T1 mapping技術(shù)用于心臟疾病危險分層及預(yù)后評估研究進(jìn)展

劉 茜，王 珍，孫應(yīng)實(shí)

(北京大學(xué)腫瘤醫(yī)院暨北京市腫瘤防治研究所醫(yī)學(xué)影像科 惡性腫瘤發(fā)病機(jī)制及轉(zhuǎn)化研究教育部重點(diǎn)實(shí)驗室，北京 100142)

近年來，心臟MR(cardiac MR， CMR)技術(shù)已廣泛用于評價心臟疾病。其中T1 mapping發(fā)展迅速，可通過測量T1值和細(xì)胞外容積分?jǐn)?shù)(extracellular volume fraction， ECV)反映心肌損傷程度，用于評價心肌水腫和心肌纖維化等具有較大優(yōu)勢，為進(jìn)一步深入理解各類心臟疾病的病理機(jī)制提供了重要途徑。本文就T1 mapping技術(shù)用于心臟疾病危險分層及評估預(yù)后的研究進(jìn)展進(jìn)行綜述。

1 T1 mapping技術(shù)原理

目前T1 mapping使用最為廣泛的是改進(jìn)Look-Locker反轉(zhuǎn)恢復(fù)(modified Look-Locker inversion recover， MOLLI)序列，與傳統(tǒng)Look-Locker序列相比掃描時間更短、圖像質(zhì)量更佳[1]。平掃T1 mapping無需使用外源性對比劑，用于腎功能不全患者安全性較高。另外，通過計算平掃T1值、增強(qiáng)后T1值及血細(xì)胞比容可得到ECV。計算ECV涉及心肌、血池增強(qiáng)前后的T1值，并以紅細(xì)胞比容進(jìn)行校正，能客觀反映細(xì)胞外基質(zhì)的擴(kuò)張程度，且受MR設(shè)備場強(qiáng)、對比劑劑量和掃描時間的影響較小。

2 T1 mapping組織特征成像的病理基礎(chǔ)

影響T1值的病理因素包括心肌纖維化、心肌水腫及異常物質(zhì)沉積。心肌纖維化可根據(jù)發(fā)生部位而分為局限性和彌漫性纖維化，前者主要見于心肌梗死，后者可見于原發(fā)心血管疾病和系統(tǒng)性疾病累及心臟時，常引起心肌T1值升高。心肌水腫主要見于心肌梗死、心肌炎等急性發(fā)作性心臟疾病，可致T1值異常增高。不同物質(zhì)對心肌組織T1值的影響不同。通常情況下鐵與脂肪可致T1值降低，前者如心肌梗死合并出血、血色病，后者如心肌脂肪樣變、法布里?。欢矸垲愇镔|(zhì)會造成T1值增高，如心臟淀粉樣變。增強(qiáng)后T1值與細(xì)胞外間質(zhì)容積相關(guān)，擴(kuò)張的細(xì)胞外基質(zhì)使更多釓對比劑聚集于此，導(dǎo)致T1值降低；但受對比劑劑量、清除率及紅細(xì)胞比容等影響，其穩(wěn)定性較差。ECV增高不僅見于心肌纖維化，心肌水腫、異常物質(zhì)沉積、血管通透性增加或毛細(xì)血管密度增加也可致ECV增高，故解讀ECV時需結(jié)合疾病的病理生理狀態(tài)。

3 T1 mapping技術(shù)用于心臟疾病

3.1 心肌梗死 BULLUCK等[2]發(fā)現(xiàn)，平掃T1 mapping識別急性心肌梗死患者危險心肌的能力與T2 mapping相當(dāng)，而增強(qiáng)T1 mapping識別梗死心肌的能力與釓對比劑延遲強(qiáng)化成像(late gadolinium enhancement, LGE)相當(dāng)，即單一T1 mapping技術(shù)可滿足評價心肌梗死嚴(yán)重程度與范圍的需求，為其臨床應(yīng)用提供了有力證據(jù)。此外，T1 mapping技術(shù)也用于研究心肌梗死遠(yuǎn)處心肌。CARRICK等[3]研究結(jié)果顯示，急性期冠狀動脈介入治療后，早期遠(yuǎn)處心肌平掃T1值異常升高與心肌炎癥活動相關(guān)，而心肌梗死后遠(yuǎn)處心肌的炎癥活動對于左心室重構(gòu)具有重要影響；隨訪6個月發(fā)現(xiàn)，急性期遠(yuǎn)處心肌平掃T1值越高(>969 ms)，則發(fā)生心血管不良事件與死亡的風(fēng)險越高。目前臨床上LGE仍是檢測心肌梗死的最常用影像學(xué)方法，但T1 mapping技術(shù)無需使用對比劑，對合并腎功能不全患者更具優(yōu)勢。

