對比標準差法與絕對閾值法心臟MR T2* mapping技術定量評估心肌內出血

陳銦銦，金 航，任道元，楊 姍，趙士海，惲 虹，曾蒙蘇*

(1.復旦大學附屬中山醫院放射科，3.心內科，上海 200032；2.復旦大學上海醫學院影像學系，上海 200032)

心肌內出血(intramyocardial hemorrhage,IMH)是ST段抬高型心肌梗死(ST-segment elevation myocardial infarction,STEMI)再灌注后主要并發癥之一[1-3]。心臟MR T2*mapping技術[4]是定量評估IMH的標準方法，包括基于觀察者的標準差法及無觀察者依賴性的絕對閾值法；前者以低于遠處心肌平均信號強度2個標準差區域為IMH，即以平均信號強度減2個標準差(mean-2SD)[5]且存在病理學依據[6-7]為標準，后者則以評估全心鐵負荷時1.5T場強下的推薦閾值[8]，即T2*<20 ms區域為IMH[9]。目前認為標準差法和絕對閾值法的價值均有待觀察[4]，且其與成像場強的關系亦未明確。本研究觀察標準差法與絕對閾值法T2*mapping技術于1.5T和3.0T場強下定量評估STEMI再灌注后IMH的差異。

1 資料與方法

1.1 一般資料 前瞻性納入2019年3月—10月70例于復旦大學附屬中山醫院接受經皮冠狀動脈介入治療(percutaneous coronary intervention,PCI)的STEMI患者。以1∶1比例隨機均分為1.5T組和3.0T組。納入標準：①于STEMI起病后24 h內接受PCI再灌注治療；②PCI術后1周內接受心臟MR檢查。排除標準：①既往心肌梗死(myocardial infarction,MI)病史、嚴重對比劑過敏史；②心律失常等其他心血管疾病；③腎功能不全；④存在金屬假體植入物；⑤幽閉恐懼癥等無法接受T2*mapping評估的情況。本研究獲院倫理委員會批準。檢查前患者均簽署知情同意書。

1.2 儀器與方法 于PCI術后5～7天及6～8個月，分別采用Siemens 1.5T(Area)或3.0T(Verio)MR儀行心臟MR掃描。囑患者仰臥，采集穩態自由進動(steady-state free precession,SSFP)序列(1.5T)/快速小角度激發(fast low angle shot,FLASH)序列(3.0T)及T2*mapping圖像；之后經肘靜脈以2 ml/s流率注射釓噴酸葡胺(0.2 mmol/kg體質量)，10 min后行短軸位及長軸位釓對比劑延遲強化成像(late gadolinium enhancement,LGE)。1.5T掃描參數：SSFP序列，TR/TE 2.5/1.1 ms，FA 80°，層厚8 mm；T2*mapping，多回波梯度回波序列，TR 800 ms，TE 2.2～14.8 ms，間隔1.8 ms，共8個回波，FA 18°，帶寬814 Hz，層厚8 mm；LGE，相位敏感反轉恢復(phase-sensitive inversion recovery,PSIR)序列，TR 11 ms，TE 3.2 ms，TI 300 ms，FA 25°，帶寬140 Hz。3.0T掃描參數：FLASH序列，TR 40.4 ms，TE 2.4 ms，FA 12°；T2*mapping，TR 149 ms，TE 1.7～17.1 ms，間隔2.2 ms，共8個回波，FA 10°，帶寬1 030 Hz；LGE，TR 750 ms，TE 1.6 ms，TI 300 ms，FA 20°，帶寬465 Hz。

1.3 圖像分析

1.3.1 定量IMH T2*值和容積百分比 由1名具有7年以上心臟MR診斷經驗的放射科醫師以Cvi42軟件(Circle Cardiovascular Imaging Inc.,Calgary,Canada)分析圖像，以LGE圖像示信號強度高于遠處心肌平均信號強度5個標準差的區域為MI[10]，手動描記微血管阻塞(microvascular obstruction,MVO)區，將其計入MI；分別以標準差法和絕對閾值法于TE最長T2*WI中識別MI內低信號；于遠處心肌避開乳頭肌、肌小梁和受偏共振偽影影響區域放置ROI，以平均信號強度低于其 2個標準差的區域為IMH(標準差法)[5]或以T2*mapping圖像中T2*值<20 ms區域為IMH(絕對閾值法)[9]，測量IMH急性期(PCI術后5～7天)及慢性期(PCI術后6～8個月)全心IMH T2*值和IMH容積在左心室容積中所占百分比(IMH容積百分比)。

1.3.2 確定等效T2*閾值 采用絕對閾值法時，基于AHA 16節段法摒除心尖部，分析各心肌節段；參考標準差法，以心肌節段內低信號區域面積占比至少5%的節段為IMH節段，觀察不同T2*閾值(5～45 ms)診斷IMH的敏感度和特異度；繪制受試者工作特征(receiver operating characteristic,ROC)曲線，確定絕對閾值法與標準差法等效的T2*閾值，即等效T2*閾值，觀察其與標準T2*閾值(20 ms[9])的診斷效能差異；最后基于全心水平比較標準差法與等效T2*閾值絕對閾值法定量的IMH容積百分比。

