孫文靜 綜述 孫林 趙新湘 審校

(昆明醫(yī)科大學(xué)第二附屬醫(yī)院心內(nèi)科，云南 昆明650000)

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心臟核磁共振在急性心肌炎中的研究進(jìn)展

孫文靜 綜述 孫林 趙新湘 審校

(昆明醫(yī)科大學(xué)第二附屬醫(yī)院心內(nèi)科，云南 昆明650000)

心肌炎是由感染或非感染性疾病引起的心肌組織的炎癥反應(yīng)。在心臟猝死的尸檢中心肌炎檢出率為12%，因此早期準(zhǔn)確診斷心肌炎及評(píng)估病情程度顯得尤其重要。心臟核磁共振對(duì)評(píng)估疑似心肌炎患者成為一種非侵襲性的基本診斷工具，具有多參數(shù)、多方位的成像特點(diǎn)，具有良好的軟組織對(duì)比度和高空間分辨率，不僅能顯示心肌損傷部位、范圍，而且能很好地顯示心肌水腫程度及心功能情況，對(duì)心肌炎有著較大的潛在診斷價(jià)值，且對(duì)心肌炎的預(yù)后評(píng)價(jià)也有重要價(jià)值。

心肌炎；心臟核磁共振；延遲增強(qiáng)

1 發(fā)生率及病因

心肌炎是一種相對(duì)較為常見(jiàn)的影響心肌的炎癥性疾病。據(jù)報(bào)道，心肌炎在年輕的成人猝死中已達(dá)到12%[1-4]，是其他心肌病如擴(kuò)張型心肌病、致心律失常性右室心肌病一個(gè)重要的潛在病因。在平素健康患者中，感染性疾病在心肌炎患者中占了大多數(shù)，通常是因?yàn)椴《局苯痈腥净蚴且驗(yàn)椴《靖腥竞蠼閷?dǎo)的免疫反應(yīng)所致，心肌炎也可由可逆性或不可逆性損傷、缺血或機(jī)械損傷、與藥物相關(guān)的炎癥、移植排斥或其他免疫反應(yīng)所致。其中病毒感染是人類(lèi)心肌炎最主要的原因[5]。

2 病理生理過(guò)程及其癥狀和診斷

心肌炎的發(fā)病特點(diǎn)在早期損傷后，局部和全身免疫反應(yīng)激活細(xì)胞因子和免疫B淋巴細(xì)胞，另外還有白細(xì)胞損傷及抗體的產(chǎn)生。雖然不同病因在發(fā)生病理生理學(xué)過(guò)程中激活的細(xì)胞及分子不同，但是細(xì)胞浸潤(rùn)、水腫、程序性細(xì)胞死亡及晚期的纖維瘢痕是共同常見(jiàn)的特征。心肌炎臨床表現(xiàn)形式呈多樣性，從無(wú)明顯的癥狀、輕微的呼吸困難或胸痛到可導(dǎo)致危及生命的心源性休克及猝死。急性心肌炎患者可表現(xiàn)急性胸痛，心電圖表現(xiàn)ST-T段抬高，肌鈣蛋白升高，類(lèi)似急性冠狀動(dòng)脈綜合征表現(xiàn)，但行冠狀動(dòng)脈造影，冠狀動(dòng)脈正常。急性心肌炎誘發(fā)冠狀動(dòng)脈痙攣是一種罕見(jiàn)的關(guān)聯(lián)，尤其是細(xì)小病毒B19，此病毒影響內(nèi)皮細(xì)胞，和冠狀動(dòng)脈痙攣有關(guān)。然而冠狀動(dòng)脈血管平滑肌細(xì)胞功能失調(diào)導(dǎo)致變異型心絞痛與冠狀動(dòng)脈粥樣硬化冠狀動(dòng)脈痙攣所表現(xiàn)的心絞痛相似[6]。雖然部分患者可通過(guò)臨床表現(xiàn)、心肌損傷標(biāo)志物、心電圖、心臟超聲及心內(nèi)膜心肌活檢最終診斷為心肌炎，但由于各自局限性而容易漏診誤診，因此核磁共振成像已逐漸應(yīng)用于心肌炎的定性和定量診斷，心臟核磁共振成像用于心肌炎的診斷和鑒別診斷。臨床特征類(lèi)似心肌梗死的心肌炎患者應(yīng)用核磁共振成像的診斷效果最佳[7]。心臟核磁共振成像臨床診斷表現(xiàn)類(lèi)似急性冠狀動(dòng)脈綜合征，但冠狀動(dòng)脈造影未見(jiàn)冠狀動(dòng)脈阻塞病變的心肌炎患者仍是一巨大挑戰(zhàn)[8]。在進(jìn)行心臟導(dǎo)管檢查后早期行心臟核磁共振成像檢查，基于核磁共振成像診斷和最終參考診斷，最終達(dá)成高度一致性。