3.2 心肌病

3.2.1 肥厚型心肌病(hypertrophic cardiomyopathy， HCM) 包括HCM在內(nèi)的多種非缺血性心肌病均存在彌漫性心肌纖維化。T1 mapping技術(shù)可定量評價彌漫性心肌纖維化，以彌補(bǔ)傳統(tǒng)LGE技術(shù)對彌漫性纖維化敏感度較低的不足。最近一項研究[4]顯示，ECV是預(yù)測HCM患者心臟不良事件的強(qiáng)有力的影像學(xué)指標(biāo)，ECV每增加3%，預(yù)示主要終點(diǎn)事件發(fā)生風(fēng)險增加1.374倍。HCM形態(tài)學(xué)表現(xiàn)易與高血壓所致心肌肥厚相混淆，影像學(xué)鑒別診斷存在一定難度。HINOJAR等[5]納入HCM患者、高血壓患者及HCM致病基因攜帶者，通過T1 mapping技術(shù)與健康對照進(jìn)行對比；結(jié)果顯示，HCM組平掃T1值與ECV均高于高血壓組，平掃T1值鑒別效能最佳，曲線下面積(area under the curve， AUC)為0.97，敏感度為96%，特異度為98%，提示T1 mapping技術(shù)可為臨床鑒別診斷HCM及判斷預(yù)后提供依據(jù)。

3.2.2 擴(kuò)張型心肌病(dilated cardiomyopathy， DCM) DCM既可以是各類心臟疾病的終末期表現(xiàn)，也可單獨(dú)出現(xiàn)，即特發(fā)性DCM[6]。彌漫性心肌纖維化是DCM左心室重構(gòu)的重要環(huán)節(jié)，最終導(dǎo)致心肌收縮功能障礙及心血管不良事件。HONG等[7]發(fā)現(xiàn)，未表現(xiàn)LGE的DCM患者ECV明顯高于正常對照，且與出現(xiàn)LGE的患者相當(dāng)；ECV越高，左心室射血分?jǐn)?shù)(left ventricular ejection fraction， LVEF)降低越顯著(r=-0.525，P=0.021)，提示心肌纖維化可引起左心室收縮功能受損。此外，T1 mapping用于評價DCM患者臨床風(fēng)險、預(yù)測遠(yuǎn)期生存率也顯示出較高的應(yīng)用價值。一項針對240例DCM患者的中位時間近4年的隨訪研究[8]發(fā)現(xiàn)， ECV越高，隨訪過程中發(fā)生心血管不良事件的風(fēng)險越高，且不受左心室收縮功能影響；提示ECV是預(yù)測DCM患者遠(yuǎn)期生存情況的重要因素，其臨床價值或優(yōu)于LGE和平掃T1 mapping。

3.2.3 心肌炎 心肌炎可根據(jù)病程，分為急性和慢性心肌炎；其急性期病理改變主要為心肌細(xì)胞水腫、壞死，炎癥細(xì)胞浸潤；慢性期則主要為纖維瘢痕形成。目前臨床診斷心肌炎有一定困難，而CMR檢查在輔助診斷方面具有重要作用。一項基于53篇心肌炎相關(guān)研究的Meta分析[9]結(jié)果顯示，CMR參數(shù)中，T1值診斷心肌炎敏感度最高，敏感度達(dá)82%，特異度達(dá)87%。最新版路易斯湖標(biāo)準(zhǔn)已將T1 mapping改變列為診斷心肌炎的標(biāo)準(zhǔn)之一[10]。此外，ECV用于評價心肌炎心肌損傷也具有重要價值，利用T1 mapping技術(shù)可見，心肌炎急性期至慢性期，心肌平掃T1信號逐漸降低，ECV亦逐漸降低并趨于穩(wěn)定。既往研究[11]認(rèn)為根據(jù)ECV可預(yù)測心肌炎患者預(yù)后，無論有無LGE或LVEF降低，ECV≥35%者發(fā)生心血管不良事件的風(fēng)險均增高，顯示出ECV預(yù)測心肌炎患者預(yù)后具有獨(dú)立價值。

