T2 mapping 技術(shù)在鑒別急性心肌炎與急性心肌梗死中的應(yīng)用價(jià)值

劉新峰 韓燕 王榮品 曾憲春 李亞英 李武超 王少彧

1貴州省人民醫(yī)院放射科（貴陽550002）；2貴州省云巖區(qū)人民醫(yī)院（貴陽550000）；3貴州省智能醫(yī)學(xué)影像分析與精準(zhǔn)診斷重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室（貴陽550002）；4西門子醫(yī)療系統(tǒng)有限公司磁共振事業(yè)部（上海201318）

心臟磁共振具有無輻射、高分辨力、任意平面成像等優(yōu)點(diǎn)，它不僅可以用來動態(tài)觀察心臟形態(tài)和結(jié)構(gòu)，而且也能用來評價(jià)心臟功能。目前，隨著MR 新技術(shù)發(fā)展，T2 mapping 技術(shù)作為一種定量分析心肌水腫的新方法也逐步應(yīng)用于臨床試驗(yàn)，T2值是心肌組織的固有屬性，當(dāng)心肌損傷時，心肌細(xì)胞內(nèi)含水量增加，以及部分水分子從蛋白質(zhì)中分離由結(jié)合水變?yōu)樽杂伤?，均可引起損傷后心肌T2值的升高。與傳統(tǒng)T2 加權(quán)黑血序半定量技術(shù)相比，它減輕了呼吸對圖像質(zhì)量的影響，克服了心腔血流運(yùn)動偽影等，具有較大的診斷價(jià)值。但近年來相關(guān)臨床試驗(yàn)研究，T2 mapping 只是對急性心肌炎（acute myocarditis，AM）、急性心肌梗死（acute myocardial infarction，AMI）心肌水腫單獨(dú)進(jìn)行定量研究［1-2］。對于兩種疾病的橫向馳豫時間在同一磁共振掃描下是否有差異，T2 mapping 技術(shù)能否對兩種疾病的鑒別有一定意義，仍鮮有報(bào)道。因此，本研究擬采用同一個磁共振機(jī)型對兩種疾病心肌水腫進(jìn)行定量分析研究，探討T2 mapping 技術(shù)在鑒別診斷急性心肌炎組與急性心肌梗死組中的診斷效能與應(yīng)用價(jià)值。

1 對象與方法

1.1 研究對象 回顧性收集2016年1月至2018年6月在我院就診并經(jīng)心臟磁共振（包括心臟功能）檢查的急性心肌炎（心肌炎組）及急性心肌梗死（心肌梗死組）患者各28 例，兩組患者男、女各14 例，所有心肌炎組患者診斷［3］符合歐洲心臟病學(xué)會制定的診斷標(biāo)準(zhǔn)。心肌梗死組診斷符合2012年ESC/ACCF/AHA/WHF 四大聯(lián)盟發(fā)布的診斷標(biāo)準(zhǔn)［4］，招募健康志愿者28 例為正常組（男、女各14例），正常組、急性心肌炎組、急性心肌梗死組3 組間一般資料及左心室功能對比如表1，3 組受檢者在性別、年齡、舒張末期容積（EDV）、收縮末期容積（ESV）及每博輸出量（SV）差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（均P＞0.05），急性心肌炎組、急性心肌梗死組射血分?jǐn)?shù)（EF）略高于正常組，但兩者之間比較差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P= 0.588），這與以往文獻(xiàn)報(bào)道具有較好的一致性［5］。本研究是經(jīng)過我院倫理委員會批準(zhǔn)并簽署知情同意書。

1.2 研究方法 采用西門子1.5T Aera 磁共振掃描，線圈為18通道體線圈。掃描前對3組掃描對象均行屏氣訓(xùn)練并告知注意事項(xiàng)。采用呼吸門控加心電門控，先采集橫、冠、矢狀位定位像，再以此逐步定位為標(biāo)準(zhǔn)兩腔及四腔層面，進(jìn)而行心臟短軸位及短軸電影掃描，短軸位采集5～7 層；利用多回波快速自旋回波序列對心臟短軸位進(jìn)行T2 mapping掃描。掃描參數(shù)：TR 239.69 ms，TE 1.12 ms，F(xiàn)lip angle 12°，F(xiàn)OV 360 mm × 288 mm，層間距1.6 mm，層厚8.0 mm，Voxel size 1.9×1.9×8.0 mm3。

