林青,王佳佳,葛英輝

近年來隨著磁共振技術(shù)的發(fā)展，心臟磁共振功能成像技術(shù)越來越多地被運(yùn)用于心肌病的診斷。心臟磁共振檢查具有無(wú)創(chuàng)、無(wú)輻射、高空間分辨率等優(yōu)勢(shì)，是評(píng)價(jià)心功能的金標(biāo)準(zhǔn)[1]。肥厚型心肌病(hypertrophic cardiomypathy,HCM)發(fā)病率居心肌病第二位，是青少年心源性猝死的首要原因[2]。早期病理學(xué)研究發(fā)現(xiàn)，心肌纖維化是HCM發(fā)展過程中獨(dú)立于心肌肥厚的特征性病理改變，是引起室性心律失常、猝死的病理基礎(chǔ)，與患者預(yù)后密切相關(guān)[3-4]。磁共振延遲強(qiáng)化技術(shù)(late gadolinium enhancement,LGE)能夠準(zhǔn)確識(shí)別心肌瘢痕及纖維化，但在一些輕度或彌漫性心肌纖維化的HCM患者中，延遲強(qiáng)化往往境界不清，因此準(zhǔn)確界定心肌纖維化程度較困難。心肌初始T1-mapping值、增強(qiáng)后T1-mapping值及細(xì)胞外容積(extracellular volume,ECV)值可以定量評(píng)估心肌纖維化及心肌瘢痕程度，尤其是彌漫性心肌纖維化程度，克服傳統(tǒng)臨床檢查手段和LGE的局限性[5]。國(guó)內(nèi)有HCM初始T1-mapping值的相關(guān)研究，但關(guān)于增強(qiáng)后T1-mapping值及ECV值的研究較為少見。本研究通過評(píng)判HCM患者心肌初始T1-mapping值、增強(qiáng)后T1-mapping值及其對(duì)應(yīng)的ECV值，以定量分析各心肌節(jié)段纖維化程度，為臨床醫(yī)生下一步治療或進(jìn)行預(yù)后評(píng)估提供參考?

材料與方法

1.病例資料

前瞻性收集華中阜外醫(yī)院放射科2018年3月-2019年6月間行3.0 T MRI心臟檢查的HCM患者56例(HCM組)，其中男40例，女16例，年齡16～64歲，平均(47±13)歲;同時(shí)期掃描30例健康志愿者(正常對(duì)照組)，其中男20例，女10例，年齡21～61歲，平均(43±12)歲。HCM患者入選標(biāo)準(zhǔn)為經(jīng)臨床及心臟MRI診斷，左心室壁舒張末期最大室壁厚度≥15 mm，或有明確家族史患者室壁厚度≥13 mm，同時(shí)排除能夠引起室壁肥厚的其他心血管疾病或全身疾病(如高血壓、主動(dòng)脈瓣狹窄、心肌淀粉樣變性等)。所有患者于檢查當(dāng)日抽血檢測(cè)紅細(xì)胞容積(hematocrit,Hct)。

2.檢查方法

MRI檢查采用3.0T MRI掃描儀(Magnetom Skyra,Siemens Healthcare,Erlangen,Germany)及18通道體部線圈，心電觸發(fā)及呼吸門控技術(shù)進(jìn)行掃描。常規(guī)心臟電影：采用真實(shí)穩(wěn)態(tài)自由進(jìn)動(dòng)快速(true fast imaging with steady precession,True FISP)序列進(jìn)行采集，回顧性心電門控，短軸位掃描8～10層，覆蓋左心室，掃描層厚8 mm，層間距2 mm，視野340 mm×340 mm，矩陣208×166，TR 39.24 ms，TE 1.43 ms，翻轉(zhuǎn)角80°，采集時(shí)相25。初始T1-mapping序列：采用改良運(yùn)動(dòng)校正Look-Locker反轉(zhuǎn)恢復(fù)(modified motion-correction Look-Locker inversion-recovery,MOLLI)技術(shù)，一次屏氣完成掃描，單層采集時(shí)間為10～14 s。采集與電影序列相對(duì)應(yīng)的左心室短軸位基底段、中間段及心尖段圖像。掃描參數(shù)：層厚8 mm，TR 2.70 ms，TE 1.12 ms，翻轉(zhuǎn)角35°，視野360 mm×360 mm，矩陣256×144，TI 180 ms。延遲增強(qiáng)成像：采用高壓注射器以4.0 mL/s流率靜脈推注對(duì)比劑釓噴酸葡胺注射液(Germany Bayer Schering Pharma AG)0.1 mmol/kg，并用25 mL生理鹽水沖洗，行短軸位心肌首過灌注成像，完成灌注后以2.0 mL/s流率追加注藥0.1 mmol/kg；10～15 min后采用相位敏感反轉(zhuǎn)恢復(fù)(phase sensitive inversion recovery,PSIR)序列行延遲增強(qiáng)掃描，采集與電影序列對(duì)應(yīng)的左心室短軸及兩腔心、四腔心圖像，掃描參數(shù)：層厚8 mm，視野360 mm×360 mm，回波間隙5.2 ms，TE 1.96 ms，翻轉(zhuǎn)角20°，TI 275～325 ms。增強(qiáng)后T1-mapping序列掃描參數(shù)：層厚8 mm，TR 2.70 ms，TE 1.12 ms，翻轉(zhuǎn)角35°，視野360 mm×360 mm，矩陣256×144，TI 260 ms，盡量在首次注藥后15～20 min內(nèi)開始掃描。

