T1 mapping技術(shù)定量分析肥厚型心肌病纖維化

劉新峰 韓燕 蒲偉 劉昌杰 王榮品 田野 翟茂雄

貴州省人民醫(yī)院1放射科，3心內(nèi)科（貴陽550002）；2貴陽市第六醫(yī)院超聲科（貴陽550002）

肥厚型心肌病（hypertrophic cardiomyopathy，HCM）屬于常染色體顯性遺傳性疾病［1］，發(fā)病率約為2‰，常因呼吸困難、心律異常、舒張功能受限等而就醫(yī)，病情嚴重時可引起心力衰竭、青少年猝死等，其病理改變包括肥大的心肌細胞排列紊亂，膠原沉積并心肌纖維化等［2-4］，而疾病的纖維化程度與預(yù)后密切相關(guān)，T1 mapping作為一種無創(chuàng)定量心肌組織特征的技術(shù)，可以通過測量心肌初始T1值，來反映病變心肌組織的纖維化程度［5-6］。以往T1 mapping在HCM研究主要集中在病例組與正常組、肥厚節(jié)段、非肥厚節(jié)段心肌初始T1值的比較［7］，而本研究在此基礎(chǔ)上根據(jù)延遲強化對LGE陰性組、LGE陽性組、正常組心肌初始T1值、射血分數(shù)及實驗室檢查等相關(guān)指標(biāo)進行對比分析，同時對其存在的聯(lián)系進行探討。

1 對象與方法

1.1 研究對象收集2017年1月至2019年12月在我院就診的肥厚型心肌病患者28例（男/女各14例）為病例組，年齡18～78歲，招募性別年齡差異無統(tǒng)計學(xué)意義的志愿者16例（男/女各8例）為對照組，病例組納入標(biāo)準(zhǔn)［8］：（1）除外已知原因的左心室壁肥厚；（2）超聲或MR測量左心室室壁厚度15 mm，若有家族史時左心室室壁厚度13 mm。對照組無MR檢查的禁忌證，經(jīng)問詢及MR、超聲檢查無心臟異常。本研究經(jīng)我院倫理委員會批準(zhǔn)。

1.2 研究方法磁共振檢查：采用西門子MR（1.5 T Aera），掃描前對患者講解注意事項并訓(xùn)練其憋氣吸氣過程，掃描采用心電門控加18通道心臟線圈。先掃描心臟常規(guī)冠狀、矢狀位等，再對標(biāo)準(zhǔn)兩腔、四腔心、左室短軸位層面掃描，短軸位掃描約6～8層，利用校正Look-Locker MOLLI（Modified Look-Locker inversion recovery，MOLLI）序列復(fù)制短軸位層面位置行T1 mapping序列掃描，參數(shù)：TR 324.96 ms，TI 209 ms，層厚8 mm，TE 1.12 ms，偏轉(zhuǎn)角35°，F(xiàn)OV 360 mm×306 mm。掃描完成后經(jīng)肘靜脈以流速1～1.5 mL/s注射對比劑，劑量為0.2 mmol/kg，注射對比劑后10 min后復(fù)制短軸位及四腔、兩腔層面位置行（late gadolinium enhanced，LGE）掃描。

實驗室檢查：受試者清晨在門診抽取空腹靜脈血，采用電化學(xué)發(fā)光免疫分析法測量氨基末端B型腦利鈉肽前體（N-terminal pro-brain natriuretic peptide，NT-proBNP）的大小。

