心臟磁共振T1 mapping評價缺血性心肌病心肌纖維化與LVEF及NT-proBNP的關系

李 亮 羅 藝 沈 磊 丁 超 汪家財 衛 軍 呂 鵬 鄧克學

缺血性心肌病（ischemic cardiomyopathy，ICM）是一種由供血不足引起的心肌彌漫性纖維化增生，其典型臨床表現為心力衰竭等［1］。心臟磁共振縱向馳豫時間定量（T1 mapping）是一種新型磁共振成像技術，可通過定量測量細胞外容積（extracellular volume，ECV）評估心肌纖維化等多種心肌疾病［2］。N 端腦鈉肽前體（N-terminal brain natriuretic peptide precursor，NT-proBNP）是一種較為穩定的多肽，主要由心肌細胞分泌。已有研究［3］表明，NT-proBNP可用于判斷心力衰竭病情，并可預測心肌梗死預后。但目前關于ICM 心肌纖維化與心功能、NT-proBNP的關系研究尚少。基于此，本研究對ICM 患者進行心臟磁共振掃描，并測定T1 mapping 及ECV，分析ICM 患者心肌纖維化水平與T1 mapping及ECV、NTproBNP的關系。現將結果報道如下。

方 法

1. 臨床資料

回 顧性分析2018 年10 月1 日至2020 年9 月30 日間在我院接受治療的29例ICM 患者（ICM 組）資料，行冠狀動脈（冠脈）造影或CTA證實1支或多支冠脈血管病變，其中男性17 例，女性12 例；平均年齡（61.8±7.2）歲；NYHA 分級Ⅱ級11 例，Ⅲ級13 例，Ⅳ級5例。選取同期在我院進行體檢的30名健康志愿者為對照組，其中男性18 人，女性12 人；平均年齡（61.4±7.6）歲。納入標準：①年齡50～82 歲；②ICM組既往存在心肌梗死病史，且伴有心力衰竭；③超聲心動圖顯示左室舒張末內徑＞55 mm，左室射血分數（LVEF）＜50%。④冠脈造影或CTA 顯示1 支或多支血管病變，并已簽署知情同意書。排除標準：①存在嚴重心率失常；②肝腎功能障礙；③原發性、先天性心臟病；④存在貧血、甲狀腺功能亢進。

2. 檢查方法

（1）采用3.0 T MR 成像儀（Ingenia，Philips，荷蘭）進行心臟磁共振成像（CMR）數據采集，16 通道表面相控陣心臟線圈。掃描方案：心臟電影成像，掃描左心室短軸及二、三、四腔心層面。參數：TR 3.1 ms，矩陣300×300，TE 1.6 ms，層厚8 mm，時間分辨率40 ms。（2）運動自動矯正反轉恢復真實穩態自由進動（MOLLI TrueFISP）T1 mapping 成像。注射對比劑前，掃描左心室短軸3 層面。參數：TR 2.1 ms，矩陣152×150，TE 0.94 ms，層厚10 mm。采集加速因子2，1 個心動周期采集1 幅T1 mapping 圖像。（3）延遲增強掃描，采用二維相位敏感反轉成像，肘正中靜脈注射Gd-DTPA，劑量0.2 mmol/kg，流速2.0 ml/s，延遲10～15 min 采集左心室長短軸及二、三、四腔心層面圖像。參數：TR 6.1 ms，矩陣220×160，TE 3.0 ms，層 厚8 mm。（4） 對 比 增 強T1 mapping 成像，注入對比劑后15～20 min，再次采集短軸層面的T1 mapping 圖像，掃描序列、參數同（3）［4］。（5）NT-proBNP 檢測：采集所有受試者清晨空腹靜脈血3 ml，送檢驗科檢測。

1.3 圖像分析

（1）采用Medis Suite 3.1軟件對采集CMR數據進行心功能分析，測定心功能各項參數：左室射血分數（LVEF）、左室收縮末期容積（LVESV）、左室舒張末期容積（LVEDV）和左室心肌質量（LVMM）等。（2）延遲強化分析，確定延遲強化病灶后手動描繪ROI區域，應用軟件描繪該區域增強前后的心肌平均T1值、T1Native和T1Post；通過同種方式計算出該層面增強前后的血池平均T1值、T1Native和T1Post；并根據公式計算ECV值。

4. 統計學分析

采用統計軟件SPSS 22.0 處理數據，行K-S 檢驗驗證數據是否服從正態分布；計量資料用± s表示，行獨立t檢驗；多組間比較行F 檢驗；采用Pearson 相關性分析考察ECV 與LVEF 及NT-proBNP 的關系，以P＜0.05為差異具有統計學意義。

