馬延，王晶鑫，王斌，羅松，蔡軍

作者單位：南京大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬金陵醫(yī)院東部戰(zhàn)區(qū)總醫(yī)院放射診斷科，南京 210002

心外膜脂肪組織（epicardial adipose tissue, EAT）是一種儲存能量并為冠脈提供物理保護的惰性脂肪組織，研究發(fā)現(xiàn)EAT 可產(chǎn)生脂肪因子、細胞因子、血管生成因子等活性物質(zhì)[1-3]。EAT可直接浸潤心肌，導(dǎo)致心肌細胞功能紊亂，促進心肌纖維化，引起心肌細胞結(jié)構(gòu)改變與功能紊亂，同時通過炎癥反應(yīng)和氧化應(yīng)激增加等機制影響心臟正常的電生理功能，研究顯示其與多種急慢性心血管相關(guān)疾病存在密切的關(guān)系[1,4-6]，可能是潛在的心血管疾病治療靶點[2,7-8]。影像學(xué)是目前定量評估EAT 主要手段，主要包括超聲心動圖[9]、計算機斷層攝影術(shù)（computed tomography, CT）[10-11]、心臟磁共振（cardiac magnetic resonance,CMR）[12-13]等成像方法。超聲心動圖易受聲窗影響與其他心臟脂肪較難區(qū)分，而CT具有電離輻射，無法重復(fù)多次使用；CMR具有高空間分辨率、無輻射傷害，良好組織對比度，目前被認為是EAT定量評估的參考標(biāo)準，近年來得到廣泛的關(guān)注和應(yīng)用[14]，其測量序列和方法較多，且操作不一致，本文就EAT的CMR成像序列、測量方法及臨床應(yīng)用進展進行綜述。

1 EAT的CMR常用成像序列及測量方法

1.1 EAT常用CMR成像序列

CMR對EAT的評價主要基于脂肪組織的T1值較短，在大多數(shù)序列上呈現(xiàn)高信號，心包很薄，呈明顯的低信號。在研究EAT 的CMR 成像序列中，自旋回波類序列利用了組織的T1 或T2 對比，梯度回波類序列利用組織的T1 或T2/T1 對比。EAT主要成像序列包括黑血快速自旋回波T1、穩(wěn)態(tài)自由進動（steady state free precession, SSFP）序列、DIXON 序列等，具體參數(shù)舉例見表1。

表1 心外膜脂肪組織常用心臟磁共振成像掃描序列參數(shù)列表

1.1.1 黑血快速自旋回波T1

通過雙反轉(zhuǎn)脈沖抑制血液信號，保留周圍背景組織信號。Okayama 等[15]在1.5 T 磁共振儀上使用黑血快速自旋回波和同反相位雙回波進行EAT 體積測量。Bizino 等[16]利用此序列在3.0 T 磁共振儀上進行了EAT 和心旁脂肪（paracardiac adipose tissue,PAT）的體積測量，為利拉魯肽對全身不同部位脂肪的影響提供了體積測量依據(jù)。黑血序列為臨床常用序列，相對比較容易獲得，但掃描時間相對較長，對患者憋氣配合要求高，其圖像質(zhì)量容易受心律、場強不均勻等影響。

1.1.2 SSFP

SSFP 采用重繞相位編碼梯度場使SSFP-Refocused 達到穩(wěn)態(tài)，其組織對比取決于T2/T1，可提供心臟電影圖像，能區(qū)分脂肪、血液和肌肉，是心臟成像最基本的序列。Haberka 等[17]應(yīng)用此序列進行EAT 和PAT 體積測量，證明了糖尿病患者的EAT 體積較高。Leo 等[18]總結(jié)此序列能夠清晰顯示EAT 深入心臟周圍各種折疊結(jié)構(gòu)的情況，大量EAT 可以扭曲心臟的結(jié)構(gòu)。由于其組織對比來源于T2/T1，水腫、積液等可能干擾脂肪信號區(qū)域的準確界定，當(dāng)患者心包積液較多時，本序列使用會受到一定限制，需結(jié)合黑血等其他序列進行邊界確定。

