T1 mapping技術用于評估心尖肥厚型心肌病患者心肌釓沉積

楊宏志,蘭 天,楊如武

(1.西電集團醫院醫學影像科,陜西 西安 710077;2.國家心血管病中心 北京協和醫學院 中國醫學科學院阜外醫院磁共振影像科,北京 100037)

含釓對比劑(gadolinium-based contrast agent, GBCA)是目前臨床應用最多的MR對比劑,不良反應發生率低,安全性高,但存在引發腎源性系統性纖維化的風險[1]。反復注射GBCA可致顱腦、骨骼、皮膚、腎臟及心臟等處釓沉積,且針對顱腦釓沉積的研究[2-3]較多,而對心肌釓沉積關注較少。本研究觀察T1 mapping技術用于評估心肌釓沉積的可行性。

1 資料與方法

1.1 研究對象 收集2018年5月—2023年5月于西電集團醫院和中國醫學科學院阜外醫院就診的60例心尖肥厚型心肌病(apical hypertrophic cardiomyopathy, AHCM)患者,男42例、女18例,年齡39～86歲、平均(53.5±15.0)歲;根據是否接受GBCA注射分為增強組和對照組,每組30例。納入標準：①心臟MRI顯示舒張末期左心室短軸位心尖室壁厚度≥15 mm,或心尖厚度與左心室后壁厚度比值>1.5,符合診斷AHCM標準[4];②增強組接受1次GBCA心臟增強MR檢查及Native T1 mapping掃描,或接受多次心臟增強MR檢查,且末次復查時Native T1 mapping顯示心肌病灶延遲強化與首次相比無明顯改變;③對照組于首次心臟MR檢查時接受Native T1 mapping掃描,且既往未曾接受GBCA注射。排除標準：①圖像偽影明顯、無法測量;②高血壓、高血脂、糖尿病病史3年及以上或3年以下但控制不佳。本研究經院倫理委員會批準(20220627-01、IRB2012-BG-006),檢查前患者均簽署知情同意書。

1.2 儀器與方法 采用Siemens Magnetom Skyra 3.0 T MR儀及體線圈行心臟掃描。囑患者屏氣,以穩態自由進動序列及回顧性心電門控技術采集左心室長軸位(四腔心、兩腔心、三腔心)及短軸位電影序列,掃描參數：TR 39.2 ms,TE 1.4 ms,FOV 340 mm×286 mm,FA 51°;將左心室四腔心電影序列圖中垂直于左心室長軸的左心室基底部、中間部和心尖部短軸平面定位為掃描層面,應用改良Look-locker反轉恢復序列采集單層Native T1 mapping(圖1),掃描參數：TR 280.6 ms,TE 1.1 ms,FOV 360 mm×306 mm,觸發延遲時間544 ms,NEX 3,帶寬1 085 Hz/像素。心臟釓對比劑延遲強化(late gadolinium enhancement, LGE)掃描中,經外周靜脈以2.5 ml/s流率注射釓噴酸葡胺(0.5 mmol/ml,拜耳)0.2～0.3 mmol/kg體質量,于10～15 min后采集心臟圖像。

圖1 增強組患者,男,39歲,AHCM A.左心室舒張末期四腔心電影序列圖示心尖部心肌增厚(箭);藍線B、M、A分別為左心室基底部、中間部及心尖部Native T1 mapping掃描定位層面; B、C.左心室短軸位基底部(B)及中間部(C)T1 mapping圖未見心肌增厚,信號未見異常; D.左心室短軸位心尖部T1 mapping圖示心肌增厚(箭)但未見異常信號; E.16節段心肌模型圖示左心室心肌各節段T1值為1 070～1 271 ms

1.3 圖像分析 將增強組末次、對照組首次心臟MRI導入Medis軟件(荷蘭Cardiovascular Imaging),由2名具有2年以上心臟MRI診斷經驗的主治及以上職稱醫師閱片,測量心尖厚度及射血分數,并應用美國心臟學會16節段心肌模型(圖1),避開心肌外血池或周圍組織,于左心室基底部、中部和心尖部短軸 T1 mapping圖中手動分割左心室心肌,分別以左心室1～6、7～12、13～16節段的平均T1值為基底部、中部和心尖部心肌T1值,并測量相應層面脾臟T1值;取2名醫師測值的平均值進行分析。計算心肌T1相對值(T1 relative value, T1R)：T1R基底部心肌=T1基底部心肌/T1基底部層面脾臟,T1R中部心肌=T1中部心肌/T1中部層面脾臟,T1R心尖部心肌=T1心尖部心肌/T1心尖部層面脾臟。

1.4 統計學分析 采用SPSS 25.0統計分析軟件。采用Shapiro-Wilk檢驗評估計量資料的正態性,以±s表示符合正態分布者,采用獨立樣本t檢驗行2組間比較,以單因素方差分析行多組間比較;以中位數(上下四分位數)表示不符合正態分布者,行Mann-WhitneyU檢驗。以χ2檢驗比較計數資料。對增強組T1R分別基于性別、年齡、體質量指數(body mass index, BMI)、心功能,以及有無高血壓、高脂血癥、糖尿病,心尖厚度、射血分數、延遲強化、首次增強檢查至末次復查間隔時間及GBCA總量進行進一步分析,其中年齡、BMI、射血分數、心尖厚度、間隔時間及GBCA總量均以均值作為界值。P<0.05為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 基本資料 組間患者性別、年齡、BMI,心功能紐約心臟病學會(New York Heart Association, NYHA)分級及高血壓、高血脂及糖尿病病史差異均無統計學意義(P均>0.05),見表1。

