心臟MRI診斷兒童急性心肌炎

張 丁，趙 鑫，尚紅磊，陸 林，廖俊杰，崔書紅，岳 翔，邢慶娜，張小安

(鄭州大學第三附屬醫院醫學影像科，河南 鄭州 450051)

心肌炎為擴張型心肌病的重要原因，與兒童心臟性猝死相關[1-2]。心內膜心肌活檢(endomyocardial biopsy, EMB)是診斷心肌炎的金標準，但具有侵入性，且存在抽樣誤差[3]，而根據實驗室檢測診斷心肌炎尚無特異性血清學指標[4]。心臟MRI(cardiac MRI, CMRI)可評估心室大小及其功能、通過心肌組織定量技術評估炎癥變化[5]，為診斷兒童急性心肌炎(acute myocarditis, AMC)的重要方法。2018年“路易斯湖標準”基于T1相關成像的T1 mapping[T1值升高、細胞外容積(extra cellular volume, ECV)增加]和釓對比劑延遲強化成像(late gadolinium enhancement, LGE)及基于T2相關成像的T2信號比(≥2.0)、T2 mapping(T2值升高)而提出CMR診斷AMC 標準[6]，上述T1、T2相關成像指標同時存在一項陽性即可為診斷AMC提供參考[7-8]。本研究觀察CMR診斷兒童AMC的價值。

1 資料與方法

1.1 一般資料 收集2021年8月—2022年3月于鄭州大學第三附屬醫院就診的36例AMC患兒(AMC組)；年齡<18歲；均符合《兒童心肌炎診斷建議(2018年版)》[9]診斷AMC標準，并于發病1個月內接受心電圖、心肌酶、超聲心動圖及CMRI，且無先天性心臟病或遺傳代謝性疾病。以22例因非特異性心臟癥狀或胸部不適就診患兒為對照組，其中心律失常12例、胸痛2例、自主神經功能紊亂5例、血管迷走性暈厥(血管抑制型)3例，均無結構性心臟病及明顯心血管疾病史。排除既往有心肌梗死、非缺血性心肌病或其他急性或慢性心臟病及CMRI禁忌證者。本研究獲醫院倫理委員會批準(批準號：2022-251-01)，檢查前監護人均簽署知情同意書。

1.2 儀器與方法 對年齡<8歲且無法配合檢查者予靜脈注射苯巴比妥5～10 mg/kg體質量鎮靜，并采用膈肌導航減少呼吸運動偽影。采用GE Signal Pioneer 3.0T MR儀行心臟掃描。參數：黑血脂肪抑制雙反轉恢復序列T2WI，TR 1 700 ms，TE 85.97 ms，TI 192 ms，FOV 300 mm×300 mm，矩陣256×174，層厚6 mm，層間距2 mm，FA 107°；初始T1 mapping，采用改進Look-Locker反轉恢復序列分別于心尖段、中間段和基底段短軸層面進行掃描，TR 3.2 ms，TE 1.4 ms，FOV 300 mm×300 mm，矩陣128×128，層厚6 mm，層間距2 mm，FA 35°；LGE，以流率0.9～1.5 ml/s注射對比劑釓噴坦酸銨0.2～0.3 mmol/kg體質量后，延遲5 min采集左心室短軸、二腔心及四腔心切面圖像，TR 5.3 ms，TE 2.4 ms，FOV 300 mm×270 mm，矩陣160×128，層厚8 mm，層間距2 mm，FA 20°。

1.3 圖像分析 由2名具有10年以上工作經驗的影像科副主任醫師分析圖像，意見存在分歧時經討論達成一致；觀察T2WI左心室短軸切面顯示心肌水腫情況，于心肌水腫區域手動勾畫包含全層心肌的類圓形ROI，于同層面信號均勻的骨骼肌區域勾畫3個大小與心肌ROI接近的ROI(圖1)，分別測量其信號強度，計算心肌T2信號比，即心肌T2信號強度/骨骼肌信號強度均值，T2信號比≥2.0為陽性。LGE以出現延遲強化為陽性。采用后處理軟件CVI42分別于心尖段、中間段及基底段初始T1 mapping原始圖上手動勾畫左心室心內外膜輪廓并校正(圖2)，軟件自動生成其初始T1值，取其均值作為最終結果。

圖1 于T2WI上勾畫心肌(1)及骨骼肌(2、3、4)ROI的示意圖

圖2 于中間段初始T1 mapping原始圖上勾畫心內外膜輪廓示意圖 (綠色線為心外膜，紅色線為心內膜)

1.4 超聲評估左心室功能 采用GE Voluson E8超聲診斷儀于左心室長軸切面進行掃查，并評估心功能，包括左心室射血分數(left ventricle ejection fraction, LVEF)和左心室舒張末期容積(left ventricle end-diastolic volume, LVEDV)。

1.5 血清學檢測 采集清晨空腹靜脈血，以化學發光免疫分析法測定肌酸激酶同工酶(creatine kinase-MB, CK-MB)和N末端B型鈉尿肽前體(N-terminal pro-B-type natriuretic peptide, NT-proBNP)；所用試劑盒均購自基蛋生物科技股份有限公司，按說明書操作進行檢測。