圖像分析與測量：圖像處理是在西門子Argus軟件下完成，由兩名具有3年以上心臟磁共振工作經(jīng)驗醫(yī)生獨立判斷心肌LGE情況及測量心肌肥厚程度（標(biāo)準(zhǔn)四腔心層面舒張末期心肌最大短徑、最大長徑（短徑＞15 mm的長度）、心肌的初始T1值（圖1）。心肌LGE結(jié)果判定不一致時交由第3位負責(zé)心臟診斷主任醫(yī)師診斷，根據(jù)肉眼觀察LGE有無延遲強化將病例組分為LGE陰性組、LGE陽性組。采用興趣區(qū)法測量左室心肌初始T1值，逐層勾畫短軸心肌內(nèi)外膜測量心肌T1值，取其均值為初始T1值，對于LGE陽性組，測量短軸心中層面肥厚區(qū)域及非肥厚區(qū)T2值，肥厚區(qū)域選擇肥厚的中心位置，非肥厚區(qū)域選擇心肌厚度最薄的區(qū)域中心，取約0.1 cm2興趣區(qū)測量，所有結(jié)果取兩位醫(yī)師平均值為最終值。

1.4 統(tǒng)計學(xué)方法統(tǒng)計學(xué)計算在SPSS 19.0軟件下完成，計量資料采用均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差表示，采用獨立樣本t檢驗比較病例組、正常組、病例組肥厚區(qū)域及非肥厚區(qū)的心肌初始T1值，采用單因素方差分析比較LGE陰性、LGE陽性及正常組心肌的T1值及射血分數(shù)、NT-proBNP、心肌肥厚程度的差異，兩兩比較視方差齊性，方差齊時，采用LSD法，方差不齊時，用Games-Howell法。構(gòu)建ROC曲線，分析ROC曲線鑒別LGE陰性與正常組、LGE陽性與正常組曲線下面積（area under the curve，AUC），并計算左室心肌初始T1值在鑒別LGE陰性與正常組、LGE陽性與正常組的診斷效能。

2 結(jié)果

2.1 兩組間左室心肌T1 值比較病例組左室心肌初始T1值大于正常組（P ＜0.001）；病例組肥厚區(qū)域T1值大于非肥厚區(qū)域［（1 302.18±47.77）ms vs.（1 161.98±60.98）ms，P ＜0.001］。見表1。

2.2 三組間的資料比較28例患者中，15例患者無延遲強化為LGE陰性組，13例有延遲強化為LGE陽性組，占46.4%，延遲強化區(qū)主要分布在前間壁、前壁、下壁、下側(cè)壁等，正常組無延遲強化。LGE陰性組、LGE陽性組及正常組，三組間T1值差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P ＜0.001，表1），LGE陰性組與LGE陽性組間初始T1值差異無統(tǒng)計學(xué)意義，但均大于正常組初始T1值，差異有統(tǒng)計學(xué)意義。LGE陰性、LGE陽性組間的射血分數(shù)、NT-proBNP差異無統(tǒng)計學(xué)意義，但LGE陰性與陽性組的心肌的肥厚程度差異有統(tǒng)計學(xué)意義，LGE陰性組最大短徑略低于LGE陽性組，但最大長徑大于LGE陽性組（表2）。

表1 正常組、LGE 陰性與LGE 陽性組心肌初始T1 值比較Tab.1 Comparison of initial T1 values of left ventricular Myocardium in normal group，LGE negative and LGE positive group±s

表1 正常組、LGE 陰性與LGE 陽性組心肌初始T1 值比較Tab.1 Comparison of initial T1 values of left ventricular Myocardium in normal group，LGE negative and LGE positive group±s

注：a，病例組與正常組間統(tǒng)計學(xué)比較；b，LGE 陽性組與正常組間統(tǒng)計學(xué)比較；c，LGE 陰性組與正常組間統(tǒng)計學(xué)比較；d，LGE 陰性組與LGE 陽性組間統(tǒng)計學(xué)比較

組別 例數(shù)T1 均值t 值P 值正常組161 041.44±81.307.50＜0.001a病例組LGE 陰性組LGE 陽性組28 15 13 1 246.45±90.30 1 226.80±86.64 1 269.12±92.48 7.05 6.15-1.25＜0.001b＜0.001c 0.22d

