MRI-T2*評價β-地中海貧血患者心肌鐵沉積及其與左心室功能、心外膜脂肪的相關性

梁 波，代西艷，黃海濤，陳武標*（.廣東醫科大學，廣東湛江 540；.茂名市人民醫院心內科，廣東茂名 55000；.茂名市人民醫院核磁共振科，廣東茂名 55000）

β 地中海貧血（β-TM）是β 珠蛋白基因缺陷所致遺傳性溶血性疾病，我國南方是高發區[1]。重度β-TM需規律輸注紅細胞維持生命，但反復輸血會導致鐵過載[2]，引發鐵過載性心肌病，預后不良[3]。心外膜脂肪組織（EAT）可反映心肌結構和功能紊亂，心外膜脂肪體積（EAT）與新發心衰存在相關性[4-5]。磁共振（MRI）-T2*在臟器鐵沉積的評估中具有突出優勢[6]。本研究采用基于MRI-T2*的心臟MR成像探究β-TM心肌鐵沉積與左心室形態功能、EAT與左心室形態功能的關系。

1 對象和方法

1.1 研究對象

選擇2021 年1 月至2023 年2 月茂名市人民醫院β-TM患者作為研究對象。納入標準：（1）基因或臨床血液學證實為β-TM；（2）輸血次數＞10；（3）接受心臟MRI-T2*檢查；（4）臨床、影像學資料完整；（5）對本研究知情同意且自愿配合。排除標準：（1）合并其他嚴重疾??；（2）心包積液患者；（3）影像學檢查圖像質量不佳。入選115 例，其中男65 例，女50 例；年齡10～58 歲，平均（37.8±9.3）歲。

1.2 方法

1.2.1 儀器設備 采用聯影780 3.0T 超導型磁共振成像系統，12 通道體部線圈，心電和呼吸門控，一次屏氣采集一個層面。

1.2.2 掃描方法 在患者體位安置和驗證可接受的心臟和呼吸門控后，檢查從初始的3 平面定位影像（橫軸位、矢狀位、冠狀位）開始，然后進行心臟參考掃描，采集：心臟長軸、四腔心和短軸視圖。（1）心臟T2*掃描：以左室短軸心尖與心底之間的中間層面為掃描層面，在四腔心定位圖像上，心臟T2*應采集在至少一個短軸平面中，穿過乳頭及中部，采用心電及呼吸門控黑血序列進行掃描，回波數8 個，第一回波時間1.7 ms，回波間隔2.7 ms，TR 2.89 ms，TE 1.32 ms，FOV 360 mm×320 mm，層厚8 mm，帶寬800 Hz，翻轉角35°，矩陣248×90。（2）通過多次屏氣采集數據，從左心室底部二尖瓣平面向心尖部包含心尖脂肪組織最后一層采集多層短軸位圖像，最終獲得每層短軸位心動周期內的動態電影圖像。TR 2.84 ms，TE 1.3 ms，FOV 360 mm×320 mm，層厚8 mm，層間距2 mm，翻轉角60°，頻率編碼數256，頻率方向徑線340 mm。

1.2.3 圖像后處理（1）應用聯影780 核磁共振工作站的心功能軟件Argus對磁共振采集的圖像進行測量計算，自動繪制和調整左心室內膜和外膜輪廓曲線，通過軟件測量和計算左心結構和功能參數。獲取左心室射血分數（LVEF）、左心室舒張末期容積（LVEDV）、左心室收縮末期容積（LVESV）、每搏輸出量（SV）、輸出量（CO）。（2）采用聯影780 后處理工作站進行MRI T2*值量化分析，在室間隔確定心臟感興趣區（ROI），沿心內膜畫出室間隔斷面，注意避開心室血流信號。（3）采用Simpson規則和聯影780 自帶測量軟件勾畫脂肪組織ROI，取左心室最大舒張期短軸層面進行測量，從二尖瓣平面測至包含脂肪組織的最后一層，將每層EAT區域面積乘以層厚得出每層EAT體積，然后將各層體積相加計算出EAT體積總量。

1.2.4 圖像分析 由2 名放射科主任醫師對傳入工作站的圖像獨立進行處理，記錄其測量結果均值。鐵過載診斷標準[7]：心肌T2*值＜10 ms為重度，10～＜14 ms為中度，14～20 ms為輕度，＞20 ms為正常。根據評估結果將患者分為重度組、中度組、輕度組、正常組。

1.2.5 比較分析 比較不同心肌鐵過載患者左心室功能參數（LVEF、LVEDV、LVESV、SV、CO）及左心室形態參數（EAT體積），采用Pearson相關性分析心肌T2*值與左心室功能參數、EAT體積的相關性。

1.3 統計學處理

采用SPSS 22.0 統計學軟件，選用χ2檢驗、單因素方差分析及Pearson 相關分析數據，P＜0.05 為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 一般臨床資料

4 組患者的性別、年齡差異無統計學意義（P＞0.05）。正常組、輕度組、中度組、重度組的心肌T2*值依次降低（P＜0.01），且組間差異均有統計學意義（P＜0.01），見表1。