1.1.3 DIXON序列

DIXON序列利用水脂化學(xué)位移成像得到同反相位、純水和純脂肪信號，一次成像可得到多種組織成分成像，近年來在心外膜脂肪中研究增多[19]。Okayama 等[15]發(fā)現(xiàn)此序列效率高于常規(guī)黑血快速自旋回波T1WI，并可進行心外膜脂肪定量評估。Homsi等[20]利用此序列三維模式進行脂肪體積理論測量值與真實值比較，由于層厚較薄，獲得了更小的測量偏差，最大差異=6.00%，線性相關(guān)系數(shù)R=1.00。Nezafat 等[21]提出了一種聯(lián)合slice-interleaved T1技術(shù)和DIXON技術(shù)的呼吸導(dǎo)航新序列，具有心肌T1值測量和EAT體積測量兩個功能。Henningsson等[13]驗證了結(jié)合心臟電影與DIXON 結(jié)合的一種3D 序列可行性，其可以更好地克服心臟、呼吸的運動偽影。本序列為較新技術(shù)，研究主要為技術(shù)驗證階段，成像難度較大，需要專門的序列開發(fā)，且會增加整體成像時間，其臨床應(yīng)用目前尚較少。

1.2 EAT主要CMR測量方法及軟件

EAT 體積計算Simpson 規(guī)則：脂肪面積之和乘以層面厚度加層間距之和，層面測量方位主要選擇心臟標(biāo)準短軸位和人體標(biāo)準解剖學(xué)姿勢橫軸位，測量范圍大同小異，基本從二尖瓣平面到包含心臟脂肪組織的最后一層，所檢索文獻中有多款軟件可用來測量，具體應(yīng)用舉例見表2。

表2 心外膜脂肪組織常用測量軟件及測量過程舉例

1.2.1 Circle CVI42

Circle CVI42 是加拿大Circle CVI 公司出品的一款商用CMR 圖像專用心血管后處理軟件，可對醫(yī)學(xué)數(shù)字影像和通訊格式的心臟和血管磁共振圖像進行后處理和定量評價。Parisi 等[22]在B 超與CMR 預(yù)測冠心病的對照研究中都采用該軟件測量EAT體積。

1.2.2 Argus

Argus是德國西門子公司心功能分析軟件，可以提供有關(guān)體積、射血分數(shù)、心輸出量、心肌厚度等參數(shù)。Doesch 等[23]在EAT 作為穩(wěn)定型慢性冠心病患者心血管MRI 新的預(yù)后標(biāo)志物研究中，利用該軟件手動勾畫了EAT的范圍。

1.2.3 OsiriX

OsiriX是瑞士Pixmeo SARL公司開發(fā)的一款可以把CT和MRI數(shù)據(jù)整合生成3D圖像的處理軟件，可行旋轉(zhuǎn)，透視和動畫等各種操作，目前只支持蘋果操作系統(tǒng)。Nezafat等[21]在研究一款具有定量固有心肌T1值和EAT體積兩項功能的新序列中使用了該軟件。

1.2.4 3D Slicer

3D Slicer 是一款源于美國波士頓布里格姆婦女醫(yī)院手術(shù)計劃實驗室和麻省理工學(xué)院人工智能實驗室的可視化開源圖像處理平臺，具有圖像分割配準、顏色管理、3D可視、引導(dǎo)治療等功能。Zhu 等[24]在關(guān)于中國男性左室心肌變形與舒張功能及脂肪分布關(guān)系的研究中，通過該軟件測量了EAT與PAT的體積。

1.2.5 Qmass

Qmass 是荷蘭Medis 公司研發(fā)的圖像半自動處理軟件，可以提供豐富的心功能等參數(shù)。Bière 等[25]在對EAT 與ST 段抬高型心肌梗死的關(guān)系研究中，應(yīng)用該軟件測量了EAT的體積。

1.2.6 其他軟件

除了上面提到的常用軟件，還可采用基于matlab 編程的離線專用數(shù)據(jù)分析程序(The MathWorks,Inc.,Natick,MA)。肥胖個體的EAT 體積、左心室應(yīng)變和T1 舒張時間研究中都采用了該軟件[26-27]。近年來基于人工智能自動測量技術(shù)在心外膜脂肪測量中得到開發(fā)和應(yīng)用[28-29]。

2 CMR評估EAT主要臨床應(yīng)用

應(yīng)用CMR評估EAT具有較多優(yōu)勢，近年來其在缺血性心臟病、心衰、房顫、心肌病、糖尿病、慢性腎病等多種急慢性心血管相關(guān)疾病中有所報道。

