心臟MR T2* mapping技術(shù)定量評價2型糖尿病患者左心室心肌改變

楊 智，李 睿，付 兵*，李春平，楊 帆，王文斌

(1.成都市第五人民醫(yī)院放射科，四川 成都 611130；2.川北醫(yī)學院附屬醫(yī)院放射科，四川 南充 637000)

2013年我國成年人2型糖尿病(type 2 diabetes mellitus, T2DM)前期病變發(fā)病率高達35.7%[1]。T2DM是心血管疾病的重要危險因素之一，主要原因為機體糖代謝紊亂造成心臟微血管損害及心肌損傷，從而引發(fā)廣泛心臟結(jié)構(gòu)及功能損害，最終導致心力衰竭。心臟MR是目前評價心臟結(jié)構(gòu)及功能的“金標準”。T2*mapping是一種新的心臟MR技術(shù)，基于多個梯度回波采集信號，有助于檢出心肌的微小血管病變、心肌缺血及微出血[2-3]。本研究通過T2*mapping技術(shù)定量評價T2DM患者左心室各節(jié)段心肌及各支冠狀動脈供血區(qū)心肌改變。

1 資料與方法

1.1 一般資料 收集2014年9月—2017年10月川北醫(yī)學院附屬醫(yī)院收治的T2DM患者54例(T2DM組)，男25例，女29例，年齡35～81歲，平均(55.4±9.6)歲，體質(zhì)量指數(shù)(body mass index， BMI)19.30～28.40 kg/m2，平均(24.22±1.96)kg/m2，T2DM病程4～26年，平均(9.68±4.35)年。納入標準：①符合《中國2型糖尿病防治指南(2013年版)》[4]診斷標準；②超聲心動圖檢查未見明顯異常；③冠狀動脈造影未見明顯異常；④接受心臟MR檢查。排除標準：①有心前區(qū)疼痛、心悸、心慌等癥狀；②左心室射血分數(shù)(left ventricular ejection fraction， LVEF)<50%；③存在區(qū)域室壁運動異常及并發(fā)心臟瓣膜?。虎芨哐獕?、貧血、冠心病、高脂血癥及慢性阻塞性肺疾病、先天性心臟病、嚴重心律失常；⑤既往有心臟手術(shù)史。收集同期健康志愿者43名(正常對照組)，男19名，女24名，年齡37～72歲，平均(54.2±8.6)歲，BMI 18.40～27.30 kg/m2，平均(22.62±1.72)kg/m2；心電圖、X線胸片、超聲心動圖及血糖檢查均無異常，無糖尿病及心臟病史及相關(guān)臨床癥狀。本研究經(jīng)我院醫(yī)學倫理委員會批準，受試者均知情同意。

1.2 儀器與方法

1.2.1 心臟MR檢查 采用GE DV750 3.0T超導型MR掃描儀，16通道心臟線圈，常規(guī)掃描初步觀察心臟結(jié)構(gòu)及功能。采用T2*mapping序列掃描獲得8回波心臟兩腔心短軸及左心房室兩腔心長軸圖像，掃描參數(shù)：TR 41.1 ms，TE分別為1.10、2.44、3.77、5.10、6.42、7.75、9.08、10.41 ms，層厚7.0 mm，層間距2 mm，共掃描5層，F(xiàn)OV 26 mm，矩陣256×256，NEX 1。增強掃描對比劑為Gd-DTPA,劑量 0.2 mmol/kg體質(zhì)量，流率2.0 ml/s，注射對比劑后以相同流率注射20 ml生理鹽水，15 min后行延遲期增強掃描。

1.2.2 圖像分析 由2名具有5年以上心臟MR圖像后處理經(jīng)驗的技師采用Segment軟件(v1.7 R2797)及CMRtools軟件(Thalassaemia tools)分析T2DM組及正常對照組心臟MRI，測定左心室各節(jié)段心肌及各支冠狀動脈供血區(qū)心肌的T2*值(圖1、2)，取2名技師測定T2*值的平均值作為最終檢測值。參照文獻[5]方法劃分左心室心肌節(jié)段及冠狀動脈供血區(qū)。

1.3 統(tǒng)計學分析 采用SPSS 16.0統(tǒng)計分析軟件。計量資料以±s表示。采用獨立樣本t檢驗比較T2DM組與正常對照組左心室心肌T2*值及年齡、BMI的差異，采用χ2檢驗比較2組間性別組成的差異。P<0.05為差異有統(tǒng)計學意義。

2 結(jié)果

2組間性別(χ2=0.043，P=0.836)、年齡(t=0.639，P=0.524)差異均無統(tǒng)計學意義；T2DM組BMI高于正常對照組(t=4.200，P<0.001)。

2.1 左心室各節(jié)段心肌T2*值比較 2組左心室16個節(jié)段心肌T2*值見表1。T2DM組左心室第6、15、16節(jié)段T2*值低于正常對照組(P均<0.05)，2組間其余節(jié)段T2*值差異均無統(tǒng)計學意義(P均>0.05)。

2.2 左心室各支冠狀動脈供血區(qū)心肌T2*值比較 T2DM組與正常對照組間冠狀動脈左前降支(left anterior descending coronary artery, LAD)供血區(qū)(即第1、2、7、8、13、14節(jié)段)心肌T2*值[(33.59±2.39)ms vs (33.38±3.21)ms；t=0.395，P=0.721]、右冠狀動脈(right coronary artery, RCA)供血區(qū)(即第3、4、9、10、15節(jié)段)心肌T2*值[(34.46±3.25)ms vs (35.13±3.08)ms；t=-1.029,P=0.306]差異均無統(tǒng)計學意義；T2DM組冠狀動脈左回旋支(left circumflex artery, LCX)供血區(qū)(即第5、6、11、12、16節(jié)段)心肌T2*值明顯低于正常對照組[(33.96±3.11)ms vs (35.17±2.27)ms；t=-2.144，P=0.035]。

