T1 mapping技术定量分析肥厚型心肌病纤维化

刘新峰 韩燕 蒲伟 刘昌杰 王荣品 田野 翟茂雄

贵州省人民医院1放射科，3心内科（贵阳550002）；2贵阳市第六医院超声科（贵阳550002）

肥厚型心肌病（hypertrophic cardiomyopathy，HCM）属于常染色体显性遗传性疾病［1］，发病率约为2‰，常因呼吸困难、心律异常、舒张功能受限等而就医，病情严重时可引起心力衰竭、青少年猝死等，其病理改变包括肥大的心肌细胞排列紊乱，胶原沉积并心肌纤维化等［2-4］，而疾病的纤维化程度与预后密切相关，T1 mapping作为一种无创定量心肌组织特征的技术，可以通过测量心肌初始T1值，来反映病变心肌组织的纤维化程度［5-6］。以往T1 mapping在HCM研究主要集中在病例组与正常组、肥厚节段、非肥厚节段心肌初始T1值的比较［7］，而本研究在此基础上根据延迟强化对LGE阴性组、LGE阳性组、正常组心肌初始T1值、射血分数及实验室检查等相关指标进行对比分析，同时对其存在的联系进行探讨。

1 对象与方法

1.1 研究对象收集2017年1月至2019年12月在我院就诊的肥厚型心肌病患者28例（男/女各14例）为病例组，年龄18～78岁，招募性别年龄差异无统计学意义的志愿者16例（男/女各8例）为对照组，病例组纳入标准［8］：（1）除外已知原因的左心室壁肥厚；（2）超声或MR测量左心室室壁厚度15 mm，若有家族史时左心室室壁厚度13 mm。对照组无MR检查的禁忌证，经问询及MR、超声检查无心脏异常。本研究经我院伦理委员会批准。

1.2 研究方法磁共振检查：采用西门子MR（1.5 T Aera），扫描前对患者讲解注意事项并训练其憋气吸气过程，扫描采用心电门控加18通道心脏线圈。先扫描心脏常规冠状、矢状位等，再对标准两腔、四腔心、左室短轴位层面扫描，短轴位扫描约6～8层，利用校正Look-Locker MOLLI（Modified Look-Locker inversion recovery，MOLLI）序列复制短轴位层面位置行T1 mapping序列扫描，参数：TR 324.96 ms，TI 209 ms，层厚8 mm，TE 1.12 ms，偏转角35°，FOV 360 mm×306 mm。扫描完成后经肘静脉以流速1～1.5 mL/s注射对比剂，剂量为0.2 mmol/kg，注射对比剂后10 min后复制短轴位及四腔、两腔层面位置行（late gadolinium enhanced，LGE）扫描。

实验室检查：受试者清晨在门诊抽取空腹静脉血，采用电化学发光免疫分析法测量氨基末端B型脑利钠肽前体（N-terminal pro-brain natriuretic peptide，NT-proBNP）的大小。

图像分析与测量：图像处理是在西门子Argus软件下完成，由两名具有3年以上心脏磁共振工作经验医生独立判断心肌LGE情况及测量心肌肥厚程度（标准四腔心层面舒张末期心肌最大短径、最大长径（短径＞15 mm的长度）、心肌的初始T1值（图1）。心肌LGE结果判定不一致时交由第3位负责心脏诊断主任医师诊断，根据肉眼观察LGE有无延迟强化将病例组分为LGE阴性组、LGE阳性组。采用兴趣区法测量左室心肌初始T1值，逐层勾画短轴心肌内外膜测量心肌T1值，取其均值为初始T1值，对于LGE阳性组，测量短轴心中层面肥厚区域及非肥厚区T2值，肥厚区域选择肥厚的中心位置，非肥厚区域选择心肌厚度最薄的区域中心，取约0.1 cm2兴趣区测量，所有结果取两位医师平均值为最终值。

1.4 统计学方法统计学计算在SPSS 19.0软件下完成，计量资料采用均数±标准差表示，采用独立样本t检验比较病例组、正常组、病例组肥厚区域及非肥厚区的心肌初始T1值，采用单因素方差分析比较LGE阴性、LGE阳性及正常组心肌的T1值及射血分数、NT-proBNP、心肌肥厚程度的差异，两两比较视方差齐性，方差齐时，采用LSD法，方差不齐时，用Games-Howell法。构建ROC曲线，分析ROC曲线鉴别LGE阴性与正常组、LGE阳性与正常组曲线下面积（area under the curve，AUC），并计算左室心肌初始T1值在鉴别LGE阴性与正常组、LGE阳性与正常组的诊断效能。

