心臟磁共振成像在心血管疾病中的應(yīng)用進(jìn)展

朱麗曉，華娟，成純偉(通信作者)

(1.武漢文理學(xué)院醫(yī)學(xué)院，湖北 武漢 430345；2. 南昌大學(xué)第二附屬醫(yī)院心血管內(nèi)科，江西 南昌 330006)

0 引言

近年來(lái)，隨著磁共振(MR)軟硬件設(shè)備和技術(shù)的不斷發(fā)展,CMR廣泛應(yīng)用于心血管疾的診斷和評(píng)估，成為心血管疾病首選的非侵入性檢查方法。由于有CMR具有高對(duì)比度分辨率、無(wú)電離輻射以及對(duì)心肺形態(tài)和功能變化的高敏感性等優(yōu)點(diǎn)，其對(duì)于心臟結(jié)構(gòu)功能、心肌活性及心肌缺血的評(píng)估具有重要價(jià)值，因此CMRI在心血管疾病的早期診斷、鑒別診斷、指導(dǎo)治療和預(yù)后評(píng)估方面具有重要臨床意義。本文就CMR在多種心血管疾病中的應(yīng)用現(xiàn)狀和最新進(jìn)展進(jìn)行闡述。

1 CMR在心血管疾病中的應(yīng)用現(xiàn)狀

1.1 CMR在心力衰竭中的應(yīng)用

心力衰竭是由于心室重塑和心室射血功能受損所致的一種復(fù)雜的臨床綜合征，其發(fā)病率在全球范圍內(nèi)呈明顯上升趨勢(shì)。彌漫性間質(zhì)心肌纖維化是心室重塑的重要組織學(xué)標(biāo)志[1]。心肌纖維化加速心衰的惡化，而且纖維化的位置及程度均與患者預(yù)后密切相關(guān)。因此早期評(píng)估心肌纖維化對(duì)于心衰治療及預(yù)后至關(guān)重要。近年來(lái)，CMR技術(shù)的快速發(fā)展，CMR不僅能可視化顯示心臟解剖結(jié)構(gòu)、室壁運(yùn)動(dòng)，還可提供心肌灌注、心肌活力和心肌功能等詳細(xì)評(píng)估。應(yīng)用延遲釓增強(qiáng)-心臟核磁共振(LGE-CMR)可顯示出局灶性心肌纖維化及判斷纖維化程度，利用T1 mapping技術(shù)可定量檢測(cè)出心肌彌漫性細(xì)小纖維化[2]。此外，CMR在心力衰竭的病因診斷和治療方面也具有重要作用。Lum等[3]納入114例心衰患者同時(shí)進(jìn)行超聲心動(dòng)圖和CMR檢查，發(fā)現(xiàn)CMR對(duì)超聲心動(dòng)圖診斷的20%心衰患者進(jìn)行重新診斷或明確診斷，同時(shí)影響48%心衰患者治療決策，其中對(duì)心衰患者是否選擇血運(yùn)重建治療影響最大。

有研究表明CMR還可用于心力衰竭的預(yù)后評(píng)估。Wong等[4]對(duì)1488例心衰患者進(jìn)行LGE-CMR檢查發(fā)現(xiàn)，40%患者表現(xiàn)為L(zhǎng)GE-CMR陽(yáng)性，且LGE-CMR陽(yáng)性的患者心衰住院率明顯高于陰性者。有研究表明，CMR定量檢測(cè)的肺血容積可作為表示左心室舒張功能不全的替代標(biāo)志物，且有助于判斷無(wú)癥狀或輕度癥狀的左心功能不全患者的預(yù)后[5]。此外，Kanagala等[6]研究發(fā)現(xiàn)，在射血分?jǐn)?shù)保留型心衰患者(HFpEF)中CMR定量檢測(cè)的左心房射血分?jǐn)?shù)明顯降低，其與聯(lián)合心臟終點(diǎn)事件(全因死亡和再住院)發(fā)生率增加相關(guān)，提示CMR量化的左心房射血分?jǐn)?shù)可作為HFpEF預(yù)后的獨(dú)立預(yù)測(cè)因子。綜上所述，CMR在心衰患者的診斷、臨床治療和預(yù)后評(píng)估中具有重要作用。