表2 正常組、LGE 陰性與LGE 陽性組間的基本資料對比Tab.2 Comparison of relevant data among in normal group，LGE negative and LGE positive group ±s

表2 正常組、LGE 陰性與LGE 陽性組間的基本資料對比Tab.2 Comparison of relevant data among in normal group，LGE negative and LGE positive group ±s

注：正常組心肌的短徑均＜15 mm，所以不存在心肌厚的長徑。LGE 陰性組與LGE 陽性組間射血分數(shù)、NT-proBNP、心肌最大短徑、長徑作比較

基本資料射血分數(shù)（%）NT-proBNP（ng/L）心肌的最大短徑（mm）心肌的最大長徑（mm）正常組59.95±3.05 61.04±6.58 12.89±0.99 LGE 陰性組66.07±3.89 701.76±304.67 24.17±3.62 53.65±4.20 LGE 陽性組68.53±3.20 745.69±390.98 27.95±3.39 48.13±6.41 P 值0.082 0.741 0.009 0.011

2.3 左室心肌初始T1 值診斷效能左室心肌初始T1值鑒別LGE陰性組與正常組的AUC為0.946（圖1），其敏感度為86.7%，診斷準(zhǔn)確率為90.3%，鑒別LGE陽性組與正常組的AUC為0.966，其敏感性及準(zhǔn)確率分別為84.6%、93.1%（表3）。

表3 左室心肌初始T1 值診斷效能表Tab.3 Diagnostic efficacy table of initial T1 value of left ventricular myocardium

圖1 肥厚型心肌病患者Fig.1 The patients with hypertrophic cardiomyopathy

3 討論

目前，T1 mapping在心肌梗死、心肌炎，肥厚心肌病等的研究已經(jīng)有一段時間［7，9-11］，并取得了一些進展，但對于HCM患者及正常組的實驗室指標(biāo)、心肌肥厚程度等與其心肌T1值間有無聯(lián)系研究較少，NT-proBNP作為心肌損傷重要的實驗室檢查指標(biāo)，其與心肌纖維化程度關(guān)系密切。因此，本研究首先通過比較病例組與正常組左室心肌初始T1值來定量心肌的纖維化程度；再進一步對比LGE陰性、LGE陽性組及正常組射血分數(shù)、NT-proBNP、心肌肥厚程度等來分析與心肌初始T1值有無聯(lián)系，同時對心肌初始T1值的診斷效能做簡單分析。

3.1 T1 mapping 技術(shù)定量分析HCM 纖維化本研究結(jié)果表明，病例組心肌初始T1值大于正常組，病例組肥厚區(qū)域心肌初始T1值大于非肥厚區(qū)域T1值，這與以往在HCM纖維化定量方面的研究結(jié)果基本一致，CUI等［12］采用T1 mapping定量HCM及擴張型心肌病時指出，DCM和擴心病患者心肌初始T1值均高于健康志愿者，而且心肌初始T1值對HCM組和DCM組的鑒別具有一定的診斷意義。PAREKH等［13］研究也表明患有HCM患者的心肌初始T1值大于正常組，而且肥厚節(jié)段心肌T1值大于非肥厚節(jié)段T1值。肥厚型心肌病心肌初始T1值之所以延長，是由于當(dāng)HCM發(fā)生心肌纖維化病變時，心肌細胞膜的通透性改變，引起細胞水腫，再加上分泌的膠原蛋白，均可引起T1值增加，心肌纖維化程度越重，心肌初始T1值越高。