3 核磁共振成像檢查心肌炎損傷心肌的原理方法

心臟是一個(gè)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、不斷跳動(dòng)的臟器，獲得清晰的心臟核磁共振成像圖像，需要足夠的時(shí)間分辨率及空間分辨率，快速核磁共振心臟成像技術(shù)結(jié)合心電門(mén)控及屏氣技術(shù)，可用于心臟形態(tài)結(jié)構(gòu)、心室功能、心肌灌注及心肌活性等檢查。

心臟形態(tài)平掃常用黑血序列及亮血序列，如自旋回波序列(SE)、回顧性心電門(mén)控真穩(wěn)態(tài)進(jìn)動(dòng)快速成像序列(trueFISP)等，這些序列具有較高的空間分辨率，可一次屏氣短時(shí)間內(nèi)多層成像，快速顯示心臟結(jié)構(gòu)，也可電影成像，顯示心動(dòng)周期內(nèi)不同時(shí)相的心臟結(jié)構(gòu)。心臟電影采用true FISP采集圖像，主要用于觀察心臟運(yùn)動(dòng)功能；首過(guò)灌注使用高壓注射器以5 mL/s的速率注射造影劑釓噴酸葡胺(Gd-DTPA)0.08 mmol/kg，隨后注射等量0.9%氯化鈉液，選用選擇梯度回波快速小角度激發(fā)(Turbo-fast low-angel shot,Turbo FLASH)序列掃描采集圖像；延遲增強(qiáng)掃描在首過(guò)灌注5 min開(kāi)始進(jìn)行掃描，可選擇相位敏感重建的反轉(zhuǎn)恢復(fù)(phase-sensitive inversion recovery,PSIR)序列進(jìn)行掃描。

延遲增強(qiáng)在心臟核磁共振檢查中發(fā)揮重要作用，延遲增強(qiáng)時(shí)，對(duì)于正常組織，對(duì)比劑由血管進(jìn)入組織細(xì)胞間隙而不再進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)。心肌炎病變時(shí)，由于細(xì)胞膜的完整性遭到破壞，導(dǎo)致細(xì)胞膜通透性增高，對(duì)比劑可自由地進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)部，并逐漸聚集，即形成延遲強(qiáng)化表現(xiàn)，病變后期，纖維瘢痕組織形成，心肌細(xì)胞壞死，導(dǎo)致細(xì)胞外間隙容納更多的對(duì)比劑，根據(jù)強(qiáng)化程度，可初步判斷病變的嚴(yán)重程度及其預(yù)后情況。在對(duì)心肌炎患者進(jìn)行核磁共振成像掃描時(shí)，在對(duì)比劑注入人體5 min、10 min、15 min時(shí)進(jìn)行掃描，可見(jiàn)其強(qiáng)化程度逐漸遞減，對(duì)心肌梗死的患者其強(qiáng)化程度保持相對(duì)穩(wěn)定。因此對(duì)心肌炎患者進(jìn)行延遲增強(qiáng)掃描推薦在注射對(duì)比劑約5 min時(shí)進(jìn)行[9]，這也是導(dǎo)致不同研究中報(bào)道的心肌炎強(qiáng)化程度不一的原因之一。

