心脏磁共振DWI序列对肥厚型心肌病心肌纤维化诊断价值及与NTProBNP相关性分析＊

聂伟霞 高 立 李 涯 袁旭春 胡国迎

中国医学科学院阜外医院深圳医院 (广东 深圳 518000)

肥厚型心肌病(hypertrophic cardiomyopathy，HCM) 是一种以不明原因的弥漫性或节段性左心室肥厚为特征的遗传性心脏病，是年轻人心源性猝死的主要原因[1]。常伴有心肌纤维化。尸检研究表明，由于细胞间胶原纤维沉积，纤维化在局灶性瘢痕和弥漫性瘢痕中表现出共同的特征[2]。评估心肌纤维化和测定纤维化程度对肥厚型心肌梗死患者有重要的预后价值[3-5]。

随着磁共振技术的发展，多 b 值弥散加权成像技术(Diffusion Weighted Imaging，DWI)已逐步应用于心肌损伤的检查中，可定量测定心肌血流灌注和细胞组织内水分子的弥散情况，评价心肌损伤的程度和范围，在探测急性心肌梗死心肌水肿方面有一定的优势。但目前，此技术应用于心肌纤维化方面研究较少。本研究主要探讨心脏磁共振(Cardiac Magnetic Resonance，CMR)多个低 b 值 DWI技术的在肥厚型心肌病心肌纤维化诊断的应用，测量心肌节段的表观弥散系数值(Apparent Diffusion Coefficient,ADC)，研究ADC对心肌纤维化诊断价值。

1 资料与方法

1.1 研究对象分析2018年1月至2021年2月临床诊断肥厚型心肌病患者66例，男49例，女17例，年龄 25～77岁，平均年龄 52岁，并进行磁共振检查，心率为 54～78次/min，体重指数 17.3～28.6 kg/m2，射血分数(Ejection Fraction，EF)为 30%～74%，左室舒张末期容量指数(End-diastolic volume index EDVi)为 24～94mL/m2。

纳入标准为[6]：1无肥厚型心肌病家族史的成人左室最大壁厚≥为15 mm，有肥厚型心肌病家族史的成人左室最大室壁厚度≥为13mm。2肥厚型心肌病患者的排除标准为已知的冠心病、高血压(HTN)、严重瓣膜病、肾功能损害(肾小球滤过率低于45ml/min/1.73m2)或任何心脏MR增强的禁忌症；另选择健康志愿者21例，男16例，女5例，年龄 12～72岁，平均年龄 51岁，无任何心血管疾病或全身疾病。该研究得到机构研究伦理委员会的批准，所有参与者均提供了书面知情同意书。

1.2 CMRI扫描参数CMR在3.0T磁共振(MR)机(Ingenia，Philips)上进行。对于电影成像，通过稳定的自由进动电影成像评估左心室质量和功能分析。序列参数如下：重复时间(TR)，2.8 ms；回声时间(TE)，1.4毫秒;翻转角45°视场(FOV)，通常为330×350 mm2，但根据需要进行了修改以最大程度地减少伪影；体素尺寸3×3×78mm3。采用单次激发回波平面成像序列进行DWI成像。DWI在舒张末期进行，由标准电影成像识别，并通过心电门控和呼吸导航仪(一个b0图像，三个正交扩散方向，b=350s/ mm2，由二阶运动补偿扩散制备的bSSFP)如下：翻转角90° ;TR/ TE，800/77毫秒；带宽，1449 Hz/像素;回波列长度61；矩阵152×122;视野230×230mm;体素尺寸1.2×1.2 mm2;截面厚度为10毫米。

1.3 数据分析所有分析均由两位分别在心血管放射学领域拥有10年以上和8年的经验。在专用的采集平台(Multimodality Workplace；Phillips Healthcare)上进行ADC的测量值和DWI图像的分析。并搜集患者入院的首次血液NT-ProBNP检查结果。

所有连续数据用均值±标准差(SD)表示，所有统计分析使用SPSS Version 23(IBM Corporation，Armonk，New York)。使用独立样本t检验来比较连续变量。对不同的变量相关性采用Pearson相关系数。P值小于0.05被认为具有统计学意义。

病例组和对照组均分别在近中远段三层ADC图像上测量相应的ADC值，分别对HCM组与正常对照组、肥厚型心肌病患者LGE阳性及阴性组间的ADC值数据进行比较。并分析HCM患者的ADC与临床检验指标NT-ProBNP的相关性。

2 结果

2.1 正常组与病例组间的基本情况(体重指数、心率、左室大小、左室EDVI、EF等)(表1)无明显差别。肥厚型心肌病患者ADC值、Pro-BNP较正常对照组均有所升高，且P＜0.05，具有统计学意义(表2)。

