无造影剂心脏磁共振多模态定量评估心肌梗死的研究

发布时间：2020-10-20 02:07

　　 目的:心脏磁共振(Cardiac Magnetic Resonance,CMR)是目前公认的针对心肌梗死(Myocardial Infarctions,MI)的最佳诊断方法,能提供更多参考指标及预后信息。钆造影剂延迟强化(Late Gadolinium Enhancement,LGE)是磁共振检测不可逆性心肌损伤的金标准,然而,进来钆类造影剂对严重肾功能不全患者的影响受到越来越多的关注,这使探索可替代LGE对MI进行评估的无造影剂注入的成像方法成为临床上的迫切需求。既往的动物研究以及小样本单中心临床研究表明平扫(无对比剂)T1mapping可用于评估慢性MI。本研究拟通过大样本多中心临床研究进一步探索T1 mapping对于慢性MI的诊断能力。另外,对MI进行分期,尤其是区分急性期及慢性期,是制定临床治疗决策的重要需求之一。因为磁共振T2信号对急性期MI的心肌内水肿十分敏感,本研究试图通过平扫T1mapping与基于T2的成像相结合的方法,实现在没有造影剂的情况下对MI进行分期。研究方法:在美国,韩国和中国三个研究中心共纳入了105名患有陈旧心肌梗死的患者。所有受试者接受非对比注入T1mapping和LGE扫描,磁共振图像采集距离首次急性MI发作平均间隔期为10.1年(IQR 5.3-16.5年)。由两位具有丰富CMR诊断经验的观察者使用CVI~(42)图像处理软件测量梗塞面积及梗塞透壁性,梗塞面积按其占总左室心肌体积的百分比表示,透壁性使用中心线和弦法进行测量。分析相对于LGE评估敏感性,特异性,ROC指标以及观察者间和观察者内的变异性。另外,动物实验部分共建立24只狗的心肌梗死模型,其中出血性心梗(n=15)和非出血性心梗(n=9)。分别在MI的急性和慢性期对全部受试动物进行多参数mapping(T1,T2和T2*)和晚期钆增强(LGE)扫描。测量出血梗死区、血肿周围梗死区、非出血性梗死区和非梗塞区(远端心肌)的T1,T2和T2*值。将上述各梗死区相对于远端心肌的T1,T2和T2*的变化依据梗塞分期和场强不同进行比较。并进一步进行组织病理学和免疫组织化学分析,以深入了解CMR的发现。结果:1、基于相对于LGE的无对比剂T1mapping鉴定梗塞位置的灵敏度,特异性和AUC分别为88%,92%和0.93。T1mapping测量梗塞面积与LGE没有差异(T1:12.1%±7.5%;LGE:11.8%±7.2%,p=0.82),并与LGE一致(R~2=0.92,偏倚=0.09±2.6%)。相应的观察者间和观察者内评估也是一致的(观察者间:R~2=0.90,偏倚=0.18±2.4%;观察者内:R~2=0.91,偏倚=0.28±2.1%)。无对比剂T1 mapping测梗塞透壁性对比LGE没有差异(T1:49.1±15.8%;LGE:47.2±19.0%,p=0.56)并且显示一致(R~2=0.71;偏倚=1.32±10.2%)。相应的观察者间和观察者内评估也是一致的(观察者间:R2=0.81,偏倚=0.1±9.4%;观察者内:R~2=0.91,偏倚=0.28±2.1%)。用于鉴定无对比剂T1mapping相对于LGE的透壁性梗塞的灵敏度,特异性和AUC分别为71%,92%和0.82。2、梗死区域的平扫T1,T2和T2*及其与远端心肌的相对变化显示出对梗塞分期和类型的显着依赖性。具体而言,在MI的慢性期,非出血性梗死区域的T2消退至远端心肌水平(T2的差异%=0.0±3.2%);然而,血肿周围梗死区的T2相对于远端心肌仍然升高(T2的差异%=8.6±5.1%)并且与持续的活动性炎症相关。结论:1.非出血性心梗及急性期出血性心梗可以依赖T1与正常心肌鉴别,但慢性期出血性心梗的鉴别需要联合T2*对梗死区域进行空间定位;2.非出血性心梗可以根据梗死心肌内的T2变化进行分期。然而,对于出血性心梗需要联合T2*对梗死区域进行准确的空间定位,以实现对其进行分期。综上,本研究提示,T1mapping联合T2及T2*mapping可以做为LGE的替代方案在无造影剂注入的情况下实现对心肌梗死的诊断。
【学位单位】：中国医科大学
【学位级别】：博士
【学位年份】：2019
【中图分类】：R542.22;R445.2
【部分图文】：

图 1 3.0T 场强下的 LAD，LCx 和 RCA 梗塞患者获得的代表性平扫 T1map 和晚期钆增强图像。晚期钆增强（LGE）图像和三名患者的平扫 T1map 显示，三名患者分别在 LAD、LCx 和 RCA 冠状动脉供血区域存在梗塞灶。使用“平均值±5 SD” 标准在LGE 图像（黄色高光）和 T1map（淡蓝色高光）上自动识别梗塞区域。基于 AHA模型的 16 个区段中的每个区段计算梗塞面积（在此呈现为牛眼图）。梗塞透壁性根据每个弦的梗塞程度进行计算，并根据透壁程度进行颜色编码（也显示为牛眼图）。透壁靶心图的每个同心环代表一层短轴切面。牛眼图显示 LGE 和 T1 map 之间在确定梗塞面积和梗塞透壁性方面高度一致。

图 2 一名左室前壁心梗患者的代表性 LGE 及平扫 T1map 全心连续断层图像。LGE图像上所识别出的梗塞区域，很容易在平扫 T1map 上的对应位置观察到。利用“平均值±5 SD”的自动识别方法，平扫 T1map（淡蓝色高光）和 LGE 图像（黄色高光）在显示梗塞面积和梗塞透壁性方面显示出很好的视觉可比性。

中国医科大学博士学位论文3.2 梗塞位置准确性 - T1 map 识别梗塞位置的灵敏度，特异性和 ROC 分析显示在图 3 中。无对比剂 T1map 在节段基础上检测梗塞位置的灵敏度为 88％（702 阳性结果中的621 为真阳性，95％置信区间[ CI]：86％至 91％）。无对比剂 T1map 在节段基础上检测梗塞位置的特异性为 92％（978 阳性结果中中的 899 为真阴性，95％置信区间[CI]：90％至 94％）。（图 3A）。无对比剂 T1map 在节段基础上检测梗塞位置的阳性预测值是 89％（700 个测试阳性的 621 个真阳性，95％置信区间[CI]：86％到91％）。无对比剂 T1map 在节段基础上检测梗塞位置的阴性预测值为 92％（999测试阴性的 899 为真阴性，95％置信区间[CI]：90％至 93％）。 ROC 分析显示，基于平扫 T1 map 识别梗塞位置的曲线下面积（AUC）为 0.93（[CI]：0.91-0.94，p<0.001）。（图 3C）。
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本文编号：2848051