TI-scout圖像評估輕鏈型心肌淀粉樣變延遲強化的價值

伍馨怡,王慧敏,楊粵龍,劉輝*

［1.華南理工大學 醫(yī)學院,廣東 廣州 510006;2.南方醫(yī)科大學 附屬廣東省人民醫(yī)院 (廣東省醫(yī)學科學院) 放射科,廣東 廣州 510080］

輕鏈型心肌淀粉樣變性(light chain cardiac amyloidosis,AL-CA)是指錯誤折疊的單克隆免疫球蛋白輕鏈沉積于心肌細胞外間質導致心臟結構和功能破壞的浸潤性心肌?。?-2］?；谛呐K磁共振成像(cardiovascular magnetic resonance,CMR)評估延遲強化(late gadolinium enhancement,LGE)能使淀粉樣變性蛋白在心肌內(nèi)的沉積可視化［3］,心內(nèi)膜下彌漫性LGE、透壁型 LGE與患者預后不良有關［4-5］,因此在臨床診療中識別LGE存在以及LGE類型對患者診療決策至關重要。

LGE掃描常用序列包括2D分段反轉恢復(inversion recovery,IR)或相位敏感反轉恢復 (phase-sensitive inversion-recovery,PSIR)［6］。目前臨床廣泛應用的PSIR序列減少了正常心肌最佳反轉時間(inversion time,TI)設置的依賴性,使圖像更加穩(wěn)健且獨立于技術員經(jīng)驗性操作。然而基于PSIR圖像識別LGE有其局限性:一方面心內(nèi)膜下LGE與血池分界欠清,易造成“假陰性”診斷。另一方面,血池信號、“慢血流運動偽影”可“偽裝”成心內(nèi)膜下LGE,造成“假陽性”診斷［7-8］。此外,雖然PSIR掃描對合理設置反轉時間(inversion time,TI)敏感性減低,但是TI不足導致圖像質量較差,從而影響閱片者診斷信心及診斷準確性也是一個不可忽視因素［3］。

TI即從反轉脈沖施加到信號采集時刻的時間,應該合理設置以使正常心肌信號為零。“scout”即是“搜尋”之意。CMR掃描中“TI scout”則是技術員掃描常用來搜尋設置合理TI的電影序列,采集的系列圖像對應心肌信號不同的零化程度［6,9］。目前,TI-scout并未常規(guī)用于異常心肌評估,但是它提供了正常、異常心肌不同釓動力學信息,在一定程度上有助于心臟淀粉樣變、肥厚型心肌病等疾病診斷［1,2,10-14］。最近研究表明,TI-scout圖像可增強異常心肌LGE的識別,在診斷模棱兩可的情況下,其有助于診斷心內(nèi)膜下LGE、乳頭肌LGE等［10］。因此,本研究旨在定性比較TI-scout圖像與PSIR圖像識別LGE診斷性能的差異,評估TI-scout圖像識別AL-CA病變心肌LGE的價值。

1 資料與方法

1.1 研究對象

本研究回顧性收集廣東省人民醫(yī)院2016年7月至2022年7月接受心臟MRI檢查評估AL-CA患者129例。在本中心系統(tǒng)性淀粉樣變患者會由血液科、心內(nèi)科、腎內(nèi)科、放射科、病理科、神經(jīng)內(nèi)科等組成MDT團隊家進行診斷、治療。AL-CA診斷綜合了臨床實驗室生物學指標、超聲心動圖、CMR特征［1-2,15］。納入標準:①通過心內(nèi)膜活檢或者心肌外其他組織(主要為腎、皮下脂肪、骨髓、唇腺、肝、腓腸神經(jīng)、皮膚等)活檢證實為免疫球蛋白輕鏈沉積,臨床診斷為AL-CA;②心臟受累的標準滿足CMR提示室間隔或者左室室壁厚度>12 mm(無其他原因),或在無腎功能不全及心房顫動時氨基末端腦鈉肽前體(NT-proBNP)>332 ng/L。排除標準:①肥厚型心肌病、主動脈瓣狹窄、主動脈縮窄、高血壓等其他原因引起的室壁肥厚;②圖像質量欠佳,不能滿足影像評估要求。本研究得到了廣東省人民醫(yī)院倫理委員會的批準(倫理審批號:KY-Q-2021-130-02),對書面知情同意的要求予以豁免。