表1 肥厚型心肌病与正常对照组间基本情况

表2 对照组与病例组ADC值、Pro-BNP、CaTI

2.2 HCM患者LGE+与LGE-亚组间LGE+组ADC值较LGE-组ADC值升高，但无统计学意义，P值＞0.05；LGE+与LGE-组间Pro-BNP值差异具有统计学意义(表3)。

表3 肥厚型心肌病患者LCG+与LGE-亚组间ADC值及Pro-BNP

2.3 HCM患者ADC值升高与临床检验指标Pro-BNP值升高存在线性相关随着Pro-BNP值的升高、ADC值增加(图1)。

图1 显示LGE+和LGE-组中ADC值分布的箱图。水平线表示平均值和SD。图2 ADC值与Pro-BNP相关散点图，可以看出两者之间存在线性相关关系，P值＜0.05，差异具有统计学意义。图3 为肥厚型心肌病患者肥厚,图3A示肥厚心肌层面ADC值明显升高，图3B为延迟强化(LGE)，肥厚心肌节段可见斑片状强化。图4 为正常对照，图4A可见正常心肌ADC值较肥厚心肌减低，LGE未见异常强化。

3 结论

我们的研究表明，肥厚型心肌病病例组ADC明显高于正常对照组，差异具有统计学意义，证实了心肌纤维化的弥散状态，从而有可能量化纤维化。在亚组分析中，HCM-LGE+组ADC值较HCM-LGE-组ADC值升高，差异无统计学意义；在HCM LGE-和正常对照组之间，ADC值升高，差异无统计学意义。本文亦发现了HCM心肌ADC值与NT-ProBNP相关性，NT-ProBNP升高组ADC值高于NT-ProBNP正常组，且随着NT-ProBNP升高，ADC值增加，两者呈正相关，具有统计学意义，因此DWI可以量化HCM心肌的纤维化程度。DWI能够解释心肌细胞外空间和细胞内区域的潜在变化。低b值DWI可能反映了细胞外情况，其记录了细胞外纤维化的变化。这些细胞之间发生了快速的水交换。因此，无需造影剂注射即可了解细胞外情况。

心肌纤维化是多种心血管疾病(如高血压、心肌梗死、心衰、心律失常)发展到一定阶段的共同病理改变[6]。无对比剂定量心脏MR技术已被证明是评估慢性心肌梗死替代性心肌纤维化的一种有前途的技术。弥散加权成像(DWI)已经在组织学上得到验证，可以检测心肌梗死瘢痕组织中的心肌纤维化区域和心力衰竭中的弥漫性心肌纤维化区域。

近年来，EP成像和MR方法(平行成像，多通道线圈和高梯度振幅)得到了迅速发展，并使其能够在CMRI中应用扩散成像[7]。先前的大多数研究[8-13]都集中于DWI在缺血性心肌病中识别心肌水肿的临床可行性。Potet等[14]报道，急性心肌水肿可以通过DWI有效识别。DW-心脏MRI对弥漫性心肌纤维化具有敏感性，也可以表征HCM患者的心肌纤维化程度[15-17]。然而，本文将DW-CMRI序列用于鉴定HCM受试者的纤维化，也验证了DWI对心肌纤维化定量的价值及临床意义。有文章报告[15]，与非纤维化区域相比，纤维化区域的ADC显著增加，与我们的研究结果一致。当前的研究表明，DWI在评估心肌纤维化方面具有临床诊断价值。

脑钠肽(Brain natriuretic peptide，BNP) 由心室肌细胞合成和分泌，BNP 是危险分层、评估病情、评价疗效、判断预后的敏感指标。本研究了HCM患者ADC值与临床表征心肌损伤BNP指标的相关性，以此根据ADC值的升高程度来量化心肌纤维化程度，为临床HCM诊断及治疗效果评估提供一种无创、可靠的检查手段。

在当前在这项研究中，DWI被用于对HCM受试者中不同程度的纤维化进行量化。心脏DWI更具挑战性和要求，并且会受到所用b值的影响。b值的选择范围允许在技术要求满足的情况下为心肌描绘提供足够的SNR比。因此，b值可能需要优化。我们选择b值设置为0s/mm2、50s/mm2、350s/mm2，这与刘明熙等[18]研究中使用低b值相似。

综上所述，DWI可用于识别HCM患者的弥漫性心肌纤维化。并对其纤维化程度进行量化。且DWI相对于LGE无需对比剂，对肾功能不全患者带来更大帮助。但是，DWI要求更高且更具挑战性。由于它基于患者的心律，因此需要人为地对采集窗口进行更多调整，并且需要更多时间。有关DWI-CMR的更详细研究对于更准确和定量区分弥漫性和局灶性性纤维化是必要的。