心臟占位性病變多模態(tài)影像學(xué)診斷研究進(jìn)展

崔 莉，任衛(wèi)東，李 穎

(中國(guó)醫(yī)科大學(xué)附屬盛京醫(yī)院超聲科，遼寧 沈陽(yáng) 110004)

心臟占位性病變臨床表現(xiàn)多樣，早期診斷并及時(shí)治療對(duì)于改善預(yù)后十分重要。多模態(tài)影像學(xué)即是根據(jù)患者臨床狀況及檢查條件，合理選擇1種以上影像學(xué)檢查方法，聯(lián)合對(duì)病灶做出快捷、有效的診斷。心臟占位性病變的多模態(tài)影像學(xué)中，以超聲心動(dòng)圖最為常用，心臟MRI(cardiac MRI, CMRI)及心臟MSCT(cardiac MSCT， CMSCT)也應(yīng)用較廣，光學(xué)成像(optical imaging, OI)、光聲成像(photoacoustic imaging, PA)、PET/CT、SPECT/CT、PET/MRI等亦可用于診斷心臟占位性病變。本文主要對(duì)多模態(tài)影像學(xué)在診斷心臟占位性病變方面的研究進(jìn)展進(jìn)行綜述。

1 心臟占位性病變概述

1.1 類型 心臟占位性病變包括腫瘤和非腫瘤性病變。心臟腫瘤分為原發(fā)和繼發(fā)性。原發(fā)性腫瘤包括良性腫瘤、生物行為不確定腫瘤、生殖細(xì)胞腫瘤及惡性腫瘤；其中良性腫瘤又分為先天性和獲得性，前者主要包括組織細(xì)胞樣心肌病、橫紋肌瘤、纖維瘤，后者主要包括脂肪性肥大、脂肪瘤、血管瘤、黏液瘤、乳頭狀彈性纖維瘤；生物行為不確定腫瘤包括炎性肌纖維母細(xì)胞瘤和副神經(jīng)節(jié)瘤；生殖細(xì)胞腫瘤主要為畸胎瘤和卵黃囊瘤；惡性腫瘤主要包括淋巴瘤、血管肉瘤、黏液纖維肉瘤、平滑肌肉瘤和橫紋肌肉瘤[1]。繼發(fā)性腫瘤的原發(fā)灶最常見(jiàn)為肺癌，其次為乳腺癌、惡性黑色素瘤、白血病和淋巴瘤。非腫瘤性占位主要為血栓、感染或非感染性贅生物、無(wú)定形鈣化及解剖變異等。

1.2 病變部位及累及范圍 先天性良性心臟腫瘤常見(jiàn)于心室，其中組織細(xì)胞樣心肌病可見(jiàn)于心室、心房、房室結(jié)及竇房結(jié)，橫紋肌瘤常見(jiàn)于心室，纖維瘤可見(jiàn)于室間隔；組織細(xì)胞樣心肌病可累及心肌，亦可累及心內(nèi)膜，橫紋肌瘤及纖維瘤常累及心肌。獲得性良性心臟腫瘤多見(jiàn)于心房，其中脂肪性肥大見(jiàn)于房間隔，脂肪瘤和血管瘤可見(jiàn)于心室，黏液瘤可見(jiàn)于房間隔左心房側(cè)，乳頭狀彈性纖維瘤可見(jiàn)于心臟瓣膜，亦可見(jiàn)于心室；脂肪性肥大可累及房間隔，脂肪瘤常累及心內(nèi)膜、心肌甚至心外膜，血管瘤可同時(shí)累及心肌、心內(nèi)膜(尤其是毛細(xì)管型)，黏液瘤和乳頭狀彈性纖維瘤僅累及心內(nèi)膜。對(duì)于生物行為不確定腫瘤的惡性潛能及生物學(xué)行為尚存在爭(zhēng)議，其中炎性肌纖維母細(xì)胞瘤多見(jiàn)于心臟瓣膜，副神經(jīng)節(jié)瘤最常見(jiàn)于肺動(dòng)脈干和升主動(dòng)脈之間，可侵入鄰近結(jié)構(gòu)。生殖細(xì)胞腫瘤多見(jiàn)于心包腔，位于室間隔者罕見(jiàn)。心臟惡性腫瘤中，淋巴瘤和血管肉瘤多見(jiàn)于右心房，黏液纖維肉瘤和平滑肌肉瘤多見(jiàn)于左心房，橫紋肌肉瘤多見(jiàn)于心室內(nèi)[1]；血管肉瘤最具侵襲性[2],可累及整個(gè)心臟，淋巴瘤和橫紋肌肉瘤可累及心肌，黏液纖維肉瘤和平滑肌肉瘤可累及心內(nèi)膜[1]。繼發(fā)性心臟腫瘤可由原發(fā)灶直接侵襲至心臟，或經(jīng)淋巴、血行轉(zhuǎn)移，甚至沿腔靜脈或肺靜脈延伸至心室內(nèi)[3]。非腫瘤性占位中，血栓多見(jiàn)于左心室，亦可見(jiàn)于心房；感染或非感染性贅生物多見(jiàn)于瓣膜，尤其是二尖瓣；無(wú)定形鈣化及解剖變異可見(jiàn)于心臟任意腔室[4]。

