磁共振成像評價急性心肌梗死的臨床應用價值

吉婷婷 余成新 楊 簡

(宜昌市中心人民醫院放射科MR室，湖北 宜昌 443000)

隨著磁共振成像(MRI)技術的快速發展，掃描速度、時間和空間分辨率的不斷提高，高場強心臟MRI一次掃描能同時評價心臟功能、灌注和組織特征，因而在急性心肌梗死(AMI)中的應用越來越多。心臟MRI不僅可顯示壞死心肌的透壁程度、梗死面積(IS)和心肌水腫，而且還能顯示AMI再灌注引起的體內微血管的病理生理學變化，如心肌內出血和無復流現象，同時還可準確評估AMI后心室重塑。本文綜述了心臟MRI評估AMI再灌注時的病理生理學特征的作用及其臨床應用和對未來特異性治療策略的評估。

1 MRI評價心肌水腫的作用

冠狀動脈閉塞早期，心肌氧供不足導致心肌缺血，表現為代謝和超微結構的改變。如果缺血持續存在，心肌損傷不可逆，壞死就從心內膜向心外膜擴展，最終的IS取決于“危險區”的范圍。到目前為止都是應用單光子發射計算機斷層成像(SPECT)在閉塞血管再通之前注射锝示蹤劑來顯示危險心肌。近期研究表明心臟MRI也可對危險心肌進行定量評估。MI急性期的心肌水腫(即危險心肌)和心肌炎癥因含水量增加使T2W呈高信號。臨床中常用T2WI來鑒別急、慢性MI，顯示與缺血相關的水腫，通過比較T2W上的水腫大小和延遲增強(LGE)成像來量化可挽救心肌的比例。Aletras等〔1〕在動物模型中證實在冠脈閉塞90 min后再灌注，通過微球體測量的組織學危險區與2 d后T2W高信號區相一致。Cury等〔2〕應用T2WI提高了急性胸痛、生物指標陰性和心電圖(ECG)陰性的心肌缺血患者的診斷準確性。T2W能對AMI的危險心肌和梗死心肌進行量化評估。大量實驗表明在AMI患者中，T2W高信號的區域大于最終的心肌IS，表明梗死鄰近區域仍然存在有活性的心肌。許多臨床研究已證實MRI對評估心肌水腫有臨床應用潛能，而且存活心肌數量的減少與再灌注后延遲掃描顯示范圍是成比例的〔3，4〕。

2 MRI評價壞死心肌和存活心肌的應用

根據心肌壞死的“波面現象”可知：隨著冠狀動脈閉塞持續時間的延長，心內膜下缺血逐漸演變為心外膜缺血，從而導致IS增加。溶栓治療或經皮冠脈介入術(PCI)使冠脈早期再通，可挽救瀕死心肌，從而避免AMI的發生。PCI是減少IS和壞死心肌透壁程度的最有效方法。透壁性MI的程度和微血管損害主要取決于缺血持續時間〔5〕，若錯過心肌潛在的可逆改變(缺血和水腫)的時間或缺血持續存在，心肌損害就變為不可逆性。LGE能夠鑒別心內膜下或透壁性MI，同時可顯示不可逆性壞死心肌的范圍。AMI時，因水腫和炎癥使細胞外間隙擴大，釓劑通過受損的細胞膜進入細胞間隙，使梗死心肌表現為“LGE”。多項研究表明AMI后LGE所顯示的增強區域超過了組織學上真正的IS，心肌壞死區域和AMI周圍受損但仍有活性的心肌都會出現“LGE”，隨著時間的延長，最初的IS逐漸縮小。近期，Ingkanisorn等〔6〕在隨訪中發現MRI 顯示的IS從16%±12%減小到11%±9% (P<0.003)。Baks等〔7〕評估了AMI后早期和晚期進行PCI的效果，發現在第5天至5個月之間LGE面積減少了31%。Larose等〔8〕對ST段抬高型心肌梗死(STEMI)患者PCI術后12 h內和6個月后分別行MRI檢查，發現LGE面積從22%減小至16%(P=0.01)。此外，心臟MRI的高重復性和高精確性可減少臨床試驗中IS改變較小的患者的樣本含量〔9〕。

即使MRI測量的IS有相當高的可重復性，但成像時間的選擇也會影響成像結果。在近期國際多中心試驗研究中發現比較不同的AMI患者的IS改變時使用釓劑劑量不同，LGE的敏感性隨著釓劑劑量的增加而增加，在用0.3 mmol/kg的劑量時檢測急慢性MI的敏感性分別達到99%和94%〔10〕。