1.2 CMR在缺血性心肌病中的應(yīng)用

缺血性心肌病的主要原因是冠心病，冠心病主要包括無(wú)癥狀心肌缺血、心絞痛、心肌梗死、缺血性心肌病和心源性猝死。冠狀動(dòng)脈造影技術(shù)(coronary arteriongraphy, CAG)仍是診斷冠心病的金標(biāo)準(zhǔn)，但CAG檢查屬于侵入性操作，具有一定并發(fā)癥風(fēng)險(xiǎn)。CMR作為一種無(wú)創(chuàng)性檢查方法，其可以準(zhǔn)確地識(shí)別心臟解剖結(jié)構(gòu)、雙心室功能、心肌活性和心肌灌注，因此被廣泛應(yīng)用于缺血性心臟病的診斷與預(yù)后評(píng)估。CMR灌注成像診斷冠心病具有較高的敏感性和特異性，國(guó)際指南也推薦CMR灌注成像用于診斷具有中高危因素的冠心病胸痛患者[7]。Henningsson等[8]使用影像導(dǎo)航CMR和CAG對(duì)31例冠心病患者的進(jìn)行診斷性評(píng)估，結(jié)果顯示CMR對(duì)冠心病患者診斷的敏感性和特異性分比為86%和83%；對(duì)冠狀動(dòng)脈病變節(jié)段診斷的敏感性和特異性為73%和95%；對(duì)冠狀動(dòng)脈病變血管的診斷敏感性和特異性為80%和92%。此外，CMR可以將急慢性心肌梗死與其他原因(心包炎和主動(dòng)脈夾層)引起的胸痛區(qū)分開來(lái)[9]。在急性心肌梗死時(shí)，使用CMR評(píng)估心肌損傷繼發(fā)水腫，水腫心肌表現(xiàn)為信號(hào)強(qiáng)度增高，可在癥狀發(fā)生后30min內(nèi)檢測(cè)到，提示CMR可用于心梗的早期診斷[10]。在慢性缺血性心臟病中，CMR已成為檢測(cè)心肌瘢痕的金標(biāo)準(zhǔn)方法，梗死心肌中LGE信號(hào)強(qiáng)度顯著增高，纖維化可從心內(nèi)膜下延伸至心外膜[11]。上述結(jié)果表明，CMR在冠心病的早期診斷與鑒別診斷中具有重要應(yīng)用價(jià)值。

1.3 CMR在非缺血性心肌病中的應(yīng)用

非缺血性心肌病是臨床常見(jiàn)的一大類心肌疾病，包括肥厚型心肌病、擴(kuò)張型心肌病和限制性心肌病以及心肌炎等。CMR憑借其對(duì)心臟結(jié)構(gòu)和功能的綜合評(píng)估，CMR可明確非缺血性心肌病的存在及其類型，還可用于評(píng)估非缺血性心肌病的嚴(yán)重程度以及疾病預(yù)后和危險(xiǎn)分層評(píng)估[12]。

1.3.1 CMR在擴(kuò)張型心肌病中的應(yīng)用

近年來(lái)，CMR已成為診斷和評(píng)估擴(kuò)張型心肌病(dilated cardiomyopathy, DCM)的重要檢查方式。在LGE-CMR檢查中，DCM心肌中層存在延遲強(qiáng)化改變，而缺血性心肌病表現(xiàn)為心內(nèi)膜下存在LGE[12]，因此利用上述特點(diǎn)，LGE-CMR可以鑒別診斷DCM與缺血性心肌病。Chin等[13]研究表明，運(yùn)動(dòng)負(fù)荷CMR還可用于鑒別診斷可疑無(wú)癥狀DCM與生理性運(yùn)動(dòng)引起的心室重塑。此外，LGE的存在和程度往往與DCM患者預(yù)后相關(guān)。Halliday等[14]研究發(fā)現(xiàn)，與無(wú)LGE患者相比，DCM患者存在中壁LGE患者發(fā)生心源性猝死率和全因死亡率顯著增加；另外，中壁LGE可以預(yù)測(cè)左心射血分?jǐn)?shù)(LVEF)≥40%的DCM患者心源性猝死的風(fēng)險(xiǎn)顯著增加。上述研究結(jié)果提示，CMR對(duì)DCM的診斷、風(fēng)險(xiǎn)分層及預(yù)后評(píng)估具有重要臨床意義。