1.2 CMR 圖像采集

所使用的檢查儀器為3.0T超高場磁共振掃描儀(Ingenia,Philips Medical Systems,Best,the Netherlands)及體線圈、心電、呼吸檢測設備。在外周靜脈注入0.2 mmol/kg對比劑釓噴酸葡胺注射液(廣州康臣藥業(yè)公司)10 min后,使用改良Lock-Locker反轉恢復序列(modified lock-locker inversion recovery,MOLLY)在心室中間部短軸平面采集TI-scout系列圖像(圖1),主要參數(shù)為FOV:240～350 mm;層厚,8 mm;TR:23.58 ms;TE:1.11 ms;翻轉角:30°;以24或25 ms的增量(取決于心率)從64～762 ms采集心室中間部短軸TI-scout圖像。技術員選擇心肌信號最低時的TI作為正常心肌過零點的時間,隨后進行PSIR圖像采集,主要參數(shù)為FOV:240 mm×240 mm,TI:350 ms,TR:6.00 ms,TE:3.00 ms,層厚:8 mm,翻轉角:25°。標準PSIR圖像包含整個心室在內(nèi)的左心室短軸切面、左心室兩腔心切面、三腔心切面和四腔心切面。

A:TI-scout圖像顯示LGE陰性患者血池達零點時間(血池信號最低,藍色方框)早于心肌達零點時間(心肌信號最低,紅色方框);PSIR圖像未見LGE。B:TI scout圖像顯示LGE陽性患者心肌達零點時間(紅色方框,箭頭)早于血池達零點時間(藍色方框);PSIR圖像心肌存在透壁型LGE

1.3 圖像分析

每例患者通過結合全部CMR圖像(標準PSIR圖像、電影序列、Mapping序列)多切面、多方位綜合評估最終診斷是否存在LGE及LGE類型。然后基于TI scout圖像定性分析LGE,如血池達零點(信號最低,即變黑)時相在前,心肌達零點在后,則表明患者無LGE(圖1A);如果患者存在心肌達零點時相早于血池或等于血池達零點時相(圖1B),則表明患者存在LGE,并將LGE類型被分為心內(nèi)膜下LGE、透壁型LGE、局灶斑片型LGE［3,16］。短軸PSIR圖像則是在短軸視圖上選擇TI-scout圖像相同切面定性分析LGE存在與否及LGE類型。根據(jù)既往研究,定性比較患者TI-scout圖像和短軸PSIR圖像診斷性能,即定性比較每一位患者兩種圖像LGE強化程度差異與LGE范圍差異［10］,TI-scout圖像診斷性能與PSIR圖像相比分為以下4種情況:①優(yōu)于;②互補;③相等;④差于?！皟?yōu)于”定義為TI scout圖像診斷LGE強化程度與范圍與最終診斷吻合,而短軸PSIR圖像偽影較多,診斷LGE強化程度與范圍與最終診斷有所偏差;“互補”定義為需通過兩種圖像相互佐證、互為補充識別病變心肌LGE程度及范圍類型,單獨通過TI-scout圖像或短軸PSIR圖像評估不能明確診斷LGE范圍;“相等”定義為兩種圖像診斷的LGE程度及范圍一致?！安钣凇倍x為TI-scout圖像診斷LGE范圍差于PSIR圖像。上述評估由兩名具有3年和5年心血管影像診斷經(jīng)驗的醫(yī)師進行,若兩名評估者間出現(xiàn)結果不一致,則由兩位閱片者共同協(xié)商,重新評估后進行決斷。

1.4 統(tǒng)計學分析

采用SPSS 26.0統(tǒng)計軟件分析數(shù)據(jù)。正態(tài)分布連續(xù)變量采用均數(shù)±標準差表示,計數(shù)資料以例數(shù)和百分比(%)表示,組間比較采用卡方檢驗。P<0.05為差異有統(tǒng)計學意義。

2 結果

129例AL-CA患者中,男性 72 例(70.5%),年齡(59.9±9.1)歲,其中LGE陰性患者27名和LGE陽性患者102名。由表1-2可見,患者TI-scout圖像與短軸PSIR圖像診斷性能存在差異。在LGE陰性患者中,74%病例通過TI-scout圖像有助于LGE陰性的診斷(P=0.046),差異有統(tǒng)計學意義,其中59%患者通過兩種圖像診斷效能可互補,15%病例TI-scout圖像診斷性能優(yōu)于短軸PSIR圖像。在LGE陽性患者中,65%患者通過TI scout圖像有助于病變心肌LGE識別(P=0.01),其中35%患者通過兩種圖像診斷效能互補,30%患者TI-scout圖像診斷性能優(yōu)于短軸PSIR圖像。

