急性心肌炎的CMR應(yīng)用進(jìn)展

曾國(guó)飛 梁仁容

急性心肌炎是心肌對(duì)許多應(yīng)激性因素的非特異性反應(yīng)，包括繼發(fā)感染性疾病、化學(xué)藥物損傷（如化療藥物）、自身免疫性疾病、心肌梗死等，其中以病毒感染引起的病毒性心肌炎最為常見(jiàn)[1]。病毒性心肌炎是全身性病毒感染常見(jiàn)的并發(fā)癥，超過(guò)50%的流感病人有心電圖（ECG）改變，表明心肌受累[2]。急性心肌炎的臨床癥狀表現(xiàn)多樣、輕重懸殊，輕者可無(wú)癥狀或僅表現(xiàn)為疲勞、心悸，重者可出現(xiàn)暴發(fā)性心源性休克甚至心源性猝死。同時(shí)，心肌炎也常被全身其他癥狀所掩蓋，易被臨床忽視或誤診。雖然目前沒(méi)有針對(duì)急性心肌炎特效治療方法，但早期明確診斷急性心肌炎具有重要的臨床意義，病人可以及時(shí)接受規(guī)范化治療從而改善預(yù)后，同時(shí)可避免其他可能有創(chuàng)的甚至加重病情的排他性檢查，尤其是用以排除冠心病的冠狀動(dòng)脈造影術(shù)或者心臟負(fù)荷實(shí)驗(yàn)等。

目前臨床常用的急性心肌炎的診斷技術(shù)均有不同程度的局限性。ECG是心臟疾病最常用的檢查方法，但對(duì)急性心肌炎的診斷特異性不強(qiáng)且極不敏感[3]。超聲心動(dòng)圖可用于了解心臟運(yùn)動(dòng)與功能的情況，大多數(shù)急性心肌炎病人早期左室功能表現(xiàn)正常，當(dāng)發(fā)展為慢性心肌炎或者重癥心肌炎時(shí)可能會(huì)出現(xiàn)運(yùn)動(dòng)與功能異常，因此超聲心動(dòng)圖對(duì)急性心肌炎不敏感、特異性也不強(qiáng)[4]。心肌肌鈣蛋白對(duì)心肌損傷非常敏感，但對(duì)炎癥沒(méi)有特異性，并且缺乏病變部位的相關(guān)信息[5]。心內(nèi)膜活檢可實(shí)現(xiàn)病理診斷，是急性心肌炎診斷的金標(biāo)準(zhǔn)，但其敏感性極低，且為有創(chuàng)性檢查，術(shù)后并發(fā)癥極為嚴(yán)重，手術(shù)費(fèi)用昂貴，目前的指南建議僅用于伴有血流動(dòng)力學(xué)不穩(wěn)定的急性不明原因心力衰竭的病人[6]。而心臟MR（cardiovascular magnetic resonance,CMR）成像對(duì)急性心肌炎診斷特異性強(qiáng)、敏感性高，具有無(wú)創(chuàng)性，在臨床診斷不明確及輔助檢查特異性不強(qiáng)的情況下，是非常實(shí)用的檢查方法。

1 常規(guī)CMR

MRI具有空間分辨力高、可重復(fù)性好、診斷一致性強(qiáng)、可實(shí)現(xiàn)功能成像及定量分析等特點(diǎn)，可作為心肌疾病診斷的“金標(biāo)準(zhǔn)”[7]。CMR不僅能夠提供形態(tài)和功能的信息，還能對(duì)組織構(gòu)成成分進(jìn)行定量分析，實(shí)現(xiàn)分子水平的檢測(cè)。MRI對(duì)游離水（如水腫）敏感，使得CMR在診斷急性心肌炎方面具有獨(dú)特的應(yīng)用價(jià)值。增強(qiáng)CMR可顯示心肌不可逆性的損傷，如壞死和瘢痕，其中心肌釓延遲增強(qiáng)成像（late gadoliniumenhancement，LGE）是目前評(píng)價(jià)瘢痕應(yīng)用最廣泛的技術(shù)，已被證實(shí)其評(píng)價(jià)效能與病理活檢高度一致，延遲強(qiáng)化范圍的檢測(cè)對(duì)于評(píng)估心肌病變的預(yù)后具有重要的意義[8]。