1.3.2 CMR在肥厚型心肌病中的應(yīng)用

肥厚型心肌病(hypertrophic cardiomyopathy, HCM)是最常見(jiàn)的遺傳性心肌病，臨床中常用超聲診斷HCM，但隨著CMR的發(fā)展，該技術(shù)也廣泛應(yīng)用于HCM的診斷和預(yù)后評(píng)估[12]。有研究報(bào)道LGE-CMR有助于HCM的診斷和風(fēng)險(xiǎn)分層。與超聲心動(dòng)圖相比，CMR能更精確地測(cè)量左心室壁厚度，特別是在超聲心動(dòng)圖不易顯示的心尖部節(jié)段[15]。50%-60%HCM患者表現(xiàn)出LGE的延遲，LGE與肥厚心室心肌結(jié)構(gòu)出現(xiàn)局灶性異常粗大相關(guān)，其是由纖維化導(dǎo)致間質(zhì)擴(kuò)張所致[15]。此外，一些研究表明LGE-CMR可對(duì)HCM患者預(yù)后做出推測(cè)[15,16]。LGE的存在及程度與HCM患者心源性猝死風(fēng)險(xiǎn)增加及不良結(jié)局(心力衰竭)的發(fā)生密切相關(guān)[16,17]，并且當(dāng)LGE陽(yáng)性心室面積≥15%時(shí)，LGE與HCM患者心源性猝死風(fēng)險(xiǎn)增加2倍有關(guān)[16]。

1.3.3 CMR在急性心肌炎中的應(yīng)用

雖然心內(nèi)膜活檢是心肌炎診斷的“金標(biāo)準(zhǔn)”，但心肌活檢的有創(chuàng)性及活檢范圍局限限制了其臨床應(yīng)用。近年來(lái)，CMR技術(shù)發(fā)展迅速，其不僅能對(duì)心臟的結(jié)構(gòu)和功能異常進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，還能夠?qū)π募⊙装Y期間組織不同病理變化(水腫、充血/炎癥和纖維化)進(jìn)行可視化[18]，因此CMRI已成為診斷急性心肌炎的一種很有前景的影像檢查技術(shù)。在對(duì)129例可疑急性心肌炎患者進(jìn)行心肌活檢和CMR檢查中發(fā)現(xiàn)，T1 mapping的診斷效能最佳，其曲線下面積(area under the curve, AUC)為82%，T2 mapping的AUC為81%，路 易 斯 湖 標(biāo) 準(zhǔn)[19]的AUC為56%。最新的2018版《非缺血性心肌炎癥心血管磁共振檢查專家共識(shí)》提出，急性心肌炎的診斷要符合至少一個(gè)水腫敏感的序列(T2加權(quán)成像或者T2 mapping)以及至少一個(gè)基于T1序列(T1 mapping，LGE)，且兩者同時(shí)出現(xiàn)異常方能做出診斷[20]，其對(duì)2009年提出的路易斯湖標(biāo)準(zhǔn)做出一定的更新，有利于提高急性心肌炎診斷的準(zhǔn)確率。綜上所述，CMR不僅能夠識(shí)別急性心肌炎心臟形態(tài)和功能異常，而且能夠直接觀察心肌炎癥時(shí)不同病理改變，因此CMR已成為急性心肌炎最佳的無(wú)創(chuàng)性診斷方法。

1.4 CMR在心房顫動(dòng)中的應(yīng)用

心房顫動(dòng)(atrial fibrillation，AF)是臨床常見(jiàn)的心律失常疾病，在老年人中發(fā)病率高，除了嚴(yán)重影響患者生活質(zhì)量外，還可增加腦卒中和死亡的風(fēng)險(xiǎn)[21]，AF會(huì)引起電生理異常和心房重構(gòu)，并最終導(dǎo)致心房細(xì)胞凋亡和心房纖維化[22]。因此，早期檢測(cè)出心房基質(zhì)病變對(duì)AF的診治和預(yù)后具有重要意義。最新的CMR技術(shù)可顯示心臟三維形態(tài)結(jié)構(gòu)，準(zhǔn)確顯示心房基質(zhì)變化情況，并精準(zhǔn)量化左心房纖維化程度，便于評(píng)估AF疾病進(jìn)展以及指導(dǎo)治療。磁共振延遲成像(DE-CMR)根據(jù)左心房LGE信號(hào)程度將AF心房纖維化分為四級(jí)[23]，AF患者不同的分級(jí)通過(guò)采用不同的治療方案，如Ⅰ級(jí)可選擇射頻消融，Ⅳ級(jí)采用保守藥物治療[24]。CMR測(cè)量的心房纖維化可作為AF相關(guān)腦卒中風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的重要預(yù)測(cè)因素。King等[25]納入1228例AF患者進(jìn)行LGE-CMR檢查，對(duì)心房纖維化程度進(jìn)行量化評(píng)估，結(jié)果表明左心房LGE信號(hào)強(qiáng)度越高，AF患者發(fā)生心腦血管不良事件的風(fēng)險(xiǎn)越高。此外，Csécs等[26]研究表明，射頻消融術(shù)前LGE-CMR所測(cè)的LGE是術(shù)后復(fù)發(fā)的獨(dú)立預(yù)測(cè)因素。上述研究結(jié)果進(jìn)一步表明，CMR可用于AF診治、預(yù)后評(píng)估以及射頻消融術(shù)后復(fù)發(fā)預(yù)測(cè)。

