單倍劑量釓布醇與雙倍劑量釓噴酸葡胺在心力衰竭患者心臟MR增強評估心肌纖維化與心肌梗死中的對比研究

申曉俊,陳銦銦,惲虹,趙士海,曾蒙蘇,金航

心力衰竭具有高發(fā)病率和高死亡率的特點[1],而心肌纖維化引起心室不可逆性重構是心力衰竭發(fā)生的重要病理生理過程。MR延遲增強是評估心肌梗死的常規(guī)檢查技術,能夠提供梗死心肌、存活心肌和微血管阻塞等重要信息,為心力衰竭患者的臨床風險評分和預后評估提供重要參考依據[2]。T1-mapping技術則可量化評估纖維化心肌[3]。筆者發(fā)現在心臟MR延遲增強掃描中,使用雙倍劑量釓噴酸葡胺的心力衰竭患者的左心室血池信號往往較高,不利于心內膜下纖維化心肌和梗死心肌的顯示。釓噴酸葡胺等線性對比劑可引起腎功能不全[4],進而加重心力衰竭患者的腎臟負擔;此外多次重復給予線性釓類對比劑后可導致腦內分布為主的釓沉積[5,6],盡管其是否會對健康造成影響尚不明確。釓布醇為大環(huán)類對比劑,具有高弛豫率、高熱力學穩(wěn)定性的特點[7]。目前國內用于心力衰竭的研究較少,本研究擬在心力衰竭患者中,比較使用單倍劑量的釓布醇和雙倍劑量的釓噴酸葡胺心臟MR增強掃描中顯示纖維化心肌與梗死心肌的差異。

材料與方法

1.病例資料

前瞻性納入140例心力衰竭患者行心臟MR延遲增強及增強后T1-mapping掃描,單倍劑量(0.1 mmol/kg)釓布醇(加樂顯,德國拜耳先靈公司)和雙倍劑量(0.2 mmol/kg)釓噴酸葡胺(馬根維顯,德國拜耳先靈公司)患者分別70例。入選標準為臨床診斷為心力衰竭且病因懷疑為心肌梗死或原發(fā)性擴張型心肌病者,超聲心動圖提示左心室射血分數<40%。排除標準:①無延遲強化病灶;②最終病因為其他疾病;③圖像質量差。最終98例患者納入本研究,釓布醇組44例(心肌梗死18例,原發(fā)性擴張型心肌病26例),釓噴酸葡胺組54例(心肌梗死20例,原發(fā)性擴張型心肌病34例)。研究經本院倫理委員會批準(審批號:B2021-394R),所有患者或患者家屬簽署了書面知情同意書。

2.檢查方法

采用1.5T超導MRI掃描儀(MAGNETOM Aera,Siemens AG,Erlangen,Germany),聯(lián)合應用18通道的體部相控陣線圈及脊柱線圈。沿左心室短軸行黑血T2WI-SPAIR序列掃描,主要參數:FOV 340 mm×340 mm,矩陣198×256,層厚5 mm,TR 800 ms,TE 60 ms,翻轉角180°。采用真實穩(wěn)態(tài)自由進動Truefisp序列完成四腔心、三腔心、兩腔心及左室短軸電影掃描,主要參數:FOV 340 mm×340 mm,矩陣192×256,層厚8 mm,TR 42.4 ms,TE 1.11 ms,翻轉角80°。經肘靜脈團注對比劑(釓布醇劑量0.1 mmol/kg,釓噴酸葡胺劑量0.2 mmol/kg),注射流率為2 mL/s,采用T1Flash 2D序列在注入對比劑9 min時使用TI-scout序列選擇最佳TI時間后立即完成兩腔心、四腔心及左室短軸位的延遲增強掃描,主要參數:FOV 340 mm×340 mm,矩陣192×256,層厚8 mm,TR 999.2 ms,TE 3.22 ms,翻轉角25°。延遲增強掃描結束后采用改良Look-Locker反轉恢復(MOLLI)序列立即完成增強后T1-mapping掃描,主要參數:FOV 360 mm×307 mm,矩陣256×144,層厚8 mm,TR 396 ms,TE 1.1 ms,TI 280 ms,最小反轉時間120 ms,反轉時間增量80 ms,翻轉角35°。