3 討論

T2DM是一種以血糖異常升高為特征的非傳染性疾病，T2DM繼發(fā)的心血管疾病是患者致殘和致死的主要原因[1,6]。目前普遍認為T2DM患者可因糖代謝紊亂導致葡萄糖利用障礙進而引發(fā)心臟微血管損害及心肌損傷，即糖尿病心肌病[7]。T2DM患者心肌損傷表現(xiàn)為左心室室壁僵硬、順應(yīng)性降低，繼發(fā)左心室舒張功能受損、左心室容積減低[8]。較之超聲成像，心臟MR不僅更有利于顯示心臟細微的解剖結(jié)構(gòu)，還可進行心肌功能成像，及早發(fā)現(xiàn)糖尿病心肌病的亞臨床狀態(tài)。近年來，T2*mapping序列已應(yīng)用于多種心臟疾病的研究中，如缺血性心肌病、擴張性心肌病及心肌淀粉樣變等[9-10]。

表1 T2DM組與正常對照組左心室16個節(jié)段T2*值比較(ms,±s)

表1 T2DM組與正常對照組左心室16個節(jié)段T2*值比較(ms,±s)

組別基底段第1節(jié)段第2節(jié)段第3節(jié)段第4節(jié)段第5節(jié)段第6節(jié)段中間段第7節(jié)段第8節(jié)段T2DM組(n=54)33.79±4.7733.16±4.2132.89±4.0435.43±6.4734.24±4.6133.04±6.2134.28±4.6334.39±6.20正常對照組(n=43)35.20±10.0733.40±5.8734.42±4.1734.56±4.9533.45±3.9737.10±6.2332.77±5.3733.29±4.56t值-0.847-0.230-1.8260.7250.894-3.1941.4860.969P值0.4010.8180.0710.4700.3740.0020.1400.335組別中間段第9節(jié)段第10節(jié)段第11節(jié)段第12節(jié)段心尖段第13節(jié)段第14節(jié)段第15節(jié)段第16節(jié)段T2DM組(n=54)33.84±3.7836.64±7.6334.11±5.1933.95±5.3532.29±3.8933.65±3.5733.49±4.9334.46±5.66正常對照組(n=43)34.31±4.9136.01±6.5034.43±3.5334.07±3.4532.07±4.2933.57±5.2436.33±7.1036.82±4.03t值-0.5330.429-0.348-0.1210.2780.084-2.231-2.303P值0.5950.6690.7280.9040.7820.9340.0290.023

圖1 患者男，46歲，T2DM病史6年 A.左心室基底段心臟MR圖像，TR為41.1 ms，TE為1.1 ms； B.8回波信號衰減曲線，左心室第6節(jié)段心肌T2*值為25.53 ms

圖2 健康志愿者，女，57歲 A.左心室基底段心臟MR圖像，TR為41.1 ms，TE為1.1 ms； B.8回波信號衰減曲線，左心室第6節(jié)段心肌T2*值為33.77 ms

有研究[11-12]報道，T2DM相關(guān)糖尿病心肌病首先引起左心舒張功能降低，其原因為糖代謝異常導致心肌細胞脂肪酸氧化增加、細胞內(nèi)鈣離子轉(zhuǎn)運異常，心肌細胞增大。本研究發(fā)現(xiàn)T2DM左心室第6、15、16節(jié)段心肌T2*值較正常對照組明顯減低，表明T2DM患者心肌病變首發(fā)于左心室心尖部及室間隔基底部，原因可能與該區(qū)域室壁運動幅度較大，促進心肌炎性細胞浸潤，進而導致心肌局部纖維化有關(guān)。王文斌[13]采用T2*mapping序列掃描22例亞臨床糖尿病患者左心室心肌，發(fā)現(xiàn)左心室肌第3節(jié)段T2*值低于健康體檢者，二者其余心肌節(jié)段T2*值差異均無統(tǒng)計學意義，與本研究結(jié)果有所不同，可能與病例構(gòu)成及樣本量有關(guān)。

有研究[14]報道，糖尿病患者心肌細胞外容積增大，使心肌細胞更加脆弱，導致心肌舒張功能受損；且糖尿病病程與心肌細胞外容積呈正相關(guān)。在收縮儲備功能正常的T2DM患者中，細胞外容積增大可引起心包缺氧、心肌纖維化，導致局部T2*值減低[15]。本研究結(jié)果顯示，與正常對照組比較，T2DM組左心室LCX供血區(qū)心肌T2*值降低明顯，而2組間LAD及RCA供血區(qū)心肌T2*值差異無統(tǒng)計學意義，提示LCX供血區(qū)在糖尿病心肌病中首先受損，T2*值可用于定量監(jiān)測心肌受損情況，有助于指導糖尿病心肌病的臨床診斷及治療。但本研究采用標準化的冠狀動脈劃分，未能避免個體冠狀動脈供血區(qū)域差異造成的影響及人為勾畫心臟節(jié)段導致的誤差[16]。此外，本研究還存在以下不足：①未對不同病程T2DM患者左心室心肌T2*值進行比較；②未對T2DM患者按性別、年齡、血糖控制情況等進行細分；③樣本量較少，且未對左心室結(jié)構(gòu)和功能變化進行相關(guān)性研究。

總之，作為一種無創(chuàng)性技術(shù)，心臟MR可用于定量評價T2DM患者心肌改變，且具有多參數(shù)、多模態(tài)成像等優(yōu)勢。T2*mapping技術(shù)有望成為臨床早期診斷T2DM患者心肌病的常規(guī)方法。