4 核磁共振成像的優(yōu)勢(shì)及其他方法在診斷心肌炎中的價(jià)值

4.1 核磁共振成像的優(yōu)勢(shì)

心臟核磁共振成像作為一種非侵襲性的心肌炎診斷工具，具有以下優(yōu)勢(shì)：(1)具有多參數(shù)、多方位的成像特點(diǎn)，具有良好的軟組織對(duì)比度和高空間分辨率，不僅能顯示心肌損傷部位、范圍，而且能很好地顯示心肌水腫程度，對(duì)心肌炎有著較大的潛在診斷價(jià)值，早期可對(duì)心肌炎做出診斷及病情評(píng)估。(2)心肌炎主要表現(xiàn)為水腫、充血和毛細(xì)血管滲出、壞死和纖維化，這些組織學(xué)上的變化導(dǎo)致核磁共振成像心肌信號(hào)的改變，心臟核磁共振成像目前已成為診斷心肌炎的重要工具。(3)延遲增強(qiáng)技術(shù)還可用于心肌炎的預(yù)后評(píng)估[10]及長(zhǎng)期隨訪[11]。(4)臨床實(shí)驗(yàn)研究最近已集中于確立使用核磁共振超越其作為精確診斷工具的實(shí)驗(yàn)研究，集中于指導(dǎo)治療策略和高風(fēng)險(xiǎn)患者的鑒別[12]。(5)通過(guò)對(duì)心肌瘢痕面積及瘢痕灶的形態(tài)鑒別心肌梗死與心肌炎[13]。

4.2 心內(nèi)膜活檢在診斷心肌炎中的價(jià)值

大多數(shù)臨床醫(yī)生認(rèn)為心內(nèi)膜活檢技術(shù)是診斷心肌炎的金標(biāo)準(zhǔn)。Dallas標(biāo)準(zhǔn)描述心肌炎患者心肌損傷部位有淋巴細(xì)胞浸潤(rùn)，但無(wú)心肌缺血表現(xiàn)；心內(nèi)膜心肌活檢對(duì)決定心肌病潛在病因?qū)W診斷有價(jià)值，但對(duì)心臟灶狀病變?cè)\斷敏感性較低，常規(guī)透視引導(dǎo)下心內(nèi)膜活檢敏感性較低(10%～22%)(美國(guó)心臟病協(xié)會(huì)，1984年)。Liang等[14]報(bào)道，電描記圖引導(dǎo)異常靶點(diǎn)心內(nèi)膜活檢可提高檢測(cè)異常病理結(jié)果的診斷率。但心內(nèi)膜活檢導(dǎo)致很多并發(fā)癥，比如心臟穿孔、心包壓塞，并發(fā)癥的發(fā)生率為0.1%～0.5%[15]，除此之外，以上所有并發(fā)癥共同發(fā)生的概率為6%(美國(guó)心臟病協(xié)會(huì)，1984年)。較低的敏感性及心內(nèi)膜活檢操作過(guò)程中相關(guān)的并發(fā)癥限制了它在心肌炎診斷中的使用；因此，作為一種侵入性檢查，較低的敏感性及較高的并發(fā)癥，心內(nèi)膜活檢現(xiàn)在很少用于心肌炎的診斷。