表1 TI-scout圖像與PSIR圖像診斷性能比較Table 1 Diagnostic performance of TI scout versus PSIR images n(%)

表2 不同LGE類型的TI-scout圖像與PSIR圖像診斷性能比較Table 2 Diagnostic performance of TI-scout versus PSIR images in different LGE types n(%)

基于TI-scout圖像可增強識別AL-CA患者不同的LGE類型。33%(15/46)心內(nèi)膜下LGE(圖3)、28%(9/32)透壁型LGE(圖4)、29%(7/24)局灶斑片型LGE患者基于TI-scout圖像診斷性能優(yōu)于短軸PSIR圖像。值得注意的是互補診斷比例都較高,在26%心內(nèi)膜下LGE、44%透壁型LGE、42%局灶斑片型LGE(圖2) 患者中兩種圖像診斷性能為互補。綜上,65%透壁型LGE陽性患者TI scout圖像有助于識別LGE類型,其中,72%為透壁型LGE。59%心內(nèi)膜下LGE、71%局灶斑片型LGE患者通過TI-scout圖像可增強識別LGE。

TI-scout圖像顯示心內(nèi)膜下LGE心肌達零點時間(紅色方框,箭頭)早于血池達零點時間(藍色方框);PSIR圖像顯示心內(nèi)膜下LGE與血池分界欠佳,易造成“假陰性”診斷

TI-scout圖像顯示左心室中間部下側壁異常心肌達零點時間(紅色方框)早于血池(藍色方框),與短軸PSIR圖像上顯示累及下側壁的可疑LGE相似

TI-scout圖像顯示透壁型LGE心肌達零點時間(紅色方框)早于血池(藍色方框);而短軸PSIR圖像只顯示了心內(nèi)膜下LGE,低估病變心肌范圍及嚴重程度

3 討論

隨著醫(yī)學診斷技術的發(fā)展,心肌病的診斷方法越來智能［17］。然而,CMR識別LGE仍是確定淀粉樣變性心臟受累最成熟的方法,靈敏度和特異度接近85%～90%,此技術方法需要靜脈注射釓(Gd)造影劑,并在注射后至少延遲10 min成像,通常使用IR序列來抑制正常心肌信號以實現(xiàn)正常心肌和病變心肌之間的最佳對比度［1-2,5,18］。目前臨床廣泛應用PSIR序列進行LGE掃描,該序列同樣是IR序列在一次反轉脈沖中,在兩個心動周期(R-R間期)采集兩次信號,即采集了兩個不同TI時間的圖像。最終,PSIR掃描得到3種類型圖像:在兩個RR間期采集的2次信號得到2個M圖(模數(shù)幅度圖),用第2個M圖校正第1個M圖的相位信息,可以得到校正實圖(corrected real,CR)。其中CR圖為校正真圖,其獲得最佳的信噪比和對比噪聲比進行LGE分析［6,19-20］。因此,基于PSIR圖像的評估減少了正常心肌最佳反轉時間設置的依賴性,使圖像更加穩(wěn)健且獨立于技術員經(jīng)驗性操作［3,20-21］。