1.3 流行病學(xué)分析 在所有心臟占位性病變中，血栓最為常見(jiàn)；解剖變異，如肺靜脈與左心耳之間的嵴[5]，考慮為心房中正常發(fā)生的胚胎殘余物，偶爾可在CMRI中觀察到，嵴特別突出時(shí)易被誤認(rèn)為是心房黏液瘤或血栓；原發(fā)性腫瘤罕見(jiàn)，發(fā)生率僅為0.02%，以黏液瘤最為常見(jiàn)，血管內(nèi)膜肉瘤為最常見(jiàn)的肉瘤[6]。近年來(lái)，心臟原發(fā)性惡性腫瘤臨床檢出率不斷升高，Shuai等[7]認(rèn)為這可能與成像技術(shù)進(jìn)步高度相關(guān)。

1.4 臨床表現(xiàn) 心臟占位性病變患者臨床可表現(xiàn)為呼吸困難、暈厥、疼痛、心律失常及心力衰竭等[8]。占位性病變表面所形成的小栓子脫落所致慢性重復(fù)肺動(dòng)脈栓塞可導(dǎo)致嚴(yán)重低氧血癥和肺動(dòng)脈高壓；左心占位性病變病灶脫落可致動(dòng)脈栓塞，甚至阻塞左心室流出道[4]。心臟腫瘤累及心內(nèi)膜、心肌可因直接浸潤(rùn)傳導(dǎo)系統(tǒng)或刺激心肌本身引起心律失常[9]。心臟原發(fā)性惡性腫瘤較小時(shí)，可無(wú)明顯臨床癥狀[7]，至晚期突發(fā)相應(yīng)癥狀，猝死可為首發(fā)也是唯一的表現(xiàn)[10]。

2 影像學(xué)診斷方法

2.1 超聲心動(dòng)圖

2.1.1 常規(guī)超聲心動(dòng)圖 主要為TTE和TEE檢查，通過(guò)二維、多普勒、實(shí)時(shí)三維等技術(shù)可多平面顯示心臟占位性病變的位置、形態(tài)、大小、附著點(diǎn)、活動(dòng)度及對(duì)血流動(dòng)力學(xué)的影響。相對(duì)于TTE，TEE可提供額外的成像平面，對(duì)診斷微小病灶及疑似左心耳占位[11]更具優(yōu)勢(shì)。盡管常規(guī)超聲心動(dòng)圖能顯示出病灶的回聲特點(diǎn)，顯示鈣化的效果較好，但未行CEUS檢查或應(yīng)變分析時(shí)，難以獲得其組織灌注及彈性定量參數(shù)[5]。

2.1.2 CEUS 心臟CEUS為經(jīng)靜脈注射造影劑后行TTE或TEE檢查，可分為心腔和心肌造影，前者有利于提高對(duì)病灶輪廓的識(shí)別能力，后者可提供病變組織的微循環(huán)灌注及再灌注信息。造影劑背景下，心臟血栓多表現(xiàn)為充盈缺損，而腫瘤組織由于滋養(yǎng)血管不同而表現(xiàn)出不同的強(qiáng)化特點(diǎn)[12]，與鄰近心肌組織相比，高灌注多提示惡性或富血供腫瘤，低灌注則提示良性或乏血供腫瘤。