4.3 超聲心動(dòng)圖在心肌炎診斷中的作用

二維超聲心動(dòng)圖可以觀察心臟大血管的形態(tài)結(jié)構(gòu)，了解心臟收縮功能和瓣膜的形態(tài)及運(yùn)動(dòng)，評(píng)價(jià)左心功能，測(cè)定心臟血流參數(shù)，對(duì)心肌炎有一定的診斷價(jià)值。超聲心動(dòng)圖對(duì)心肌炎患者心臟的研究，通常通過(guò)評(píng)價(jià)異常心肌節(jié)段的收縮功能間接判斷心肌損傷、室壁增厚及心包積液等情況，其準(zhǔn)確性較高且方法簡(jiǎn)便。超聲心動(dòng)圖的診斷價(jià)值受限于以下事實(shí)，很多不嚴(yán)重的心肌炎患者有正常的超聲心動(dòng)圖表現(xiàn)，高度可變的超聲心動(dòng)圖檢查缺乏特異性，超聲心動(dòng)圖未能直接檢測(cè)出心肌灌注情況，反映出心肌炎損傷的部位及受損程度。

4.4 核醫(yī)學(xué)在診斷心肌炎中的價(jià)值

曾有報(bào)道核醫(yī)學(xué)檢查是診斷心肌炎的一種敏感指標(biāo)。它的原理為用核素藥物，常用的核素藥物為201Tl。201Tl的生物特性與K+相似，通過(guò)Na+-K+-ATP酶的主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)及被動(dòng)擴(kuò)散被心肌細(xì)胞攝取。201Tl被心肌細(xì)胞攝取，將不斷進(jìn)行交換而透過(guò)細(xì)胞膜。其分布與心肌局部血流量成正比，因此可反映心肌細(xì)胞膜通透性完整與否以及心肌細(xì)胞是否有活性。病毒性心肌炎主要以病毒直接侵犯心肌和心內(nèi)小血管的方式致病，心肌發(fā)生微循環(huán)障礙，心肌細(xì)胞膜通透性改變，導(dǎo)致心肌攝取201Tl能力下降，清除加快，且受累心肌以多灶性變性為主，心肌灌注顯像圖像上與正常心肌或病變較輕的心肌相間顯示，因此典型的心肌顯像表現(xiàn)為“花斑樣”改變。其圖像類(lèi)型主要有四種：(1)放射性分布均勻；(2)彌漫性不均勻，花斑樣改變；(3)花斑樣改變伴缺損區(qū)；(4)花斑狀伴局限性濃集區(qū)。通過(guò)上述檢查可以評(píng)價(jià)心肌受損程度和部位，但由于乳腺及胸大肌造成的前壁衰減、膈肌和肝臟引起的下后壁衰減以及技術(shù)因素等，易引起201Tl心肌顯像呈假陽(yáng)性[16]。核醫(yī)學(xué)技術(shù)也受到了先前提到的限制示蹤劑利用，較差的分辨率及輻射問(wèn)題的阻礙，在目前的臨床實(shí)踐中，核醫(yī)學(xué)技術(shù)已很少用于心肌炎診斷。

5 心臟核磁共振對(duì)心肌炎心臟功能評(píng)估、鑒別診斷及定量評(píng)價(jià)

心臟核磁共振成像診斷心肌炎一方面可對(duì)心肌形態(tài)結(jié)構(gòu)改變進(jìn)行評(píng)估，另一方面可對(duì)心臟功能進(jìn)行評(píng)估。