“TI-scout”是CMR中用于搜尋心肌達零點時最佳反轉時間的技術,常采用Look-Locker序列掃描,該序列掃描多個期相(即在多個不同的TI時間采集信號),得到不同反轉時間TI的多種對比度圖像(圖1)［2,9］。臨床中常規(guī)采集的系列圖像可用視覺定性或圖形繪制的方法,評估心肌、血池信號隨時間延長的變化,并且將心肌組織信號最低的TI值設置為正常心肌組織的過零點時間［22］。雖然TI-scout圖像未納入臨床常規(guī)應用評估異常心肌,但因其可提供正常心肌、異常心肌、血池異常釓動力學信息而被人們逐漸關注并應用。White等［23］通過評估心肌和血池到達零點類型可快速確認心臟淀粉樣變性診斷,提示TI 定性評估可作為 LGE 發(fā)現(xiàn)的輔助手段。Pandey等［24］在一項13名心臟淀粉樣變性患者的小型回顧性研究中報告TI scout序列檢出CA患者的特征是心肌到達零點時間早于或等于血池到達零點時間。在此基礎上NAM等［13］利用TI scout序列探索了一個新的CMR參數(shù)——TI 間期(血池與心肌達零點時間間隔)可用于區(qū)分心臟淀粉樣變和肥厚型心肌病。而本研究回顧性分析發(fā)現(xiàn)TI-scout圖像有助于AL-CA患者病變心肌LGE識別。與短軸PSIR圖像相比,TI-scout圖像提升了LGE范圍及類型的診斷效能。這一發(fā)現(xiàn)與既往研究相符,Bannan等［10］2021年發(fā)表在JCMR研究表明涉及心內(nèi)膜下LGE、細微LGE時,利用TI-scout圖像更容易察覺細微病變心肌LGE。PSIR圖像中,心內(nèi)膜下LGE、局灶斑片狀LGE與血池、正常心肌對比度欠佳,而TI scout圖像則能在另一角度顯示心內(nèi)膜下LGE、細微斑片狀LGE等異常心肌病變。

既往研究表明,彌漫性心內(nèi)膜下LGE是AL-CA最常見LGE類型,而透壁型LGE死亡風險明顯增大［5,11,17-18,23］。因此評估LGE類型,即評估嚴重程度并對患者進行風險分層,對擬定治療方案、改善預后十分重要。通常情況下,AL-CA患者因淀粉樣蛋白彌漫性沉積在心肌,導致在檢查中很難獲得正常心肌的最佳反轉時間［2-3,24］,PSIR圖像不能突出異常心肌強化特征,將出現(xiàn)“假陰性”診斷。本研究通過定性比較TI-scout 圖像與PSIR圖像識別LGE范圍,發(fā)現(xiàn)TI-scout圖像可直接提供釓動力學異常信息,從而有效識別心內(nèi)膜下LGE、透壁性LGE,準確評估患者病變的嚴重程度。此外,值得注意的是本研究發(fā)現(xiàn)在LGE類型識別中TI scout 圖像與短軸PSIR圖像互補的比例不少,這也說明TI scout圖像與PSIR圖像聯(lián)合應用時可明確臨床模棱兩可的診斷。

目前TI-scout成像廣泛應用于正常心肌最佳反轉時間的設置,本研究提出了TI-scout圖像在識別輕鏈型心肌淀粉樣變患者心肌損害的新應用和解釋。臨床應用中,TI-scout圖像既不需要額外的掃描也不需要復雜的心肌信號后處理軟件計算;同時其為多時相、短間隔連續(xù)系列圖像,較容易觀察到心肌和血池信號連續(xù)變化,進一步增強其在實踐中的適用性及可操作性。

綜上,本研究回顧性分析表明,在AL-CA患者中TI-scout圖像可增強病變心肌LGE識別。在臨床實踐中通過觀察TI-scout圖像并與PSIR圖像相結合評估AL-CA,可提高病變識別的準確性。

本研究存在以下局限性:(1)本研究為單中心、回顧性研究,樣本量不大,但考慮到AL-CA為罕見病,該數(shù)據(jù)樣本收集已實屬難得。(2)通過對兩組圖像視覺比較,定性地評估TI scout圖像和短軸PSIR圖像的診斷性能,但未能有病理活檢相佐證;本研究TI scout圖像的作用與既往文獻一致［10,12］,即在評估病變心肌LGE彌補了PSIR圖像不足,從而提高了LGE成像診斷性能。(3)基于回顧性分析的TI-scout圖像只有左心室中間部單層短軸切面,未來研究中為了更準確定量評估TI-scout圖像診斷性能,需要使用預定義掃描方案(包括多方位切面)進行前瞻性研究。

作者貢獻聲明

伍馨怡:提出研究思路,設計實驗、統(tǒng)計分析數(shù)據(jù),撰寫論文;王慧敏:統(tǒng)計分析數(shù)據(jù)、修改論文;楊粵龍:統(tǒng)計分析數(shù)據(jù),修改論文;劉輝:提出研究思路和框架,修改論文。

利益沖突聲明

本研究未受到企業(yè)、公司等第三方資助,不存在潛在利益沖突。