2009年，MRI診斷心肌炎國(guó)際共識(shí)小組提出了MRI心肌炎診斷標(biāo)準(zhǔn)，即路易斯湖標(biāo)準(zhǔn)（Lake Louise criteria，LLc），該方案推薦將心肌水腫、心肌充血及心肌壞死等3項(xiàng)指標(biāo)作為CMR診斷心肌炎的標(biāo)準(zhǔn)，可采用T2WI評(píng)估心肌水腫情況，T1WI結(jié)合增強(qiáng)掃描評(píng)估心肌充血情況及LGE評(píng)估心肌壞死情況。對(duì)于臨床可疑心肌炎病人，滿(mǎn)足LLc中3個(gè)指標(biāo)的2個(gè)指標(biāo)即可診斷為心肌炎，其診斷準(zhǔn)確度約80%[9]。Matthias等[10]回顧性分析了75例疑似急性心肌炎病人的資料，對(duì)比采用LLc與臨床標(biāo)準(zhǔn)分析CMR對(duì)心肌炎的診斷價(jià)值，結(jié)果發(fā)現(xiàn)29例按臨床標(biāo)準(zhǔn)診斷為急性心肌炎病人，CMR均能有效診斷；按臨床標(biāo)準(zhǔn)診斷不明確的46例病人中有27例 （59%）CMR表現(xiàn)為陽(yáng)性。因此，CMR能有效診斷急性心肌炎，可避免病人進(jìn)行有創(chuàng)的冠狀動(dòng)脈造影、心肌活檢或其他不適宜檢查。Biesbroek等[11]分析47例急性心肌炎病人CMR影像資料時(shí)發(fā)現(xiàn)，9例（19%）病人存在除急性心肌炎外的其他病變，其中最為常見(jiàn)的是心肌梗死（7例），因此CMR對(duì)于病人的診療方案選擇、預(yù)后評(píng)估等具有重要的臨床價(jià)值。

LLc被廣泛應(yīng)用于急性心肌炎的研究中[12-14]。Daniel等[13]對(duì)27例接受秋水仙堿治療的心肌炎病人進(jìn)行CMR療效評(píng)估發(fā)現(xiàn)，17例（63%）病人心肌水腫改變完全緩解，而未接受秋水仙堿治療的病人中僅8例（38%）病人心肌水腫得到緩解，研究表明在有關(guān)心肌炎治療的隨機(jī)試驗(yàn)中，應(yīng)優(yōu)先考慮CMR檢查。Amira等[14]研究發(fā)現(xiàn)治療腸炎的特效藥美沙拉嗪可誘發(fā)嚴(yán)重的心臟不良反應(yīng)，而CMR可對(duì)該不良反應(yīng)進(jìn)行早期診斷。

LLc尚存在一些局限性，例如易受主觀因素影響而出現(xiàn)漏診或誤診，不能對(duì)各種類(lèi)型的心肌炎進(jìn)行分型，易混淆心肌炎所致的心肌水腫與其他誘發(fā)心肌水腫的病變，且對(duì)心肌炎進(jìn)展特別是慢性心肌炎演變階段評(píng)價(jià)性能較低等[15-16]。 綜合多項(xiàng)研究[17-18]結(jié)果，CMR診斷心肌炎的敏感度為60%～85%，特異度為68%～90%，診斷準(zhǔn)確度接近80%，符合心肌炎診斷規(guī)律，但陰性預(yù)測(cè)值（70%）有待進(jìn)一步提高。

2 CMR新技術(shù)

近年隨著MRI技術(shù)的發(fā)展，特別是T1mapping和T2mapping技術(shù)的應(yīng)用，心肌的T1值、T2值及細(xì)胞外容積分?jǐn)?shù)（extracellular volume fraction，ECV）值可以直接被量化。目前，T1、T2和ECV值不僅被認(rèn)為是診斷心肌病的強(qiáng)有力的生物標(biāo)志物，而且也是監(jiān)測(cè)治療和預(yù)測(cè)預(yù)后的指標(biāo)。同時(shí)，心肌應(yīng)變分析、擴(kuò)散張量成像（DTI）、T2*WI等實(shí)驗(yàn)序列也逐漸應(yīng)用于臨床，這些技術(shù)對(duì)心肌炎的早期診斷、療效評(píng)估、預(yù)后等均表現(xiàn)出特有的優(yōu)勢(shì)。

