3.0T心臟磁共振技術與病毒性心肌炎患兒心肌損傷、左心室結構關聯性及對預后的影響

李夢遠

(北京市石景山醫院醫學影像科，北京 100043)

病毒性心肌炎(viral myocarditis，VMC)是臨床常見感染性心肌疾病，流行病學顯示，病毒感染患者中約5%可累及心臟，特別是柯薩奇病毒、艾克病毒、骨髓灰質炎病毒等[1]。兒童自身免疫力發育不完全，極易受到外來病原菌侵襲，發病率較高，預后不佳，診療干預不及時會引起室性心動過速、休克甚至死亡[2]。早期準確評估病情、預測預后具有重要臨床應用價值。肌鈣蛋白T(cardiac troponin T，cTnT)、磷酸肌酸激酶同工酶(creatine kinase isoenzyme，CK-MB)、左心室結構均為VMC等心臟疾病的常用檢查項目，相關研究表明，其具有高度敏感度和特異度，但心肌組織特征、心肌水腫等無明顯表現[3]。近年來，隨著影像學技術的發展進步，心臟磁共振(cardiac magnetic resonance，CMR)作為一種無創檢查手段逐步應用于心肌炎診斷評估，能準確評價心臟功能、形態、組織學改變，在VMC等心血管疾病中具有明顯優勢[4]。但其對VMC患兒的預后效果評估需行進一步探討與分析。基于此，本研究嘗試探討CMR測定T2比值、晚期釓增強(late gadolinium enhancement，LGE)范圍與血清cTnT、CK-MB、左心室結構關聯性及對預后的預測效能。

1 資 料 與 方 法

1.1一般資料 選取2017年2月—2020年6月我院收治的VMC患兒93例作為研究對象，均符合《兒童心肌炎診斷建議(2018年版)》中VMC的診斷標準[5]，主要診斷依據：①心功能不全、心腦綜合征、心源性休克；②心臟擴大；③血清cTnT、CK-MB升高伴動態變化；④顯著心電圖改變；⑤CMR檢查呈典型心肌炎癥表現，包括T2加權像顯示局限性或彌漫性信號，T1加權像顯示早期釓增強，T1加權像顯示至少1處非缺血區域分布的局限性晚期延遲釓增強；⑥自心內膜、心肌、心包穿刺液中分離出病毒或用病毒核酸探針檢查到病毒核酸；⑦發病時間均<5 d。排除標準：①心肌病、先天性心臟病、心瓣膜病等心血管疾病；②非病毒性心肌炎，包括細菌性、真菌性等其他感染性及免疫介導、中毒性等非感染性心肌炎；③合并磁共振檢查禁忌證；④合并肝腎肺等重要臟器功能障礙。根據6個月內是否出現不良事件分為預后良好組68例與預后不良組25例，2組性別、年齡、病程差異無統計學意義(P>0.05)，具有可比性。見表1。

本研究經醫院醫學倫理委員審核批準，所有患者及家屬均知情同意并簽署知情同意書。

表1 2組一般資料比較Table 1 Comparison of general data between two groups

1.2方法

1.2.13.0T心臟磁共振技術檢測方法 所有患者均于入院時進行CMR檢查。采用3.0T超導醫用磁共振系統及18通道腹部線圈，并采用回顧性心電門控獲取數據，掃描方案包括T2加權成像、延遲強化成像，設置掃描參數為重復時間=3 ms，回波時間=1.5 ms，翻轉角=45 °，視野=220 mm×280 mm，矩陣=200×256，層厚=8 mm，層間隔=0，屏氣掃描、自由呼吸掃描分別為1、3次信號采集；三反轉恢復快速自旋回波序列用于SA位、HLA位加權成像，評估心肌水腫，在靜脈注射0.1 mmol/kg釓噴鉭酸銨前和注射后3 min內獲得快速自旋回波序列強化前后SA位、HLA位加權成像；再次靜脈注射釓噴鉭酸銨，在7～10 min后采用3D相位敏感反轉恢復序列進行SA位、HLA位、VLA位LGE成像。CMR表現為T2比值、LGE范圍，T2比值測定方法：在T2高信號區域(心肌水腫區域)、所及層面骨骼肌區域分別取2個獨立的感興趣區，T2比值為水腫區域信號與骨骼肌信號強度比值，反映心肌水腫程度。LGE范圍測定方法：對左心室短軸LGE圖像進行分析，LGE陽性區域為心肌灰度閾值比正常心肌平均信號強度高5個標準偏差，再勾勒出左心室心內膜與心外膜，通過CVI 42軟件自動計算出各節段LGE占相應節段的百分比及其面積。

