急性心肌炎多模態(tài)影像學(xué)診療進(jìn)展

張怡嬋，張艷婷，何書坤，劉天舒，石嘉偉，傅雅楠，譚玉婷，張 麗，謝明星，王 靜

(華中科技大學(xué)同濟(jì)醫(yī)學(xué)院附屬協(xié)和醫(yī)院超聲醫(yī)學(xué)科 湖北省影像醫(yī)學(xué)臨床醫(yī)學(xué)研究中心分子影像湖北省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，湖北 武漢 430022)

心肌炎通常由感染、接觸藥物或有毒物質(zhì)及異常免疫反應(yīng)引起，可致心臟出現(xiàn)不同程度結(jié)構(gòu)改變和功能障礙。急性心肌炎(acute myocarditis， AM)通常在1個(gè)月內(nèi)發(fā)病，以心肌內(nèi)炎性細(xì)胞浸潤為組織學(xué)特征，臨床表現(xiàn)差異較大，可無明顯癥狀，也可出現(xiàn)輕微胸痛、嚴(yán)重心力衰竭甚至心源性休克[1]。針對AM目前尚無特異性療法，早期確診心肌受累對改善預(yù)后具有重要意義。心內(nèi)膜心肌活檢(endomyocardial biopsy， EMB)是診斷心肌炎的金標(biāo)準(zhǔn)，但敏感度較低、并發(fā)癥較嚴(yán)重，且無法完全反映心肌炎癥變化過程及心功能受損情況，臨床應(yīng)用受限[2]。超聲心動(dòng)圖、心臟MR(cardiac MR， CMR)、PET可無創(chuàng)、準(zhǔn)確量化心臟形態(tài)及功能變化，還可定性評估心肌組織的病理改變，明確心肌損傷部位、程度，是EMB的重要補(bǔ)充。本文就多模態(tài)影像學(xué)用于診斷與治療AM研究進(jìn)展進(jìn)行綜述。

1 診斷AM

AM病理改變?nèi)狈μ禺愋?，間質(zhì)性病變主要表現(xiàn)為心肌間質(zhì)充血、水腫，心肌病變則主要表現(xiàn)為心肌細(xì)胞變性壞死、溶解。

1.1 心肌水腫充血

1.1.1 超聲心動(dòng)圖 心肌水腫可致心臟形態(tài)結(jié)構(gòu)和功能發(fā)生改變，主要包括左心室壁增厚、心腔擴(kuò)大及心肌運(yùn)動(dòng)減弱。AM發(fā)病后1～3天，尤其暴發(fā)性心肌炎(fulminant myocarditis， FM)，可出現(xiàn)一過性左心室壁厚度增加。既往研究[3]認(rèn)為AM室壁增厚常表現(xiàn)為向心性肥厚，使舒張功能障礙和每搏輸出量減少，可進(jìn)一步演變?yōu)镕M。AM所致心腔擴(kuò)大與炎癥累及心臟范圍和嚴(yán)重程度有關(guān)，左、右心均可累及，以左心擴(kuò)大更為多見，死于FM患者左心房前后徑明顯增加[4]。

心肌炎所致水腫通常不會(huì)導(dǎo)致整體心功能明顯降低；斑點(diǎn)追蹤超聲心動(dòng)圖(speckle tracking echocardiography， STE)可識別局部水腫引起的亞臨床收縮功能障礙。CHINALI等[5]回顧性分析33例經(jīng)CMR證實(shí)的局灶性AM患兒，發(fā)現(xiàn)其左心室整體縱向應(yīng)變(left ventricular global longitudinal strain， LVGLS)仍在正常范圍內(nèi)，但局部縱向應(yīng)變已有所減低，左心室基底部下間隔、下壁、下側(cè)壁局部縱向應(yīng)變明顯低于其他節(jié)段。與傳統(tǒng)超聲參數(shù)相比，心肌應(yīng)變對心肌輕微損害更加敏感；左心室功能障礙嚴(yán)重程度與心肌應(yīng)變所示水腫范圍相關(guān)[6]。

1.1.2 心臟MR 根據(jù)路易斯湖標(biāo)準(zhǔn)(Lake Louise criteria， LLC)，CMR診斷心肌炎需滿足心肌水腫、充血和釓對比劑延遲強(qiáng)化(late gadolinium enhancement， LGE)中的任意2項(xiàng)，據(jù)此診斷準(zhǔn)確率可達(dá)78%[7]。T2WI是檢測急性心肌水腫的標(biāo)準(zhǔn)MR技術(shù)，加用黑血T2-短時(shí)間反轉(zhuǎn)恢復(fù)(T2-weighted short tau inversion recovery， T2-STIR)序列可進(jìn)一步提高水腫與正常心肌的對比度。mapping技術(shù)無需參考ROI即可量化疾病進(jìn)展及其活動(dòng)性，定量檢測局限性及彌漫性心肌水腫，能夠彌補(bǔ)常規(guī)T2-STIR的不足[8]。以990 ms 為T1 mapping的閾值診斷急性心肌水腫的敏感度和特異度均可達(dá)92%[9]。在急性炎癥期，早期釓分布主要與組織血流和毛細(xì)血管通透性有關(guān)，因此早期釓攝取增加可反映AM心肌充血。一項(xiàng)研究[10]以早期增強(qiáng)T1 mapping(靜脈注射0.15 mmol/kg體質(zhì)量釓對比劑后2 min)為觀察指標(biāo)，所納入45例疑似AM患者及19名健康對照者的早期T1中位縮短率分別為75%及65%，以早期T1縮短率≥70%診斷AM的敏感度為93%，特異度為100%，準(zhǔn)確率為95%。