2.1 mapping技術(shù) mapping序列的主要優(yōu)點(diǎn)在于能對(duì)異常心肌進(jìn)行定量客觀評(píng)估。傳統(tǒng)的基于信號(hào)強(qiáng)度的CMR技術(shù)也有涉及到非參數(shù)定量的序列，如心肌炎診斷中常用的雙反轉(zhuǎn)恢復(fù)、三反轉(zhuǎn)恢復(fù)及快速反轉(zhuǎn)恢復(fù)序列等，這些序列可采用基于興趣區(qū)或基于閾值的方法進(jìn)行半定量分析，但僅限于評(píng)估彌漫性心肌變化，如心肌水腫或彌漫性纖維化[19]。相比之下，T1mapping和T2mapping是參數(shù)定量序列，能夠提供組織特異性T1和T2值。在相同掃描條件下，mapping技術(shù)測(cè)值穩(wěn)定、可重復(fù)性好，可與正常參考值進(jìn)行比較且不會(huì)受主觀因素或單純視覺(jué)評(píng)估信號(hào)強(qiáng)度的限制。同時(shí)，mapping技術(shù)采集數(shù)據(jù)較為簡(jiǎn)單，病人單次屏氣即可實(shí)現(xiàn)檢查，無(wú)需注射對(duì)比劑即可實(shí)現(xiàn)初始 T1（native T1）、T2值的測(cè)量，如果采用增強(qiáng)檢查，還可獲得ECV值。native T1、T2和ECV值是CMRmapping技術(shù)獲得的代表性參數(shù)[20]。

native T1反映的是心肌細(xì)胞和細(xì)胞外間質(zhì)的水組成或局部分子環(huán)境，心肌炎的病理過(guò)程主要表現(xiàn)為細(xì)胞水腫，通常會(huì)引起T1值的改變。Vanessa等[21]通過(guò)對(duì)比60例疑似急性心肌炎病人和50名正常人的CMR影像資料發(fā)現(xiàn)，心肌炎病人native T1值較正常人群顯著升高，采用T1＞990 ms為閾值診斷心肌炎的敏感度為90%，特異度為88%；與T2WI和LGE相比，nativeT1成像對(duì)心肌炎也具有較高的診斷準(zhǔn)確性和較高的陽(yáng)性及陰性預(yù)測(cè)值，可以更好地檢測(cè)心肌異常。Jeremy等[22]研究發(fā)現(xiàn)，native T1成像可以區(qū)分心肌炎的急性期和恢復(fù)期，當(dāng)病人native T1值呈明顯下降，逐漸與正常人群T1值接近時(shí)，提示心肌炎進(jìn)入恢復(fù)期，其預(yù)后相對(duì)較好。

ECV值是指細(xì)胞外間質(zhì)容積占整個(gè)心肌容積的百分比，只與心肌細(xì)胞外間質(zhì)的狀態(tài)改變相關(guān)，反映心肌組織內(nèi)在的生理特性，不受掃描技術(shù)、磁場(chǎng)強(qiáng)度、腎臟功能等因素影響，聯(lián)合native T1和對(duì)比后T1可獲得該值。當(dāng)心肌發(fā)生炎性反應(yīng)時(shí)，心肌細(xì)胞膜通透性發(fā)生改變，細(xì)胞內(nèi)因含水量增加而表現(xiàn)為水腫，同時(shí)間質(zhì)內(nèi)的膠原成分也會(huì)相應(yīng)增加，因此急性心肌炎病人的ECV值較正常人群明顯升高。Roller等[23]研究了104例心肌炎病人CMR檢測(cè)各參數(shù)的準(zhǔn)確性，結(jié)果發(fā)現(xiàn)包括native T1，對(duì)比后T1、T2值，ECV和T2WI信號(hào)強(qiáng)度比等所有量化參數(shù)中，ECV診斷急性心肌炎準(zhǔn)確度最高。Martin等[24]通過(guò)對(duì)比分析心肌炎病人與正常人的ECV值變化特點(diǎn)，發(fā)現(xiàn)心肌炎病人ECV值與正常人心肌的ECV值沒(méi)有重疊，兩者相差極大；ECV成像可定量顯示在LGE像上沒(méi)有確切表現(xiàn)的彌漫性纖維化和輕微心肌異常；因此，ECV成像對(duì)心肌炎的診斷具有很高的敏感性與特異性。

