肺密度测量在Fontan患者中的应用：零回波时间序列的突破性研究

《Pediatric Cardiology》：Lung Density Measurement in Fontan Patients Using Zero Echo Time Sequences

本研究聚焦于Fontan患者术后肺部并发症问题，采用零回波时间（ZTE）MRI技术测量肺密度，发现肺密度与心功能、纤维化等指标存在关联，为Fontan术后患者的诊断和预后评估提供了新的影像学依据。

　　在先天性心脏病治疗领域，Fontan手术为单心室患者提供了重要的治疗手段，但术后患者常面临肺部并发症的挑战。近期，国外研究人员开展了一项创新性研究，利用零回波时间（ZTE）MRI技术测量Fontan患者的肺密度，并深入分析了肺密度与心功能、纤维化等指标之间的关系。该研究不仅为Fontan术后患者的诊断和预后评估提供了新的视角，也为未来相关研究奠定了基础，论文成果发表于《Pediatric Cardiology》。

研究背景

Fontan手术是用于治疗单心室（SV）先天性心脏病的重要手术方式，通过重建血液循环，使患者能够长期生存。然而，由于Fontan循环的非生理性特点，术后患者常出现肺部并发症，如限制性通气功能障碍、塑性支气管炎等，严重影响患者的生活质量和预后。目前，虽然肺功能测试和运动能力测试已被用于评估Fontan患者的肺功能，但肺部影像学检查尚未纳入常规随访。传统的MRI序列由于肺组织的低质子密度和空气-组织界面的化学位移效应，难以测量肺信号。近年来，超短回波时间（UTE）和零回波时间（ZTE）序列的发展为肺部MRI成像带来了新的希望。这些技术能够实现接近零的回波时间，从而克服传统MRI的局限性，为Fontan患者提供了一种无辐射的肺部成像选择。

研究方法

本研究纳入了32名接受Fontan手术的儿童和青少年，所有患者均接受了包括肺部特异性序列的心脏MRI检查和肺功能测试，两项检查的时间间隔不超过4个月（2019-2021年）。研究人员使用ZTE序列测量肺密度，并计算肺-背景比值（LBR）。根据LBR值，患者被分为LBR > 1.5和LBR ≤ 1.5两组，进一步分析了LBR与心功能、纤维化、血流动力学、生物标志物、肺功能测试和既往导管检查结果之间的关系。研究中使用的主要技术方法包括：心脏MRI检查（包括ZTE序列和稳态自由进动[SSFP]电影成像）、肺功能测试（包括用力肺活量[FVC]、第1秒用力呼气容积[FEV?]等指标）以及生物标志物检测（如生长分化因子15[GDF-15]、组织金属蛋白酶抑制因子1[TIMP-1]等）。

研究结果

肺密度与心功能及纤维化指标的关系

研究人员发现，LBR值显著升高（> 1.5）的患者表现出更高的细胞外体积（ECV）和更低的TIMP-1、可溶性肿瘤抑制因子2（sST-2）水平，同时GDF-15也呈现降低趋势。此外，这些患者的白蛋白和凝血酶原时间值也显著降低，而其他心血管和肺部参数未见显著差异。这表明肺密度的增加可能与心功能和纤维化指标的异常有关。

肺密度与血流动力学的关系

在血流动力学方面，LBR > 1.5的患者在Glenn手术和Fontan手术前的平均肺动脉压（mPAP）显著高于LBR ≤ 1.5的患者。此外，LBR > 1.5的患者更常接受静脉-静脉侧支血管的介入栓塞治疗。这提示肺密度的增加可能与术前较高的肺动脉压和更频繁的侧支血管形成有关。

肺密度与肺功能测试的关系

尽管肺密度的变化可能反映了肺部病理生理学的改变，但研究人员并未发现LBR与肺功能测试结果（包括静息状态下的肺功能测试和运动状态下的心肺运动测试）之间存在显著相关性。这表明肺密度的变化可能与结构性肺部病变无关，或者存在其他代偿机制维持了患者的肺功能。

砗究结论与讨论

本研究的初步结果表明，肺密度的增加（LBR > 1.5）可能与Fontan循环效率低下、肺动脉压升高有关，这一结论得到了肝脏功能和心肌结构改变的支持。此外，肺密度测量可能比其他功能分析更为敏感，能够描述亚临床变化。研究人员未发现静息和运动状态下肺功能测试结果与LBR之间的差异，这进一步支持了肺密度测量在早期检测Fontan术后患者潜在病理变化方面的潜力。然而，研究也存在一些局限性，如样本量较小、MRI检查均在静息状态下进行等。未来的研究需要在更大的患者群体中进行，并采用运动应激成像协议，以进一步阐明肺密度变化与Fontan血流动力学之间的关系。总体而言，本研究为Fontan术后患者的影像学评估提供了新的思路，强调了肺密度测量在临床应用中的潜在价值。