1.5 CMR在主動(dòng)脈疾病中的應(yīng)用

主動(dòng)脈夾層和主動(dòng)脈瘤是臨床常見(jiàn)的主動(dòng)脈疾病。主動(dòng)脈夾層和主動(dòng)脈瘤的診斷通常采用超聲、CT和DSA等影像學(xué)方法，但CMR在主動(dòng)脈夾層和主動(dòng)脈瘤的診斷和預(yù)后評(píng)估也表現(xiàn)出較大優(yōu)勢(shì)。CMR可以無(wú)創(chuàng)地可視化顯示主動(dòng)脈血管腔結(jié)構(gòu)和和病變血管受累情況，能準(zhǔn)確識(shí)別真假血管腔[27]，并可對(duì)血流動(dòng)力學(xué)參數(shù)進(jìn)行定量分析[28]。CMR也可以用于慢性主動(dòng)脈夾層的隨訪，通過(guò)檢測(cè)假腔流動(dòng)性、假腔血栓形成情況以及定量血流動(dòng)力學(xué)參數(shù)評(píng)估患者預(yù)后[29]。利用4D flow MRI對(duì)真腔和假腔血流參數(shù)進(jìn)行定量分析，還可以預(yù)測(cè)主動(dòng)脈夾層破裂風(fēng)險(xiǎn)[30]。同樣，CMR也可用于評(píng)估主動(dòng)脈瘤術(shù)后并發(fā)癥的評(píng)估。相比于CT和DSA，4D flow MRI可以更好地顯示主動(dòng)脈瘤腔內(nèi)修復(fù)術(shù)后各種植入式假體和內(nèi)漏的解剖結(jié)構(gòu)和功能信息以及瘤體內(nèi)結(jié)構(gòu)[31]，還可預(yù)測(cè)主動(dòng)脈瘤修復(fù)術(shù)后瘤體囊腔擴(kuò)張風(fēng)險(xiǎn)[32]?；谏鲜鎏攸c(diǎn)，CMR已成為主動(dòng)脈疾病診斷及預(yù)后評(píng)估的常用無(wú)創(chuàng)性檢查方法。

1.6 CMR在心臟瓣膜疾病中的應(yīng)用

隨著人口老齡化和心衰發(fā)病人數(shù)增加，越來(lái)越多人患有與瓣膜性心臟病相關(guān)的并發(fā)癥。CMR不僅提供對(duì)心臟解剖、功能和心肌組織特征的綜合信息，也可鑒定和量化心臟瓣膜疾病，因此被廣泛用于評(píng)估心臟瓣膜病。Chele等[33]研究發(fā)現(xiàn)，MRI與超生心動(dòng)圖對(duì)主動(dòng)脈關(guān)閉不全的診斷和分級(jí)具有良好一致性，MRI對(duì)主動(dòng)脈關(guān)閉不全相關(guān)患者的診斷敏感性為100%，特異性為95%。此外，四維血流核磁共振(4D flow MRI)可全面提供心臟血流動(dòng)力學(xué)相關(guān)信息，可視化展示和定量評(píng)估瓣膜狹窄和反流情況[34]，這些血流動(dòng)力學(xué)參數(shù)可用來(lái)評(píng)估患者預(yù)后和明確狹窄患者手術(shù)治療時(shí)機(jī)[30]。Cavaliere等[35]研究顯示，T1 mapping和CMR特征跟蹤技術(shù)還可用來(lái)識(shí)別二尖瓣脫垂患者亞臨床左心室結(jié)構(gòu)改變。上述研究表明，CMR作為超聲心動(dòng)圖診斷心臟瓣膜疾病的一種重要補(bǔ)充，逐漸成為心臟瓣膜疾病診治的重要檢查手段。