結 果

1. ICM組與對照組心功能指標比較

LVESV、LVEDV、LVMM 等心功能指標均高于對照組，而LVEF 則低于對照組（P＜0.05）。詳見表1。

表1 ICM組與對照組心功能指標比較結果± s

表1 ICM組與對照組心功能指標比較結果± s

ICM：缺血性心肌病；LVEF：左室射血分數；LVESV：左室收縮末期容積；LVEDV：左室舒張末期容積；LVMM：左室心肌質量。

組別ICM組對照組t值P值例數29 30 LVEF/%43.18±12.32 58.31±16.25 5.106＜0.001 LVESV/ml 84.52±28.17 48.24±16.08 7.729＜0.001 LVEDV/ml 128.24±43.0 82.43±27.47 6.193＜0.001 LVMM/g 84.82±17.27 52.31±10.09 11.231＜0.001

2. ICM 組與對照組NT?proBNP、心肌纖維化指標比較

NT-proBNP、ECV、T1Native均高于對照組，T1Post則短于對照組（P＜0.05）。詳見表2。

3. 典型病例

患者男性，71 歲，診斷為ICM。患者因活動后胸悶、胸痛、心悸不適多年，逐漸加重而來院就診，病程4 年余。超聲心動圖顯示LVEF＜50%；NTproBNP 為768.22 pg/ml；冠脈造影示左前降支、左旋支及右冠脈3 支血管狹窄，且左側前降支及左旋支狹窄＞75%。后行冠脈旁路移植術。其心臟磁共振檢查結果詳見圖1。

表2 ICM組與對照組NT?proBNP、心肌纖維化指標比較結果± s

表2 ICM組與對照組NT?proBNP、心肌纖維化指標比較結果± s

ICM：缺血性心肌病；NT-proBNP：N端腦鈉肽前體；ECV：細胞外容積。

組別ICM組對照組t值P值例數29 30 NT-proBNP/（ng·L－1）3 764.08±1 248.02 276.58±92.17 19.309＜0.001 ECV/%39.14±8.32 24.46±6.15 7.792＜0.001 T1Native/ms 1 195.47±87.1 1 082.34±67.6 11.439＜0.001 T1Post/ms 513.14±42.35 604.49±28.57 12.348＜0.001

圖1 典型病例T1 mapping 圖像A.初始T1 mapping 圖像，T1Native=1 505.1 ms。B.增強后T1 mapping圖像，T1Post=484.2 ms。C.ECV=50.2；血池ROI區T1Native=1 859.0 ms，T1Post=451.9 ms，ECV=60.0。

4. ICM各亞組間心功能指標比較

ICM 患者中隨著心功能嚴重程度加深，LVESV、LVEDV、LVMM 均呈紐約心臟病協會（NYHA）Ⅱ級＜NYHA Ⅲ級＜NYHA Ⅳ級 的 趨 勢（P＜0.05）；LVEF 水平則呈NYHA Ⅱ級＞NYHA Ⅲ級＞NYHA Ⅳ級的趨勢（P＜0.05）。詳見表3。

5. ICM各亞組間NT?proBNP等指標比較

ICM 患者中隨著心功能嚴重程度加深，NTproBNP、ECV、T1Native均呈NYHAⅡ級＜NYHAⅢ級＜NYHAⅣ級的趨勢（P＜0.05）；T1Post則呈NYHAⅡ級＞NYHA Ⅲ級＞NYHA Ⅳ級 的 趨 勢（P＜0.05）。 詳 見表4。

表3 ICM各亞組間心功能指標比較± s

表3 ICM各亞組間心功能指標比較± s

組別NYHAⅡ級NYHAⅢ級NYHAⅣ級t值P值例數11 13 5 LVEF/%44.78±12.43 38.62±11.54 32.07±9.85 3.752 0.031 LVESV/ml 72.53±15.06 84.72±18.43 91.37±24.54 3.681 0.033 LVEDV/ml 107.24±29.7 129.17±32.8 138.48±40.4 3.355 0.044 LVMM/g 76.03±13.37 84.75±15.13 91.48±18.86 3.394＜0.043

NYHA：紐約心臟病協會；LVEF：左室射血分數；LVESV：左室收縮末期容積；LVEDV：左室舒張末期容積；LVMM：左室心肌質量。

表4 ICM各亞組間NT?proBNP與心肌纖維化指標比較± s

表4 ICM各亞組間NT?proBNP與心肌纖維化指標比較± s

NYHA：紐約心臟病協會；NT-proBNP：N端腦鈉肽前體；ECV：細胞外容積。

組別NYHAⅡ級NYHAⅢ級NYHAⅣ級F值P值例數11 13 5 NT-proBNP/（ng·L－1）2664.23±678.45 3752.17±793.84 6431.56±1436.1 51.809＜0.001 ECV/%30.45±5.87 35.21±6.39 43.68±7.84 12.483＜0.001 T1Native/ms 1028.46±65.3 1147.57±72.2 1253.19±89.5 30.339＜0.001 T1Post/ms 543.38±43.4 512.61±32.5 471.85±28.1 11.723＜0.001

6. Pearson相關性分析結果

Pearson相關性分析結果顯示，ICM 患者的ECV、T1Native均與LVEF 呈負相關（r=-0.431，-0.479；P＜0.001），而T1Post則?與LVEF 呈正相關（r=0.512，P＜0.001）；ICM 患者的ECV、T1Native均與NT-proBNP 水平呈正相關（r=0.891，0.938；P＜0.001），而T1Post則與NT-proBNP 呈 負 相 關（r=-0.644，P＜0.001）。見表5。

