劉新峰 趙細(xì)輝 熊真亮 王榮品 宋輝 楊艷 田野

貴州省人民醫(yī)院1放射科，3心內(nèi)科（貴陽(yáng)550002）；2貴州省智能醫(yī)學(xué)影像分析與精準(zhǔn)診斷重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室（貴陽(yáng)550002）

急性病毒性心肌炎（acute viral myocarditis，AVMC）是由病毒引起的心肌組織的局限或彌散性炎癥，該病預(yù)后較差，可反復(fù)遷延發(fā)展為擴(kuò)心病、心力衰竭［1-2］等嚴(yán)重心臟疾病，尤其在青少年中易引起猝死，但早期干預(yù)、治療，大多數(shù)患者均能治愈。當(dāng)病毒侵犯心肌組織時(shí)會(huì)引起心肌細(xì)胞的水腫、壞死、細(xì)胞間隙擴(kuò)大、心肌纖維化等病理改變。以往的影像檢查主要是從形態(tài)、功能方面對(duì)其進(jìn)行診斷，提供給臨床的價(jià)值有限。最近出現(xiàn)的T1 Mapping 技術(shù)可以通過定量分析心肌組織的T1 值，來反映心臟病變的病理生理（水腫、壞死、纖維化等）微觀改變，通過計(jì)算細(xì)胞外容積分?jǐn)?shù)（extracellularvolume fraction，ECV）值定量細(xì)胞外間質(zhì)的變化，但在AVMC 中研究少有報(bào)道。實(shí)驗(yàn)室檢查方面［3］，肌鈣蛋白I（troponin I，cTnI）是診斷心肌炎損傷準(zhǔn)確性較高的指標(biāo)，高于心肌酶譜診斷效能。因此本文利用T1 Mapping 技術(shù)與ECV 對(duì)AVMC 影像特征進(jìn)行定量研究，并就AVMC 的T1值與cTnI 相關(guān)性進(jìn)行探討。

1 對(duì)象與方法

1.1 研究對(duì)象回顧性收集我院2016年1月至2019年2月治療的AVMC 患者41 例，男20 例，女21 例，平均年齡（41.88 ± 15.03）歲，所有患者診斷診斷符合中華醫(yī)學(xué)會(huì)并結(jié)合歐洲心臟病學(xué)會(huì)制定的診斷標(biāo)準(zhǔn)［4］；招募17 例健康志愿者做對(duì)照組（男8 例，女9 例），與病例組性別及年齡差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，平均年齡（40.82 ± 17.19）歲，志愿者選取標(biāo)準(zhǔn)：（1）無MR 檢查的絕對(duì)及相對(duì)禁忌證；（2）經(jīng)相關(guān)檢查（體格檢查、超聲、心電圖等）無心臟及其他疾患。所有受檢者均于MR檢查前1 天進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室檢查，并記錄cTnI 水平及血細(xì)胞比容。

1.2 研究方法采用西門子1.5T Aera MR 掃像儀及18 通道體線圈進(jìn)行掃描，掃描前要對(duì)被檢查者講解掃描過程中注意事項(xiàng)。先采集常規(guī)序列及標(biāo)準(zhǔn)兩腔及四腔層面，再以此為定位像采集心臟左室短軸圖像，短軸層面采集3 層，分別位于左室心底、心中、心尖部；然后采用改良Look-Locker MOLLI 序列對(duì)心臟短軸圖像逐層復(fù)制行增強(qiáng)前T1 Mapping 掃描。經(jīng)肘靜脈注入Gd-DTPA，劑量為0.2 mmol/kg，流量以1 ～1.5 mL/s，注射對(duì)比劑10 min 后采集增強(qiáng)后的T1 Mapping 及延遲強(qiáng)化圖像。

掃描參數(shù)：增強(qiáng)前T1 Mapping 序列：TR 324.96 ms，TE 1.12 ms，TI 209 ms，層厚8 mm，F(xiàn)OV 360 mm × 306 mm，偏轉(zhuǎn)角35°，帶寬（band width）1 085 Hz。增強(qiáng)后T1 Mapping 序列：TR 395.96 ms，TE 1.12 ms，TI 280 ms，層厚8 mm，F(xiàn)OV 360 mm ×306 mm，偏轉(zhuǎn)角35°，帶寬（band width）1 085 Hz。