2.1 缺血性心臟病

正常情況下EAT細胞分泌脂聯(lián)素，減少冠脈炎癥和心肌纖維化，但在失衡的情況下，EAT在動脈粥樣硬化的發(fā)生中起著關(guān)鍵作用，通過局部分泌生物活性分子（脂肪酸、免疫因子、應(yīng)激因子、細胞因子或趨化因子）使冠脈反應(yīng)性炎癥增加。EAT脂肪因子可以持續(xù)使血管收縮，導(dǎo)致冠脈功能減弱，從而加速冠狀動脈粥樣硬化[30-31]。Doesch等[23]利用CMR證實不同體積的EAT反映了冠心病的不同階段變化情況，提示EAT在缺血性心肌病發(fā)生發(fā)展中的復(fù)雜作用。研究發(fā)現(xiàn)艾滋病患者冠狀動脈內(nèi)皮功能障礙與EAT增厚會加速艾滋病患者冠心病進程[32]。Bière等[25]對ST段抬高型心肌梗死患者的研究發(fā)現(xiàn)高EAT（體積＞33.50 mL）患者不僅梗死面積較低，而且梗死心肌愈合更好，高EAT能積極改善梗死面積對左室射血分數(shù)的不利影響，這可能與脂聯(lián)素的局部激素釋放和在嚴重缺血期間充當(dāng)心肌細胞的儲能器有關(guān)。EAT與缺血性心臟病作用關(guān)系尚未完全清楚，這些研究結(jié)論間也存在不一致：一方面認為其可加速血管硬化，而另一方面又發(fā)現(xiàn)EAT體積高的急性心?；颊吖Ｋ烂娣e小，其研究樣本量尚小，EAT在缺血性心臟中需要更嚴格的證據(jù)。

2.2 心衰

EAT 可以引起心室舒張功能障礙，較多研究證實EAT 與射血分數(shù)保留心衰關(guān)系密切[33-34]。SGLT2 抑制劑[35]、GLP-1 受體激動劑他丁類藥物等多種藥物可降低EAT 厚度和密度，減少EAT炎癥，改善心室的舒張功能。利用CMR發(fā)現(xiàn)艾塞那肽是降低2型糖尿病患者肝臟脂肪含量和EAT含量的有效藥物，但利拉魯肽的作用存在爭議[16,36]。Tromp等[37]研究發(fā)現(xiàn)心衰患者EAT 質(zhì)量增加，但厚度變薄，EAT 與射血分數(shù)保留的心衰患者的心肌炎癥和纖維化相關(guān)性較強，與射血分數(shù)降低心衰患者相關(guān)性較弱，說明EAT 可能在射血分數(shù)保留與否的患者中發(fā)揮不同的作用。Wu等[38]研究發(fā)現(xiàn)心外膜脂肪與男性左室舒張功能不全參數(shù)有顯著相關(guān)性，而女性中相關(guān)性不明顯，推測脂肪沉積存在性別差異。隨著對心衰機制及治療的深入研究，EAT有望成為其療效評估的一個影像學(xué)指標(biāo)。

2.3 房顫

EAT影響心房基質(zhì)組織特性和心電激發(fā)，是房顫的重要危險因素[1,39]。研究證實了EAT 影響房顫的發(fā)生發(fā)展[40-41]并可預(yù)測室性心動過速導(dǎo)管消融術(shù)后復(fù)發(fā)[42]。心房肌纖維化是房顫發(fā)生的基礎(chǔ)，Lapinskas 等[43]通過取樣人的EAT 組織，并在大鼠心房器官培養(yǎng)模型中進行測試，得到了EAT 分泌體通過分泌激活素A等脂肪纖維因子促進心肌纖維化。Matos等[5]研究發(fā)現(xiàn)左心房纖維化不是EAT與房顫的主要機制，EAT與房顫復(fù)發(fā)的相關(guān)性比左心房纖維化更強，提示EAT 與房顫之間存在其他更重要的介質(zhì)。雖然多個研究均顯示EAT 是房顫的重要危險因素，但其具體機制尚不明朗，需要更進一步研究。

2.4 心肌病

在心肌病方面，目前主要對于肥厚型心肌病中有少量報道。陳艷菲等[44]利用T1 mapping 技術(shù)探究EAT 對肥厚型心肌病左室重構(gòu)的影響，高量EAT 發(fā)生梗阻型心肌肥厚者增多，是肥厚型心肌病患者心肌間質(zhì)纖維化的獨立危險因素。Zhou等[6]分析了93例梗阻梗阻性肥厚型心肌病患者EAT，其中15例發(fā)生了房顫，發(fā)生房顫患者的EAT 要明顯高于未發(fā)生房顫患者，多因素回歸分析顯示EAT 是梗阻性肥厚型心肌病患者發(fā)生房顫的風(fēng)險預(yù)測因素。這兩項研究主要都是分析EAT 與肥厚型心肌病相關(guān)的心肌纖維化、房顫等并發(fā)情況的關(guān)系，這些并發(fā)情況提示這類患者發(fā)生不良預(yù)后風(fēng)險增高，需要進一步研究EAT是否也能用于肥厚型心肌病患者的危險分層。