3.圖像分析

使用后處理工作站(Leonardo VD10B,Siemens Healthcare)完成圖像分析。數據測量由兩名從事心血管MR研究5年以上的專業(yè)醫(yī)師進行。在MR延遲增強“幅度”圖像及增強后T1-mapping圖像上測量左心室血池、正常心肌、延遲強化心肌的信號強度(signal intensity,SI)及T1值。延遲強化心肌是基于正常心肌的信號強度加5倍標準差進行定義的。

利用公式(1)計算延遲強化心肌的信噪比(SNRhyper)及左心室血池的信噪比(SNRLV);利用公式(2)及公式(3)分別計算延遲強化心肌與正常心肌之間及延遲強化心肌與左心室血池之間的對比噪聲比(CNRhyper-remote、CNRhyper-LV)及T1差值(△T1hyper-remote、△T1hyper-LV)。

(1)

(2)

T1x1-x2=T1X1-T1X2

(3)

其中,SNRX表示左心室血池或延遲強化心肌的信噪比,SDAIR表示患者體外空氣信號強度的標準差。CNRx1-x2表示延遲強化心肌與左心室血池之間或延遲強化心肌與正常心肌之間的對比噪聲比。T1x1-x2表示延遲強化心肌與正常心肌之間或延遲強化心肌與左心室血池之間的T1差值。

4.統(tǒng)計學分析

結 果

1.患者的一般情況

兩組患者在年齡、身高、體重、心率、左心室射血分數、性別、NYHA及GFR分期中差異均無統(tǒng)計學意義(表1)。

表1 釓布醇組和釓噴酸葡胺組患者的一般情況

2.SNR和CNR

由心肌梗死和原發(fā)性擴張型心肌病導致的心力衰竭患者中,釓布醇的SNRLV顯著低于釓噴酸葡胺,釓布醇的CNRhyper-LV顯著高于釓噴酸葡胺,且差異均有統(tǒng)計學意義(P<0.001),但兩種對比劑在SNRhyper和CNRhyper-remote上差異無統(tǒng)計學意義(P>0.05),見表2及圖1、2。

圖1 內膜下分布為主的心肌梗死。a、b)男,41歲,釓噴酸葡胺組,梗死心肌主要位于前壁和間隔壁。a)延遲增強圖像;b)增強后T1-mapping圖像。c、d) 男,50歲,釓布醇組,梗死心肌主要位于前壁和前間壁。c)延遲增強圖像;d)增強后T1-mapping圖像。兩種對比劑顯示梗死心肌和正常心肌能力相當,釓布醇左心室血池與梗死心肌之間的對比效果優(yōu)于釓噴酸葡胺。 圖2 原發(fā)性擴張型心肌病。a、b)男,63歲,釓噴酸葡胺組,延遲強化心肌主要位于整個左心室肌壁間。a)延遲增強圖像;b)增強后T1-mapping圖像。c、d)男,43歲,釓布醇組,延遲強化心肌主要位于肌壁間或心內膜下。c)延遲增強圖像;d)增強后T1-mapping圖像。兩種對比劑顯示延遲強化心肌和正常心肌能力相當,釓布醇左心室血池的信號顯著低于釓噴酸葡胺。

表2 由心肌梗死和原發(fā)性擴張型心肌病導致的心力衰竭患者的SNR和CNR

3.T1和△T1

由心肌梗死和原發(fā)性擴張型心肌病導致的心力衰竭患者中,釓布醇的T1LV和△T1hyper-LV明顯高于釓噴酸葡胺,且差異均有統(tǒng)計學意義(P<0.001);但兩種對比劑在T1hyper及△T1hyper-remote上差異均無統(tǒng)計學意義(P>0.05),見表3及圖1、2。

