对比标准差法与绝对阈值法心脏MR T2* mapping技术定量评估心肌内出血

陈铟铟，金 航，任道元，杨 姗，赵士海，恽 虹，曾蒙苏*

(1.复旦大学附属中山医院放射科，3.心内科，上海 200032；2.复旦大学上海医学院影像学系，上海 200032)

心肌内出血(intramyocardial hemorrhage,IMH)是ST段抬高型心肌梗死(ST-segment elevation myocardial infarction,STEMI)再灌注后主要并发症之一[1-3]。心脏MR T2*mapping技术[4]是定量评估IMH的标准方法，包括基于观察者的标准差法及无观察者依赖性的绝对阈值法；前者以低于远处心肌平均信号强度2个标准差区域为IMH，即以平均信号强度减2个标准差(mean-2SD)[5]且存在病理学依据[6-7]为标准，后者则以评估全心铁负荷时1.5T场强下的推荐阈值[8]，即T2*<20 ms区域为IMH[9]。目前认为标准差法和绝对阈值法的价值均有待观察[4]，且其与成像场强的关系亦未明确。本研究观察标准差法与绝对阈值法T2*mapping技术于1.5T和3.0T场强下定量评估STEMI再灌注后IMH的差异。

1 资料与方法

1.1 一般资料 前瞻性纳入2019年3月—10月70例于复旦大学附属中山医院接受经皮冠状动脉介入治疗(percutaneous coronary intervention,PCI)的STEMI患者。以1∶1比例随机均分为1.5T组和3.0T组。纳入标准：①于STEMI起病后24 h内接受PCI再灌注治疗；②PCI术后1周内接受心脏MR检查。排除标准：①既往心肌梗死(myocardial infarction,MI)病史、严重对比剂过敏史；②心律失常等其他心血管疾病；③肾功能不全；④存在金属假体植入物；⑤幽闭恐惧症等无法接受T2*mapping评估的情况。本研究获院伦理委员会批准。检查前患者均签署知情同意书。

1.2 仪器与方法 于PCI术后5～7天及6～8个月，分别采用Siemens 1.5T(Area)或3.0T(Verio)MR仪行心脏MR扫描。嘱患者仰卧，采集稳态自由进动(steady-state free precession,SSFP)序列(1.5T)/快速小角度激发(fast low angle shot,FLASH)序列(3.0T)及T2*mapping图像；之后经肘静脉以2 ml/s流率注射钆喷酸葡胺(0.2 mmol/kg体质量)，10 min后行短轴位及长轴位钆对比剂延迟强化成像(late gadolinium enhancement,LGE)。1.5T扫描参数：SSFP序列，TR/TE 2.5/1.1 ms，FA 80°，层厚8 mm；T2*mapping，多回波梯度回波序列，TR 800 ms，TE 2.2～14.8 ms，间隔1.8 ms，共8个回波，FA 18°，带宽814 Hz，层厚8 mm；LGE，相位敏感反转恢复(phase-sensitive inversion recovery,PSIR)序列，TR 11 ms，TE 3.2 ms，TI 300 ms，FA 25°，带宽140 Hz。3.0T扫描参数：FLASH序列，TR 40.4 ms，TE 2.4 ms，FA 12°；T2*mapping，TR 149 ms，TE 1.7～17.1 ms，间隔2.2 ms，共8个回波，FA 10°，带宽1 030 Hz；LGE，TR 750 ms，TE 1.6 ms，TI 300 ms，FA 20°，带宽465 Hz。

1.3 图像分析

1.3.1 定量IMH T2*值和容积百分比 由1名具有7年以上心脏MR诊断经验的放射科医师以Cvi42软件(Circle Cardiovascular Imaging Inc.,Calgary,Canada)分析图像，以LGE图像示信号强度高于远处心肌平均信号强度5个标准差的区域为MI[10]，手动描记微血管阻塞(microvascular obstruction,MVO)区，将其计入MI；分别以标准差法和绝对阈值法于TE最长T2*WI中识别MI内低信号；于远处心肌避开乳头肌、肌小梁和受偏共振伪影影响区域放置ROI，以平均信号强度低于其 2个标准差的区域为IMH(标准差法)[5]或以T2*mapping图像中T2*值<20 ms区域为IMH(绝对阈值法)[9]，测量IMH急性期(PCI术后5～7天)及慢性期(PCI术后6～8个月)全心IMH T2*值和IMH容积在左心室容积中所占百分比(IMH容积百分比)。

1.3.2 确定等效T2*阈值 采用绝对阈值法时，基于AHA 16节段法摒除心尖部，分析各心肌节段；参考标准差法，以心肌节段内低信号区域面积占比至少5%的节段为IMH节段，观察不同T2*阈值(5～45 ms)诊断IMH的敏感度和特异度；绘制受试者工作特征(receiver operating characteristic,ROC)曲线，确定绝对阈值法与标准差法等效的T2*阈值，即等效T2*阈值，观察其与标准T2*阈值(20 ms[9])的诊断效能差异；最后基于全心水平比较标准差法与等效T2*阈值绝对阈值法定量的IMH容积百分比。