1.2.2血清cTnT、CK-MB水平測定 采集肘靜脈血2 mL，以3 000 r/min的速度離心10 min，離心半徑為8 cm，采用化學發光免疫分析法測定，試劑盒購自基蛋生物科技股份有限公司。

1.2.3左心室結構測定 采用超聲診斷儀測定舒張期室間隔厚度(inter ventricular septal thickness，IVST)、舒張末容積(end diastolic volume，EDV)、收縮末容積(end systolic volume，ESV)。

1.2.4治療方法 入院后所有患者均給予常規治療，包括黃芪注射液及利巴韋林抗病毒治療，二磷酸果糖營養心肌，胸腺肽增強免疫，并積極預防治療心力衰竭、心律失常等，盡量保持臥床靜養。

1.2.5預后效果評估標準 6個月內出現病死、心臟移植、持續性室性心動過速、心室顫動、心肌炎復發、心力衰竭再入院為預后不良。反之為預后良好。

1.3觀察指標 ①比較2組一般資料、cTnT、CK-MB、左心室結構指標。②比較3.0T CMR檢查結果中T2比值、LGE范圍。③采用Pearson線性相關系數分析T2比值、LGE范圍與血清因子指標、左心室結構指標的關聯性。④采用Logistic多因素回歸分析分析VMC患兒預后不良的危險因素。⑤根據2組T2比值、LGE范圍繪制ROC曲線分析聯合檢測對VMC患兒預后的預測價值。

1.4統計學方法 應用SPSS 24.0統計軟件分析數據。計數資料比較采用χ2檢驗；計量資料比較采用獨立樣本t檢驗；相關性分析采用Pearson線性相關系數模型；影響因素確定采用Logistic進行多因素回歸分析；診斷效能分析采用受試者工作特征(receiver operating characteristic，ROC)曲線，獲取曲線下面積、置信區間、敏感度、特異度及截斷值。P<0.05為差異有統計學意義。

2 結 果

2.12組觀察指標比較 預后不良組暴發性心肌炎、低血壓、快速性心律失常、使用腎上腺素治療比例，cTnT、CK-MB、IVST、EDV、ESV水平，T2比值、LGE范圍高于預后良好組，差異有統計學意義(P<0.05)，見表1。

表2 2組觀察指標比較Table 2 Comparison of observation indexes between two groups

2.2T2比值、LGE范圍與血清cTnT、CK-MB相關性 Pearson相關性分析結果顯示，T2比值(r=0.780、0.770)、LGE范圍(r=0.674、0.880)與血清cTnT、CK-MB呈正相關(P<0.05)，見圖1。

圖1 T2比值、LGE范圍與血清cTnI、CK-MB相關性

2.3T2比值、LGE范圍與左心室結構指標相關性 Pearson相關性分析結果顯示，T2比值(r=0.528、0.494、0.605)、LGE范圍(r=0.636、0.575、0.676)與IVST、EDV、ESV呈正相關(P<0.05)，見圖2。

圖2 T2比值、LGE范圍與左心室結構指標相關性

2.4VMC患兒預后的影響因素分析 因T2比值、LGE范圍與血清cTnT、CK-MB、IVST、EDV、ESV同時納入Logistic回歸方程時多重共線性較強(VIF=10)，故將血清cTnT、CK-MB、IVST、EDV、ESV剔除后重新構建Logistic回歸方程，多重共線性變弱(VIF=3)。以VMC患兒預后作為因變量(預后良好=0，預后不良=1)，以暴發性心肌炎(否=0，是=1)、低血壓(否=0，是=1)、快速性心律失常(否=0，是=1)、使用腎上腺素治療(否=0，是=1)、T2比值(以所有患者平均值2.03為界：≤2.03=0，>2.03=1)、LGE范圍(以所有患者平均值132.36 mm2為界：≤132.36 mm2=0，>132.36 mm2=1)作為自變量，進行Logistic回歸分析，結果顯示，暴發性心肌炎、低血壓、快速性心律失常、使用腎上腺素治療、T2比值、LGE范圍是VMC患兒預后的影響因素(P<0.05)，見表3。

2.5T2比值、LGE范圍對VMC患兒預后的預測價值 根據T2比值、LGE范圍繪制ROC曲線，結果顯示聯合預測AUC值0.857大于T2比值0.805、LGE范圍0.779，見表4、圖3。