1.3 圖像分析、處理及計(jì)算 將原始數(shù)據(jù)輸入到磁共振后處理工作站，由兩位高年資主治醫(yī)師（任職3年以上）采用雙盲法對圖像單獨(dú)分析、測量，測量短軸位各層心肌T2 值，取其均值為心肌T2值，然后取兩者測量結(jié)果均值為最終左室心肌T2值（圖1）。

圖1 T2 mapping 測量急性心肌炎與急性心梗病例測量結(jié)果Fig.1 Measurement of acute myocarditis and acute myocardial infarction by T2 mappingtechnology

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法 采用SPSS 19.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，計(jì)量資料采用均數(shù)± 標(biāo)準(zhǔn)差。采用單因素方差分析比較正常組、急性心肌炎組、急性心梗組心肌T2 值的差異，兩兩比較采用LSD 法。通過3 組T2 值構(gòu)建受試者工作特征（ROC）曲線，通過約登指數(shù)明確最佳閾值，分析T2 值鑒別正常組與急性心肌炎組、急性心肌炎組與急性心梗組的曲線下面積AUC 并計(jì)算T2 值在鑒別診斷急性心肌炎、急性心梗的診斷效能。

表1 正常組、急性心肌炎組、急性心梗組一般資料及左室心臟功能比較Tab.1 Comparison of general data and left ventricular cardiac function in normal group,acute myocarditis group and acute myocardial infarction group ±s

表1 正常組、急性心肌炎組、急性心梗組一般資料及左室心臟功能比較Tab.1 Comparison of general data and left ventricular cardiac function in normal group,acute myocarditis group and acute myocardial infarction group ±s

項(xiàng)目年齡射血分?jǐn)?shù)（EF）舒張末期容積（mL/m2）收縮末期容積（mL/m2）每搏射血量（mL/m2）正常組51.21±14.52 62.80±5.95 69.16±5.20 29.30±3.00 39.06±2.40急性心肌炎組52.32±13.58 51.48±4.43 71.38±3.08 30.56±1.99 37.73±2.62急性心梗組50.36±14.52 52.12±4.36 70.86±2.74 30.91±2.67 38.40±2.31 P 值0.87＜0.001 0.083 0.056 0.135

2 結(jié)果

2.1 研究對象T2 值比較 正常組、急性心肌炎組、急性心梗組左室心肌平均T2 值分別為（59.90± 5.91）ms、（71.26 ± 4.57）ms、（89.98 ± 6.22）ms，總體差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（F=204.99，P＜0.001），急性心梗組左室心肌T2 值大于急性心肌炎組及正常組T2 值，急性心肌炎組左室心肌T2 值大于正常組T2 值（均P ＜0.05）。見表2。

表2 正常組、急性心肌炎組、急性心梗組左室心肌平均T2 值比較Tab.2 Comparison of mean T2 value of left ventricular myocardium in normal group,acute myocarditis group and acute myocardial infarction group ±s

表2 正常組、急性心肌炎組、急性心梗組左室心肌平均T2 值比較Tab.2 Comparison of mean T2 value of left ventricular myocardium in normal group,acute myocarditis group and acute myocardial infarction group ±s

說明：a，急性心肌炎組與正常組比較；b，急性心梗組與正常組比較；c，急性心肌炎組與急性心梗組比較

組別正常組急性心肌炎組急性心梗組例數(shù)28 28 28 T2 均值59.90±5.91 71.26±4.57 89.98±6.22 t 值8.05 18.54-12.83 P 值0.001a 0.001b 0.001c