1.4 一致性检验 2周后由上述医师及另一名具有5年以上心血管影像学诊断经验的放射科医师分别随机抽取1.5T组和3.0T组各10例，测量IMH T2*值，用于观察者内及观察者间一致性检验。

1.5 统计学分析 采用SPSS 20.0统计分析软件。以±s表示符合正态分布的计量资料，行t检验；采用χ2检验比较计数资料。以组内相关系数(intra-class correlation coefficient,ICC)行一致性检验，ICC≥0.75为一致性好。采用DeLong检验比较曲线下面积(area under the curve,AUC)。P<0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 一般资料及MRI参数 共40例STEMI患者发生再灌注后IMH，1.5T组与3.0T组各20例，2组患者年龄、性别、BMI、心血管危险因素及心脏MRI参数差异均无统计学意义(P均>0.05)，见表1。

表1 STEMI患者基线特征比较

2.2 定量评估IMH 1.5T场强下，标准差法与绝对阈值法识别的IMH位置无明显差异，但后者范围小于前者(图1)；3.0T场强下，2种方法识别的IMH位置及范围均无明显差异(图2)。

1.5T场强下，标准差法所测IMH的T2*值及容积百分比均大于绝对阈值法(P均<0.05)；3.0T场强下，标准差法所测IMH急性期容积百分比小于绝对阈值法(P<0.05)。见表2、3。

表2 标准差法与绝对阈值法所测STEMI患者全心IMH的 T2*值(ms，n=40)

2.3 等效T2*阈值分析 1.5T场强下，以22 ms为绝对阈值法的等效T2*阈值，其诊断急、慢性期IMH的AUC分别为0.94[95%CI(0.85，0.98)]和0.90[95%CI(0.78，0.96)](P均<0.001)，敏感度、特异度、准确率分别为94.44%、92.86%及94.12%和90.52%、88.89%及90.24%；其诊断急性期IMH的AUC(0.94)与标准T2*值(0.90)差异无统计学意义(Z=1.86，P=0.06)，而诊断慢性期IMH的AUC(0.90)显著大于标准T2*值(0.84；Z=2.08，P=0.04)。等效T2*阈值下，绝对阈值法与标准差法量化的急、慢性期IMH容积百分比差异均无统计学意义(P均>0.05)。见图3。

3.0T场强下，以18 ms为绝对阈值法的等效T2*阈值，其诊断急性期IMH的AUC为0.98[95%CI(0.92，0.99)](P<0.001)，敏感度、特异度及准确率分别为96.72%、100%及97.36%；以20 ms为等效T2*阈值，其诊断慢性期IMH的AUC为0.96[95%CI(0.86，0.99)](P<0.001)，敏感度、特异度及准确率分别为91.11%、100%及92.45%；以等效T2*阈值(18 ms)诊断急性期IMH的AUC(0.98)与标准T2*值(0.92)差异无统计学意义(Z=1.47，P=0.14)。等效T2*阈值下，绝对阈值法与标准差法量化的急、慢性期IMH容积百分比差异亦无统计学意义(P均>0.05)。见图4。

2.4 一致性分析 1.5T及3.0T下，以标准差法和绝对阈值法所测IMH T2*值的观察者内及观察者间一致性均好(ICC均>0.85)。

3 讨论

血清铁蛋白和肝脏铁含量均无法有效评估心肌铁负荷[11]，而心脏活检则存在一定风险，使得心脏T2*mapping技术成为评估血色病或输血性铁质沉着症引起心肌铁超负荷的无创性标准[12]；但出血性MI的病理基础与整体心肌铁过载不同，可用于评估全心铁负荷的20 ms T2*阈值并不一定适用于定量心肌局部铁沉积；同时，铁的偏共振效应与场强相关，1.5T场强下的20 ms T2*阈值也并不一定适用于3.0T MRI评估IMH[12]。目前仅以mean-2SD标准诊断IMH已获病理学验证[6-7,13]，但相关动物及临床研究仍多以绝对阈值法定量IMH，使得比较1.5T和3.0T场强下以标准差法与绝对阈值法定量评估IMH的差异具有重要意义。

本研究发现，1.5T场强下，标准差法所测IMH T2*值及容积百分比均大于绝对阈值法；3.0T场强下，2种方法测得的T2*值无明显差异，而采用标准差法所测IMH急性期容积百分比小于绝对阈值法。1.5T场强下，以等效T2*阈值绝对阈值法诊断急性期IMH的AUC与标准T2*值无明显差异，其诊断慢性期IMH的AUC显著大于标准T2*值，而在3.0T场强时则均无明显差异，提示在1.5T场强下，适当调整绝对阈值法的T2*阈值可使其与标准法的评估效能更为接近。

表3 标准差法与绝对阈值法所测STEMI患者全心IMH容积百分比的差异(%，n=40)

本研究的主要不足：①样本量小；②未经病理学验证；③仅针对Siemens MR仪进行观察，所获结果是否适用于其他设备有待验证。

综上，标准差法与绝对阈值法T2*mapping技术于1.5T及3.0T场强下定量评估STEMI再灌注后IMH均存在一定差异，特别是1.5T场强下，适当调整绝对阈值法T2*阈值可减小其差异。