3.圖像分析

按照美國(guó)心臟學(xué)會(huì)左室心肌標(biāo)準(zhǔn)分段法，選取除左室心尖部以外的16個(gè)左室節(jié)段進(jìn)行分析。采用Siemens Argus軟件分析左心室射血分?jǐn)?shù)(left ventricular ejection fraction,LVEF)、舒張末期體積(left ventricular end-diastolic volume,LVEDV)、收縮末期體積(left ventricular end-systolic volume,LVESV)和舒張末質(zhì)量指數(shù)(left ventricular end-diastolic mass,LVMI)，并測(cè)量舒張末期每個(gè)心肌節(jié)段的最大左心室壁厚度。將HCM中舒張末期最大左心室壁厚度≥15 mm的心肌節(jié)段定義為肥厚心肌節(jié)段。LGE圖像分析由2位具有5年以上心臟MRI診斷經(jīng)驗(yàn)的放射科醫(yī)師采用盲法獨(dú)立分析每個(gè)心肌節(jié)段LGE的分布情況，以2位醫(yī)師意見一致為判定標(biāo)準(zhǔn)。當(dāng)意見不一致時(shí)，由第3位醫(yī)師協(xié)助分析。

在專用后處理軟件(CVI 42 5.9.0)上進(jìn)行初始T1-mapping及增強(qiáng)后T1-mapping的分析。由具有5年以上心臟MRI診斷經(jīng)驗(yàn)的放射科醫(yī)師依次選取左室基底段、中間段和心尖段3層初始T1-mapping圖像及增強(qiáng)后對(duì)應(yīng)的T1-mapping圖像，勾畫心內(nèi)膜及心外膜。心內(nèi)膜盡量遠(yuǎn)離血池，心外膜盡量避開心包。勾畫完成后，由軟件再次校準(zhǔn)及識(shí)別后自動(dòng)計(jì)算出各節(jié)段初始T1-mapping值及增強(qiáng)后T1-mapping值，輸入患者檢查當(dāng)日的抽血化驗(yàn)結(jié)果Hct，利用軟件計(jì)算出ECV值，計(jì)算公式如下[6-7]：ECV=(1-hematocrit)(1/T1-myopost-1/T1-myonative)/(1/T1-bloodpost-1/T1-bloodnative)，其中hematocrit為血細(xì)胞比容，T1-myopost為增強(qiáng)后心肌T1-mapping值，T1-myonative為初始心肌T1-mapping值，T1-bloodpost為增強(qiáng)后血液T1-mapping值，T1-bloodnative為初始血液T1-mapping值。

4.統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

采用SPSS 23.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析。采用Kolmogorov-Smirnov檢驗(yàn)對(duì)計(jì)量資料進(jìn)行正態(tài)性檢驗(yàn)，符合正態(tài)分布者以均值±標(biāo)準(zhǔn)差表示，不符合正態(tài)分布者以中位數(shù)及四分位數(shù)表示；計(jì)數(shù)資料以分?jǐn)?shù)、百分比表示。計(jì)量數(shù)據(jù)符合正態(tài)分布時(shí)，組間比較采用獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)；不符合正態(tài)分布時(shí)，組間比較采用Mann-WhitneyU秩和檢驗(yàn)；采用方差分析評(píng)估多組計(jì)量資料間的差異，且多個(gè)均數(shù)間的多重比較采用Dunnet-t檢驗(yàn)。以P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