1.3 圖像分析、測(cè)量圖像分析、測(cè)量采用雙盲法，兩位高年資主治醫(yī)師對(duì)掃描圖像進(jìn)行單獨(dú)分析、測(cè)量，然后取測(cè)量結(jié)果平均值（圖1）。（1）對(duì)增強(qiáng)前心肌、血池T1 值測(cè)定，先將增強(qiáng)前T1 Mapping圖像輸入到西門子后處理工作站，對(duì)短軸位心底部、心中部、心尖部采用人工勾畫方式測(cè)量心肌、血池T1 值，結(jié)果取3 次測(cè)量平均值。（2）再將增強(qiáng)后T1 Mapping 圖像輸入到后處理工作站，同樣方法測(cè)量增強(qiáng)后心底部、心中部、心尖部心肌及血池T1 值。（3）將測(cè)得數(shù)據(jù)記錄整理并通過以下公式計(jì)算ECV 值：ECV=（1/MT1post-1/MT1pre）/（1/BT1post-1/BT1pre）×（1-HCT）（注：MT1post=心肌增強(qiáng)后T1值MT1pre=心肌增強(qiáng)前T1值BT1post=血池增強(qiáng)后T1 值BT1pre=血池增強(qiáng)前T1 值HCT=血細(xì)胞比容）。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法統(tǒng)計(jì)學(xué)分析在SPSS 19.0 軟件完成，計(jì)量資料采用均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差表示，采用獨(dú)立樣本t 檢驗(yàn)分別比較病例組與對(duì)照組心底部、心中部、心尖部增強(qiáng)前后T1 值、cTnI 及ECV 值的差異，采用Pearson 檢驗(yàn)對(duì)病例組心底部、心中部、心尖部增強(qiáng)前T1 值與cTnI 做相關(guān)性分析。取P＜0.05為差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 心臟MR 檢查結(jié)果對(duì)照組延遲強(qiáng)化無明顯異常，病例組28 例未出現(xiàn)延遲強(qiáng)化，13 例患者有延遲強(qiáng)化共22 處，主要位于前間壁、下壁、下側(cè)壁等，強(qiáng)化較淡，均未累及心內(nèi)膜。病例組心底部、心中部、心尖部心肌增強(qiáng)前T1 值均大于對(duì)照組，增強(qiáng)后T1 值均小于對(duì)照組，病例組cTnI 值明顯高于對(duì)照組（均P＜0.05，表1），病例組ECV 值均大于對(duì)照組（均P＜0.05，表2）。

2.2 病例組增強(qiáng)前T1 值與cTnI 相關(guān)性病例組心底部、心中部、心尖部增強(qiáng)前T1 值與cTnI 呈正相關(guān)（r 值分別為0.84、0.81、0.83，均P＜0.001）。

表1 兩組受檢者增強(qiáng)前后心肌T1 值及cTnI 資料對(duì)比Tab.1 Comparison of T1 values of pre and post myocardial enhancement and cTnI_data in two groups ±s

表1 兩組受檢者增強(qiáng)前后心肌T1 值及cTnI 資料對(duì)比Tab.1 Comparison of T1 values of pre and post myocardial enhancement and cTnI_data in two groups ±s

組別病例組對(duì)照組t 值P 值心底部T1（ms）增強(qiáng)前1 268.44±107.59 1 046.29±81.22 7.64＜0.001增強(qiáng)后387.75±29.55 435.16±59.04-3.15 0.005心中部T1（ms）增強(qiáng)前1 290.91±111.47 990.48±88.75 9.87＜0.001增強(qiáng)后384.07±34.82 442.75±32.82-5.94＜0.001心尖部T1（ms）增強(qiáng)前1 260.30±96.89 986.77±62.82 10.71＜0.001增強(qiáng)后381.43±30.54 436.68±33.52-6.10＜0.001 cTnI（μg/L）0.955±0.396 0.003±0.001 15.39＜0.001

表2 兩組受檢者心底部、心中部、心尖部ECV 值資料對(duì)比Tab.2 Comparisons of ECV values between the two groups in the bottom，center and apex of the heart ±s，%

表2 兩組受檢者心底部、心中部、心尖部ECV 值資料對(duì)比Tab.2 Comparisons of ECV values between the two groups in the bottom，center and apex of the heart ±s，%