表5 Pearson相關性分析結果

討 論

ICM是一種以心臟擴大、心力衰竭等為主要表現的心血管疾病，嚴重者可致患者死亡。心肌纖維化是心肌梗死的病理基礎，心肌細胞壞死后可加快心肌纖維化速度，并進一步損害心功能［5］。因此，掌握心肌纖維化水平對于臨床準確評估心肌損傷具有重要意義。隨著醫學影像學技術的不斷發展，T1 mapping技術也隨之產生，該技術可通過記錄不同時段的心肌組織弛豫時間改變，定量測量心肌的每個體素T1 值，通過軟件計算出心肌T1 值，已被證實對急性心肌梗死有較高的預測價值，但平掃及增強掃描后所采集的數據均可受到心率等多種因素的影響［6-7］。以往將心肌釓延遲增強成像（LGE）-CMR 作為不可逆心肌的診斷金標準，但T1 mapping 技術與之相比，則更加快捷，可敏感地檢測出心肌纖維化的進展，該技術可直接通過所測定的ECV 來反映心肌損傷程度，而ECV 還可以校正多種因素對T1 值的影響，國內研究［8-9］也曾指出，ECV 與心肌損傷程度存在密切相關。本研究結果也顯示，ICM 組ECV、T1Native均高于對照組，T1Post則短于對照組；而在ICM 患者中ECV、T1Native值則隨著心功能分級升高而增加。提示ECV 與T1Native值與心功能受損嚴重程度有關。原因可能與缺血性心肌血管通透性更高、心肌水分留滯有關，導致ECV 與T1Native值增加；而隨著心功能分級升高，水腫加重，測得的ECV與T1Native值也更大。

LVEF、LVESV、LVEDV 是常用的心功能指標，本研究結果顯示，隨著NYHA 等級升高，LVESV、LVEDV、LVMM 也逐漸升高，LVEF 則明顯降低。國內有研究［9］也表明，心功能Ⅲ級及以上組LVESV、LVEDV 較心功能Ⅱ級及以下組有明顯增高，而LVEF 則降低。原因可能與心肌纖維化引起心肌僵硬，并影響了舒張功能及收縮功能有關；而LVMM 是反映心肌質量的指標，隨著心功能受損嚴重，心臟擴大，LVMM也隨之升高。

腦鈉肽（BNP）在高血壓和心肌病的彌漫性纖維化常呈異常表達，與T1 mapping 檢測到的纖維化指標具有一致性。NT-proBNP 是由心室肌細胞合成的心源性神經激素，是BNP 激素原分裂后的非活性N-末端片段，與BNP 具有相同的生物來源，但NTproBNP 半衰期更長，體外穩定性較BNP 更強，左室功能障礙時血漿NT-proBNP 濃度明顯高于BNP，已被證實具有預測心肌梗死經皮冠脈介入術（PCI）術后不良、心力衰竭終點事件的價值［10］。本研究結果表明，ICM 組NT-proBNP 水平明顯高于對照組，且在ICM 中隨著心功能分級的升高而逐漸增加。國外對心力衰竭者的研究［10］也曾報道稱，Ⅲ級及以上心臟功能組血清NT-proBNP 和基質金屬蛋白酶-9（MMP-9）水平較Ⅱ級心功能組明顯增高。另有研究［11-12］指出，NT-proBNP 與彌漫性心肌炎、心肌纖維化有關。提示ICM 患者心肌纖維化越嚴重，NTproBNP則越高，LVEF則越低。其原因可能為：心肌纖維化可導致心臟彈性減弱，降低LVEF 水平，并使NT-proBNP 反饋性升高，且NT-proBNP 可通過拮抗腎素-血管緊張素-醛固酮（RAS）系統，來抑制心肌纖維的合成；反之，若心肌纖維化水平升高，則其水平也升高。這提示NT-proBNP 可作為評價心肌受損的有效指標。

本研究結果表明，ECV、T1Native均與LVEF 呈負相關，而T1Post則與LVEF 呈正相關；ICM 患者的ECV、T1Native均與NT-proBNP 水平呈正相關，而T1Post則與NT-proBNP 呈負相關。國外亦報道［13］，梗死心肌區ECV高于未受損心肌，且隨著LVEF的降低而增加，同時ECV 與NT-proBNP 有顯著正相關性。有研究［14］顯示，缺血性心肌病中ECV 的增高與心血管不良事件發生密切相關，另有研究［15］報道，ECV 與LVMM、左室容量及左心房容積之間呈正相關。

綜上所述，T1 mapping 可通過ECV 評估心肌纖維化水平，且ECV、T1Native均與LVEF 呈負相關，與NT-proBNP水平呈正相關；而T1Post則與LVEF呈正相關，與NT-proBNP 呈負相關。但本研究尚存不足，如研究樣本量較小；CMR 參數也可能有不同的變化；未分析T1 mapping 在其他類型心肌病患者的應用價值，等等，需行進一步的大樣本檢驗。