一直以來閃爍技術和負荷超聲心動圖被認為是診斷存活心肌的主要依據。負荷超聲心動圖因操作者之間及個體之間差異大使圖像質量可靠性不高，其靈敏度較LGE低。心臟MRI是唯一一種用多個臨床指標評價存活心肌的工具，它能在靜息狀態下對患者進行評估，且無需將患者暴露于射線中，同時電影成像的穩態自由運動(SSFP)序列增加了血液與心內膜的自然對比度〔11〕，更利于病變的顯示。Klein等〔12〕在1 w內對心肌缺血患者同時進行了MRI和正電子發射計算機斷層顯像(PET)檢查，發現MRI檢測出的超過一半的心內膜下梗死PET顯示為正常。Kuhl等〔13〕發現在PET檢查結果正常的患者，MRI LGE顯示36%的節段有心內膜下梗死。與SPECT比較，MRI LGE的主要優勢是其空間分辨率高，能檢測出SPECT灌注顯示正常的心內膜下MI，二者對透壁程度不同的梗死的顯示范圍也不同。Ibrahim等〔14〕通過AMI后早期評估肌鈣蛋白作為參考標準對MRI和SPECT進行了比較，發現心臟MRI在檢測小梗死灶和非前壁區域的梗死的敏感性較SPECT高。

3 MRI對AMI后再灌注損傷的評估：無復流現象，微血管閉塞和出血

盡管冠脈血流再通是減小IS最有效的方式，但再灌注過程本身可能會引起一系列后果，包括心肌細胞死亡、“無復流”現象所致微血管損害、心肌頓抑和再灌注性心律失常。到目前為止，臨床相關表現與準確的顯影工具仍然是對繼發于再灌注的微血管損傷進行定量分析的最好方式。很多研究用MRI的首過灌注與LGE對微血管損傷進行了評估。Lund等〔15〕發現周圍未受損微血管造影劑的灌注會使小的無復流區域快速增強，這就表明首過灌注對微血管損傷的顯示比延遲后強化更加敏感。LGE也可用于評價微循環障礙：梗死心肌延遲強化區內未強化的部分就是微血管功能障礙區，也被稱為“暗區”。延遲后強化的持續存在(在注射對比劑后10～20 min)表明微血管持久性損害〔16〕。

近期，對MRI檢測出的微血管損害和冠脈多普勒血流儲備進行了對比研究。Hirsch等〔17〕發現早期心臟收縮功能的惡化與冠脈內無復流及LGE顯示的微血管閉塞范圍有關，此外，多變量回歸分析顯示MRI所示的微血管閉塞范圍是早期心臟收縮功能惡化和舒張功能下降的獨立影響因素。心肌再灌注損傷的MRI特征與血管灌注參數有關，如心肌梗死溶栓試驗(TIMI)、心肌梗死溶栓后復流和心肌復流等級(MBG)。Porto等〔18〕通過分析27例AMI患者發現MBG的下降與MRI顯示的血管閉塞呈線性相關，證實了PCI術后灌注指數和MRI顯示的微血管損害有關。

從臨床預后和左心室(LV)容積變化的角度來看，心臟MRI無復流現象也會對預后產生影響。“無復流”是指在持續缺血后，盡管冠狀動脈主干已成功再通，然而遠端心肌無再灌注，可能出現繼發損害 (如嗜中性粒細胞填塞、動脈粥樣硬化血栓形成) 或因水腫出血引起心臟壓塞。出血性AMI通常在缺血持續存在時發生，表明“再灌注區”缺血性梗死進一步惡化〔19〕。微血管細胞損傷引起血液從受損的血管中外漏，繼而通過血紅蛋白的降解來修復，因此可根據去氧血紅蛋白的順磁效應來對心肌內出血進行評估。出血范圍與LGE上“暗區”大小有關，此暗區不僅表明微血管損害，還顯示了心肌內出血。研究表明出血性AMI患者PCI術前TIMI血流更低，危險心肌、IS和危險心肌/IS比值顯著增大，延遲后增強掃描時“暗區”范圍增大〔20〕。近期Beek等〔21〕證實T2W延遲增強提示心肌內出血，且與IS及心功能密切相關。

以上研究表明出血性和缺血性AMI患者從始發癥狀到血運重建之間沒有差別，這就暗示了側支循環形成的多少、預處理等因素可能會影響心肌血管重建的最終結果。心臟MRI是目前檢測出血的唯一無創性、可靠的和可重復性的成像技術。將來需要進一步研究再灌注策略，以闡明出血對于預后的臨床作用超過了微血管閉塞，出血性AMI是否增加了破裂的風險，或出血是否僅僅是心肌再灌注的一個指標。