CEUS技術(shù)的發(fā)展離不開(kāi)造影劑的進(jìn)步。超聲造影劑可分為微米級(jí)、納米級(jí)和混合型，其中納米級(jí)微泡造影劑可分布于各級(jí)血管內(nèi)，使靶組織更好地顯影，是當(dāng)前研究的熱點(diǎn)[13]。在表面特殊配體的靶向引導(dǎo)下，微泡可透過(guò)血管內(nèi)皮的細(xì)胞間隙使特定組織顯影[14]；此外，通過(guò)超聲靶向擊破微泡產(chǎn)生的空化和機(jī)械效應(yīng)，可增強(qiáng)細(xì)胞膜通透性，增寬內(nèi)皮細(xì)胞間隙[15]。2015年Huynh等[16]制備了以全氟化碳為核心的微米級(jí)微泡造影劑，在體內(nèi)經(jīng)超聲輻照后微泡可破裂為納米級(jí)，使微米級(jí)微泡較強(qiáng)的信號(hào)散射能力和納米級(jí)微泡良好的穿透性得以同時(shí)發(fā)揮。

目前已制備出多種雙模態(tài)、多模態(tài)超聲造影劑。楊露等[17]研制了一種包裹納米碳及液態(tài)氟碳的納米粒,具有光聲/超聲實(shí)時(shí)雙模態(tài)示蹤能力；Jin等[18]制備出包裹聚吡咯與多柔比星、連接近紅外熒光染料的空心鉭氧化物多模態(tài)納米造影劑，可實(shí)現(xiàn)CT/PA/OI三模式成像，用于腫瘤的解剖定位、監(jiān)測(cè)及精準(zhǔn)藥物釋放。

2.2 CMRI CMRI可供心臟占位性病變的形態(tài)及組織特征信息。目前臨床常用的CMRI多為定性或半定量技術(shù)(T1WI、T2WI、釓對(duì)比劑延遲增強(qiáng)掃描等)。心臟原發(fā)良性腫瘤，如黏液瘤，呈T1WI等信號(hào)、T2WI高信號(hào)，增強(qiáng)掃描時(shí)強(qiáng)化不均；原發(fā)惡性腫瘤，如血管肉瘤，T1WI、T2WI及增強(qiáng)掃描均為等信號(hào)；繼發(fā)性腫瘤T1WI及增強(qiáng)掃描為等信號(hào)，T2WI為高信號(hào)；非腫瘤性占位，如血栓，T1WI、T2WI及增強(qiáng)掃描均表現(xiàn)為低信號(hào)。但各類心臟占位性病變處于不同病理生理時(shí)期時(shí)，均可由于組織成分的改變而呈現(xiàn)非典型表現(xiàn)[5]，對(duì)影像學(xué)診斷造成影響。近年來(lái)，CMRI定量技術(shù)，如T1 mapping、T2 mapping、細(xì)胞外間質(zhì)容積分?jǐn)?shù)(extracellular volume fraction, ECV)測(cè)量技術(shù)發(fā)展迅速。T1 mapping圖像心肌細(xì)胞及細(xì)胞間質(zhì)表現(xiàn)為混合信號(hào)，脂肪性病變的初始T1值呈明顯均勻降低；囊性病變T1 mapping的T1值及T2 mapping的T2值均明顯升高；ECV增大提示膠原纖維比例增加。腺苷負(fù)荷T1 mapping和T2 mapping、MR指紋識(shí)別等技術(shù)均已成為目前研究熱點(diǎn)。

CMRI圖像采集時(shí)間較長(zhǎng)，患者無(wú)法屏氣、占位性病變隨心臟搏動(dòng)位移速度過(guò)快、心內(nèi)存在人工瓣膜、導(dǎo)線或心律失常時(shí)，偽影和圖像衰減可致診斷困難；如肺動(dòng)脈瓣狹窄時(shí)，主肺動(dòng)脈內(nèi)的高速湍流可致CMRI對(duì)體積較小的占位性病變漏診，結(jié)合TTE有助于檢出病變[8]。

2.3 CT CT在診斷心臟繼發(fā)性腫瘤方面具有優(yōu)勢(shì)，可顯示其心外走行與分布情況。右心房血管平滑肌瘤僅依靠超聲心動(dòng)圖檢查不易與右心房黏液瘤相鑒別，心臟CEUS可評(píng)估心內(nèi)血流低灌注，CTA有利于顯示沿靜脈血管壁蔓延生長(zhǎng)入右心房的占位性病變，故多模態(tài)影像學(xué)診斷可有效避免病灶一期手術(shù)切除不完全。CT圖像空間分辨率高，聯(lián)合心電門控或心電觸發(fā)技術(shù)可去除心臟搏動(dòng)產(chǎn)生的偽影，聯(lián)合超聲心動(dòng)圖及CMRI則可彌補(bǔ)檢查時(shí)間長(zhǎng)及軟組織分辨率低的不足[19]。