T2mapping序列是另一種非對(duì)比定量成像技術(shù)，該序列能夠客觀量化心肌水腫，對(duì)運(yùn)動(dòng)偽影、表面線圈不均勻性和心內(nèi)膜下血流不敏感，適用于評(píng)估急性心肌炎病人的心肌水腫程度。Pan等[25]研究發(fā)現(xiàn)，采用飛利浦Achieva 3.0 TTX多源MRI行心肌T2mapping序列能有效區(qū)分急性心肌炎和近期發(fā)作的心肌梗死，對(duì)于急性或者活動(dòng)性心肌炎，以T2＞60 ms的敏感性最高。Puntmann等[26]研究表明，與任何單個(gè)CMR參數(shù)或LLc相比，使用T2mapping全局心肌應(yīng)變參數(shù)可提高診斷性能，能將LLc的診斷準(zhǔn)確度從64%提高到94%。T2mapping序列能夠?qū)毙孕募⊙锥ㄎ?、預(yù)測(cè)，在評(píng)估心肌炎和可逆性損傷方面較為敏感。Bohnen等[27]研究認(rèn)為，聯(lián)合native T1和T2能夠區(qū)分急性和治愈的心肌炎，LGE和ECV的結(jié)合對(duì)于區(qū)分心肌炎急性期和慢性期具有診斷價(jià)值，綜合上述技術(shù)整體評(píng)估診斷急性心肌炎的敏感度和特異度可達(dá)95%和93%，明顯優(yōu)于LLc評(píng)估。

2.2 心肌應(yīng)變分析 CMR心肌應(yīng)變分析是用于評(píng)價(jià)心肌應(yīng)變的一種后處理技術(shù)，該類(lèi)技術(shù)可用于定量評(píng)估心肌變形信息，其中以特征追蹤（feature tracking，F(xiàn)T）技術(shù)為代表。FT常用的評(píng)價(jià)指標(biāo)包括整體周向應(yīng)變 （global circumferential strain，GCS）與整體縱向應(yīng)變（global longitudinal strain，GLS），可多方位評(píng)估整體和局部心肌應(yīng)變，同時(shí)還可對(duì)心肌扭轉(zhuǎn)、非同步運(yùn)動(dòng)、舒張功能等功能方面進(jìn)行評(píng)估[28]。Bettina等[29]通過(guò)回顧性分析67例疑似急性心肌炎病人與17名年齡和性別匹配的健康受試者的CMR資料發(fā)現(xiàn)，左心室GCS和GLS均與左心室射血分?jǐn)?shù)顯著相關(guān)，且應(yīng)變參數(shù)比左室射血分?jǐn)?shù)變化更敏感，可及時(shí)反映左室收縮功能變化，結(jié)合GCS可將LLc的診斷準(zhǔn)確度從67%提高到91%；同時(shí)，GCS較GLS具有更好的再現(xiàn)性，并且與標(biāo)記衍生參數(shù)（代表心肌應(yīng)變分析的金標(biāo)準(zhǔn)）的一致性更好。由于心肌病變均可表現(xiàn)為不同程度的心肌收縮功能變化，因此心肌應(yīng)變分析對(duì)心肌炎癥的診斷無(wú)特異性，但是可以在左心室射血分?jǐn)?shù)出現(xiàn)異常之前提供關(guān)于細(xì)微的收縮或舒張功能障礙的附加信息，有利于評(píng)估心肌炎病人的遠(yuǎn)期預(yù)后及危險(xiǎn)分層[30]。