結(jié) 果

1.HCM組各節(jié)段延遲強(qiáng)化情況

HCM組56例患者共有896個(gè)節(jié)段，其中肥厚節(jié)段405個(gè)，非肥厚節(jié)段491個(gè)。將896個(gè)節(jié)段分為肥厚并強(qiáng)化節(jié)段組260個(gè)(A組)、肥厚未強(qiáng)化節(jié)段組145個(gè)(B組)、非肥厚并強(qiáng)化節(jié)段組15個(gè)(C組)和非肥厚未強(qiáng)化節(jié)段組476個(gè)(D組)。對(duì)照組30例患者共有節(jié)段480個(gè)。

2.HCM組與正常對(duì)照組的左心室參數(shù)比較

HCM組的舒張末期最大左心室壁厚度、心肌質(zhì)量、初始T1-mapping值均大于正常對(duì)照組[兩組分別為(21.01±4.42)mm和(8.41±1.23)mm、(235.49±96.63)g和(110.01±22.36)g、(1260.21±66.47)ms和(1195.28±37.48)ms]，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P值均<0.01);而HCM組與正常對(duì)照組的LVEF、LVEDV、LVESV相比，差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P值均>0.05,表1)。

表1 HCM組與正常對(duì)照組的左心室參數(shù)值比較

3.HCM組左心室各節(jié)段與對(duì)照組初始T1-mapping值、增強(qiáng)后T1-mapping值及ECV值的比較

HCM中A組初始T1-mapping值為(1336.61±47.66)ms，ECV值為42.70±7.88(圖1)，B組初始T1-mapping值為(1270.43±37.81)ms，ECV值為34.45±7.85，C組初始T1-mapping值為(1371.61±38.63)ms，ECV值為48.47±7.38(圖2)，D組初始T1-mapping值為(1204.35±35.81)ms，ECV值為28.21±6.83。HCM中C組初始T1-mapping值及ECV值最大(C組>A組>B組>D組)，增強(qiáng)后T1-mapping最小(C組

表2 各組間初始T1-mapping值、增強(qiáng)后T1-mapping值及ECV值比較

圖1 室間隔肥厚型心肌病患者,女，44歲，陣發(fā)性胸悶氣短3年余。a)延遲強(qiáng)化圖像示室間隔心肌肥厚，可見斑片狀強(qiáng)化(長(zhǎng)箭)，側(cè)壁心肌非肥厚未強(qiáng)化(短箭);b)同一層面心肌初始T1-mapping圖像;c)同一層面增強(qiáng)后T1-mapping圖像，室間隔初始T1-mapping值高于側(cè)壁心肌(分別為1314.9ms和1233.2ms)，增強(qiáng)后T1-mapping值低于側(cè)壁心肌(分別為599.7ms和618.7ms);d)左室心肌16節(jié)段初始T1-mapping值牛眼圖;e)增強(qiáng)后T1-mapping值牛眼圖;f)ECV值牛眼圖。

圖2 終末期HCM患者,男,56歲，確診HCM 25年，冠脈CTA未見明顯狹窄，LVEF為38%。a)電影圖像示室間隔心肌肥厚(黑箭)，前壁心肌變薄(箭頭)，側(cè)壁心肌未見肥厚(白箭)；b)LGE圖像，室間隔可見條片狀強(qiáng)化，前壁心肌可見透壁樣強(qiáng)化，側(cè)壁心肌未見明顯強(qiáng)化；c)心肌初始T1-mapping圖像；d)患者初始T1-mapping牛眼圖。 圖3 健康志愿者，男，39歲。圖2患者的前壁心肌初始T1-mapping值高于室間隔(分別為1508.4 ms和1334.9 ms)，圖2患者的側(cè)壁心肌初始T1-mapping值高于圖3健康志愿者(分別為1327.4ms 和1186.3ms)。a)健康志愿者心肌初始T1-mapping圖像；b)健康志愿者心肌初始T1-mapping牛眼圖。