表3 VMC患兒預后的影響因素Table 3 Prognostic factors in children with VMC

表4 T2比值、LGE范圍對VMC患兒預后的預測價值Table 4 Prognostic value of T2 ratio and LGE range in children with VMC

圖3 T2比值、LGE范圍對VMC患兒預后的預測價值

3 討 論

據報道，VMC是由于病毒進入心臟引起心肌間質炎癥細胞浸潤、水腫充血、心肌纖維壞死等多種病理變化，造成心肌細胞免疫損傷，會引起心力衰竭、心功能受損等不良心血管事件的發生[6]。近年來隨著醫療技術的進步，大部分VMC患兒預后良好，少數轉歸為慢性心肌炎，但仍有部分急性患者會出現心力衰竭癥狀，左心射血分數<40%，則4年內病死率高達56%[7]。因此，臨床積極尋找準確預測VMC預后的指標具有重要臨床意義。

血清學指標檢測具有無創、操作方便、患兒依從性高的優勢，其中cTnT在心肌損傷過程中會明顯升高，能反映心肌損傷的微小改變，在顧熙東等[8]研究中已明確檢測價值；CK-MB水平在心肌損傷或壞死疾病中濃度隨著病情發展呈逐漸升高趨勢，9～30 h內會達到高峰[9]。而通過心臟超聲評估心臟各個房室體積、室間隔等參數，能進一步了解心臟異常結構，判斷心臟功能。但活檢組織檢查中心肌炎患者僅有35%～45%患者出現血清cTnT、CK-MB水平升高[10]；且超聲心動圖在觀察心臟形態、壁厚等指標在VMC病情程度較輕時處于正常狀態，評估過程中均會出現一定誤差。近年來，核磁共振成像技術在臨床應用廣泛，具有空間分辨率高、多參數成像、成像效果好的優勢，能對心臟結構功能、心肌組織特性進行無創評估，目前在多種心臟疾病診療中應用廣泛[11]。但對于兒童心臟疾病具有心臟結構小、心率快的檢測難點，對CMR技術分辨率要求更高，且需使用自由呼吸掃描并消除偽影[12]。3.0T CMR技術以其信號噪聲比、對比噪聲比較高的優勢，能滿足兒童心臟疾病CMR掃描對空間、時間分辨率的要求[13]。3.0T CMR技術中T2WI能在不同時間獲取多幅圖像形成T2曲線，心肌損傷患兒發生心肌水腫，會升高心肌間質靜水壓，增加毛細血管壓力，加重心肌細胞壞死，功能受損，而T2WI能準確反映心肌水腫程度，此時定量測定心肌組織T2比值會顯著升高，且敏感度較高；LGE成像技術可評估心肌壞死與纖維化，對于VMC患兒LGE圖像中高強度區域程度隨時間降低，與心功能呈顯著相關，LGE范圍是心血管事件的獨立預測因子。

在上述觀點基礎上，本研究分析T2比值、LGE范圍與常規血清學、心臟結構功能指標的相關性，預后不良VMC患兒入院時心功能往往更差，會導致心臟擴大，血清cTnT、CK-MB明顯升高，左心室結構IVST、EDV、ESV改變較預后良好VMC患兒更加突出，與白濤敏等[14]研究結果一致。同時對于3.0T CMR檢測指標，心肌損傷會溶解細胞，釋放細胞因子，引起免疫應答反應，增加炎性區域血管內血液容量，促進早期血管吸收對比劑，并快速分布至細胞間隙，對比劑信號增強，心肌組織特性指標均會明顯升高[15-16]。因此，預后不良VMC患兒T2比值、LGE范圍明顯大于預后良好患兒，而血清cTnT、CK-MB水平呈逐漸升高趨勢，心臟結構功能損傷程度也明顯增加，與T2比值、LGE范圍變化趨勢具有一致性，呈明顯正相關；且小面積LGE范圍在心肌炎癥反應中更加容易消失，則預后更好，進一步證實上述觀點。最終，本研究對T2比值、LGE范圍對VMC患兒預后的預測價值進行評估，通過繪制ROC曲線分析，T2比值、LGE范圍聯合預測AUC值大于單一預測(P<0.05)，表明聯合應用預測價值更高，為臨床VMC的評價提供可行性指標。

綜上所述，3.0T CMR技術通過測定T2比值、LGE范圍反映VMC患兒心肌水腫及纖維化程度，與心肌損傷、左心室結構具有密切關聯性，可為病情評估及預后預測提供新途徑。