1.4 一致性檢驗 2周后由上述醫師及另一名具有5年以上心血管影像學診斷經驗的放射科醫師分別隨機抽取1.5T組和3.0T組各10例，測量IMH T2*值，用于觀察者內及觀察者間一致性檢驗。

1.5 統計學分析 采用SPSS 20.0統計分析軟件。以±s表示符合正態分布的計量資料，行t檢驗；采用χ2檢驗比較計數資料。以組內相關系數(intra-class correlation coefficient,ICC)行一致性檢驗，ICC≥0.75為一致性好。采用DeLong檢驗比較曲線下面積(area under the curve,AUC)。P<0.05為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 一般資料及MRI參數 共40例STEMI患者發生再灌注后IMH，1.5T組與3.0T組各20例，2組患者年齡、性別、BMI、心血管危險因素及心臟MRI參數差異均無統計學意義(P均>0.05)，見表1。

表1 STEMI患者基線特征比較

2.2 定量評估IMH 1.5T場強下，標準差法與絕對閾值法識別的IMH位置無明顯差異，但后者范圍小于前者(圖1)；3.0T場強下，2種方法識別的IMH位置及范圍均無明顯差異(圖2)。

1.5T場強下，標準差法所測IMH的T2*值及容積百分比均大于絕對閾值法(P均<0.05)；3.0T場強下，標準差法所測IMH急性期容積百分比小于絕對閾值法(P<0.05)。見表2、3。

表2 標準差法與絕對閾值法所測STEMI患者全心IMH的 T2*值(ms，n=40)

2.3 等效T2*閾值分析 1.5T場強下，以22 ms為絕對閾值法的等效T2*閾值，其診斷急、慢性期IMH的AUC分別為0.94[95%CI(0.85，0.98)]和0.90[95%CI(0.78，0.96)](P均<0.001)，敏感度、特異度、準確率分別為94.44%、92.86%及94.12%和90.52%、88.89%及90.24%；其診斷急性期IMH的AUC(0.94)與標準T2*值(0.90)差異無統計學意義(Z=1.86，P=0.06)，而診斷慢性期IMH的AUC(0.90)顯著大于標準T2*值(0.84；Z=2.08，P=0.04)。等效T2*閾值下，絕對閾值法與標準差法量化的急、慢性期IMH容積百分比差異均無統計學意義(P均>0.05)。見圖3。

3.0T場強下，以18 ms為絕對閾值法的等效T2*閾值，其診斷急性期IMH的AUC為0.98[95%CI(0.92，0.99)](P<0.001)，敏感度、特異度及準確率分別為96.72%、100%及97.36%；以20 ms為等效T2*閾值，其診斷慢性期IMH的AUC為0.96[95%CI(0.86，0.99)](P<0.001)，敏感度、特異度及準確率分別為91.11%、100%及92.45%；以等效T2*閾值(18 ms)診斷急性期IMH的AUC(0.98)與標準T2*值(0.92)差異無統計學意義(Z=1.47，P=0.14)。等效T2*閾值下，絕對閾值法與標準差法量化的急、慢性期IMH容積百分比差異亦無統計學意義(P均>0.05)。見圖4。

2.4 一致性分析 1.5T及3.0T下，以標準差法和絕對閾值法所測IMH T2*值的觀察者內及觀察者間一致性均好(ICC均>0.85)。

3 討論

血清鐵蛋白和肝臟鐵含量均無法有效評估心肌鐵負荷[11]，而心臟活檢則存在一定風險，使得心臟T2*mapping技術成為評估血色病或輸血性鐵質沉著癥引起心肌鐵超負荷的無創性標準[12]；但出血性MI的病理基礎與整體心肌鐵過載不同，可用于評估全心鐵負荷的20 ms T2*閾值并不一定適用于定量心肌局部鐵沉積；同時，鐵的偏共振效應與場強相關，1.5T場強下的20 ms T2*閾值也并不一定適用于3.0T MRI評估IMH[12]。目前僅以mean-2SD標準診斷IMH已獲病理學驗證[6-7,13]，但相關動物及臨床研究仍多以絕對閾值法定量IMH，使得比較1.5T和3.0T場強下以標準差法與絕對閾值法定量評估IMH的差異具有重要意義。

本研究發現，1.5T場強下，標準差法所測IMH T2*值及容積百分比均大于絕對閾值法；3.0T場強下，2種方法測得的T2*值無明顯差異，而采用標準差法所測IMH急性期容積百分比小于絕對閾值法。1.5T場強下，以等效T2*閾值絕對閾值法診斷急性期IMH的AUC與標準T2*值無明顯差異，其診斷慢性期IMH的AUC顯著大于標準T2*值，而在3.0T場強時則均無明顯差異，提示在1.5T場強下，適當調整絕對閾值法的T2*閾值可使其與標準法的評估效能更為接近。

表3 標準差法與絕對閾值法所測STEMI患者全心IMH容積百分比的差異(%，n=40)

本研究的主要不足：①樣本量小；②未經病理學驗證；③僅針對Siemens MR儀進行觀察，所獲結果是否適用于其他設備有待驗證。

綜上，標準差法與絕對閾值法T2*mapping技術于1.5T及3.0T場強下定量評估STEMI再灌注后IMH均存在一定差異，特別是1.5T場強下，適當調整絕對閾值法T2*閾值可減小其差異。