肥厚型心肌病（Hypertrophic Cardiomyopathy, HCM）是心肌疾病中常见且复杂的一种，主要特征包括左心室肥厚（Left Ventricular Hypertrophy, LVH）、心肌纤维化以及心肌细胞排列紊乱（myocardial disarray）。在猫中，HCM作为一种自发性疾病，表现出与人类HCM高度相似的临床和病理特征，因而成为研究这一疾病的重要模型。然而，由于HCM病变具有显著的异质性和局灶性，传统组织病理学在检测这些病理特征时具有局限性，尤其是在需要进行广泛采样的情况下。
微型计算机断层扫描（micro-CT）是一种高分辨率三维成像技术，可对完整的心脏组织进行虚拟切片，并提供细致的组织学特征评估。本研究旨在探讨micro-CT在检测和定量分析HCM相关病理特征中的应用，包括心肌纤维化、细胞排列紊乱和左心室质量的变化，并验证其与组织病理学的对比效果。
方法
- 样本选择与处理
本研究共收集29颗猫心脏样本，其中12颗来自健康猫，17颗来自患有HCM的猫。所有样本均为因医疗原因死亡或安乐死的猫，并经宠物主人知情同意用于研究。心脏组织在死亡后迅速取出，经10%福尔马林固定超过48小时，随后使用2.5%碘化钾（I2KI）进行对比染色以增强micro-CT扫描的对比度。 - micro-CT扫描
使用高分辨率micro-CT设备（Nikon XTH225 ST）对样本进行扫描，扫描分辨率为16–24 µm，扫描时间为75–150分钟。对整个心脏进行初步扫描后，沿短轴将心脏切片以获取纵向和横向视图，并针对左心室区域进行更详细的扫描。 - 影像分析与病理验证
- 左心室质量（LVM）：通过micro-CT图像手动标记左心室心肌的内外边界，计算心肌体积，并根据标准密度（1.05 g/mL）计算质量。结果与称重获得的真实左心室质量（aLVM）进行对比验证。
- 心肌纤维化：使用微CT的灰阶图像区分纤维化区域（低密度区域）和正常心肌，量化纤维化体积，并与Masson三色染色的组织病理结果对比。
- 心肌排列紊乱：采用结构张量分析（Structure Tensor Analysis, STA）评估心肌细胞的方向性，包括螺旋角（Helical Angle, HA）、分数各向异性（Fractional Anisotropy, FA）和心肌排列紊乱指数（Myocardial Disarray Index, MDI）。结果与组织病理学观察的排列紊乱区域进行匹配验证。
结果
- 左心室质量的测定
Micro-CT成功区分了健康和HCM心脏的左心室质量（LVM）。HCM心脏的LVM显著高于健康对照组（7.8 ± 2.6 g vs 4.9 ± 1.1 g, p = 0.001）。尽管micro-CT测得的LVM略低于实际测量值（约20%的偏差），但二者呈高度一致的线性相关。 - 心肌纤维化的量化
Micro-CT在HCM心脏中检测到的替代性纤维化（replacement fibrosis）与组织病理结果高度匹配。纤维化程度较高的心脏在micro-CT图像中呈现更多低密度区域，其纤维化体积显著高于纤维化较轻或无纤维化的心脏（p < 0.01）。然而，micro-CT未能检测到间质性纤维化（interstitial fibrosis）。 - 心肌排列紊乱的评估
HCM心脏的FA值显著低于健康心脏（0.57 ± 0.15 vs 0.74 ± 0.08, p = 0.03），并在组织病理学上对应排列紊乱区域。HA和MDI的差异主要局限于左心室后中隔和侧壁区域，提示这些参数在评估局部排列紊乱方面具有重要意义。FA的变化最为一致，被认为是micro-CT检测排列紊乱的关键变量。
讨论
- 技术优势与局限性
Micro-CT通过高分辨率成像和三维切片，显著提高了HCM病理特征的检测灵敏度，尤其是在纤维化和排列紊乱的量化分析方面。其非破坏性特性允许在扫描后保留样本以进行进一步的病理分析。然而，micro-CT对间质性纤维化的检测能力有限，且部分扫描图像因质量不佳而未能进行更深入分析。 - 潜在临床应用
Micro-CT在HCM的病理评估中具有显著潜力，可用于指导组织病理学采样或作为独立的病理诊断工具。此外，其量化分析结果为未来的HCM研究和诊断方法开发提供了重要参考。
结论
本研究表明，微型计算机断层扫描（micro-CT）能够准确检测和量化猫肥厚型心肌病的关键病理特征，包括左心室质量增加、心肌纤维化和排列紊乱。作为一种高分辨率、非破坏性的成像工具，micro-CT为HCM的诊断和研究提供了新的方向，尤其是在传统病理方法存在局限性的情况下。
参考文献：
Micro-computed tomography (micro-CT) for the assessment of myocardial disarray, fibrosis and ventricular mass in a feline model of hypertrophic cardiomyopathy