心臟MR T2* mapping技術定量評價2型糖尿病患者左心室心肌改變

楊 智，李 睿，付 兵*，李春平，楊 帆，王文斌

(1.成都市第五人民醫院放射科，四川 成都 611130；2.川北醫學院附屬醫院放射科，四川 南充 637000)

2013年我國成年人2型糖尿病(type 2 diabetes mellitus, T2DM)前期病變發病率高達35.7%[1]。T2DM是心血管疾病的重要危險因素之一，主要原因為機體糖代謝紊亂造成心臟微血管損害及心肌損傷，從而引發廣泛心臟結構及功能損害，最終導致心力衰竭。心臟MR是目前評價心臟結構及功能的“金標準”。T2*mapping是一種新的心臟MR技術，基于多個梯度回波采集信號，有助于檢出心肌的微小血管病變、心肌缺血及微出血[2-3]。本研究通過T2*mapping技術定量評價T2DM患者左心室各節段心肌及各支冠狀動脈供血區心肌改變。

1 資料與方法

1.1 一般資料 收集2014年9月—2017年10月川北醫學院附屬醫院收治的T2DM患者54例(T2DM組)，男25例，女29例，年齡35～81歲，平均(55.4±9.6)歲，體質量指數(body mass index， BMI)19.30～28.40 kg/m2，平均(24.22±1.96)kg/m2，T2DM病程4～26年，平均(9.68±4.35)年。納入標準：①符合《中國2型糖尿病防治指南(2013年版)》[4]診斷標準；②超聲心動圖檢查未見明顯異常；③冠狀動脈造影未見明顯異常；④接受心臟MR檢查。排除標準：①有心前區疼痛、心悸、心慌等癥狀；②左心室射血分數(left ventricular ejection fraction， LVEF)<50%；③存在區域室壁運動異常及并發心臟瓣膜病；④高血壓、貧血、冠心病、高脂血癥及慢性阻塞性肺疾病、先天性心臟病、嚴重心律失常；⑤既往有心臟手術史。收集同期健康志愿者43名(正常對照組)，男19名，女24名，年齡37～72歲，平均(54.2±8.6)歲，BMI 18.40～27.30 kg/m2，平均(22.62±1.72)kg/m2；心電圖、X線胸片、超聲心動圖及血糖檢查均無異常，無糖尿病及心臟病史及相關臨床癥狀。本研究經我院醫學倫理委員會批準，受試者均知情同意。

1.2 儀器與方法

1.2.1 心臟MR檢查 采用GE DV750 3.0T超導型MR掃描儀，16通道心臟線圈，常規掃描初步觀察心臟結構及功能。采用T2*mapping序列掃描獲得8回波心臟兩腔心短軸及左心房室兩腔心長軸圖像，掃描參數：TR 41.1 ms，TE分別為1.10、2.44、3.77、5.10、6.42、7.75、9.08、10.41 ms，層厚7.0 mm，層間距2 mm，共掃描5層，FOV 26 mm，矩陣256×256，NEX 1。增強掃描對比劑為Gd-DTPA,劑量 0.2 mmol/kg體質量，流率2.0 ml/s，注射對比劑后以相同流率注射20 ml生理鹽水，15 min后行延遲期增強掃描。

1.2.2 圖像分析 由2名具有5年以上心臟MR圖像后處理經驗的技師采用Segment軟件(v1.7 R2797)及CMRtools軟件(Thalassaemia tools)分析T2DM組及正常對照組心臟MRI，測定左心室各節段心肌及各支冠狀動脈供血區心肌的T2*值(圖1、2)，取2名技師測定T2*值的平均值作為最終檢測值。參照文獻[5]方法劃分左心室心肌節段及冠狀動脈供血區。

1.3 統計學分析 采用SPSS 16.0統計分析軟件。計量資料以±s表示。采用獨立樣本t檢驗比較T2DM組與正常對照組左心室心肌T2*值及年齡、BMI的差異，采用χ2檢驗比較2組間性別組成的差異。P<0.05為差異有統計學意義。

2 結果

2組間性別(χ2=0.043，P=0.836)、年齡(t=0.639，P=0.524)差異均無統計學意義；T2DM組BMI高于正常對照組(t=4.200，P<0.001)。

2.1 左心室各節段心肌T2*值比較 2組左心室16個節段心肌T2*值見表1。T2DM組左心室第6、15、16節段T2*值低于正常對照組(P均<0.05)，2組間其余節段T2*值差異均無統計學意義(P均>0.05)。

2.2 左心室各支冠狀動脈供血區心肌T2*值比較 T2DM組與正常對照組間冠狀動脈左前降支(left anterior descending coronary artery, LAD)供血區(即第1、2、7、8、13、14節段)心肌T2*值[(33.59±2.39)ms vs (33.38±3.21)ms；t=0.395，P=0.721]、右冠狀動脈(right coronary artery, RCA)供血區(即第3、4、9、10、15節段)心肌T2*值[(34.46±3.25)ms vs (35.13±3.08)ms；t=-1.029,P=0.306]差異均無統計學意義；T2DM組冠狀動脈左回旋支(left circumflex artery, LCX)供血區(即第5、6、11、12、16節段)心肌T2*值明顯低于正常對照組[(33.96±3.11)ms vs (35.17±2.27)ms；t=-2.144，P=0.035]。