組別病例組對(duì)照組t 值P 值心底部41.54±6.49 24.56±5.87 9.32＜0.001心中部41.05±7.28 24.63±4.29 10.66＜0.001心尖部42.39±9.40 25.36±4.47 7.12＜0.001

3 討論

3.1 T1 Mapping 技術(shù)的原理20 世紀(jì)末，科研人員最初利用標(biāo)準(zhǔn)的Look-Locker 序列在自由呼吸狀態(tài)下進(jìn)行T1 Mapping 掃描，圖像受呼吸、心臟運(yùn)動(dòng)影響大，而且無法達(dá)到在像素水平對(duì)心肌T1 值定量測(cè)量。目前應(yīng)用最普遍的是改良的MOLLI 序列，其原理是采集連續(xù)多個(gè)心動(dòng)周期不同反轉(zhuǎn)時(shí)間點(diǎn)一組圖像，經(jīng)過配準(zhǔn)、校正等后處理技術(shù)得到心臟偽彩圖，圖像的每個(gè)像素由T1 值進(jìn)行編碼，因此，可以基于體素水平定量分析心肌T1 值的差異［5-7］。該序列具有圖像采集時(shí)間短，受心臟、呼吸運(yùn)動(dòng)影響小等優(yōu)勢(shì)。除外之外，T1 Mapping 參數(shù)圖還可以通過飽和恢復(fù)技術(shù)采集，由于其縱向磁化矢量不損失而精準(zhǔn)度較高，但易出現(xiàn)偽影，可重復(fù)性差，目前應(yīng)用不大。因此，本研究采用改良的MOLLI 序列對(duì)急性病毒性心肌炎進(jìn)行評(píng)價(jià)。

3.2 T1 Mapping 技術(shù)在AVMC 中的應(yīng)用T1 Mapping 作為一種基于像素水平的定量技術(shù)，對(duì)心肌梗死的梗死核心區(qū)、梗死周圍區(qū)心肌活性的評(píng)價(jià)研究較多［8］，但對(duì)AVMC 的影像特征定量研究開展不多。T1 值是心肌組織的固有屬性，T1 值長(zhǎng)短是由心肌細(xì)胞及細(xì)胞間質(zhì)成分、含量（如水、脂肪、蛋白質(zhì)、電解質(zhì)）等決定的。本研究對(duì)照組心底部、心中部、心尖部層面心肌增強(qiáng)前T1 值均在1 000 ms 左右，與以往研究基本相同［9-10］。病毒性心肌炎是由柯薩奇病毒B 組、腺病毒、腸道病毒等引起心肌炎癥，病程在3 個(gè)月內(nèi)稱為急性病毒性心肌炎［11］。當(dāng)病毒開始犯心肌組織時(shí)，就會(huì)使細(xì)胞膜通透性發(fā)生改變，心肌細(xì)胞含水量增加及鈉離子和鉀離子在細(xì)胞內(nèi)外重新分布，引起心肌T1值增加［12］，當(dāng)注入造影劑后，釓劑在病變組織中代謝時(shí)間增加，釓濃度上升使質(zhì)子的馳豫加快，T1 值就會(huì)下降，所以病變組增強(qiáng)后T1 值低于對(duì)照組。本研究中病例組心底部、心中部、心尖部心肌增強(qiáng)前T1 值明顯高于對(duì)照組，增強(qiáng)后T1 值低于對(duì)照組，與AVMC 早期病理變化相對(duì)應(yīng)。也與國(guó)內(nèi)外文獻(xiàn)報(bào)道具有較好的一致性，王海鵬［13］利用T1 Mapping 技術(shù)評(píng)估心肌炎潛在心肌危害性，劉鋼等［14］利用T1 Mapping 技術(shù)對(duì)65 例心肌炎患者定量研究心肌纖維化，得出病例組增強(qiáng)前T1 值明顯高于對(duì)照組，增強(qiáng)后T1 值低于對(duì)照組。LUETKENS 等［15］研究證實(shí)急性心肌炎患者首次檢查時(shí)增強(qiáng)前T1與正常對(duì)照組有顯著差異，但在后期隨訪中發(fā)現(xiàn)隨著時(shí)間延長(zhǎng)，兩組之間的差異逐漸縮小。