2 结果

2.1 两组间左室心肌T1 值比较病例组左室心肌初始T1值大于正常组（P ＜0.001）；病例组肥厚区域T1值大于非肥厚区域［（1 302.18±47.77）ms vs.（1 161.98±60.98）ms，P ＜0.001］。见表1。

2.2 三组间的资料比较28例患者中，15例患者无延迟强化为LGE阴性组，13例有延迟强化为LGE阳性组，占46.4%，延迟强化区主要分布在前间壁、前壁、下壁、下侧壁等，正常组无延迟强化。LGE阴性组、LGE阳性组及正常组，三组间T1值差异有统计学意义（P ＜0.001，表1），LGE阴性组与LGE阳性组间初始T1值差异无统计学意义，但均大于正常组初始T1值，差异有统计学意义。LGE阴性、LGE阳性组间的射血分数、NT-proBNP差异无统计学意义，但LGE阴性与阳性组的心肌的肥厚程度差异有统计学意义，LGE阴性组最大短径略低于LGE阳性组，但最大长径大于LGE阳性组（表2）。

表1 正常组、LGE 阴性与LGE 阳性组心肌初始T1 值比较Tab.1 Comparison of initial T1 values of left ventricular Myocardium in normal group，LGE negative and LGE positive group±s

表1 正常组、LGE 阴性与LGE 阳性组心肌初始T1 值比较Tab.1 Comparison of initial T1 values of left ventricular Myocardium in normal group，LGE negative and LGE positive group±s

注：a，病例组与正常组间统计学比较；b，LGE 阳性组与正常组间统计学比较；c，LGE 阴性组与正常组间统计学比较；d，LGE 阴性组与LGE 阳性组间统计学比较

组别 例数T1 均值t 值P 值正常组161 041.44±81.307.50＜0.001a病例组LGE 阴性组LGE 阳性组28 15 13 1 246.45±90.30 1 226.80±86.64 1 269.12±92.48 7.05 6.15-1.25＜0.001b＜0.001c 0.22d

表2 正常组、LGE 阴性与LGE 阳性组间的基本资料对比Tab.2 Comparison of relevant data among in normal group，LGE negative and LGE positive group ±s

表2 正常组、LGE 阴性与LGE 阳性组间的基本资料对比Tab.2 Comparison of relevant data among in normal group，LGE negative and LGE positive group ±s

注：正常组心肌的短径均＜15 mm，所以不存在心肌厚的长径。LGE 阴性组与LGE 阳性组间射血分数、NT-proBNP、心肌最大短径、长径作比较

基本资料射血分数（%）NT-proBNP（ng/L）心肌的最大短径（mm）心肌的最大长径（mm）正常组59.95±3.05 61.04±6.58 12.89±0.99 LGE 阴性组66.07±3.89 701.76±304.67 24.17±3.62 53.65±4.20 LGE 阳性组68.53±3.20 745.69±390.98 27.95±3.39 48.13±6.41 P 值0.082 0.741 0.009 0.011

2.3 左室心肌初始T1 值诊断效能左室心肌初始T1值鉴别LGE阴性组与正常组的AUC为0.946（图1），其敏感度为86.7%，诊断准确率为90.3%，鉴别LGE阳性组与正常组的AUC为0.966，其敏感性及准确率分别为84.6%、93.1%（表3）。

表3 左室心肌初始T1 值诊断效能表Tab.3 Diagnostic efficacy table of initial T1 value of left ventricular myocardium

图1 肥厚型心肌病患者Fig.1 The patients with hypertrophic cardiomyopathy

3 讨论

目前，T1 mapping在心肌梗死、心肌炎，肥厚心肌病等的研究已经有一段时间［7，9-11］，并取得了一些进展，但对于HCM患者及正常组的实验室指标、心肌肥厚程度等与其心肌T1值间有无联系研究较少，NT-proBNP作为心肌损伤重要的实验室检查指标，其与心肌纤维化程度关系密切。因此，本研究首先通过比较病例组与正常组左室心肌初始T1值来定量心肌的纤维化程度；再进一步对比LGE阴性、LGE阳性组及正常组射血分数、NT-proBNP、心肌肥厚程度等来分析与心肌初始T1值有无联系，同时对心肌初始T1值的诊断效能做简单分析。