討 論

T1-mapping技術(shù)又稱縱向弛豫時(shí)間定量成像技術(shù)，基于反轉(zhuǎn)或飽和脈沖序列采集，目前多采用Messroghli等[8]提出的MOLLI序列。本研究應(yīng)用的MOLLI序列是目前臨床應(yīng)用較多也較成熟的序列，MOLLI序列的主要優(yōu)勢(shì)是采集固定時(shí)相的數(shù)據(jù)，縮短了掃描時(shí)間，測(cè)得的T1-mapping更加精確，并且可重復(fù)性高[9]。初始T1-mapping雖然可以定量檢測(cè)局限性及彌漫性纖維化，但同時(shí)也受到很多因素的干擾，如初始T1-mapping反映的心肌細(xì)胞和細(xì)胞外容積的混合信號(hào)，其敏感度僅為中度(60%)[10]。增強(qiáng)后T1-mapping使用釓對(duì)比劑可以明顯縮短心肌組織的T1弛豫時(shí)間，但增強(qiáng)后心肌T1-mapping值也會(huì)受增強(qiáng)掃描時(shí)間、對(duì)比劑注射流率及濃度等各種限制[11]。ECV基于增強(qiáng)前后心肌T1-mapping值的測(cè)量，并且使用血細(xì)胞比容的值進(jìn)行校準(zhǔn)，可有效避免這些干擾[12]，更準(zhǔn)確地反映纖維化的程度及范圍。本研究對(duì)比了增強(qiáng)前后心肌T1-mapping值，發(fā)現(xiàn)初始T1-mapping值越高，增強(qiáng)后T1-mapping值降低越多，這種現(xiàn)象可能與心肌纖維化的嚴(yán)重程度有關(guān)，當(dāng)心肌瘢痕或纖維化越重時(shí)，細(xì)胞外組織間隙越大，心肌組織的初始T1-mapping值越高；增強(qiáng)后，細(xì)胞外間隙越大，釓對(duì)比劑囤積越多，其T1-mapping值降低越多，ECV越高[13]。ECV可以量化心肌梗死、彌漫性纖維化及心肌淀粉樣變性等心臟疾病導(dǎo)致的心肌局限性及彌漫性纖維化程度[14-15]。

HCM異常的心肌肥厚、瘢痕組織形成、肌細(xì)胞紊亂和間質(zhì)彌漫性纖維化是HCM的組織病理學(xué)特征。HCM中的心肌纖維化多發(fā)生于肥厚心肌內(nèi)，通常位于右室壁與室間隔的連接部，其范圍大小與局部心肌肥厚程度呈正相關(guān)[16]。本研究中，延遲強(qiáng)化節(jié)段多發(fā)生在肥厚節(jié)段，僅有極少節(jié)段為非肥厚節(jié)段。非肥厚節(jié)段的延遲強(qiáng)化多出現(xiàn)在終末期HCM患者中[17-18]，隨著HCM的進(jìn)展，出現(xiàn)室壁變薄、心腔擴(kuò)大、左心室收縮功能障礙、心肌纖維化程度增加，延遲強(qiáng)化多表現(xiàn)為透壁強(qiáng)化。本研究發(fā)現(xiàn)肥厚并強(qiáng)化節(jié)段的初始T1-mapping值及ECV值高于肥厚未強(qiáng)化節(jié)段和非肥厚未強(qiáng)化節(jié)段，說明初始T1-mapping、ECV與LGE相比，在發(fā)現(xiàn)HCM患者心肌纖維化方面具有更高的敏感度。Maron等[19]的研究結(jié)果顯示，LGE強(qiáng)化部位與病理顯示的纖維化區(qū)域具有很好的相關(guān)性，HCM最常累及部位為室間隔非對(duì)稱性肥厚，本研究中LGE最常見于基底段前間隔及下間隔、中間段前間隔及下間隔，此節(jié)段的T1-mapping值及ECV值也高于其他節(jié)段，與劉洪等[20]的研究結(jié)果類似，HCM組中心肌厚度正常且無(wú)延遲強(qiáng)化的節(jié)段T1-mapping值為(1212.35±37.33)ms，略高于正常對(duì)照組T1-mapping值的(1195.28±37.48)ms，對(duì)應(yīng)的ECV值(28.21±6.83)也略高于Neilan等[21]既往采用3.0T MRI評(píng)估正常志愿者的心肌ECV值(27±1)，說明在HCM中，心肌纖維化是發(fā)生于肥厚之前的，并且T1-mapping及ECV可以在LGE發(fā)生之前就可定量評(píng)估HCM心肌各節(jié)段心肌纖維化情況，因此其對(duì)于早期HCM的診斷價(jià)值優(yōu)于LGE-MRI。

本研究存在以下局限性：①未討論肥厚程度與T1-mapping及ECV之間的關(guān)系；②正常對(duì)照組未行增強(qiáng)掃描，無(wú)增強(qiáng)后T1-mapping值及ECV值；③未對(duì)纖維化程度與心功能的變化、臨床表現(xiàn)及預(yù)后進(jìn)行評(píng)價(jià)。

綜上所述，T1-mapping值及ECV值可以早期識(shí)別HCM心肌纖維化，并可進(jìn)行定量評(píng)估和用于疾病活動(dòng)的分級(jí)、監(jiān)測(cè)進(jìn)展，為臨床指導(dǎo)下一步治療提供參考。下階段我們將監(jiān)測(cè)T1-mapping值及ECV隨時(shí)間的變化趨勢(shì)，從而有助于了解心肌疾病進(jìn)展至心力衰竭過程中心肌纖維化的作用。