心臟磁共振成像在心血管疾病中的應用進展

朱麗曉，華娟，成純偉(通信作者)

(1.武漢文理學院醫學院，湖北 武漢 430345；2. 南昌大學第二附屬醫院心血管內科，江西 南昌 330006)

0 引言

近年來，隨著磁共振(MR)軟硬件設備和技術的不斷發展,CMR廣泛應用于心血管疾的診斷和評估，成為心血管疾病首選的非侵入性檢查方法。由于有CMR具有高對比度分辨率、無電離輻射以及對心肺形態和功能變化的高敏感性等優點，其對于心臟結構功能、心肌活性及心肌缺血的評估具有重要價值，因此CMRI在心血管疾病的早期診斷、鑒別診斷、指導治療和預后評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用現狀和最新進展進行闡述。

1 CMR在心血管疾病中的應用現狀

1.1 CMR在心力衰竭中的應用

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雜的臨床綜合征，其發病率在全球范圍內呈明顯上升趨勢。彌漫性間質心肌纖維化是心室重塑的重要組織學標志[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后密切相關。因此早期評估心肌纖維化對于心衰治療及預后至關重要。近年來，CMR技術的快速發展，CMR不僅能可視化顯示心臟解剖結構、室壁運動，還可提供心肌灌注、心肌活力和心肌功能等詳細評估。應用延遲釓增強-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技術可定量檢測出心肌彌漫性細小纖維化[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例心衰患者同時進行超聲心動圖和CMR檢查，發現CMR對超聲心動圖診斷的20%心衰患者進行重新診斷或明確診斷，同時影響48%心衰患者治療決策，其中對心衰患者是否選擇血運重建治療影響最大。

有研究表明CMR還可用于心力衰竭的預后評估。Wong等[4]對1488例心衰患者進行LGE-CMR檢查發現，40%患者表現為LGE-CMR陽性，且LGE-CMR陽性的患者心衰住院率明顯高于陰性者。有研究表明，CMR定量檢測的肺血容積可作為表示左心室舒張功能不全的替代標志物，且有助于判斷無癥狀或輕度癥狀的左心功能不全患者的預后[5]。此外，Kanagala等[6]研究發現，在射血分數保留型心衰患者(HFpEF)中CMR定量檢測的左心房射血分數明顯降低，其與聯合心臟終點事件(全因死亡和再住院)發生率增加相關，提示CMR量化的左心房射血分數可作為HFpEF預后的獨立預測因子。綜上所述，CMR在心衰患者的診斷、臨床治療和預后評估中具有重要作用。

1.2 CMR在缺血性心肌病中的應用

缺血性心肌病的主要原因是冠心病，冠心病主要包括無癥狀心肌缺血、心絞痛、心肌梗死、缺血性心肌病和心源性猝死。冠狀動脈造影技術(coronary arteriongraphy, CAG)仍是診斷冠心病的金標準，但CAG檢查屬于侵入性操作，具有一定并發癥風險。CMR作為一種無創性檢查方法，其可以準確地識別心臟解剖結構、雙心室功能、心肌活性和心肌灌注，因此被廣泛應用于缺血性心臟病的診斷與預后評估。CMR灌注成像診斷冠心病具有較高的敏感性和特異性，國際指南也推薦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]使用影像導航CMR和CAG對31例冠心病患者的進行診斷性評估，結果顯示CMR對冠心病患者診斷的敏感性和特異性分比為86%和83%；對冠狀動脈病變節段診斷的敏感性和特異性為73%和95%；對冠狀動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(心包炎和主動脈夾層)引起的胸痛區分開來[9]。在急性心肌梗死時，使用CMR評估心肌損傷繼發水腫，水腫心肌表現為信號強度增高，可在癥狀發生后30min內檢測到，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已成為檢測心肌瘢痕的金標準方法，梗死心肌中LGE信號強度顯著增高，纖維化可從心內膜下延伸至心外膜[11]。上述結果表明，CMR在冠心病的早期診斷與鑒別診斷中具有重要應用價值。

1.3 CMR在非缺血性心肌病中的應用

非缺血性心肌病是臨床常見的一大類心肌疾病，包括肥厚型心肌病、擴張型心肌病和限制性心肌病以及心肌炎等。CMR憑借其對心臟結構和功能的綜合評估，CMR可明確非缺血性心肌病的存在及其類型，還可用于評估非缺血性心肌病的嚴重程度以及疾病預后和危險分層評估[12]。