2.5 糖尿病

EAT可作為一個識別糖尿病患者心血管高危人群的指標(biāo)[45]，在糖尿病與心血管不良事件之間起到紐帶作用[46]，EAT也可能獨立于糖尿病而誘發(fā)動脈粥樣硬化。研究發(fā)現(xiàn)EAT在2型糖尿病心血管疾病的發(fā)展中具有位置特異性，不同位置的EAT可能具有不同的致動脈粥樣硬化潛能[47]。但長期存活的1型糖尿病冠脈粥樣硬化患者EAT量與冠脈粥樣硬化無關(guān)[48]。CMR相關(guān)研究發(fā)現(xiàn)糖尿病組患者EAT體積相對增加，大多數(shù)脂肪相關(guān)基因表達的差異與EAT的數(shù)量有關(guān)，心臟保護性成纖維細胞生長因子21 表達顯著降低[6]。CMR 相對于CT 評價心肌病變更有優(yōu)勢，Rado等[49]分析EAT與糖耐量異?；颊叩淖笮氖襾喤R床心肌損傷獨立相關(guān)，不受傳統(tǒng)心血管危險因素影響，PAT無此相關(guān)性。研究發(fā)現(xiàn)新診斷的代謝綜合征患者QRS破碎波與EAT厚度有關(guān)[50]。

2.6 慢性腎炎

慢性腎臟病患者的心血管疾病發(fā)病率和病死率都很高，研究表明EAT 與慢性腎病患者的心血管疾病的發(fā)生息息相關(guān)[4]。Cai 等[51]通過CMR 成像研究了透析中心夜間血液透析對EAT和PAT的影響，測量了二者體積的變化，以及與左室重塑、心肌營養(yǎng)生物標(biāo)志物、心肌損傷、心肌纖維化和左室容積之間的關(guān)系。舒張功能障礙在透析患者發(fā)生率很高，Zhou 等[52]分析了113 名透析三個月以上患者的EAT 與舒張功能障礙的關(guān)系，結(jié)果顯示EAT 與舒張功能相關(guān)，其積累可能是透析患者發(fā)生舒張功能障礙的獨立危險因素。目前已有研究主要集中于慢性腎病患者EAT 與心血管之間是否存在相關(guān)，并沒有深入研究慢性腎病對EAT 的直接或間接影響，其具體臨床價值也需要更多研究進一步探索。

3 目前研究存在的問題和展望

CMR對EAT的成像序列以目前SSFP電影等常規(guī)序列為主，采用何種序列目前尚無統(tǒng)一標(biāo)準規(guī)范，這也限制了其在臨床廣泛應(yīng)用。其對EAT 評價尚處在以體積測量為主的單個指標(biāo)階段，手動標(biāo)記EAT 范圍耗時耗力，影響效率和可重復(fù)性。在將來的研究中CMR可以探索更多用于EAT測量的新指標(biāo)，發(fā)展更多反映EAT 病理生理變化的CMR 技術(shù)指標(biāo)，突破單純在厚度、體積、位置方面的量化，比如EAT 脂肪代謝、純度、褐變等內(nèi)部生化物質(zhì)分子改變?？梢赃M行EAT 定量分析后處理軟件雖然較多，其準確性及可操作性等尚未得到大范圍的臨床驗證，且時間效率較低。目前已有少量研究開始將深度學(xué)習(xí)等人工智能技術(shù)以用于EAT 的定量分析[29]，繼續(xù)推進EAT 半自動和全自動測量，挖掘EAT 影像組學(xué)信息，進一步研究人工智能自主學(xué)習(xí)的高效性和可重復(fù)性，用于疾病預(yù)后的預(yù)測及療效監(jiān)測等。

總之，CMR可以多序列對EAT進行定量分析，隨著CMR在臨床上的普及，掃描序列及測量方法的進一步規(guī)范，其將會在心血管相關(guān)疾病防治中發(fā)揮越來越重要的作用。

作者利益沖突聲明：全部作者均聲明無利益沖突。