2.3 DTI DTI是基于水分子擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)的成像技術(shù)，能夠從分子水平提示心臟疾病狀態(tài)下心肌微觀結(jié)構(gòu)改變。DTI可獲得水分子平均擴(kuò)散率的相關(guān)數(shù)據(jù)，以表觀擴(kuò)散系數(shù)(ADC)及平均擴(kuò)散率（mean diffusivity，MD）進(jìn)行量化；還能根據(jù)部分各向異性分?jǐn)?shù)（fractional anisotropic，F(xiàn)A）測(cè)量水的擴(kuò)散各向異性程度，通過(guò)擴(kuò)散測(cè)量來(lái)表征結(jié)構(gòu)重塑，可用于評(píng)估心肌炎心肌纖維重塑情況。研究表明，急性心肌炎心肌MD值增高、FA值降低，與心肌的炎癥范圍明顯相關(guān)[31]。Olivier等[32]通過(guò)活體豬研究發(fā)現(xiàn)，心肌炎模型豬心肌FA圖上的低信號(hào)區(qū)與增強(qiáng)MRI上的高信號(hào)纖維化區(qū)相對(duì)應(yīng)，但范圍小于T2WI或ADC圖上的高信號(hào)區(qū)，ADC值增高而FA值沒(méi)有減少的區(qū)域提示區(qū)域心肌功能可恢復(fù)，ADC值增高而FA值減少的區(qū)域則代表細(xì)胞完整性喪失，提示相應(yīng)心肌功能不可恢復(fù)，這是導(dǎo)致增強(qiáng)MRI信號(hào)增強(qiáng)的原因之一。由此可見(jiàn)，DTI可準(zhǔn)確評(píng)估心肌水腫時(shí)心肌結(jié)構(gòu)變化特點(diǎn)，對(duì)心肌炎病人療效與預(yù)后評(píng)估具有重要臨床價(jià)值。然而，心臟DTI需要在毫米級(jí)的相干運(yùn)動(dòng)背景下探測(cè)微米級(jí)的非相干運(yùn)動(dòng)，目前的MRI設(shè)備進(jìn)行可靠成像仍具有極大挑戰(zhàn)性，同時(shí)，如何通過(guò)DTI檢查準(zhǔn)確區(qū)分心肌炎或其他原因引起的心肌水腫尚待進(jìn)一步研究。

2.4 T2*WI T2*WI是基于含鐵化合物的順磁性作用導(dǎo)致局部磁場(chǎng)的不均勻而成像，信號(hào)變化可反映組織內(nèi)鐵的代謝情況，實(shí)現(xiàn)分子水平的定量分析。能夠?qū)崿F(xiàn)T2*值測(cè)量的序列即T2*mapping序列，該序列無(wú)需使用對(duì)比劑，當(dāng)機(jī)體出現(xiàn)鐵沉積時(shí)，常表現(xiàn)為T(mén)2*值的減小。病理研究[1]發(fā)現(xiàn)，當(dāng)病毒感染小鼠心肌時(shí)，心肌細(xì)胞和一些巨噬細(xì)胞的鐵代謝會(huì)發(fā)生改變，其內(nèi)可出現(xiàn)鐵沉積。在排除局部心肌微出血及其他已知的病理生理事件后，可通過(guò)T2*WI觀察鐵沉積存在與否及鐵沉積的量間接評(píng)估病毒性心肌炎，有利于病毒性心肌炎的診斷及療效評(píng)估。Xavier等[33]通過(guò)柯薩奇病毒（CVB3）誘導(dǎo)小鼠構(gòu)建心肌炎模型，發(fā)現(xiàn)病毒誘導(dǎo)的損傷心肌組織內(nèi)存在順磁性鐵沉積現(xiàn)象，T2*WI技術(shù)對(duì)于相應(yīng)損傷組織的顯示具有極高的敏感度。目前該技術(shù)的研究?jī)H限于動(dòng)物實(shí)驗(yàn)，腸病毒性心肌炎病人的心臟組織損傷是否也存在鐵超載還需進(jìn)一步研究。此外，病毒性心肌炎病人與非感染性心肌炎病人的T2*值差異將成為一個(gè)研究熱點(diǎn)。

3 小結(jié)

CMR在疑似急性心肌炎病人中具有獨(dú)特的應(yīng)用價(jià)值[34]。LLc仍然是CMR診斷心肌炎的基礎(chǔ)，以mapping 技術(shù)（T1、T2、ECV）為代表的新技術(shù)有望進(jìn)一步提高其診斷精度。綜合目前研究，推薦將T2WI、T1WI心肌首過(guò)灌注、LGE、native T1值、ECV 值、T2值作為疑似心肌炎病人CMR必檢序列或參數(shù)，其余實(shí)驗(yàn)性的新技術(shù)或新方法可作為補(bǔ)充。隨著研究的深入以及經(jīng)驗(yàn)的積累，心血管MRI已成為無(wú)創(chuàng)性診斷急性心肌炎病人的主要方式，并在心肌炎預(yù)后評(píng)估、療效評(píng)價(jià)等方面作用突出。