1.1.3 PET OZAWA等[11]觀察29例臨床疑診AM患者，18F-FDG PET所見左心室后壁活動(dòng)性炎癥與EMB結(jié)果的一致性極高?；罨木奘杉?xì)胞表面過度表達(dá)生長抑素受體(somatostatin receptor， SSTR)亞型1和2具有活性結(jié)合位點(diǎn)，可采用特定的SSTR靶向放射性示蹤劑，如68Ga-DOTA-TATE或68Ga-DOTA-TOC，以直接識別活化的巨噬細(xì)胞，因此SSTR亞型2 PET成像可用于檢測心血管炎癥[12]。LAPA等[13]對AM患者行PET/CT SSTR靶向成像，結(jié)果顯示受損心肌的68Ga-DOTA-TOC攝取量是未受損心肌的2倍。

1.2 心肌壞死、纖維瘢痕形成 LGE可反映心肌細(xì)胞壞死及纖維化，且出現(xiàn)LGE部位與巨噬細(xì)胞聚集及心肌細(xì)胞壞死灶分布相吻合。CMR定量T1 mapping及細(xì)胞外容積分?jǐn)?shù)(extracellular volume fraction， ECV)可檢測更為輕微、彌漫的纖維化，能較CMR常規(guī)功能指標(biāo)更早地檢出心肌重塑或組織損傷[14-15]，且與LGE改變明顯相關(guān)[16]。LURZ等[17]納入129例經(jīng)EMB證實(shí)的AM患者，觀察CMR映射技術(shù)診斷早期心肌壞死的準(zhǔn)確性；結(jié)果表明，初始T1 mapping及ECV診斷AM的效能均較傳統(tǒng)LLC顯著增高，其曲線下面積(area under the curve, AUC)分別為0.77、0.75 和0.52，且T1 mapping與ECV無明顯差異。

CHINALI等[5]應(yīng)用2D-STE觀察AM患兒，發(fā)現(xiàn)隨訪期間部分患兒LVGLS仍明顯受損，且相比該時(shí)段LVGLS恢復(fù)正常[(-21.8±2.1)%]者，LVGLS持續(xù)降低[(-18.1±1.7)%]患兒心肌纖維化發(fā)生率更高，提示AM不僅可致心肌水腫，還可引發(fā)心肌壞死，并致亞臨床心功能不全。

2 監(jiān)測AM治療效果

FM常合并致命性心律失常和心源性休克，發(fā)生循環(huán)衰竭風(fēng)險(xiǎn)極高；靜脈動(dòng)脈體外膜肺氧合(venous artery extracorporeal membrane oxygenation， VA-ECMO)可顯著提高FM致心源性休克患者的存活率[18]。歐洲心臟病學(xué)會(huì)專家共識[19]指出，所有心肌炎患者均應(yīng)接受超聲心動(dòng)圖隨診，超聲心動(dòng)圖可床旁實(shí)時(shí)、動(dòng)態(tài)監(jiān)測心腔大小、容積及功能變化等參數(shù)，為調(diào)節(jié)流量與左心室壓力平衡提供參考依據(jù)。左心室射血分?jǐn)?shù)(left ventricular ejection fraction， LVEF)是判斷VA-ECMO脫機(jī)的重要指標(biāo)，可通過評估心臟收縮力恢復(fù)情況來決定是否脫機(jī)[20]。在心臟受累早期，3D-STE技術(shù)即可用于監(jiān)測左心室收縮功能。DEGIOVANNI等[21]采用3D-STE連續(xù)檢測57例AM患者住院期間左心室心肌分層應(yīng)變，結(jié)果表明根據(jù)心外膜LVGLS>-18%可早期診斷LVEF保留的AM，且患者LVGLS變化符合AM早期心肌損傷的典型心外膜-心內(nèi)膜模式，即心外膜最先受累、治療過程中以心肌擴(kuò)張為特征，并可據(jù)此與缺血性心肌病相鑒別(后者呈典型心內(nèi)膜-心外膜模式)，提示3D-STE可指導(dǎo)臨床早期干預(yù)AM、提高評估病情的準(zhǔn)確性。