3.1 T1 mapping 技术定量分析HCM 纤维化本研究结果表明，病例组心肌初始T1值大于正常组，病例组肥厚区域心肌初始T1值大于非肥厚区域T1值，这与以往在HCM纤维化定量方面的研究结果基本一致，CUI等［12］采用T1 mapping定量HCM及扩张型心肌病时指出，DCM和扩心病患者心肌初始T1值均高于健康志愿者，而且心肌初始T1值对HCM组和DCM组的鉴别具有一定的诊断意义。PAREKH等［13］研究也表明患有HCM患者的心肌初始T1值大于正常组，而且肥厚节段心肌T1值大于非肥厚节段T1值。肥厚型心肌病心肌初始T1值之所以延长，是由于当HCM发生心肌纤维化病变时，心肌细胞膜的通透性改变，引起细胞水肿，再加上分泌的胶原蛋白，均可引起T1值增加，心肌纤维化程度越重，心肌初始T1值越高。

HCM心肌受损时，成纤维母细胞变为激活态成纤维细胞，大量繁殖纤维细胞并迁移、分泌胶原蛋白等表现为弥漫性纤维化［14］，随着病变发展，病变严重区心肌老化坏死形成瘢痕（局灶性纤维化）。LGE基于对比剂在局灶病变区滞留表现为高信号，但对弥漫性纤维化不能明确显示。XU等［15］定量分析LGE阴性HCM患者的纤维化研究提示LGE阴性的HCM虽无瘢痕心肌（局灶性纤维化），但HCM患者存在弥漫性心肌纤维化。本研究分组后的LGE阴性组心室心肌初始T1值大于正常组，也说明HCM患者存在弥漫性纤维化，但LGE阴性组与LGE阴性组间心肌初始T1值无差异。目前，关于LGE阴性组、LGE阳性组纤维化程度学者研究结果并不一致，孙英杰等［16］在扩张型心肌病纤维化研究，LGE阳性组与阴性组间T1值差异无统计学意义。初始T1值诊断心肌纤维化的AUC达0.95，但刘钢等［17］在心肌炎纤维化研究中，LGE阴性组小于LGE阳性组初始T1值。笔者通过比较射血分数、心肌的纤维化程度及NT-proBNP发现，LGE阳性组舒张末期最大短径大于阴性组，但最大长径小于阴性组，说明LGE阳性组心肌局部纤维化程度大于阴性组，但纤维化的范围小于阴性组，从而使其LGE阴性组整体纤维化程度与LGE阳性组差异无统计学意义。朱黎等［18］采用延迟强化评价HCM的纤维化程度表明，HCM患者的纤维化程度程度评分与NTproBNP含量呈正相关。而本研究两组间的射血分数、NT-proBNP无明显差异，再次印证了两组间整体纤维化程度无明显差异。

3.2 T1 mapping在HCM中的诊断效能T1 mapping作为新的定量技术，在定量心肌纤维化方面敏感性要优于T2WI、LGE。有研究［19］发现心肌T1值鉴别急性心肌炎组与对照组敏感性及准确性可达90%左右。在HCM鉴别诊断方面，心肌T1值鉴别肥厚节段与正常节段敏感性可达92%［20］，本研究中发现心肌初始T1值鉴别LGE阴性与正常组、LGE阳性与正常组准确性均在90%以上，敏感性也在85%左右，具有较高诊断效能，此外，在肥厚心肌病与淀粉样变性、安德森法布里病鉴别方面［21-22］，也具有一定诊断价值，与淀粉样变性鉴别其敏感性、特异性在80%左右，与安德森法布里病鉴别能力更高，其鉴别安德森法布里病与HCM的敏感性为97%，准确性为95%。

本研究存在一定不足，由于样本量偏少，统计学比较可能存在偏倚，LGE阳性区域即瘢痕心肌的面积、体积所占左室心肌的比例受西门子软件功能的限制未能测量，实验也未对HCM病程中心肌初始T1值动态变化进行跟踪测量。下一步将增加样本量，同时在患者知情同意前提下，将患者心肌初始T1值检查增加到4次，分别为入院前、治疗中，出院前1～2 d及出院后1个月随访，进而对患者纤维化程度变化过程进行监测分析。同时积极争取购买新的心血管软件，对瘢痕心肌的面积、体积所占左室心肌的比例等参数进行完善。

总之，T1 mapping技术可以通过测量心肌初始T1值反映HCM心肌的纤维化程度，同时心肌初始T1大小与心肌肥厚程度密切相关。新的研究表明T2 mapping也可以用来反映HCM的心肌纤维化程度［23-24］，将在以后的研究中联合T2 mapping对HCM心肌的纤维化程度进行多模态研究。