利用纹理分析评估杜氏肌营养不良患者心脏 MRI 的 T1 映射：减少钆对比剂使用的新突破

《Orphanet Journal of Rare Diseases》：Texture analysis of cardiovascular MRI native T1 mapping in patients with Duchenne muscular dystrophy

为减少杜氏肌营养不良（DMD）患者心脏 MRI 检查中钆对比剂（GBCA）使用，研究人员分析 T1 映射纹理特征，发现 IDMN 可助评估 LGE，减少 GBCA 使用。

　　杜氏肌营养不良（Duchenne muscular dystrophy，DMD）是一种严重的 X 连锁遗传疾病，主要影响男性。患者会出现进行性肌肉退化和严重的运动障碍，而且患心脏疾病的风险较高，因此需要定期进行心脏检查，心脏磁共振成像（cardiac magnetic resonance imaging，MRI）是其中重要的检查手段。在 MRI 检查中，晚期钆增强（late gadolinium enhancement，LGE）技术虽能评估心肌组织，但需要使用钆对比剂（gadolinium-based contrast agents，GBCA）。GBCA 存在诸多问题，比如在肾功能受损患者中可能导致肾源性系统性纤维化（nephrogenic systemic fibrosis，NSF），还可能在中枢神经系统沉积等。此外，DMD 患者本身可能存在肾功能受损风险，且部分患者静脉穿刺困难，使得 GBCA 的使用受到限制。所以，如何在保证诊断准确性的同时，减少 GBCA 的使用成为关键挑战。

为了解决这一问题，来自国际临床研究中心等机构的研究人员开展了相关研究。他们的研究成果发表在《Orphanet Journal of Rare Diseases》上。

研究人员采用了多种关键技术方法。首先，对 67 例 DMD 患者进行回顾性研究，这些患者的心脏 MRI 检查数据来自 2016 年 12 月 1 日至 2022 年 12 月 2 日。研究人员使用 1.5T 扫描仪按照标准协议进行数据采集，获取心脏的多种图像数据。之后，利用商业软件 cvi42 进行 T1 参数映射评估，通过 PyRadiomics 和 Python 进行纹理分析。在纹理特征选择方面，运用多种算法，如通过组内相关系数（intraclass correlation coefficient，ICC）和变异系数（coefficient of variation，CV）筛选出高度可重复的特征，再使用 Boruta 算法和最小绝对收缩和选择算子（least absolute shrinkage and selection operator，LASSO）进行特征降维，最后通过层次聚类确定独立特征。

研究结果主要如下：

• 研究对象分组：15 个心脏 MRI 研究用于识别高度可重复的特征，52 个用于主要分析。其中 48 个有 LGE 评估数据，4 个因外周静脉穿刺困难未进行 LGE 评估。最终匹配得到 42 例患者（23 例 LGE 阳性，19 例 LGE 阴性）进行进一步分析12。
• 心脏 MRI T1 映射分析：发现 DMD 患者中，根据 LGE 状态，前壁节段的原生 T1 纵向弛豫时间存在显著差异。
• 纹理分析：共获得 918 个特征，经筛选，62 个为高度可重复特征。Boruta 算法选择了 20 个特征，LASSO 算法选择了 11 个特征，最终确定 5 个独立特征，其中 4 个（IDMN、熵、zone%、sum entropy）在有 LGE 和无 LGE 的 DMD 患者中存在显著差异345。
• 纹理特征分析：逻辑回归模型显示，IDMN 特征在分类样本时准确率最高（0.857 (0.572–0.982)），其受试者工作特征曲线下面积（area under the curve，AUC）为 0.889 (95% CI: 0.721, 0.996) ，具有良好的判别能力。对 15 例至少连续三年接受检查的 DMD 患者亚组分析发现，IDMN 对 LGE 的对数优势比有显著影响（estimate: 23.35 (8.7), p?value=0.008 ）67。

研究结论和讨论部分表明，IDMN 特征在评估 DMD 患者 LGE 方面表现出色。它能测量心肌原生 T1 图中像素强度水平的均匀性，有助于检测与 LGE 相关的轻微心肌组织改变，且无需使用 GBCA。这不仅增强了 T1 映射识别心肌改变的敏感性，还为检测疾病进展的早期迹象提供了非侵入性方法。此外，IDMN 特征使用小波低通滤波器，可减少细节和噪声影响，突出图像的主要模式和纹理。尽管该研究存在样本量小、未进行外部验证等局限性，但纹理分析（texture analysis，TA）仍具有很大潜力，未来可进一步研究其在 DMD 患者中的应用，有望减少 GBCA 的使用频率，优化心脏 MRI 检查，更好地监测患者的心血管健康状况。