1.6 統計學分析 采用SPSS 24.0及MedCalc 19.6.0統計分析軟件，以組內相關系數(intra-class correlation efficient, ICC)及Kappa檢驗分析觀察者間評估T2信號比、初始T1值及LGE陽性結果的一致性：ICC/Kappa<0.40為一致性差，0.40～0.59為一致性一般，0.60～0.74為一致性良好，≥0.75為一致性好；以Shapiro-Wilk檢驗分析定量資料的正態性，以±s表示符合正態分布者，以中位數(上下四分位數)表示不符合者，采用兩獨立樣本t檢驗或Mann-WhitneyU檢驗進行比較。以χ2檢驗比較計數資料。繪制受試者工作特征(receiver operating characteristic, ROC)曲線，計算曲線下面積(areas under the curve, AUC)，評價T2比、初始T1值及其聯合診斷AMC的效能，并以DeLong檢驗比較其AUC差異。P<0.05為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 組間一般資料比較 組間患兒年齡、性別、臨床表現、心電圖及心功能差異均無統計學意義(P均>0.05)；AMC組CK-MB及NT-proBNP均高于對照組(P均<0.05)。見表1。

表1 AMC與非心肌炎患兒一般資料比較

2.2 組間CMR參數比較 觀察者間評估心肌T2信號比及初始T1值結果的一致性均好(ICC=0.79、0.86，P均<0.05)，評估LGE陽性結果的一致性良好(Kappa=0.65，P<0.05)。AMC組心肌T2信號比及初始T1值明顯高于對照組(P均<0.05)，LGE陽性占比亦高于對照組(P<0.001)。見表2及圖3、4。

圖3 AMC組患兒，4歲，AMC A、B.T2WI(A)及初始T1 mapping偽彩圖(B)示左心室中間段心肌信號彌漫性增高，T2信號比為2.48，初始T1值為1 516 ms； C.LGE未見明顯強化 (色帶代表T1值) 圖4 對照組患兒，12歲，心律失常 A～C.心臟T2WI(A)、初始T1 mapping偽彩圖(B)及LGE圖(C)示左心室心肌無明顯異常，T2信號比為1.81，初始T1值為1 261 ms (色帶代表T1值)

表2 AMC與非心肌炎患兒CMRI參數比較

2.3 CMRI參數的診斷效能 ROC曲線顯示，T2信號比、初始T1值及其聯合診斷兒童AMC的AUC分別為0.754、0.858及0.902，聯合診斷的AUC高于T2信號比(Z=2.162，P=0.036)，其余兩兩AUC差異均無統計學意義(P均>0.05)。見表3及圖5。

圖5 單一CMRI參數及其聯合參數診斷兒童AMC的ROC曲線

表3 CMRI參數診斷兒童AMC的效能

3 討論

目前無創性診斷兒童AMC尚無明確標準。本研究對36例AMC患兒行CMRI，結果顯示基于AMC路易斯湖標準的CMRI定量、半定量及定性參數可用于診斷兒童AMC。

本研究中AMC組與對照組臨床表現、心電圖及超聲心動圖表現差異均無統計學意義，與CORNICELLI等[9]的結果相似，可能原因在于心電圖對AMC的特異性較低，其中最敏感的AMC表現——ST段抬高或T波倒置僅見于半數以下心肌炎患者[10]，且心電圖異常在部分心肌炎患兒可呈一過性。超聲心動圖診斷AMC同樣缺乏特異性，但可用于排除其他可能導致心力衰竭的心臟解剖結構異常[2]，對評估少量心包積液亦較CMRI更有優勢。在實驗室指標方面，目前無單一血清學標記物可確診心肌炎[11]。本研究中AMC組CK-MB及NT-proBNP均較對照組升高，提示患兒出現心肌損傷，可與CMRI結果相佐證。

本研究AMC組T2信號比明顯高于對照組，提示AMC患兒出現心肌水腫，心肌間質靜水壓升高，壓迫毛細血管床，可引起心肌變性壞死[12]。LUETKENS等[13]報道，以T2信號比診斷成人AMC的特異度為94%。本研究以T2信號比診斷兒童AMC的AUC為0.754，低于聯合參數，取2.01為截斷值時，其診斷特異度為90.90%。分析本組診斷特異度略低的原因，一方面，兒童檢查時序鎮靜、無法配合呼吸運動而使圖像存在一定偽影；另一方面，相比成人，兒童心肌較薄，識別心肌病變時可能有所遺漏；另外，本研究根據心肌與骨骼肌信號強度計算T2信號比，圖像中骨骼肌存在偽影時，該比值或許并不能準確反映心肌水腫[14]。

初始T1值可檢測組織水腫、蛋白質沉積、脂質或鐵質沉積等病理生理過程[15]。本研究AMC組初始T1值顯著高于對照組，與成人相關研究結果[15]一致；推測細胞水腫、炎癥和心肌細胞壞死均為AMC的特征，均可能在疾病早期延長心肌T1弛豫時間，且心肌鈉和鉀含量及其分布變化可能影響質子自由運動而延長T1弛豫時間[16]。本研究以初始T1值診斷兒童AMC的AUC為0.858，與聯合參數差異無統計學意義，可能與樣本量較小有關；但其敏感度達91.70%，提示可在一定程度上降低兒童AMC漏診率。另外，本研究AMC組LGE陽性占比高于對照組，提示AMC患兒出現急性期心肌細胞灶狀壞死，對于臨床診斷和選擇治療方案具有重要意義[17]。本研究以T2信號比聯合初始T1值診斷兒童AMC的AUC達0.902，敏感度為97.20%，即二者聯合可明顯提高診斷兒童AMC的效能；對無法行增強CMRI時，聯合初始T1 mapping與T2WI不失為診斷兒童AMC的簡單有效的方法。

綜上所述，CMRI可有效診斷兒童AMC。本研究的主要局限性：①樣本量小，且AMC患兒無組織病理學結果；②僅針對mapping參數中的初始T1值加以分析，有待積累更多病例進一步觀察。