心脏MR T2* mapping技术定量评价2型糖尿病患者左心室心肌改变

杨 智，李 睿，付 兵*，李春平，杨 帆，王文斌

(1.成都市第五人民医院放射科，四川 成都 611130；2.川北医学院附属医院放射科，四川 南充 637000)

2013年我国成年人2型糖尿病(type 2 diabetes mellitus, T2DM)前期病变发病率高达35.7%[1]。T2DM是心血管疾病的重要危险因素之一，主要原因为机体糖代谢紊乱造成心脏微血管损害及心肌损伤，从而引发广泛心脏结构及功能损害，最终导致心力衰竭。心脏MR是目前评价心脏结构及功能的“金标准”。T2*mapping是一种新的心脏MR技术，基于多个梯度回波采集信号，有助于检出心肌的微小血管病变、心肌缺血及微出血[2-3]。本研究通过T2*mapping技术定量评价T2DM患者左心室各节段心肌及各支冠状动脉供血区心肌改变。

1 资料与方法

1.1 一般资料 收集2014年9月—2017年10月川北医学院附属医院收治的T2DM患者54例(T2DM组)，男25例，女29例，年龄35～81岁，平均(55.4±9.6)岁，体质量指数(body mass index， BMI)19.30～28.40 kg/m2，平均(24.22±1.96)kg/m2，T2DM病程4～26年，平均(9.68±4.35)年。纳入标准：①符合《中国2型糖尿病防治指南(2013年版)》[4]诊断标准；②超声心动图检查未见明显异常；③冠状动脉造影未见明显异常；④接受心脏MR检查。排除标准：①有心前区疼痛、心悸、心慌等症状；②左心室射血分数(left ventricular ejection fraction， LVEF)<50%；③存在区域室壁运动异常及并发心脏瓣膜病；④高血压、贫血、冠心病、高脂血症及慢性阻塞性肺疾病、先天性心脏病、严重心律失常；⑤既往有心脏手术史。收集同期健康志愿者43名(正常对照组)，男19名，女24名，年龄37～72岁，平均(54.2±8.6)岁，BMI 18.40～27.30 kg/m2，平均(22.62±1.72)kg/m2；心电图、X线胸片、超声心动图及血糖检查均无异常，无糖尿病及心脏病史及相关临床症状。本研究经我院医学伦理委员会批准，受试者均知情同意。

1.2 仪器与方法

1.2.1 心脏MR检查 采用GE DV750 3.0T超导型MR扫描仪，16通道心脏线圈，常规扫描初步观察心脏结构及功能。采用T2*mapping序列扫描获得8回波心脏两腔心短轴及左心房室两腔心长轴图像，扫描参数：TR 41.1 ms，TE分别为1.10、2.44、3.77、5.10、6.42、7.75、9.08、10.41 ms，层厚7.0 mm，层间距2 mm，共扫描5层，FOV 26 mm，矩阵256×256，NEX 1。增强扫描对比剂为Gd-DTPA,剂量 0.2 mmol/kg体质量，流率2.0 ml/s，注射对比剂后以相同流率注射20 ml生理盐水，15 min后行延迟期增强扫描。

1.2.2 图像分析 由2名具有5年以上心脏MR图像后处理经验的技师采用Segment软件(v1.7 R2797)及CMRtools软件(Thalassaemia tools)分析T2DM组及正常对照组心脏MRI，测定左心室各节段心肌及各支冠状动脉供血区心肌的T2*值(图1、2)，取2名技师测定T2*值的平均值作为最终检测值。参照文献[5]方法划分左心室心肌节段及冠状动脉供血区。

1.3 统计学分析 采用SPSS 16.0统计分析软件。计量资料以±s表示。采用独立样本t检验比较T2DM组与正常对照组左心室心肌T2*值及年龄、BMI的差异，采用χ2检验比较2组间性别组成的差异。P<0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2组间性别(χ2=0.043，P=0.836)、年龄(t=0.639，P=0.524)差异均无统计学意义；T2DM组BMI高于正常对照组(t=4.200，P<0.001)。

2.1 左心室各节段心肌T2*值比较 2组左心室16个节段心肌T2*值见表1。T2DM组左心室第6、15、16节段T2*值低于正常对照组(P均<0.05)，2组间其余节段T2*值差异均无统计学意义(P均>0.05)。

2.2 左心室各支冠状动脉供血区心肌T2*值比较 T2DM组与正常对照组间冠状动脉左前降支(left anterior descending coronary artery, LAD)供血区(即第1、2、7、8、13、14节段)心肌T2*值[(33.59±2.39)ms vs (33.38±3.21)ms；t=0.395，P=0.721]、右冠状动脉(right coronary artery, RCA)供血区(即第3、4、9、10、15节段)心肌T2*值[(34.46±3.25)ms vs (35.13±3.08)ms；t=-1.029,P=0.306]差异均无统计学意义；T2DM组冠状动脉左回旋支(left circumflex artery, LCX)供血区(即第5、6、11、12、16节段)心肌T2*值明显低于正常对照组[(33.96±3.11)ms vs (35.17±2.27)ms；t=-2.144，P=0.035]。