3 討論

T2DM是一種以血糖異常升高為特征的非傳染性疾病，T2DM繼發的心血管疾病是患者致殘和致死的主要原因[1,6]。目前普遍認為T2DM患者可因糖代謝紊亂導致葡萄糖利用障礙進而引發心臟微血管損害及心肌損傷，即糖尿病心肌病[7]。T2DM患者心肌損傷表現為左心室室壁僵硬、順應性降低，繼發左心室舒張功能受損、左心室容積減低[8]。較之超聲成像，心臟MR不僅更有利于顯示心臟細微的解剖結構，還可進行心肌功能成像，及早發現糖尿病心肌病的亞臨床狀態。近年來，T2*mapping序列已應用于多種心臟疾病的研究中，如缺血性心肌病、擴張性心肌病及心肌淀粉樣變等[9-10]。

表1 T2DM組與正常對照組左心室16個節段T2*值比較(ms,±s)

表1 T2DM組與正常對照組左心室16個節段T2*值比較(ms,±s)

組別基底段第1節段第2節段第3節段第4節段第5節段第6節段中間段第7節段第8節段T2DM組(n=54)33.79±4.7733.16±4.2132.89±4.0435.43±6.4734.24±4.6133.04±6.2134.28±4.6334.39±6.20正常對照組(n=43)35.20±10.0733.40±5.8734.42±4.1734.56±4.9533.45±3.9737.10±6.2332.77±5.3733.29±4.56t值-0.847-0.230-1.8260.7250.894-3.1941.4860.969P值0.4010.8180.0710.4700.3740.0020.1400.335組別中間段第9節段第10節段第11節段第12節段心尖段第13節段第14節段第15節段第16節段T2DM組(n=54)33.84±3.7836.64±7.6334.11±5.1933.95±5.3532.29±3.8933.65±3.5733.49±4.9334.46±5.66正常對照組(n=43)34.31±4.9136.01±6.5034.43±3.5334.07±3.4532.07±4.2933.57±5.2436.33±7.1036.82±4.03t值-0.5330.429-0.348-0.1210.2780.084-2.231-2.303P值0.5950.6690.7280.9040.7820.9340.0290.023

圖1 患者男，46歲，T2DM病史6年 A.左心室基底段心臟MR圖像，TR為41.1 ms，TE為1.1 ms； B.8回波信號衰減曲線，左心室第6節段心肌T2*值為25.53 ms

圖2 健康志愿者，女，57歲 A.左心室基底段心臟MR圖像，TR為41.1 ms，TE為1.1 ms； B.8回波信號衰減曲線，左心室第6節段心肌T2*值為33.77 ms

有研究[11-12]報道，T2DM相關糖尿病心肌病首先引起左心舒張功能降低，其原因為糖代謝異常導致心肌細胞脂肪酸氧化增加、細胞內鈣離子轉運異常，心肌細胞增大。本研究發現T2DM左心室第6、15、16節段心肌T2*值較正常對照組明顯減低，表明T2DM患者心肌病變首發于左心室心尖部及室間隔基底部，原因可能與該區域室壁運動幅度較大，促進心肌炎性細胞浸潤，進而導致心肌局部纖維化有關。王文斌[13]采用T2*mapping序列掃描22例亞臨床糖尿病患者左心室心肌，發現左心室肌第3節段T2*值低于健康體檢者，二者其余心肌節段T2*值差異均無統計學意義，與本研究結果有所不同，可能與病例構成及樣本量有關。

有研究[14]報道，糖尿病患者心肌細胞外容積增大，使心肌細胞更加脆弱，導致心肌舒張功能受損；且糖尿病病程與心肌細胞外容積呈正相關。在收縮儲備功能正常的T2DM患者中，細胞外容積增大可引起心包缺氧、心肌纖維化，導致局部T2*值減低[15]。本研究結果顯示，與正常對照組比較，T2DM組左心室LCX供血區心肌T2*值降低明顯，而2組間LAD及RCA供血區心肌T2*值差異無統計學意義，提示LCX供血區在糖尿病心肌病中首先受損，T2*值可用于定量監測心肌受損情況，有助于指導糖尿病心肌病的臨床診斷及治療。但本研究采用標準化的冠狀動脈劃分，未能避免個體冠狀動脈供血區域差異造成的影響及人為勾畫心臟節段導致的誤差[16]。此外，本研究還存在以下不足：①未對不同病程T2DM患者左心室心肌T2*值進行比較；②未對T2DM患者按性別、年齡、血糖控制情況等進行細分；③樣本量較少，且未對左心室結構和功能變化進行相關性研究。

總之，作為一種無創性技術，心臟MR可用于定量評價T2DM患者心肌改變，且具有多參數、多模態成像等優勢。T2*mapping技術有望成為臨床早期診斷T2DM患者心肌病的常規方法。