5.1 心臟形態(tài)學(xué)的評(píng)估

由于心肌炎出現(xiàn)心肌細(xì)胞水腫、壞死纖維化組織學(xué)變化，因此會(huì)導(dǎo)致局部心臟室壁運(yùn)動(dòng)減弱，心臟核磁共振電影成像可以發(fā)現(xiàn)室壁運(yùn)動(dòng)異常的區(qū)域，其室壁運(yùn)動(dòng)異常區(qū)域與延遲強(qiáng)化區(qū)域相對(duì)應(yīng)，di Bella等[17]研究結(jié)果還顯示延遲強(qiáng)化區(qū)與室壁運(yùn)動(dòng)異常區(qū)具有相關(guān)性。延遲增強(qiáng)成像在室壁間和/或心外膜下心肌可表現(xiàn)為片狀或灶狀強(qiáng)信號(hào)區(qū)。急性心肌炎和急性心肌梗死均可出現(xiàn)延遲強(qiáng)化，臨床需進(jìn)行鑒別。研究表明，根據(jù)延遲增強(qiáng)的部位和程度鑒別，有助于區(qū)別缺血性和非缺血性心肌病。心肌冠狀動(dòng)脈閉塞15 min左右開(kāi)始出現(xiàn)心肌細(xì)胞壞死，由心內(nèi)膜下層開(kāi)始逐漸向心外膜移行，直到累及心肌全層，心肌梗死顯示心內(nèi)膜下均勻分布的延遲強(qiáng)化是缺血性心肌病特征表現(xiàn)[18]。而非缺血性心肌病如心肌炎等延遲強(qiáng)化位于心外膜下和肌壁間。因此，延遲強(qiáng)化的形態(tài)、程度及位置有助于區(qū)分原發(fā)性心肌病和缺血性心肌病。2012年Stensaeth等[19]對(duì)心肌炎患者研究后得出結(jié)論：急性心肌炎延遲強(qiáng)化常位于左心室心外膜下和肌壁間。Gahide等[9]應(yīng)用核磁共振進(jìn)行缺血性心肌病和心肌炎的對(duì)比研究，顯示心肌炎表現(xiàn)為心外膜下延遲強(qiáng)化，其分布與冠狀動(dòng)脈走行關(guān)系不大[20]。

5.2 心臟功能的評(píng)價(jià)及臨床應(yīng)用

心肌炎患者，由于出現(xiàn)心肌細(xì)胞水腫、變性、不同程度的壞死及纖維化，可出現(xiàn)局部心肌收縮舒張功能減退、室壁運(yùn)動(dòng)障礙、室壁增厚率降低、心臟射血分?jǐn)?shù)(EF)下降(EF<55%)及左心室質(zhì)量下降等情況。用特定軟件可計(jì)算出上述指標(biāo)，參數(shù)采集圖選用EF值圖、左室容積圖。延遲增強(qiáng)是一種非常強(qiáng)大的心臟核磁共振成像技術(shù)，定量延遲增強(qiáng)區(qū)域及瘢痕所占心臟容積百分比最近已在臨床試驗(yàn)中作為對(duì)心功能恢復(fù)、心律失常及心臟猝死的預(yù)測(cè)工具[21]。最近若干項(xiàng)研究已表明，延遲增強(qiáng)成像可預(yù)測(cè)多種疾病過(guò)程中其表現(xiàn)特征及病變程度。延遲增強(qiáng)使用對(duì)缺血性及非缺血性心肌病患者進(jìn)行危險(xiǎn)分層及預(yù)后特征的評(píng)估，針對(duì)危險(xiǎn)分層和預(yù)后特征來(lái)指導(dǎo)管理患者。

5.3 定量評(píng)價(jià)

圖像分析左心室心肌分段采取美國(guó)心臟協(xié)會(huì)左室壁標(biāo)準(zhǔn)[22]，用于分析心臟常選用左心室17階段法[23]。17階段法即分別選取左室經(jīng)二尖瓣(心臟基底部)(6段)、乳頭肌(心臟中間部)(6段)、心尖部(無(wú)乳頭肌但仍有心腔)(4段)和無(wú)心腔的心肌組織(為第17段)4個(gè)層面[22]。心肌強(qiáng)化區(qū)可以測(cè)量強(qiáng)化區(qū)占全心肌的相對(duì)強(qiáng)化程度，運(yùn)用特定軟件勾畫(huà)出心肌內(nèi)外膜直徑來(lái)進(jìn)行自動(dòng)定量測(cè)定[24]。通過(guò)軟件測(cè)出每一階段心肌延遲強(qiáng)化區(qū)域的面積，計(jì)算出其占總心肌的比值，從而可以分析延遲強(qiáng)化在左前壁、左側(cè)壁、左下壁及間隔部中的好發(fā)情況[25]。

