伍馨怡,王慧敏,楊粵龍,劉輝*

［1.華南理工大學(xué) 醫(yī)學(xué)院,廣東 廣州 510006;2.南方醫(yī)科大學(xué) 附屬廣東省人民醫(yī)院 (廣東省醫(yī)學(xué)科學(xué)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(xì)胞外間質(zhì)導(dǎo)致心臟結(jié)構(gòu)和功能破壞的浸潤性心肌病［1-2］?；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(yù)后不良有關(guān)［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(guān)重要。

LGE掃描常用序列包括2D分段反轉(zhuǎn)恢復(fù)(inversion recovery,IR)或相位敏感反轉(zhuǎn)恢復(fù) (phase-sensitive inversion-recovery,PSIR)［6］。目前臨床廣泛應(yīng)用的PSIR序列減少了正常心肌最佳反轉(zhuǎn)時間(inversion time,TI)設(shè)置的依賴性,使圖像更加穩(wěn)健且獨立于技術(shù)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(shè)置反轉(zhuǎn)時間(inversion time,TI)敏感性減低,但是TI不足導(dǎo)致圖像質(zhì)量較差,從而影響閱片者診斷信心及診斷準(zhǔn)確性也是一個不可忽視因素［3］。

TI即從反轉(zhuǎn)脈沖施加到信號采集時刻的時間,應(yīng)該合理設(shè)置以使正常心肌信號為零?！皊cout”即是“搜尋”之意。CMR掃描中“TI scout”則是技術(shù)員掃描常用來搜尋設(shè)置合理TI的電影序列,采集的系列圖像對應(yīng)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(xué)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(tuán)隊家進(jìn)行診斷、治療。AL-CA診斷綜合了臨床實驗室生物學(xué)指標(biāo)、超聲心動圖、CMR特征［1-2,15］。納入標(biāo)準(zhǔn):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(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn):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(zhì)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(zhǔn)(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(shè)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(zhuǎn)恢復(fù)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(zhuǎn)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(shù)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(jìn)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(zhuǎn)角:25°。標(biāo)準(zhǔn)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(dá)零點時間(血池信號最低,藍(lán)色方框)早于心肌達(dá)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(dá)零點時間(紅色方框,箭頭)早于血池達(dá)零點時間(藍(lán)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(jié)合全部CMR圖像(標(biāo)準(zhǔn)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(dá)零點(信號最低,即變黑)時相在前,心肌達(dá)零點在后,則表明患者無LGE(圖1A);如果患者存在心肌達(dá)零點時相早于血池或等于血池達(dá)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。“優(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(jìn)行,若兩名評估者間出現(xiàn)結(jié)果不一致,則由兩位閱片者共同協(xié)商,重新評估后進(jìn)行決斷。

1.4 統(tǒng)計學(xué)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(biāo)準(zhǔn)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(xué)意義。

2 結(jié)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(xué)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(dá)零點時間(紅色方框,箭頭)早于血池達(dá)零點時間(藍(lán)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(cè)壁異常心肌達(dá)零點時間(紅色方框)早于血池(藍(lán)色方框),與短軸PSIR圖像上顯示累及下側(cè)壁的可疑LGE相似

TI-scout圖像顯示透壁型LGE心肌達(dá)零點時間(紅色方框)早于血池(藍(lán)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(yán)重程度

3 討論

隨著醫(yī)學(xué)診斷技術(shù)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(shù)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(yīng)用PSIR序列進(jìn)行LGE掃描,該序列同樣是IR序列在一次反轉(zhuǎn)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(jìn)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(zhuǎn)時間設(shè)置的依賴性,使圖像更加穩(wěn)健且獨立于技術(shù)員經(jīng)驗性操作［3,20-21］。

“TI-scout”是CMR中用于搜尋心肌達(dá)零點時最佳反轉(zhuǎn)時間的技術(shù),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(zhuǎn)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(shè)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(yīng)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(xué)信息而被人們逐漸關(guān)注并應(yīng)用。White等［23］通過評估心肌和血池到達(dá)零點類型可快速確認(rèn)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(dá)零點時間早于或等于血池到達(dá)零點時間。在此基礎(chǔ)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(dá)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(xì)微LGE時,利用TI-scout圖像更容易察覺細(xì)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(xì)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(fēng)險明顯增大［5,11,17-18,23］。因此評估LGE類型,即評估嚴(yán)重程度并對患者進(jìn)行風(fēng)險分層,對擬定治療方案、改善預(yù)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(dǎo)致在檢查中很難獲得正常心肌的最佳反轉(zhuǎn)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(xué)異常信息,從而有效識別心內(nèi)膜下LGE、透壁性LGE,準(zhǔn)確評估患者病變的嚴(yán)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(yīng)用時可明確臨床模棱兩可的診斷。

目前TI-scout成像廣泛應(yīng)用于正常心肌最佳反轉(zhuǎn)時間的設(shè)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(yīng)用和解釋。臨床應(yīng)用中,TI-scout圖像既不需要額外的掃描也不需要復(fù)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(jìn)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(jié)合評估AL-CA,可提高病變識別的準(zhǔn)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(xiàn)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(zhǔn)確定量評估TI-scout圖像診斷性能,需要使用預(yù)定義掃描方案(包括多方位切面)進(jìn)行前瞻性研究。

作者貢獻(xiàn)聲明

伍馨怡:提出研究思路,設(shè)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。