當(dāng)病毒持續(xù)侵犯心肌組織數(shù)天后就會(huì)引起細(xì)胞的溶解壞死，心肌間質(zhì)對(duì)細(xì)胞的壞死作出反應(yīng)進(jìn)行修復(fù)性纖維化（主要為Ⅲ型膠原纖維增生）［16］。MR 延遲強(qiáng)化反映的是細(xì)胞的壞死和纖維化，所以部分患者已經(jīng)出現(xiàn)了MR 延遲強(qiáng)化。ECV 是指細(xì)胞間質(zhì)占心肌組織的體積分?jǐn)?shù)，ECV值大小可以反映心肌纖維化嚴(yán)重程度。既往文獻(xiàn)［7］報(bào)道正常人的ECV 值約25%～27%，本研究對(duì)照組ECV 值為25%左右，具有較好一致性。病例組ECV 值均大于對(duì)照組，這主要是由于心肌間質(zhì)膠原纖維等增多造成細(xì)胞外間隙擴(kuò)大，引起ECV值升高。此外，王海鵬［13］的研究表明T1 Mapping聯(lián)合ECV 可以發(fā)現(xiàn)常規(guī)MR 檢查表現(xiàn)正常心肌的彌漫性心肌損傷，而且在慢性心肌炎中，ECV 值及增強(qiáng)后T1 與左室射血分?jǐn)?shù)具有顯著相關(guān)性。

3.3 心肌增強(qiáng)前T1值與心肌損傷標(biāo)志物關(guān)系肌鈣蛋白是由cTnC、cTnT 和由cTnI 3 個(gè)亞單位組成蛋白復(fù)合物［17］，cTnT 和由cTnI 是心肌細(xì)胞特有，分為結(jié)合和游離兩種形式存在，當(dāng)心肌發(fā)生急性炎性損傷時(shí)，細(xì)胞膜通透性增加，早期游離cTnI 就會(huì)跨膜流出，導(dǎo)致血清中cTnI 含量增加，心肌損傷繼續(xù)加重時(shí)，肌鈣蛋白就會(huì)分解，結(jié)合型cTnI 也會(huì)進(jìn)入血清。相關(guān)研究表明在血清心肌酶譜及心肌損傷標(biāo)志物中，cTnI 在診斷性心肌炎方面比其他指標(biāo)具有更高的準(zhǔn)確性［3］。本研究中病變組心底部、心中部、心尖部增強(qiáng)前T1 值與cTnI 成正相關(guān)，這表明心肌炎性損傷越嚴(yán)重，細(xì)胞膜通透性越大，細(xì)胞水腫越嚴(yán)重，增強(qiáng)前T1 值延長(zhǎng)越明顯，同時(shí)，細(xì)胞膜通透性增加，cTnI 跨膜滲漏就會(huì)越多，血清中cTnI 濃度越大。

本研究是對(duì)心底部、心中部、心尖部整體層面心肌T1 值的定量分析來反映AVMC 微觀病理改變，這為下一步按節(jié)段研究心肌病變提供了技術(shù)支持及資料對(duì)比，同時(shí)，本研究對(duì)心肌T1 值與cTnI 做了相關(guān)性研究，為進(jìn)一步了解AVMC 病理生理機(jī)制提供研究方向，我們將在下一步研究中，對(duì)心肌T1 值與其他心肌損傷標(biāo)志物做相關(guān)性做分析。但本研究屬于探索性研究，樣本量偏少，未進(jìn)行亞組（延遲強(qiáng)化陰性、陽(yáng)性）對(duì)比分析，存在一定不足。另外，本研究是在西門子1.5T MR 下完成的，對(duì)于不同品牌如飛利浦、GE 等、不同場(chǎng)強(qiáng)（1.5T、3.0T）下心肌測(cè)量值是否有所差異，我們將在以后的研究中逐步完成對(duì)分析。

T1 Mapping 作為一種新興的磁共振定量技術(shù)，它能夠通過定量分析心肌T1 值來反映心臟損傷的病理生理變化，為疾病的早期診斷、精準(zhǔn)治療及隨訪評(píng)估提供影像支持。隨著技術(shù)的發(fā)展和研究的深入，T1 Mapping 的應(yīng)用將會(huì)更加廣泛，為臨床的診療提供更有價(jià)值信息。