺损）。多变量分析显示，与LVMD显著相关的变量是男性、肥胖、CAD 病史和 QRS 间期≥120 ms，肥胖者的不同步程度大约是非肥胖者的两倍。Crendal 等[15] 的研究使用斑点跟踪超声心动图比较了患有和不患有2型糖尿病代谢综合征患者以及健康对照受试者的左心室不同步情况，结果显示所有代谢综合征患者均存在左室不同步现象，而糖尿病并未加剧这一现象，作者分析这与腹部肥胖和左心室质量密切相关。Wang 等[16] 指出，LVMD 存在于 LVEF 正常、心肌灌注正常的糖尿病患者中。慢性糖尿病并发症和高 BMI （>23.4 kg/m2）是LVMD的独立危险因素。这些研究表明肥胖可以独立于代谢疾病和糖尿病之外对心功能产生不利影响。
本研究发现随着BMI升高，同步性参数PBW和 PSD 显著增加。这一现象提示肥胖可能通过多系统、多层次的复杂病理生理机制导致LVMD。肥胖患者普遍存在循环血容量增加和心输出量升高，导致左心室长期处于容量超负荷状态，引发心室壁应力分布不均，最终造成区域性心肌收缩延迟[17]。肥胖导致的心肌脂肪异位沉积和间质纤维化通过干扰心肌细胞电信号传导，造成局部电⁃机械活动延迟。同时，内脏脂肪组织分泌的促炎因子水平显著升高，进一步加重心肌机械活动的不同步[18]。此外，肥胖患者存在交感神经张力增高和迷走神经功能抑制，进一步损害收缩协调性，这些机制共同加剧了肥胖患者左心室机械不同步的进展[9]。值得注意的是，本研究发现超重组（24.0 kg/m2 ≤BMI<28.0 kg/m2）已出现 PBW 和PSD显著改变，提示这些病理生理改变可能在肥胖前期就已启动，这为临床早期干预提供了重要依据。
目前使用 SPECT 相位分析评估肥胖患者左心室同步性的研究较少，Zhang 等[19]使用碲锌镉 SPECT 对 55 例肥胖（BMI>30 kg/m2）患者和 40 例正常对照组（BMI<25 kg/m2）患者进行比较，发现肥胖组的PBW和PSD值在静息和负荷时都明显高于对照组。Caliskan等[20] 的研究使用传统SPECT设备做了类似的研究，作者纳入了152例肥胖患者（BMI≥ 30 kg/m2）和 80 例年龄和性别匹配的非肥胖患者 （BMI≤25 kg/m2），发现肥胖患者的PBW和PSD值同样高于正常患者，同时肥胖患者的PBW值与BMI呈微弱正相关（r=0.181，P<0.05）。在本研究中，根据中国成人超重和BMI诊断标准[10]，纳入了更大和更细分的患者群体，研究发现超重和肥胖患者的左室机械收缩同步性参数（PBW 和 PSD）明显高于正常组患者，这与前述两项研究的结果类似。此外，超重和肥胖患者的PBW 和PSD 值与BMI 呈显著正相关，BMI越高，PBW和PSD值越高，这说明随着BMI 的升高，超重和肥胖患者有早期LVMD的风险。本研究的另一个发现是超重和肥胖组患者的 EDV、 ESV值也显著高于正常组患者，这与肥胖对心脏的病理生理影响一致，BMI增加导致代谢需求增加和循环血容量增加，导致EDV、ESV升高。随着时间的推移，这些变化会导致心室扩张、室壁压力增加和左室肥厚，潜在地引发左室疾病和心力衰竭，心脏负荷异常也会进一步导致左心室的不同步运动。
尽管肥胖对心肌功能和结构有不利影响，但体重减轻可能会引起心室的结构改变，即“反向重构”[18]。Marfella 等[21] 使用超声心动图评估了减肥对肥胖女性左室不同步运动的影响，他们观察到，体重减轻后，不同步运动显著减少，心脏功能得到改善。同样，Schuster等[22] 研究发现，短期且易于进行的低强度训练可显著改善肥胖男性的左室舒张功能和心脏同步性。这些研究表明，早期发现肥胖患者的LVMD是至关重要的，因为仅仅改变生活方式就可以预防肥胖个体左室不同步的发展。
本研究存在一些局限性。首先，由于是回顾性研究，无法获得患者的腰围数值来评估腹部肥胖的影响。其次，没有与心脏磁共振、超声心动图等其他成像方式获得的参数进行比较分析。此外，本研究数据只来自静息MPI，这可能会影响入组患者MPI结果的判读，后续需要加入负荷MPI或者以冠状动脉造影结果作为诊断标准。最后，没有考虑高血压、高血脂、糖尿病、CAD病史、QRS间期等其他因素对LVMD的影响，在后续研究中需要进一步阐述。
综上所述，与 BMI 正常的患者相比，超重和肥胖患者更容易发生LVMD，新型CZT SPECT 相位分析可早期有效评估肥胖患者的左心室机械收缩同步性，并有助于临床治疗方案的选择，对于肥胖患者早期发现LVMD并进行干预以降低心血管事件具有重要的临床指导意义。
利益冲突声明：
所有作者声明无利益冲突。
Conflict of Interests：
The authors declare no conflicts of interests.
作者贡献声明：
卜菊负责SPECT图像采集与处理分析、论文撰写；王骋负责数据整理、统计分析；李春香负责数据收集、数据整理； 赵中强负责研究指导、论文修改。
Author’s Contributions：
BU Ju was responsible for SPECT image acquisition and analysis，and wrote the manuscript；WANG Cheng was in charge of data collation and statistical analysis；LI Chunxiang handled data collection and organization；ZHAO Zhongqiang led research guidance and paper revision.