表3 由心肌梗死和原發(fā)性擴張型心肌病導致的心力衰竭患者的T1值和T1差值

討 論

目前,單倍劑量釓布醇和雙倍劑量釓噴酸葡胺在心力衰竭患者的心肌MR延遲增強、T1-mapping方面的研究相對較少。筆者發(fā)現,無論是由心肌梗死還是由原發(fā)性擴張型心肌病導致的心力衰竭患者,釓布醇和釓噴酸葡胺在SNRhyper、T1hyper、△T1hyper-remote、CNRhyper-remote上差異無統(tǒng)計學意義,但釓布醇的SNRLV顯著低于釓噴酸葡胺,釓布醇的T1LV、CNRhyper-LV、△T1hyper-LV顯著高于釓噴酸葡胺,更利于以內膜下分布為主的延遲強化心肌的顯示。

De Cobelli等[8]比較單倍劑量釓布醇和雙倍劑量釓噴酸葡胺在心臟MR延遲增強時發(fā)現,在延遲強化時間為10或15min(平均13.7±3.7分鐘)時,延遲強化心肌的信號強度在兩種對比劑之間差異無統(tǒng)計學意義。該結果與筆者發(fā)現延遲強化心肌的信噪比、T1值在兩種對比劑之間無明顯差異的結果一致。原因可能是釓布醇在人體血漿中具有更高弛豫率。Bauner等[9]采用3T MRI比較單倍劑量釓貝葡胺和雙倍劑量釓噴酸葡胺顯示梗死心肌的效果時發(fā)現,釓貝葡胺梗死心肌的信噪比顯著高于釓噴酸葡胺,故認為釓貝葡胺的高弛豫率特點使其在延遲強化心肌的顯示方面更有優(yōu)勢。Wildgruber等[10]采用3T MRI比較單倍劑量釓布醇和單倍劑量釓貝葡胺顯示梗死心肌的效果時發(fā)現,雖然釓貝葡胺的弛豫率高于釓布醇,但釓貝葡胺梗死心肌的信噪比與釓布醇無顯著差異,且釓布醇的梗死心肌與左心室血池之間的對比噪聲比更高。其次,對比劑在左心室血池和延遲強化心肌病灶中的代謝方式不同(Doeblin等[11]的研究結果也支持這個觀點)。最后釓布醇的分子量較釓噴酸葡胺小(604.71 vs. 938.00),加上本研究對象為心力衰竭患者,綜合這些因素一定程度上可以解釋單倍劑量釓布醇和雙倍劑量釓噴酸葡胺顯示延遲強化心肌信噪比、T1值相似的情況。

本研究還發(fā)現,釓布醇和釓噴酸葡胺在心力衰竭患者延遲強化心肌與左心室血池之間的對比噪聲比、T1差值存在顯著差異,這與De Cobelli等[8]的研究結果不同。原因可能為De Cobelli等[8]的研究中約1/2的人群診斷為急性心肌炎,兩次MR掃描時心肌炎水腫程度可能會發(fā)生變化,進而影響測量結果。Rudolph等[12]在心肌梗死的患者中比較兩種對比劑時發(fā)現,單倍劑量釓布醇梗死心肌的信噪比及梗死心肌與左心室血池之間的對比噪聲比顯著低于雙倍劑量釓噴酸葡胺,所以他們認為使用單倍劑量釓布醇會降低組織之間的對比度。該結果與本研究結果之間存在差異,原因可能為Rudolph等[12]的延遲時間為13 min且非心力衰竭患者,本研究人群為心力衰竭患者且延遲時間為9 min,延遲時間和左心室射血分數的差異均可能會影響對比劑在延遲強化心肌及左心室血池的分布情況。

總之,心力衰竭患者行心臟MR延遲增強、增強后T1-mapping成像時,單倍劑量釓布醇既可減少釓類對比劑的使用劑量,又可更好地顯示纖維化心肌和梗死心肌的情況,較雙倍劑量釓噴酸葡胺更利于臨床工作。