MR纵向弛豫时间定量成像技术评价心肌病心

本文原载于《中华放射学杂志》年第1期

心肌病是一组由于基因缺陷、心肌细胞损伤、心肌组织浸润使心脏肌肉层直接受累的疾病，其临床表现主要为心脏增大、心律失常，最终发生心力衰竭。年欧洲心脏病协会建议仍沿用基于形态和功能的心肌病分型，主要包括原发性心肌病和继发性心肌病[1]。

作为重要的预后和临床危险因素分级指标，心肌纤维化近年来一直是心肌病基础和临床研究的热点内容。MRI是评估心脏结构和功能的金标准，目前已在临床广泛应用。不仅如此，MRI独特的组织特定性，特别是对比剂延迟强化(lategadoliniumenhancement，LGE）识别心肌纤维化的能力在疾病的预后判断和危险分层中也发挥着重要作用[2]。但是，对于那些散在尚未形成大片状，甚至潜在的弥漫纤维化，现有的成像序列和方法仍无法进行有效识别。新近发展的MR纵向弛豫时间定量成像（T1mapping）技术可以测量心肌固有的T1值，通过定量手段早期评估弥漫性心肌纤维化改变[3]。因此，本研究拟通过对比增强T1mapping成像技术定量测量心肌病患者心肌T1值，探讨其在心肌纤维化的诊断价值及其与心功能的关系。

一、临床资料

回顾性分析年9月至年9月在我院行心脏MR检查，并最终经临床确诊为不同类型心肌病（含心肌炎）患者76例（心肌病组），男55例、女21例；年龄35～52岁，平均（40±14）岁；包括扩张型心肌病14例、肥厚型心肌病34例、限制性心肌病5例（包含心肌淀粉样变3例、心肌结节病1例）、符合致心律失常右室心肌病（ARVC）诊断7例、心肌致密化不全2例、心肌炎5例、炎性心肌病9例。同时期搜集对照组33名，男19名、女14名；年龄36～54岁，平均（42±16）岁；该组患者均为同时期接受心脏MR检查患者，并经临床及心脏超声检查可明确除外器质性心脏病患者，所有受检者扫描前均签署知情同意书。心肌病患者根据延迟增强扫描检查结果，确认存在LGE患者51例。对照组在年龄、性别等资料方面与心肌病组差异无统计学意义（t=5.7，χ2=4.1；P值均0.05）。

二、心脏MR检查

采用德国SiemensVerio3.0TMRI扫描仪和32通道表面相控阵心脏线圈。成像序列包括：（1）常规心脏电影：电影图像采用真实稳态自由进动快速（truefastimagingwithsteadyprecession,TrueFISP）序列进行采集，扫描包含整个左心室在内的左心室短轴、左心室长轴和四腔心层面，主要参数：FOVmm×mm，矩阵×,TR3.4ms，TE1.7ms，时间分辨率40ms。（2）改良Look-Locker反转恢复（modifiedLook-Lockerinversionrecovery,MOLLI)TrueFISP成像，于对比剂增强前在3层左心室短轴切面（基底段、中段及心尖段）行T1mapping成像，主要参数：FOVmm×mm，矩阵×,TR2.8ms,TE1.18ms，反转角35°，层厚10mm，并行采集加速因子2,11个心动周期采集1幅T1mapping图像。（3）常规对比剂延迟增强扫描：采用二维相位敏感反转恢复（phasesensitiveinversionrecovery，PSIR）快速小角度激发（turbofastlowangleshot，TurboFLASH）序列，对比剂为Gd-DTPA（拜耳先灵公司，德国），注射流率2.0ml/s，剂量0.2mmol/kg，延迟5～15min采集两腔心、四腔心和短轴面。主要参数：FOVmm×mm，矩阵×,TR4.1ms,TE1.6ms，反转角20°，层厚8mm，TIms。（4）增强后T1mapping成像，于对比剂增强后15～20min重复采集前述心肌层面的T1mapping，扫描序列同前。

三、图像后处理分析

1．心功能分析：

采用QMass7.0后处理软件包(Leiden公司，荷兰），载入全部从基底段至心尖段左心室短轴电影图像，选取舒张末期和收缩末期图像，自动识别并手动调整心内膜和心外膜范围。自动输出心功能参数，记录每例患者左心室射血分数（EF）、左心室舒张末期容积（EDV）、左心室收缩末期容积（ESV）、每博输出量（SV）和心肌质量（MM）等心功能指标。

2．延迟强化和T1mapping图像分析：

图像分析同样采用QMass后处理软件包，将图像载入离线工作站，由2名有经验的影像医师定性判断并记录每一段心肌是否存在延迟强化病灶。进而，无论患者是否存在延迟强化，均采用freeROI工具描记增强前后每一层面心内膜和心外膜范围，自动计算出该层面心肌的平均T1值。测量时避开左心室血池和可能产生部分容积效应的接近心内膜和心外膜区域。记录左心室基底段、中段及心尖水平不同层面的心肌增强前后的平均T1值，继而计算出左心室心肌平均T1值[4]（图1,图2,图3,图4,图5,图6,图7,图8,图9）。

四、统计学方法

采用SPSS20.0软件包，连续变量采用±s表述。利用独立样本t检验比较心肌病组和对照组在增强前后左室心肌T1均值；根据LGE结果将心肌病患者分为LGE阳性组和LGE阴性组，对不同入选对象增强前后左室心肌T1值及心功能参数指标进行测量，多组间均值比较采用单因素方差分析，组间两两比较采用q检验；采用Pearson相关分析比较心肌病患者心肌平均T1值与心功能相关参数关系。以P0.05为差异具有统计学意义。