6 小結(jié)與展望

隨著核磁共振方法學(xué)突飛猛進(jìn)的發(fā)展，核磁共振在心肌炎應(yīng)用方面非常有用。延遲增強(qiáng)掃描技術(shù)能提高正常心肌與心肌水腫、壞死、纖維化的信號(hào)強(qiáng)度對(duì)比。心臟核磁共振成像對(duì)心肌炎診斷敏感性較其他方法更有優(yōu)勢(shì)，尤其對(duì)于發(fā)生急性胸痛，心電圖可表現(xiàn)為ST段抬高或非ST段抬高，血清肌鈣蛋白升高且冠狀動(dòng)脈造影未見(jiàn)明顯異?；颊?，心臟核磁共振延遲增強(qiáng)技術(shù)用以鑒別缺血性心肌病和非缺血性心肌病已成為金標(biāo)準(zhǔn)。且隨著硬件和線圈技術(shù)的不斷提高，成像的質(zhì)量與診斷率也越來(lái)越一致，延遲強(qiáng)化情況與臨床表現(xiàn)相結(jié)合有利于預(yù)測(cè)患者的疾病進(jìn)展情況。但是，心臟核磁共振也有一定的局限性，比如，心肌病變需要達(dá)到一定的程度才可能在核磁共振成像上表現(xiàn)出來(lái)，太小的病變由于空間分辨力有限及心臟掃描過(guò)程中心臟的搏動(dòng)及呼吸運(yùn)動(dòng)等因素可能造成偽影形成而不能顯示或顯示不佳。在動(dòng)物實(shí)驗(yàn)研究中發(fā)現(xiàn)，在病理組織切片檢查中，心肌損傷范圍達(dá)到或超過(guò)橫斷層面5%時(shí)[26]，延遲強(qiáng)化才可以顯示，所以當(dāng)空間分辨力提高、部分容積效應(yīng)減弱后更有利于心臟延遲強(qiáng)化的顯示。隨著核磁共振成像的不斷優(yōu)化，目前對(duì)組織定性的指標(biāo)比如釓劑排除時(shí)間分辨的評(píng)估、參數(shù)成像的新進(jìn)展，及影像學(xué)標(biāo)準(zhǔn)與血清標(biāo)志物相結(jié)合越來(lái)越提高心臟核磁共振的實(shí)用性。

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Evolution of Cardiac Magnetic Resonance Imaging in Acute Myocarditis

SUN Wenjing,SUN Lin,ZHAO Xinxiang

(Department of Cardiology,The Second Affiliated Hospital of Kunming Medical University,Kunming 650000,Yunnan,China)

Myocarditis is a disease characterized by the inflammation and damage of the myocardial tissue caused by infection, toxins, diseases and much more. Myocarditis is detected in 12% of autopsies as being the reason for sudden cardiac deaths.Therefore it is especially important for there to be early and accurate diagnosis, treatment and assessment of the extent of myocarditis. Cardiac magnetic resonance imaging is a noninvasive diagnostic tool for the assessment of patients with suspected myocarditis. Cardiac magnetic resonance imaging offers a multi-parameter and multi-aspect imaging characteristic with an excellent soft tissue contrast and high spatial resolution. It shows the location and the extent of myocardial damage, as well as the extent of myocardial and heart function. Cardiac magnetic resonance imaging has a greater potential diagnostic value for myocarditis and for the prognostic evaluation of myocarditis.

myocarditis; cardiac magnetic resonance; delayed enhancement

國(guó)家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(81260213)

孫文靜(1987—)，在讀碩士，主要從事心血管疾病的研究。Email：786638114@qq.com

孫林(1972—)，教授，博士，主要從事心血管疾病、冠狀動(dòng)脈介入技術(shù)的研究。 Email：sunlinkm@sina.com

R541.4；R543.3+

A

10.3969/j.issn.1004-3934.2015.05.026

2015-04-21