心臟磁共振DWI序列對肥厚型心肌病心肌纖維化診斷價值及與NTProBNP相關性分析＊

聶偉霞 高 立 李 涯 袁旭春 胡國迎

中國醫(yī)學科學院阜外醫(yī)院深圳醫(yī)院 (廣東 深圳 518000)

肥厚型心肌病(hypertrophic cardiomyopathy，HCM) 是一種以不明原因的彌漫性或節(jié)段性左心室肥厚為特征的遺傳性心臟病，是年輕人心源性猝死的主要原因[1]。常伴有心肌纖維化。尸檢研究表明，由于細胞間膠原纖維沉積，纖維化在局灶性瘢痕和彌漫性瘢痕中表現出共同的特征[2]。評估心肌纖維化和測定纖維化程度對肥厚型心肌梗死患者有重要的預后價值[3-5]。

隨著磁共振技術的發(fā)展，多 b 值彌散加權成像技術(Diffusion Weighted Imaging，DWI)已逐步應用于心肌損傷的檢查中，可定量測定心肌血流灌注和細胞組織內水分子的彌散情況，評價心肌損傷的程度和范圍，在探測急性心肌梗死心肌水腫方面有一定的優(yōu)勢。但目前，此技術應用于心肌纖維化方面研究較少。本研究主要探討心臟磁共振(Cardiac Magnetic Resonance，CMR)多個低 b 值 DWI技術的在肥厚型心肌病心肌纖維化診斷的應用，測量心肌節(jié)段的表觀彌散系數值(Apparent Diffusion Coefficient,ADC)，研究ADC對心肌纖維化診斷價值。

1 資料與方法

1.1 研究對象分析2018年1月至2021年2月臨床診斷肥厚型心肌病患者66例，男49例，女17例，年齡 25～77歲，平均年齡 52歲，并進行磁共振檢查，心率為 54～78次/min，體重指數 17.3～28.6 kg/m2，射血分數(Ejection Fraction，EF)為 30%～74%，左室舒張末期容量指數(End-diastolic volume index EDVi)為 24～94mL/m2。

納入標準為[6]：1無肥厚型心肌病家族史的成人左室最大壁厚≥為15 mm，有肥厚型心肌病家族史的成人左室最大室壁厚度≥為13mm。2肥厚型心肌病患者的排除標準為已知的冠心病、高血壓(HTN)、嚴重瓣膜病、腎功能損害(腎小球濾過率低于45ml/min/1.73m2)或任何心臟MR增強的禁忌癥；另選擇健康志愿者21例，男16例，女5例，年齡 12～72歲，平均年齡 51歲，無任何心血管疾病或全身疾病。該研究得到機構研究倫理委員會的批準，所有參與者均提供了書面知情同意書。

1.2 CMRI掃描參數CMR在3.0T磁共振(MR)機(Ingenia，Philips)上進行。對于電影成像，通過穩(wěn)定的自由進動電影成像評估左心室質量和功能分析。序列參數如下：重復時間(TR)，2.8 ms；回聲時間(TE)，1.4毫秒;翻轉角45°視場(FOV)，通常為330×350 mm2，但根據需要進行了修改以最大程度地減少偽影；體素尺寸3×3×78mm3。采用單次激發(fā)回波平面成像序列進行DWI成像。DWI在舒張末期進行，由標準電影成像識別，并通過心電門控和呼吸導航儀(一個b0圖像，三個正交擴散方向，b=350s/ mm2，由二階運動補償擴散制備的bSSFP)如下：翻轉角90° ;TR/ TE，800/77毫秒；帶寬，1449 Hz/像素;回波列長度61；矩陣152×122;視野230×230mm;體素尺寸1.2×1.2 mm2;截面厚度為10毫米。

1.3 數據分析所有分析均由兩位分別在心血管放射學領域擁有10年以上和8年的經驗。在專用的采集平臺(Multimodality Workplace；Phillips Healthcare)上進行ADC的測量值和DWI圖像的分析。并搜集患者入院的首次血液NT-ProBNP檢查結果。

所有連續(xù)數據用均值±標準差(SD)表示，所有統(tǒng)計分析使用SPSS Version 23(IBM Corporation，Armonk，New York)。使用獨立樣本t檢驗來比較連續(xù)變量。對不同的變量相關性采用Pearson相關系數。P值小于0.05被認為具有統(tǒng)計學意義。

病例組和對照組均分別在近中遠段三層ADC圖像上測量相應的ADC值，分別對HCM組與正常對照組、肥厚型心肌病患者LGE陽性及陰性組間的ADC值數據進行比較。并分析HCM患者的ADC與臨床檢驗指標NT-ProBNP的相關性。

2 結果

2.1 正常組與病例組間的基本情況(體重指數、心率、左室大小、左室EDVI、EF等)(表1)無明顯差別。肥厚型心肌病患者ADC值、Pro-BNP較正常對照組均有所升高，且P＜0.05，具有統(tǒng)計學意義(表2)。