2.2 MRI參數 組間心尖厚度、射血分數及各心肌T1R差異均無統計學意義(P均>0.05)。增強組內左心室不同部位心肌T1R差異均無統計學意義(F=0.765,P=0.468)。見表2。

表2 60例AHCM患者心臟MRI參數比較

2.3 增強組內T1R分析 增強組30例中,26例接受1次、3例接受2次、1例接受3次GBCA注射;首次增強檢查至末次復查時間間隔11～131個月、平均68.90個月,GBCA總劑量11～42 ml、平均16.47 ml;LGE顯示21例存在延遲強化,包括20例累及心尖部(部分同時累及室間隔插入部、鄰近下壁、側壁、前壁及乳頭肌)、1例僅累及室間隔,強化方式為局灶性肌壁間強化或心內膜下強化。增強組內不同性別、有無高血壓患者間心肌T1R差異均有統計學意義(P均<0.05),其余各不同參數患者間心肌T1R差異均無統計學意義(P均>0.05)。見表3。

表3 增強組內心肌T1R分析

3 討論

目前針對心肌釓沉積的研究尚少。SWAMINATHAN等[5]對10例曾接受20～100 ml GBCA注射者進行尸檢,發現其心臟、大血管及皮膚均存在較多釓沉積。心肌穿刺活檢為有創檢查,難度大、風險高。T1 mapping為無創MR新技術,通過采集左心室心肌在多個心動周期相同時相(一般為舒張末期)的不同翻轉時間點的數據并加以后處理,可有效定量評估T1值并借以反映心肌釓沉積[6-8];相比既往研究[9]采用常規T1信號強度比值,T1 mapping評估顱腦釓沉積更為準確。采用改良Look-locker反轉恢復序列采集AHCM患者Native T1 mapping圖以評估左心室各段心肌T1值具有掃描時間短、圖像質量佳等優勢[10]。

多項研究[11-12]結果顯示,通過多參數多序列成像,心臟MRI可較好地顯示心肌組織病理學變化,如充血、水腫、壞死和纖維化等,進而對心肌組織學特征進行定性,尤其LGE和T1 mapping所示心肌纖維化與病理學結果的一致性較好。心肌T1值主要由組織細胞和細胞外間質共同決定,心肌纖維化為細胞外間質發生改變所致[6]。心臟MR檢查時,心肌纖維化區域增強后出現GBCA滯留并表現為高弛豫率使T1值較增強前縮短,而對比劑排出后纖維化區域T1值接近增強前水平[13]。根據顱腦釓沉積相關研究[9]結果,推測心肌出現釓沉積將使其T1值縮短。

釓噴酸葡胺為線型對比劑,更易導致釓沉積[9,14]。本研究對60例AHCM患者采集T1 mapping圖并獲得心肌T1值,因其心肌肥厚,易于測量T1值;根據臨床經驗,以同層面實質信號尚均勻的脾臟T1值作為基準計算T1R,以降低測量誤差及個體誤差;結果顯示增強組與對照組左心室T1R基底部、T1R中間部、T1R心尖部差異均無統計學意義,且增強組內左心室各段心肌T1R差異亦無統計學意義,這意味著AHCM患者在接受GBCA增強后數年甚至十數年后其肥厚心肌及非肥厚心肌中均未見明顯釓沉積。本研究結果與SWAMINATHAN等[5]的結果不同,可能原因如下：①本研究以T1R間接評估心肌釓沉積,而該研究通過心肌活檢進行定量檢測,敏感性更高;②本研究增強組僅5例(5/30,16.67%)、而該研究10例中的7例(7/10,70%)有糖尿病病史,推測糖尿病易致微循環障礙[15]進而引起釓沉積;③本研究增強組患者僅1例接受3次GBCA注射,而該研究中8例接受注射劑量≥40 ml或多次注射。

本研究增強組除不同性別及有無高血壓患者之間外,其余不同對比參數患者間心肌T1R差異均無統計學意義。女性患者各部位心肌T1R均低于男性患者,可能與遺傳、微環境穩定性、體內電解質濃度、轉運蛋白等有關[9];無高血壓患者不同部位心肌T1R均低于合并高血壓者,除受上述因素影響外,還與心肌微循環相關,有待進一步研究。

綜上所述,T1 mapping技術可用于評估AHCM患者心肌釓沉積。但釓在體內沉積的機制復雜,本研究僅為單中心回顧性分析,樣本量有限,GBCA總劑量較少,有待進一步觀察。

利益沖突：全體作者聲明無利益沖突。

作者貢獻：楊宏志查閱文獻、研究設計、研究實施、統計分析、撰寫和修改文章;蘭天研究設計、圖像處理、修改文章;楊如武指導、研究設計、審閱文章。