HCM心肌受損時，成纖維母細胞變?yōu)榧せ顟B(tài)成纖維細胞，大量繁殖纖維細胞并遷移、分泌膠原蛋白等表現(xiàn)為彌漫性纖維化［14］，隨著病變發(fā)展，病變嚴重區(qū)心肌老化壞死形成瘢痕（局灶性纖維化）。LGE基于對比劑在局灶病變區(qū)滯留表現(xiàn)為高信號，但對彌漫性纖維化不能明確顯示。XU等［15］定量分析LGE陰性HCM患者的纖維化研究提示LGE陰性的HCM雖無瘢痕心肌（局灶性纖維化），但HCM患者存在彌漫性心肌纖維化。本研究分組后的LGE陰性組心室心肌初始T1值大于正常組，也說明HCM患者存在彌漫性纖維化，但LGE陰性組與LGE陰性組間心肌初始T1值無差異。目前，關(guān)于LGE陰性組、LGE陽性組纖維化程度學(xué)者研究結(jié)果并不一致，孫英杰等［16］在擴張型心肌病纖維化研究，LGE陽性組與陰性組間T1值差異無統(tǒng)計學(xué)意義。初始T1值診斷心肌纖維化的AUC達0.95，但劉鋼等［17］在心肌炎纖維化研究中，LGE陰性組小于LGE陽性組初始T1值。筆者通過比較射血分數(shù)、心肌的纖維化程度及NT-proBNP發(fā)現(xiàn)，LGE陽性組舒張末期最大短徑大于陰性組，但最大長徑小于陰性組，說明LGE陽性組心肌局部纖維化程度大于陰性組，但纖維化的范圍小于陰性組，從而使其LGE陰性組整體纖維化程度與LGE陽性組差異無統(tǒng)計學(xué)意義。朱黎等［18］采用延遲強化評價HCM的纖維化程度表明，HCM患者的纖維化程度程度評分與NTproBNP含量呈正相關(guān)。而本研究兩組間的射血分數(shù)、NT-proBNP無明顯差異，再次印證了兩組間整體纖維化程度無明顯差異。

3.2 T1 mapping在HCM中的診斷效能T1 mapping作為新的定量技術(shù)，在定量心肌纖維化方面敏感性要優(yōu)于T2WI、LGE。有研究［19］發(fā)現(xiàn)心肌T1值鑒別急性心肌炎組與對照組敏感性及準(zhǔn)確性可達90%左右。在HCM鑒別診斷方面，心肌T1值鑒別肥厚節(jié)段與正常節(jié)段敏感性可達92%［20］，本研究中發(fā)現(xiàn)心肌初始T1值鑒別LGE陰性與正常組、LGE陽性與正常組準(zhǔn)確性均在90%以上，敏感性也在85%左右，具有較高診斷效能，此外，在肥厚心肌病與淀粉樣變性、安德森法布里病鑒別方面［21-22］，也具有一定診斷價值，與淀粉樣變性鑒別其敏感性、特異性在80%左右，與安德森法布里病鑒別能力更高，其鑒別安德森法布里病與HCM的敏感性為97%，準(zhǔn)確性為95%。

本研究存在一定不足，由于樣本量偏少，統(tǒng)計學(xué)比較可能存在偏倚，LGE陽性區(qū)域即瘢痕心肌的面積、體積所占左室心肌的比例受西門子軟件功能的限制未能測量，實驗也未對HCM病程中心肌初始T1值動態(tài)變化進行跟蹤測量。下一步將增加樣本量，同時在患者知情同意前提下，將患者心肌初始T1值檢查增加到4次，分別為入院前、治療中，出院前1～2 d及出院后1個月隨訪，進而對患者纖維化程度變化過程進行監(jiān)測分析。同時積極爭取購買新的心血管軟件，對瘢痕心肌的面積、體積所占左室心肌的比例等參數(shù)進行完善。

總之，T1 mapping技術(shù)可以通過測量心肌初始T1值反映HCM心肌的纖維化程度，同時心肌初始T1大小與心肌肥厚程度密切相關(guān)。新的研究表明T2 mapping也可以用來反映HCM的心肌纖維化程度［23-24］，將在以后的研究中聯(lián)合T2 mapping對HCM心肌的纖維化程度進行多模態(tài)研究。