3 讨论

T2DM是一种以血糖异常升高为特征的非传染性疾病，T2DM继发的心血管疾病是患者致残和致死的主要原因[1,6]。目前普遍认为T2DM患者可因糖代谢紊乱导致葡萄糖利用障碍进而引发心脏微血管损害及心肌损伤，即糖尿病心肌病[7]。T2DM患者心肌损伤表现为左心室室壁僵硬、顺应性降低，继发左心室舒张功能受损、左心室容积减低[8]。较之超声成像，心脏MR不仅更有利于显示心脏细微的解剖结构，还可进行心肌功能成像，及早发现糖尿病心肌病的亚临床状态。近年来，T2*mapping序列已应用于多种心脏疾病的研究中，如缺血性心肌病、扩张性心肌病及心肌淀粉样变等[9-10]。

表1 T2DM组与正常对照组左心室16个节段T2*值比较(ms,±s)

表1 T2DM组与正常对照组左心室16个节段T2*值比较(ms,±s)

组别基底段第1节段第2节段第3节段第4节段第5节段第6节段中间段第7节段第8节段T2DM组(n=54)33.79±4.7733.16±4.2132.89±4.0435.43±6.4734.24±4.6133.04±6.2134.28±4.6334.39±6.20正常对照组(n=43)35.20±10.0733.40±5.8734.42±4.1734.56±4.9533.45±3.9737.10±6.2332.77±5.3733.29±4.56t值-0.847-0.230-1.8260.7250.894-3.1941.4860.969P值0.4010.8180.0710.4700.3740.0020.1400.335组别中间段第9节段第10节段第11节段第12节段心尖段第13节段第14节段第15节段第16节段T2DM组(n=54)33.84±3.7836.64±7.6334.11±5.1933.95±5.3532.29±3.8933.65±3.5733.49±4.9334.46±5.66正常对照组(n=43)34.31±4.9136.01±6.5034.43±3.5334.07±3.4532.07±4.2933.57±5.2436.33±7.1036.82±4.03t值-0.5330.429-0.348-0.1210.2780.084-2.231-2.303P值0.5950.6690.7280.9040.7820.9340.0290.023

图1 患者男，46岁，T2DM病史6年 A.左心室基底段心脏MR图像，TR为41.1 ms，TE为1.1 ms； B.8回波信号衰减曲线，左心室第6节段心肌T2*值为25.53 ms

图2 健康志愿者，女，57岁 A.左心室基底段心脏MR图像，TR为41.1 ms，TE为1.1 ms； B.8回波信号衰减曲线，左心室第6节段心肌T2*值为33.77 ms

有研究[11-12]报道，T2DM相关糖尿病心肌病首先引起左心舒张功能降低，其原因为糖代谢异常导致心肌细胞脂肪酸氧化增加、细胞内钙离子转运异常，心肌细胞增大。本研究发现T2DM左心室第6、15、16节段心肌T2*值较正常对照组明显减低，表明T2DM患者心肌病变首发于左心室心尖部及室间隔基底部，原因可能与该区域室壁运动幅度较大，促进心肌炎性细胞浸润，进而导致心肌局部纤维化有关。王文斌[13]采用T2*mapping序列扫描22例亚临床糖尿病患者左心室心肌，发现左心室肌第3节段T2*值低于健康体检者，二者其余心肌节段T2*值差异均无统计学意义，与本研究结果有所不同，可能与病例构成及样本量有关。

有研究[14]报道，糖尿病患者心肌细胞外容积增大，使心肌细胞更加脆弱，导致心肌舒张功能受损；且糖尿病病程与心肌细胞外容积呈正相关。在收缩储备功能正常的T2DM患者中，细胞外容积增大可引起心包缺氧、心肌纤维化，导致局部T2*值减低[15]。本研究结果显示，与正常对照组比较，T2DM组左心室LCX供血区心肌T2*值降低明显，而2组间LAD及RCA供血区心肌T2*值差异无统计学意义，提示LCX供血区在糖尿病心肌病中首先受损，T2*值可用于定量监测心肌受损情况，有助于指导糖尿病心肌病的临床诊断及治疗。但本研究采用标准化的冠状动脉划分，未能避免个体冠状动脉供血区域差异造成的影响及人为勾画心脏节段导致的误差[16]。此外，本研究还存在以下不足：①未对不同病程T2DM患者左心室心肌T2*值进行比较；②未对T2DM患者按性别、年龄、血糖控制情况等进行细分；③样本量较少，且未对左心室结构和功能变化进行相关性研究。

总之，作为一种无创性技术，心脏MR可用于定量评价T2DM患者心肌改变，且具有多参数、多模态成像等优势。T2*mapping技术有望成为临床早期诊断T2DM患者心肌病的常规方法。