CMR可定量監(jiān)測疾病進(jìn)展和活動(dòng)性、評估抗炎治療效果，從而監(jiān)測炎癥性疾病。LI等[22]發(fā)現(xiàn)，F(xiàn)M急性期初始T1值顯著增高，至恢復(fù)期逐漸下降，提示初始T1值可作為評估疾病活動(dòng)和進(jìn)展的動(dòng)態(tài)指標(biāo)，以判斷炎癥進(jìn)程。目前PET/CT評估心肌炎治療效果的前瞻性隨機(jī)研究較少。PET/CT顯示1例女性嗜酸性粒細(xì)胞FM患者經(jīng)類固醇沖擊治療后心肌18F-FDG攝取減少，提示PET/CT在監(jiān)測治療反應(yīng)方面具有潛在應(yīng)用價(jià)值[23]。

3 評估AM預(yù)后

3.1 LVEF 2020年AM管理專家共識[24]指出，超聲心動(dòng)圖是影像學(xué)評估疑似AM患者心功能的重要方法。MERLO等[25]對淋巴細(xì)胞性AM患者行超聲心動(dòng)圖隨訪，相比出院前LVEF正常的AM患者，LVEF降低患者1年后更易出現(xiàn)持續(xù)性左心功能不全，且2年后其心源性死亡及接受心臟移植率更高；LVEF<50%患者發(fā)生主要不良心血管事件(major adverse cardiovascular event, MACE)的風(fēng)險(xiǎn)較LVEF正常的AM患者增加4倍。一項(xiàng)基于CMR的研究[26]證實(shí)，根據(jù)左心室收縮功能可預(yù)測AM患者預(yù)后，如較低的LVEF與MACE相關(guān)，而較大的左心室舒張末期容積與隨訪期間LVEF改變有關(guān)。

3.2 右心室參數(shù) 右心室縱向應(yīng)變(right ventricular longitudinal strain， RVLS)是評估心臟疾病患者預(yù)后的敏感參數(shù)[27]。LI等[28]對120例新型冠狀病毒肺炎致AM患者行心臟2D-STE，發(fā)現(xiàn)RVLS、右心室面積變化分?jǐn)?shù)及三尖瓣環(huán)收縮期位移均與死亡率相關(guān)，且RVLS可獨(dú)立于左心室收縮功能指數(shù)預(yù)測死亡風(fēng)險(xiǎn)和不良結(jié)局，以-23%為最佳截?cái)嘀?，其預(yù)測敏感度達(dá)94.4%，特異度為64.7%。

一項(xiàng)多中心研究[29]對151例AM患者行CMR檢查，觀察右心室受累與MACE的相關(guān)性，發(fā)現(xiàn)共118例出現(xiàn)右心室心肌炎表現(xiàn)，并與心包受累(心包積液/心包炎)相關(guān)；隨訪4年(中位時(shí)間)后，21例出現(xiàn)MACE，以右心室受累者為主，且K-M生存分析曲線表明AM累及右心室患者的預(yù)后較累及左心室者更差；右心室及前間隔LGE是MACE的獨(dú)立預(yù)測因子。

3.3 其他 另一項(xiàng)多中心研究[30]表明，出現(xiàn)LGE的具體部位與患者預(yù)后相關(guān)，如心肌前壁中間層LGE與MACE密切相關(guān)，前側(cè)壁LGE則與MACE無明顯相關(guān)，而心肌受累范圍與預(yù)后無關(guān)。此外，隨訪期間臨床恢復(fù)AM患者T2弛豫時(shí)間顯著減低，但仍高于健康對照組[31]。

4 小結(jié)

多模態(tài)心臟影像學(xué)可在診斷AM與評估療效方面發(fā)揮重要作用。隨著心肌應(yīng)變成像的普及，超聲心動(dòng)圖成為輔助評估AM療效與預(yù)后的重要工具，但其對于檢測心室纖維化的價(jià)值仍待更多研究加以驗(yàn)證。目前已有動(dòng)物研究[32]證實(shí)對比增強(qiáng)超聲分子成像所示炎癥細(xì)胞浸潤或內(nèi)皮激活與心肌纖維化發(fā)生、發(fā)展相關(guān)；以白細(xì)胞、CD4+淋巴細(xì)胞和P-選擇素為靶點(diǎn)進(jìn)行對比增強(qiáng)超聲分子成像，根據(jù)所示炎癥反應(yīng)可預(yù)測纖維化發(fā)展；而靶向Th17淋巴細(xì)胞亞群可能獲得反映心室重構(gòu)的精確信息。未來或應(yīng)側(cè)重于更好地識別潛在心肌纖維化，并實(shí)現(xiàn)臨床相關(guān)成像方式，為精準(zhǔn)診斷AM提供更深層次的依據(jù)。

利于多參數(shù)CMR，特別是定量T1、T2 mapping技術(shù)，可精準(zhǔn)評估心肌組織病理學(xué)改變，促進(jìn)CMR標(biāo)準(zhǔn)化評估心肌炎患者心肌形態(tài)與功能。PET/CT檢測潛在心肌炎癥活動(dòng)有其優(yōu)越性，同步心臟PET/MR對評估AM具有補(bǔ)充價(jià)值，但其對于臨床管理疑似心肌炎的價(jià)值有待繼續(xù)觀察。