2.4 核醫(yī)學(xué)檢查 PET及SPECT對(duì)葡萄糖高代謝腫瘤具有較高的靈敏度和特異度，且可與CT及MRI的解剖定位優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)[20]。

PET/CT雙模態(tài)影像診斷已成為目前臨床腫瘤分期、治療效果評(píng)價(jià)的重要依據(jù)。18F-FDG PET/CT是評(píng)估心臟占位性病變的常用方法之一[19]。PET/CT結(jié)合PET組織分辨率高及CT解剖定位的優(yōu)勢(shì)，心臟惡性腫瘤的18F-FDG攝取明顯增高，而良性腫瘤多為微量攝取，診斷靈敏度可達(dá)100%，特異度為86%；此外，通過(guò)運(yùn)動(dòng)校正，可大幅提高代謝與解剖信息融合的準(zhǔn)確性[20]。

SPECT/CT對(duì)部分心臟占位性病變具有較高的靈敏度及特異度，可用于確認(rèn)病變的神經(jīng)內(nèi)分泌起源。Studer等[21]報(bào)道1例類癌心肌內(nèi)轉(zhuǎn)移，發(fā)現(xiàn)類癌腫瘤可分泌大量血管活性物質(zhì)，111In標(biāo)記的奧曲肽可靶向標(biāo)記并激活生長(zhǎng)抑素受體，減輕由激素分泌過(guò)多引起的癥狀。Wong等[22]報(bào)道，SPECT/CT診斷神經(jīng)內(nèi)分泌腫瘤原發(fā)灶和轉(zhuǎn)移灶的靈敏度為80%～90%，特異度可達(dá)88%～97%。

PET/MRI及SPECT/MRI也屬雙模態(tài)顯像。PET/MRI可在單次檢查中集合PET和MRI的優(yōu)勢(shì)[19]，支持制定手術(shù)計(jì)劃，前者高代謝提示心臟占位的惡性潛能，后者可清晰顯示病灶的空間位置及組織特征[23]。

2.5 PA 血紅蛋白等物質(zhì)受激光輻照后，可將光能轉(zhuǎn)化為熱能，使組織熱彈性膨脹，形成寬帶超聲信號(hào)，實(shí)現(xiàn)功能結(jié)構(gòu)成像。PA可進(jìn)行超聲和光學(xué)實(shí)時(shí)顯像，分辨率高、無(wú)電離輻射，轉(zhuǎn)染熒光探針于組織內(nèi)可提供結(jié)構(gòu)功能及遺傳代謝信息，從而檢出微小轉(zhuǎn)移灶，但需大量轉(zhuǎn)染限制了其臨床應(yīng)用。目前SPECT/OI、MRI/OI等分子探針也在不斷研制中。

3 治療及預(yù)后

對(duì)心臟占位性病變的早期準(zhǔn)確診斷有利于臨床合理制定治療策略。診斷無(wú)癥狀心內(nèi)占位病變有賴于無(wú)創(chuàng)成像技術(shù)及組織學(xué)檢查[24]。心臟良性腫瘤可通過(guò)手術(shù)切除，而對(duì)淋巴瘤目前幾乎僅能選擇化療。近30年來(lái)，微創(chuàng)手術(shù)技術(shù)迅速發(fā)展，明確腫瘤性質(zhì)及附著部位是決定手術(shù)入路的關(guān)鍵，術(shù)前多模態(tài)影像學(xué)診斷聯(lián)合術(shù)中TEE具有重要意義[25]。多數(shù)心臟黏液瘤切除后遠(yuǎn)期效果良好，而心內(nèi)血管肉瘤大多預(yù)后較差。

4 小結(jié)與展望

單一心臟成像技術(shù)具有其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，但也有所局限。針對(duì)患者具體病情進(jìn)行個(gè)性化設(shè)計(jì)，合理組合超聲心動(dòng)圖、CMRI、CT、OI、PET、SPECT等進(jìn)行多模態(tài)互補(bǔ)成像，有助于準(zhǔn)確判斷有無(wú)心臟占位性病變，觀察并分析其來(lái)源、心內(nèi)及心外走行、大小、附著點(diǎn)、活動(dòng)度、內(nèi)部血管形成及其對(duì)血流動(dòng)力學(xué)的影響等，從而盡最大可能對(duì)其良惡性做出傾向性診斷。開(kāi)發(fā)心臟占位性病變的定性、定位、定量“一站式”互補(bǔ)多模態(tài)影像學(xué)診斷系統(tǒng)、研制專用于心臟腫瘤的多模態(tài)納米增強(qiáng)劑，將是今后的研究熱點(diǎn)。