一、心肌病患者和对照组T1值比较

增强前心肌病组左心室心肌T1值高于对照组，增强后显著低于对照组，差异均有统计学意义（表1）。心肌病组患者左心室射血分数显著减低，左心室舒张和收缩末容积增加，心肌质量增加，差异具有统计学意义。

对照组、LGE阴性组和LGE阳性组3组间T1测量值和心功能指标差异均有统计学意义（表2）。进一步两两比较显示，增强前LGE阳性组左心室心肌T1值高于LGE阴性组和对照组，增强后低于LGE阴性组和对照组，差异均有统计学意义；增强前后LGE阴性组与对照组T1值差异均无统计学意义。LGE阳性组EF、EDV、ESV、SV及心肌质量与对照组比较，差异均有统计学意义；LGE阳性组EF和心肌质量均低于LGE阴性组，差异均有统计学意义；其他心功能指标两两比较差异均无统计学意义。

二、心肌病患者心肌T1值与心功能指标关系

心肌病患者增强前后左室心肌T1值与EF均呈负相关（增强前r=-0.，P0.05；增强后r=-0.，P0.05）。其他心功能指标，包括EDV、ESV、SV和心肌质量与心肌T1值无相关性（P值均0.05）。

采用含钆对比剂的MR延迟增强成像技术，在抑制正常心肌信号的基础上，可以显示局灶心肌纤维化，能够成功鉴别某些疾病状态下的替代性纤维化，如急、慢性心肌梗死。而对于非缺血性心肌疾病所致的间质浸润型纤维化（弥漫性纤维化），在传统的MR延迟增强图像上，由于缺乏正常心肌作为对比，肉眼很难识别灰阶差异小的纤维化组织，容易造成忽略或误差。其中MOLLI序列已经被成功应用于缺血性心肌病患者，并已被实验研究分析验证[5,6]，主要参数包括增强前心肌的固有T1值测量、对比增强后心肌T1值测量以及新近提出的细胞外容积（ECV）测量[7]。心肌固有T1值反映的是心肌细胞和细胞外间隙的综合信号，在细胞外间隙增大的情况下（如存在心肌纤维化等病理改变），心肌固有T1值升高；而注入MR含钆对比剂后，扩大的细胞外间隙存留对比剂，含钆对比剂会缩短T1值，宏观上表现为增强后心肌T1值减低[7]。T1mapping技术的优势之一在于通过T1值的变化预测疾病的预后，其准确性经心肌活检证实[8,9]。这也为未来研究提供方向，为随访研究提供理论依据。

本研究采用T1mapping成像对心肌病患者和对照组的左心室T1值进行测量，结果显示在LGE阳性的心肌病患者中，心肌固有和增强后T1值具有显著改变，对比增强前高于对照组，而对比增强后T1值下降至低于对照组水平。但对于LGE阴性的患者，即未出现传统意义上延迟强化的患者，其T1值与对照组之间差异并无统计学意义，这一点在对比增强前后均被证实。事实上，关于常见心肌病患者固有T1值与对照组之间的区别，多数研究均显示心肌固有T1值会在心肌病或心力衰竭早期即出现显著增加[5,6,7]，但在一些研究中，也会出现类似本研究的结果，如ausdemSiepen等[8]在扩张型心肌病的成像研究中，对于轻度扩张型心肌病无论增强前后T1值与对照组差异均无统计学意义，但ECV差异存在统计学意义；在Sibley等[9]测量比较对比增强后T1值与心内膜活检的研究中，22例LGE阴性的患者与对照组之间增强后T1值同样差异无统计学意义，而Brouwer等[10]对16例LGE阴性的肥厚型心肌病的T1成像研究中，也证实心肌固有T1值与对照组差异并无统计学意义，甚至LGE阴性的患者ECV也与对照组差异无统计学意义。在本研究中，各种心肌病病理改变过程不尽相同，尽管在对比增强前后，LGE阴性组患者比对照组心肌T1均值呈增加（增强前）或减低（增强后），但标准差较大（表2），最终缺乏统计学意义，故不能除外本组患者病例入选的因素干扰所致。此外，本研究采用测量左心室不同部分节段进而计算出T1均值的方法，虽与部分既往研究相似[4,9,10]，但该方法能否有效准确反映出左心室整体T1值变化还值得商榷；而增强后T1值易受多种因素干扰，包括对比剂清除率、图像采集时间、对比剂用量和红细胞压积等因素[3]，故增强后T1值组间与组内比较报道不一，推测与以上因素有关。

心肌纤维化程度与心肌舒缩运动能力相关[11]，既往研究结果显示，肥厚型心肌病患者左心室心肌T1值与左心室舒张功能呈负相关，扩张型心肌病患者左心室心肌T1值与左心室收缩功能呈负相关，但相关性并不高。在本研究中，总体仍提示增强前后射血分数与T1值呈负相关，但因包括了多种不同类型心肌病，故相关性不高。数据也提示LGE阳性患者组中更容易出现心功能不全，但因为不同类型心肌病对心功能参数指标影响并不相同，本研究并未显示心肌T1均值与其他心功能参数具有相关性。增强前心肌T1值反映的是心肌细胞与细胞外间质的综合信号，其与心功能相关性不高可能与此相关；ECV在除外心肌异常物质沉积的情况后，可以作为心肌纤维化的生物标记物，其与心功能可能具有更好的相关性，这需要进一步研究证实。

利益冲突

利益冲突　本研究过程和结果均未受到相关设备、材料、药品企业的影响

参考文献（略）

（收稿日期：-03-19）

（本文编辑：张琳琳）

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