2.2 T2 值診斷效能的比較 通過計(jì)算約登指數(shù)（靈敏度與特異度之和減1）獲得最佳診斷閾值，T2 值鑒別正常組與急性心肌炎組最佳診斷閾值及AUC 分別為65.8 ms、0.907，其鑒別兩組敏感性、特異性及準(zhǔn)確度分別為92.9%、85.7%、89.3%（圖2）；T2 值鑒別急性心肌炎組與急性心梗組最佳診斷閾值及AUC 分別為82.1 ms、0.986，其鑒別兩組敏感性、特異性及準(zhǔn)確度分別為92.9%、96.4%、94.6%（圖3）。

3 討論

圖2 T2 值鑒別正常組與急性心肌炎組ROC 曲線圖Fig.2 The ROC curves for distinguishing the normal groupandacute myocarditis group by T1 values

圖3 T2 值鑒別急性心肌炎組與急性心梗組ROC 曲線Fig.3 The ROC curves for distinguishing acute myocarditis group and acute myocardial infarction group by T1 values

水腫是心肌組織急性損傷的特異性標(biāo)志，研究者可以通過定量水腫程度來評價(jià)組織損傷嚴(yán)重程度。正常心肌含水量約80%，主要分布在心肌細(xì)胞內(nèi)、細(xì)胞間質(zhì)及血管內(nèi)，正常狀態(tài)下，細(xì)胞內(nèi)外水分子通過Na+/K+泵的交換及大分子物質(zhì)綁定水分子含量保持動態(tài)平衡。當(dāng)心肌發(fā)生缺血缺氧或炎性反應(yīng)時，Na+/K+的平衡被打破，Na+內(nèi)流增加使細(xì)胞內(nèi)滲透壓升高，細(xì)胞內(nèi)含水量相應(yīng)增多引起細(xì)胞水腫。病變持續(xù)發(fā)展，毛細(xì)血管膜破壞，通透性增加，毛細(xì)血管水分子流出到細(xì)胞間質(zhì)，引起間質(zhì)水腫［6］。心肌水腫可增加室壁僵硬度、引起心律失常、心衰等心臟不良事件，因此，本文通過T2 mapping 技術(shù)來定量評價(jià)急性心肌炎及急性心肌梗死心肌水腫，以此達(dá)到通過構(gòu)建ROC 曲線，計(jì)算T2 mapping 在鑒別急性心肌炎及急性心肌梗死診斷效能的目的。

T2 mapping 采用多回波快速自旋回波序列掃描，在不同回波鏈下進(jìn)行圖像采集，通過測量T2弛豫曲線上不同MR 信號強(qiáng)度，計(jì)算得出T2值［7］。將采集的圖像進(jìn)行后處理生成偽彩圖，通過色階來顯示T2 值大小。T2 mapping 對組織內(nèi)水分子變化極其敏感，可用來定量心肌細(xì)胞內(nèi)外水分子的變化［8］，與T2WI 定量心肌水腫相比，T2 mapping 提高了對比噪聲比，克服了表面線圈導(dǎo)致的信號不均、輕度心律不齊患者呼吸偽影等影響，而且在診斷價(jià)值方面，T2 mapping 評價(jià)心肌水腫與SPECT 的結(jié)果具有良好的一致性。