3.3 心臟瓣膜病 主動脈瓣狹窄是較常見的心臟瓣膜病，長時間射血阻力過大可誘發(fā)或加重心肌微循環(huán)障礙，繼發(fā)心肌細(xì)胞凋亡及間質(zhì)纖維化。CHIN等[12]發(fā)現(xiàn)，隨著主動脈瓣狹窄程度加重，主動脈瓣狹窄患者ECV增高，而ECV越高意味著遠(yuǎn)期預(yù)后越差。LEE等[13]指出，平掃T1值是預(yù)測預(yù)后的獨(dú)立因素(風(fēng)險比=1.28，P=0.003)，無論左心室心肌是否出現(xiàn)LGE，平掃T1值增高者預(yù)后均較差。近年來，T1 mapping技術(shù)不僅用于評價心臟瓣膜病繼發(fā)性早期心室重構(gòu)改變，也可評價瓣膜置換術(shù)后左心室逆向重構(gòu)情況[14]。LEE等[13]發(fā)現(xiàn)，主動脈狹窄患者中，術(shù)前平掃T1值越高者預(yù)后越差；主動脈瓣置換術(shù)后，中危組預(yù)后有所改善，但與低危組無明顯差異，而高危組預(yù)后改善不明顯。由此可見，T1 mapping技術(shù)用于評價主動脈瓣狹窄患者心肌纖維化及預(yù)后有較高臨床應(yīng)用價值。

3.4 系統(tǒng)性疾病累及心臟

3.4.1 高血壓性心臟病 高血壓時，體循環(huán)壓力升高，導(dǎo)致左心室后負(fù)荷加重，尤以長期高血壓和血壓控制不良者為著；后繼可發(fā)生不同程度左心室肥厚與舒張功能障礙，左心室肥厚增加高血壓患者因心血管疾病死亡的風(fēng)險[15]。RODRIGUES等[16]根據(jù)左心室形態(tài)將高血壓患者分為正常、向心性肥厚及離心性肥厚等表型，并發(fā)現(xiàn)平掃T1值和ECV在正常表型、向心性肥厚及離心性肥厚高血壓患者中逐漸升高，離心性肥厚患者心肌纖維化最明顯，提示T1 mapping技術(shù)有助于進(jìn)一步認(rèn)識高血壓性心臟病的發(fā)展過程。既往研究[17]表明，ECV與高血壓患者血清中某些炎癥因子存在一定關(guān)系，即T1 mapping技術(shù)用于評價病理生理改變具有客觀、真實(shí)性。

3.4.2 心肌淀粉樣變 心肌淀粉樣變是系統(tǒng)性淀粉樣變心臟受累的表現(xiàn)，其特點(diǎn)為淀粉樣物質(zhì)異常沉積于心肌細(xì)胞間質(zhì)，引起室壁不同程度增厚、心肌微循環(huán)障礙及間質(zhì)纖維化[18]。KARAMITSOS等[19]觀察系統(tǒng)性淀粉樣變患者，發(fā)現(xiàn)即使心肌無明顯影像學(xué)異常，其心肌平掃T1值已較正常人增高，而心肌淀粉樣變患者平掃T1值明顯增高；進(jìn)一步分析結(jié)果顯示，心肌淀粉樣變患者平掃T1值越高，則左心室心肌質(zhì)量越大、LVEF越低；且該病易累及腎臟，引起不同程度腎功能損害，使得平掃T1 mapping技術(shù)具有較大優(yōu)勢。LIN等[20]提出，ECV是預(yù)測心肌淀粉樣變患者不良預(yù)后的獨(dú)立危險因素，ECV≥44%患者發(fā)生心血管不良事件的風(fēng)險明顯增高。

3.4.3 法布里病 法布里病是α-半乳糖苷酶A基因突變所致多系統(tǒng)溶酶體貯積病，常累及心臟[21]。心肌細(xì)胞內(nèi)鞘糖脂積聚可引起心肌平掃T1值降低，據(jù)此可鑒別其與其他表現(xiàn)為左心室肥厚的疾病。DEBORDE等[22]發(fā)現(xiàn)法布里病患者室間隔平掃T1值明顯低于HCM患者，以室間隔平掃T1值940 ms作為截斷值鑒別二者的敏感度和特異度分別為88%和92%。法布里病累及左心室早期、室壁肥厚不明顯時，也可利用T1 mapping技術(shù)檢出脂質(zhì)貯積所致心肌平掃T1值降低[23]。

4 小結(jié)

綜上所述，T1 mapping技術(shù)用于評價心肌水腫和心肌纖維化等具有較大優(yōu)勢，對于心臟疾病危險分層及預(yù)后評估具有重要價值。另一方面，亦應(yīng)充分認(rèn)識到T1 mapping技術(shù)的局限性，即平掃和增強(qiáng)后T1值均受MR儀器、掃描方案及對比劑注射參數(shù)的影響而穩(wěn)定性和可重復(fù)性較差，對T1 mapping掃描及后處理技術(shù)等仍有進(jìn)一步優(yōu)化的空間。