表1 肥厚型心肌病與正常對照組間基本情況

表2 對照組與病例組ADC值、Pro-BNP、CaTI

2.2 HCM患者LGE+與LGE-亞組間LGE+組ADC值較LGE-組ADC值升高，但無統(tǒng)計學意義，P值＞0.05；LGE+與LGE-組間Pro-BNP值差異具有統(tǒng)計學意義(表3)。

表3 肥厚型心肌病患者LCG+與LGE-亞組間ADC值及Pro-BNP

2.3 HCM患者ADC值升高與臨床檢驗指標Pro-BNP值升高存在線性相關隨著Pro-BNP值的升高、ADC值增加(圖1)。

圖1 顯示LGE+和LGE-組中ADC值分布的箱圖。水平線表示平均值和SD。圖2 ADC值與Pro-BNP相關散點圖，可以看出兩者之間存在線性相關關系，P值＜0.05，差異具有統(tǒng)計學意義。圖3 為肥厚型心肌病患者肥厚,圖3A示肥厚心肌層面ADC值明顯升高，圖3B為延遲強化(LGE)，肥厚心肌節(jié)段可見斑片狀強化。圖4 為正常對照，圖4A可見正常心肌ADC值較肥厚心肌減低，LGE未見異常強化。

3 結論

我們的研究表明，肥厚型心肌病病例組ADC明顯高于正常對照組，差異具有統(tǒng)計學意義，證實了心肌纖維化的彌散狀態(tài)，從而有可能量化纖維化。在亞組分析中，HCM-LGE+組ADC值較HCM-LGE-組ADC值升高，差異無統(tǒng)計學意義；在HCM LGE-和正常對照組之間，ADC值升高，差異無統(tǒng)計學意義。本文亦發(fā)現了HCM心肌ADC值與NT-ProBNP相關性，NT-ProBNP升高組ADC值高于NT-ProBNP正常組，且隨著NT-ProBNP升高，ADC值增加，兩者呈正相關，具有統(tǒng)計學意義，因此DWI可以量化HCM心肌的纖維化程度。DWI能夠解釋心肌細胞外空間和細胞內區(qū)域的潛在變化。低b值DWI可能反映了細胞外情況，其記錄了細胞外纖維化的變化。這些細胞之間發(fā)生了快速的水交換。因此，無需造影劑注射即可了解細胞外情況。

心肌纖維化是多種心血管疾病(如高血壓、心肌梗死、心衰、心律失常)發(fā)展到一定階段的共同病理改變[6]。無對比劑定量心臟MR技術已被證明是評估慢性心肌梗死替代性心肌纖維化的一種有前途的技術。彌散加權成像(DWI)已經在組織學上得到驗證，可以檢測心肌梗死瘢痕組織中的心肌纖維化區(qū)域和心力衰竭中的彌漫性心肌纖維化區(qū)域。

近年來，EP成像和MR方法(平行成像，多通道線圈和高梯度振幅)得到了迅速發(fā)展，并使其能夠在CMRI中應用擴散成像[7]。先前的大多數研究[8-13]都集中于DWI在缺血性心肌病中識別心肌水腫的臨床可行性。Potet等[14]報道，急性心肌水腫可以通過DWI有效識別。DW-心臟MRI對彌漫性心肌纖維化具有敏感性，也可以表征HCM患者的心肌纖維化程度[15-17]。然而，本文將DW-CMRI序列用于鑒定HCM受試者的纖維化，也驗證了DWI對心肌纖維化定量的價值及臨床意義。有文章報告[15]，與非纖維化區(qū)域相比，纖維化區(qū)域的ADC顯著增加，與我們的研究結果一致。當前的研究表明，DWI在評估心肌纖維化方面具有臨床診斷價值。

腦鈉肽(Brain natriuretic peptide，BNP) 由心室肌細胞合成和分泌，BNP 是危險分層、評估病情、評價療效、判斷預后的敏感指標。本研究了HCM患者ADC值與臨床表征心肌損傷BNP指標的相關性，以此根據ADC值的升高程度來量化心肌纖維化程度，為臨床HCM診斷及治療效果評估提供一種無創(chuàng)、可靠的檢查手段。

在當前在這項研究中，DWI被用于對HCM受試者中不同程度的纖維化進行量化。心臟DWI更具挑戰(zhàn)性和要求，并且會受到所用b值的影響。b值的選擇范圍允許在技術要求滿足的情況下為心肌描繪提供足夠的SNR比。因此，b值可能需要優(yōu)化。我們選擇b值設置為0s/mm2、50s/mm2、350s/mm2，這與劉明熙等[18]研究中使用低b值相似。

綜上所述，DWI可用于識別HCM患者的彌漫性心肌纖維化。并對其纖維化程度進行量化。且DWI相對于LGE無需對比劑，對腎功能不全患者帶來更大幫助。但是，DWI要求更高且更具挑戰(zhàn)性。由于它基于患者的心律，因此需要人為地對采集窗口進行更多調整，并且需要更多時間。有關DWI-CMR的更詳細研究對于更準確和定量區(qū)分彌漫性和局灶性性纖維化是必要的。