T2 mapping 評價(jià)心肌水腫最早從探究心肌梗死T2 值 變 化 開 始，UGANDER 等［9］研 究 表 明，T2 mapping 可對心肌梗死后心肌水腫水平進(jìn)行監(jiān)測，而且梗死區(qū)T2 值高于遠(yuǎn)隔梗死區(qū)正常心肌。ENVER 等［10］研究表明采用T2 mapping 對急性心梗發(fā)生后8 d、7 周、3、6 個月進(jìn)行檢測，T2 值從急性期（心梗發(fā)生后8 d）84 ms，下降到慢性期（6 個月）58ms，其鑒別急慢性心梗的AUC 可達(dá)0.979。本研究中急性心梗的T2 值為90 ms，略高于ENVER 等研究的T2 值。分析其原因，一是本研究所選病例均為心梗發(fā)生5 d 內(nèi)的病例，ENVER 等的研究對象為梗死8 d 內(nèi)的病例，其水腫期可能已經(jīng)開始消散；二是選用機(jī)型不一樣，本研究采用西門子1.5T Aera，ENVER 等采用飛利浦MR。在心肌炎方面，以往研究表明病變區(qū)心肌T2 值高于遠(yuǎn)離病變區(qū)正常心肌，病變區(qū)心肌約為70 ms［11］，與本研究急性心肌炎T2 值基本一致，而且隨著時間的延長而下降。此外，SPIEKER 等［12］認(rèn)為心肌T2 值有利于急性心肌炎危險(xiǎn)分級，可作為監(jiān)測心肌炎性損傷的新方法。本研究中急性心肌炎組T2 值高于正常組而低于急性心梗組，組間比較差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。這提示心梗、心肌炎病變時心肌水腫程度不同，心肌梗死水腫程度要重于心肌炎性病變水腫，而且兩者水腫發(fā)展形勢也不相同，心肌梗死是由心內(nèi)膜逐漸向心外膜發(fā)展，心肌炎時，水腫主要存在心外膜下或呈彌漫性分布。

NA?ENSTEIN 等［13］研究表明，與T2WI 黑血序列相比，T2 mapping 技術(shù)在評價(jià)梗死區(qū)心肌水腫方面具有更高的靈敏度和診斷準(zhǔn)確性。劉剛等［14］采用T1 mapping、T2 mapping 技術(shù)定量分析急性心肌炎，病例組T2 值高于正常組，T1 mapping、T2 mapping 聯(lián)合診斷急性心肌炎的敏感性90.5%，準(zhǔn)確性95.5%。在診斷MR 延遲強(qiáng)化陽性的急性心肌炎方面，BOHNEN 等［15］研究指出其敏感性，特異性、準(zhǔn)確性均在85%以上，同時研究還發(fā)現(xiàn)對于急性心肌炎與愈合期（12 個月）鑒別有一定的意義AUC 為0.83。本研究中，急性心梗、急性心肌炎與正常組比較差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，T2 mapping鑒別急正常組與急性心肌炎組、急性心肌炎組與急性心梗組AUC 分別為0.907、0.986，診斷急性心肌炎敏感性為92.9%，特異性為85.7%，診斷急性心肌梗死敏感性、特異性均在90%以上。因此，T2 mapping 在診斷急性心肌炎、急性心梗水腫方面具有較大診斷價(jià)值。

與傳統(tǒng)黑血T2WI、心臟標(biāo)準(zhǔn)T2 水腫序列相比，T2 mapping 定量優(yōu)勢明顯，但目前國內(nèi)外正常閾值的設(shè)定仍無統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)。本研究不足之處在于樣本量偏小，正常閾值的設(shè)定、靈敏度、特異度等的計(jì)算需要大樣本的臨床試驗(yàn)，而且不同品牌、機(jī)型、場強(qiáng)均有可能會影響到心肌T2 值精準(zhǔn)測量，因此下一步研究中將加大樣本量收集，并采用不同機(jī)型掃描逐步完成對比分析。同時，T2 受發(fā)病部位，心肌病變程度等影響較大，因此采用ROC 曲線確定最優(yōu)T2值，鑒別兩種疾病，尚存在一定爭議。

T2 mapping 作為一種新的MR 定量技術(shù)，它除了應(yīng)用在心臟領(lǐng)域外，目前研究表明，它在肌肉損傷如經(jīng)陰道分娩肛提肌損傷［16］、關(guān)節(jié)及椎間盤退變、強(qiáng)直性脊柱炎以及卵巢良惡性腫瘤等［17-19］診斷及定量分析方面均有較大價(jià)值。隨著研究深入及技術(shù)的不斷改進(jìn)，T2 mapping 有望從科研技術(shù)手段轉(zhuǎn)化為臨床常規(guī)應(yīng)用功技術(shù)，為疾病的診斷、治療及治療效果評估提供更多的影像數(shù)據(jù)支持。