4 MRI對AMI后心室重塑的評價

再灌注治療時間的延遲會使IS擴大，進而引起LV重塑，LV擴大除了與遠端心肌的代償性肥大有關外，還與梗死節段的心肌變薄有關。與其他成像方法相比，心臟MRI沒有應用幾何假設，評價LV質量、容積的準確性及重復性高，尤其適用于伴有心室腔擴大的大面積MI患者。3D MRI能對室壁厚度、心肌勞損、局部心功能進行評估和測量。Hombach等〔16〕研究表明IS、透壁性梗死和持續的微血管損害是MI后LV重塑的重要預測因子，其中IS是LV容積的主要決定因子。LGE顯示的IS是一種能在射血分數(EF)改變之前早期評估AMI預后的因素〔22〕。AMI 1 w內的IS與LV重塑直接相關，IS是比LV收縮功能更有力的預測預后的因素。Larose 等〔8〕證實超急性期LGE IS減少≥23%能準確提示后期LV功能障礙(敏感性 89%，特異性74%)。Nijveldt等〔23〕在隨訪中發現微血管損傷是心功能改變和LV收縮末期容積的最強有力的預測因素。Ganame等〔20〕通過多變量分析證實了心肌出血是LV重塑的一個獨立預測因素。

心肌補救是最新出現的評估LV重塑的心臟MRI參數。到目前為止，使用最多的是用SPECT來檢測心肌補救。然而SPECT空間分辨率低，且需立即注射示蹤劑后在血運重建后的幾個小時內成像。心臟MRI是一種簡單的評價AMI早期危險心肌和梗死心肌的“一站式”工具。Francone 等〔5〕近期顯示若在冠脈閉塞90 min之后再灌注，補救心肌的范圍顯著減少。因此，只有早期再灌注患者(90 min內)的LVEF才顯著增加。基于這種觀念，Masci 等〔24〕近期對137例患者研究發現“心肌補救指數”(LGE最初顯示的IS-最終的IS/最初的IS)除了可以評價可挽救心肌的比例及預測預后外，還與LV重塑有關。近期Eitel等〔22〕通過6個月的隨訪證實了心肌補救指數是心血管事件的一個強有力的預測因子。

心臟MRI是一種能綜合評價AMI患者體內復雜的病理生理改變的工具，同時也能對各種再灌注策略與治療方法的療效進行評估。

5 MRI在AMI后并發癥中的作用

心臟MRI可檢測出AMI后并發癥，如心包炎癥、心包積液、室壁破裂。MRI LGE研究發現右心室功能與下壁AMI有關，右心室EF是判斷預后的一個重要指標〔25〕。此外，早期釓劑增強MRI檢測室壁血栓優于電影MRI和超聲，并且能進行形態學描述和立體定位。對于外科LV重建的患者，與經胸廓(23%，96%)和經食道(40%，96%)的超聲相比，心臟MRI的敏感性 (88%)和特異性 (99%)更高，長反轉時間能增加血栓探測的精確性，MRI LGE的范圍是血栓形成的一個危險因素〔26〕。

此外，MRI還能識別出可能導致心律失常的區域。初步臨床研究發現，MRI在梗死周圍區顯示有一個“灰白區”，其與AMI后的死亡率有關〔27〕。對AMI急性期的進一步研究發現，未來新的分子成像技術可以證實梗死周圍帶是室性心律失常的一種早期預測因子。此外，還可對不同的“灰白區”導致心律失常的機制有一個更深入的理解，同時對心肌水腫和炎癥的作用機制有進一步了解。

6 未來的發展和臨床應用

心臟MRI除了可反映形態-功能指數之外，還可描述AMI的組織特異性。未來心臟MRI 參數可能會應用得更廣泛，這些參數可用作發病率和死亡率終點的替代工具，從而用于評價新的治療策略如藥理學干預和細胞學治療的效果。通過MRI對AMI患者進行多參數評估能進一步確定決定預后的因素。心臟MRI能將患者按LV重塑的風險分級，這對STEMI患者的預后很重要。對于非ST段抬高性急性冠脈綜合征患者，心臟MRI能通過新的預后參數篩選出能早期行介入治療的患者〔28〕。

微血管功能是挽救心肌再灌注STEMI患者的一個決定性因素，同時還能預測LV重塑和功能變化。IS和微血管閉塞可作為評價新療法的指標：如將IS和LV重塑作為環孢素對再灌注管理效果的治療終點〔29〕；IS用于評估血栓切除術的療效；對比增強MRI用于評估冠脈內干細胞療法的效果；MRI還可用于評估運用手術防止遠端微血栓形成等改善“無復流”的新方法。

進一步的研究方向是制定標準的心臟MRI協議，通過大的多中心性人體研究來評估預測臨床預后的不同的MRI成像特征。隨著未來MRI分子成像技術的提高，將會對再灌注損傷有更進一步的理解，同時對AMI后機體的自我修復機制和LV重塑的生物學決定因素(包括血管再生和新生血管形成)有更深入的了解。

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