1.7 CMR在心包疾病中的應(yīng)用

既往心臟彩超是診斷心包疾病的首選診斷工具，但缺乏對(duì)心包結(jié)構(gòu)和心臟功能進(jìn)行綜合評(píng)估。CMR能夠提供心包形態(tài)、周圍結(jié)構(gòu)、組織特征以及心包活動(dòng)和心包層融合方面的信息，且能對(duì)心包水腫和炎癥進(jìn)行可視化展示[36]，其逐漸成為診斷心包疾病的最佳檢查方法。據(jù)報(bào)道LGE-CMR對(duì)心包炎癥具有較高敏感性[37]，且還可評(píng)估心包炎癥和壞死的嚴(yán)重程度和檢測(cè)心包疾病所致的血流動(dòng)力學(xué)變化。CMR也是診斷縮窄性心包炎的首選檢查方法，其診斷準(zhǔn)確性高達(dá)90%，且能鑒別縮窄性心包炎與限制性心肌病[38]。CMR也用于罕見(jiàn)的先天性心包疾病的診斷，并可明確心包腫塊的良惡性[39]。此外，通過(guò)CMR對(duì)心包炎癥的綜合評(píng)估可以指導(dǎo)心包炎的抗炎藥物及免疫調(diào)節(jié)劑的使用并反饋心包炎對(duì)治療的反應(yīng)以及明確心包瘢痕切除的時(shí)機(jī)。

1.8 CMR在先天性心臟病中的應(yīng)用

近年來(lái)，我國(guó)先天性心臟病的發(fā)病率呈現(xiàn)增高趨勢(shì)，其嚴(yán)重危害患者健康，因此及時(shí)診斷和術(shù)前評(píng)估對(duì)于治療決策和改善預(yù)后非常重要。雖然經(jīng)胸超聲心動(dòng)圖仍是診斷和評(píng)估先天性心臟病的檢測(cè)手段，但是CMR在復(fù)雜先天性心臟病或成人患者診斷和指導(dǎo)治療方面具有較大優(yōu)勢(shì)。CMR不僅能提供超聲心動(dòng)圖所不能顯示的心內(nèi)外及血管詳細(xì)解剖結(jié)構(gòu)和心室功能以及血流參數(shù)信息，還能對(duì)超聲心動(dòng)圖所不能檢測(cè)的右心室進(jìn)行準(zhǔn)確評(píng)估[40]。利用CMR定量檢測(cè)肺循環(huán)血流量與體循環(huán)血流量比值(Qp∶Qs)以評(píng)估靜脈竇型房間隔缺損患者肺靜脈異位引流程度，可以幫助明確患者手術(shù)或?qū)Ч芙槿氲闹委煏r(shí)機(jī)[41]。同樣，CMR有助于明確罕見(jiàn)先心病埃博斯坦畸形(Ebstein’s anomaly, EA)的修復(fù)手術(shù)的適用性[42]，還可預(yù)測(cè)EA成人患者主要心血管不良事件風(fēng)險(xiǎn)[43]。此外，有研究表明，3.0T CMR中T1值可作為反映體循環(huán)功能性右心室心肌損傷的敏感標(biāo)志，且可預(yù)測(cè)體循環(huán)功能性右心室不良心血管事件風(fēng)險(xiǎn)[44]。綜合上述研究表明，CMR在復(fù)雜先天性心臟病的臨床評(píng)估、診治和預(yù)后評(píng)估方面具有較高的臨床價(jià)值。

2 小結(jié)

近年來(lái)，CMR作為一種無(wú)創(chuàng)性影像檢查方法，在心血管疾病的診斷、治療及預(yù)后評(píng)估等方面發(fā)揮了不可替代重要作用。雖然CMR技術(shù)在我國(guó)發(fā)展相對(duì)滯后以及存在一定不足，如缺乏統(tǒng)一操作標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)用相對(duì)不規(guī)范，顯影時(shí)間較長(zhǎng)和某些禁忌證等可能會(huì)限制CMR的臨床應(yīng)用；但隨著CMR在國(guó)內(nèi)應(yīng)用逐漸普及，規(guī)范化操作指南的制定，新技術(shù)新設(shè)備的發(fā)展更新，CMR操作將更加規(guī)范合理，掃描時(shí)間逐漸縮短，其在心血管疾病診療評(píng)估等方面必將給我們提供更全面、更精準(zhǔn)信息，CMR在心血管疾病的臨床應(yīng)用前景非常廣闊。