1.3.1 CMR在擴張型心肌病中的應用

近年來，CMR已成為診斷和評估擴張型心肌病(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化改變，而缺血性心肌病表現為心內膜下存在LGE[12]，因此利用上述特點，LGE-CMR可以鑒別診斷DCM與缺血性心肌病。Chin等[13]研究表明，運動負荷CMR還可用于鑒別診斷可疑無癥狀DCM與生理性運動引起的心室重塑。此外，LGE的存在和程度往往與DCM患者預后相關。Halliday等[14]研究發現，與無LGE患者相比，DCM患者存在中壁LGE患者發生心源性猝死率和全因死亡率顯著增加；另外，中壁LGE可以預測左心射血分數(LVEF)≥40%的DCM患者心源性猝死的風險顯著增加。上述研究結果提示，CMR對DCM的診斷、風險分層及預后評估具有重要臨床意義。

1.3.2 CMR在肥厚型心肌病中的應用

肥厚型心肌病(hypertrophic cardiomyopathy, HCM)是最常見的遺傳性心肌病，臨床中常用超聲診斷HCM，但隨著CMR的發展，該技術也廣泛應用于HCM的診斷和預后評估[12]。有研究報道LGE-CMR有助于HCM的診斷和風險分層。與超聲心動圖相比，CMR能更精確地測量左心室壁厚度，特別是在超聲心動圖不易顯示的心尖部節段[15]。50%-60%HCM患者表現出LGE的延遲，LGE與肥厚心室心肌結構出現局灶性異常粗大相關，其是由纖維化導致間質擴張所致[15]。此外，一些研究表明LGE-CMR可對HCM患者預后做出推測[15,16]。LGE的存在及程度與HCM患者心源性猝死風險增加及不良結局(心力衰竭)的發生密切相關[16,17]，并且當LGE陽性心室面積≥15%時，LGE與HCM患者心源性猝死風險增加2倍有關[16]。

1.3.3 CMR在急性心肌炎中的應用

雖然心內膜活檢是心肌炎診斷的“金標準”，但心肌活檢的有創性及活檢范圍局限限制了其臨床應用。近年來，CMR技術發展迅速，其不僅能對心臟的結構和功能異常進行綜合評價，還能夠對心肌炎癥期間組織不同病理變化(水腫、充血/炎癥和纖維化)進行可視化[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。在對129例可疑急性心肌炎患者進行心肌活檢和CMR檢查中發現，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 準[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》提出，急性心肌炎的診斷要符合至少一個水腫敏感的序列(T2加權成像或者T2 mapping)以及至少一個基于T1序列(T1 mapping，LGE)，且兩者同時出現異常方能做出診斷[20]，其對2009年提出的路易斯湖標準做出一定的更新，有利于提高急性心肌炎診斷的準確率。綜上所述，CMR不僅能夠識別急性心肌炎心臟形態和功能異常，而且能夠直接觀察心肌炎癥時不同病理改變，因此CMR已成為急性心肌炎最佳的無創性診斷方法。

1.4 CMR在心房顫動中的應用

心房顫動(atrial fibrillation，AF)是臨床常見的心律失常疾病，在老年人中發病率高，除了嚴重影響患者生活質量外，還可增加腦卒中和死亡的風險[21]，AF會引起電生理異常和心房重構，并最終導致心房細胞凋亡和心房纖維化[22]。因此，早期檢測出心房基質病變對AF的診治和預后具有重要意義。最新的CMR技術可顯示心臟三維形態結構，準確顯示心房基質變化情況，并精準量化左心房纖維化程度，便于評估AF疾病進展以及指導治療。磁共振延遲成像(DE-CMR)根據左心房LGE信號程度將AF心房纖維化分為四級[23]，AF患者不同的分級通過采用不同的治療方案，如Ⅰ級可選擇射頻消融，Ⅳ級采用保守藥物治療[24]。CMR測量的心房纖維化可作為AF相關腦卒中風險評估的重要預測因素。King等[25]納入1228例AF患者進行LGE-CMR檢查，對心房纖維化程度進行量化評估，結果表明左心房LGE信號強度越高，AF患者發生心腦血管不良事件的風險越高。此外，Csécs等[26]研究表明，射頻消融術前LGE-CMR所測的LGE是術后復發的獨立預測因素。上述研究結果進一步表明，CMR可用于AF診治、預后評估以及射頻消融術后復發預測。