表1 不同心肌鐵沉積程度患者一般臨床資料比較 （）

表1 不同心肌鐵沉積程度患者一般臨床資料比較 （）

心肌T2*值：4 組間兩兩比較均P＜0.01

2.2 左心室功能參數

正常組、輕度組、中度組、重度組LVEF依次降低（P＜0.01），LVEDV、LVESV 均依次升高（P＜0.01），4組間的SV、CO差異則無統計學意義（P＞0.05）。見表2。β-重型地中海貧血患者CMR圖像見圖1。

圖1 1 例β-重型地中海貧血患者的CMR圖像

表2 不同心肌鐵沉積程度患者左心室功能參數比較 （）

表2 不同心肌鐵沉積程度患者左心室功能參數比較 （）

2.3 EAT體積

正常組、輕度組、中度組、重度組的EAT體積依次升高（P＜0.01），見表3。左心室最大舒張期短軸層EAT輪廓勾畫圖見圖2。

圖2 左心室最大舒張期短軸層EAT輪廓勾畫圖

表3 不同心肌鐵沉積程度患者EAT體積比較（）

表3 不同心肌鐵沉積程度患者EAT體積比較（）

2.4 心肌T2*值與左心室功能參數、EAT 體積的相關性

心肌T2*值與LVEDV、LVESV 及EAT 體積均呈負相關（P＜0.001），見表4。

表4 心肌T2*值與左心室功能參數、EAT體積的相關性

3 討論

3.1 不同心肌鐵沉積程度患者左心室功能

β-TM 是由珠蛋白合成缺陷引起的一種遺傳性疾病，表現為慢性貧血，需定期輸血治療。長期反復的輸血導致過多的鐵進入體內，造成多個重要器官的鐵沉積，導致相應并發癥。鐵超載時，沉積在心臟內的鐵能夠引起心肌細胞肥大、壞死，導致心律失常和心肌病[8]。既往研究證實，心肌鐵沉積可增加β-TM患者心血管并發癥的發生風險，甚至引發心力衰竭，導致不良結局，因此準確評估患者心肌鐵沉積情況，對于指導祛鐵治療、預防心血管并發癥具有重要意義[9]。本研究根據心肌T2*值對患者進行分組，對比發現正常組、輕度組、中度組、重度組LVEF依次降低，LVEDV、LVESV均依次升高，且組間差異均有統計學意義；進一步Pearson相關性分析顯示，心肌T2*值與LVEDV、LVESV均呈負相關，提示基于MRI-T2*技術測得的鐵沉積程度與β-TM患者的左心室功能具有一定的相關性，與既往研究相符[10]。CMR被認為是評價心臟結構及功能的“金標準”，利用其心肌組織特征成像技術可探尋心肌損傷、心力衰竭的原因。臨床采用MRI掃描進行心臟、肝臟、胰腺、腦實質等多種臟器的鐵沉積評估已有諸多報道，但臨床發現常規MRI掃描具有一定局限性，比如掃描時間延長、脂肪等因素均可能干擾評估結果[11]。MRI-T2*技術利用鐵的順磁性特征引起組織MR弛豫率發生改變的原理，對組織臟器的鐵含量進行定量評估，組織器官中鐵沉積越多，這一改變越明顯，表現為弛豫率越強，相應的T2*檢測值越小，此為該技術定量評估心肌鐵沉積程度的理論依據。

3.2 不同心肌鐵沉積程度β-TM患者的EAT

EAT是一種惰性脂肪組織，在儲能的同時可保護冠脈血管，其可產生一系列炎癥、氧化應激相關活性物質，還可發生心肌浸潤，引起心肌結構和功能改變，與多種心血管疾病密切相關，或許可為β-TM 患者心血管并發癥的防治提供新的靶點。本研究采用MRI SSFP序列進行EAT體積測量，該序列采用重繞相位編碼梯度場使SSFP-Refocused 達到穩態，可很好區分脂肪、肌肉和血液。既往本研究開展的預實驗顯示，MRI可見正常人EAT 在左心室短軸切面的形態清晰且規整，而β-TM 患者EAT 在左心室短軸層面形態腫脹且呈高信號，EAT 體積顯著增加，且與反復輸血時間呈正相關，提示MRI 定量評估β-TM 患者左心室形態是可行的。本研究結果顯示，正常組、輕度組、中度組、重度組的EAT體積依次升高，且進一步的Pearson相關性分析顯示，心肌T2*值與EAT體積呈負相關，提示在心肌鐵沉積程度較高的β-TM 患者中，EAT 體積也相應增大，這可能與鐵沉積引起的氧化應激和炎癥反應有關。其一，鐵可催化產生大量的活性氧種，引起細胞內氧化應激。既往研究證明，氧化應激能夠刺激脂肪組織的增生和擴張，從而導致EAT體積的增加[12]；其二，鐵沉積已被證實可刺激炎癥相關細胞因子和趨化因子的產生，這些炎癥因子可刺激脂肪細胞的增生和分化，導致EAT體積增加[13]。

綜上所述，心臟MRI-T2*可定量評估β-TM 患者心肌鐵沉積程度，心肌T2*值與患者的LVEDV、LVESV 及EAT 體積等左心室功能及形態參數呈負相關，在指導β-TM 患者祛鐵治療及心血管疾病風險評估中具有重要的參考價值。