1.5 CMR在主動脈疾病中的應用

主動脈夾層和主動脈瘤是臨床常見的主動脈疾病。主動脈夾層和主動脈瘤的診斷通常采用超聲、CT和DSA等影像學方法，但CMR在主動脈夾層和主動脈瘤的診斷和預后評估也表現出較大優勢。CMR可以無創地可視化顯示主動脈血管腔結構和和病變血管受累情況，能準確識別真假血管腔[27]，并可對血流動力學參數進行定量分析[28]。CMR也可以用于慢性主動脈夾層的隨訪，通過檢測假腔流動性、假腔血栓形成情況以及定量血流動力學參數評估患者預后[29]。利用4D flow MRI對真腔和假腔血流參數進行定量分析，還可以預測主動脈夾層破裂風險[30]。同樣，CMR也可用于評估主動脈瘤術后并發癥的評估。相比于CT和DSA，4D flow MRI可以更好地顯示主動脈瘤腔內修復術后各種植入式假體和內漏的解剖結構和功能信息以及瘤體內結構[31]，還可預測主動脈瘤修復術后瘤體囊腔擴張風險[32]。基于上述特點，CMR已成為主動脈疾病診斷及預后評估的常用無創性檢查方法。

1.6 CMR在心臟瓣膜疾病中的應用

隨著人口老齡化和心衰發病人數增加，越來越多人患有與瓣膜性心臟病相關的并發癥。CMR不僅提供對心臟解剖、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，因此被廣泛用于評估心臟瓣膜病。Chele等[33]研究發現，MRI與超生心動圖對主動脈關閉不全的診斷和分級具有良好一致性，MRI對主動脈關閉不全相關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力學相關信息，可視化展示和定量評估瓣膜狹窄和反流情況[34]，這些血流動力學參數可用來評估患者預后和明確狹窄患者手術治療時機[30]。Cavaliere等[35]研究顯示，T1 mapping和CMR特征跟蹤技術還可用來識別二尖瓣脫垂患者亞臨床左心室結構改變。上述研究表明，CMR作為超聲心動圖診斷心臟瓣膜疾病的一種重要補充，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，但缺乏對心包結構和心臟功能進行綜合評估。CMR能夠提供心包形態、周圍結構、組織特征以及心包活動和心包層融合方面的信息，且能對心包水腫和炎癥進行可視化展示[36]，其逐漸成為診斷心包疾病的最佳檢查方法。據報道LGE-CMR對心包炎癥具有較高敏感性[37]，且還可評估心包炎癥和壞死的嚴重程度和檢測心包疾病所致的血流動力學變化。CMR也是診斷縮窄性心包炎的首選檢查方法，其診斷準確性高達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CMR對心包炎癥的綜合評估可以指導心包炎的抗炎藥物及免疫調節劑的使用并反饋心包炎對治療的反應以及明確心包瘢痕切除的時機。

1.8 CMR在先天性心臟病中的應用

近年來，我國先天性心臟病的發病率呈現增高趨勢，其嚴重危害患者健康，因此及時診斷和術前評估對于治療決策和改善預后非常重要。雖然經胸超聲心動圖仍是診斷和評估先天性心臟病的檢測手段，但是CMR在復雜先天性心臟病或成人患者診斷和指導治療方面具有較大優勢。CMR不僅能提供超聲心動圖所不能顯示的心內外及血管詳細解剖結構和心室功能以及血流參數信息，還能對超聲心動圖所不能檢測的右心室進行準確評估[40]。利用CMR定量檢測肺循環血流量與體循環血流量比值(Qp∶Qs)以評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或導管介入的治療時機[41]。同樣，CMR有助于明確罕見先心病埃博斯坦畸形(Ebstein’s anomaly, EA)的修復手術的適用性[42]，還可預測EA成人患者主要心血管不良事件風險[43]。此外，有研究表明，3.0T CMR中T1值可作為反映體循環功能性右心室心肌損傷的敏感標志，且可預測體循環功能性右心室不良心血管事件風險[44]。綜合上述研究表明，CMR在復雜先天性心臟病的臨床評估、診治和預后評估方面具有較高的臨床價值。

2 小結

近年來，CMR作為一種無創性影像檢查方法，在心血管疾病的診斷、治療及預后評估等方面發揮了不可替代重要作用。雖然CMR技術在我國發展相對滯后以及存在一定不足，如缺乏統一操作標準，應用相對不規范，顯影時間較長和某些禁忌證等可能會限制CMR的臨床應用；但隨著CMR在國內應用逐漸普及，規范化操作指南的制定，新技術新設備的發展更新，CMR操作將更加規范合理，掃描時間逐漸縮短，其在心血管疾病診療評估等方面必將給我們提供更全面、更精準信息，CMR在心血管疾病的臨床應用前景非常廣闊。