急性心肌炎多模態影像學診療進展

張怡嬋，張艷婷，何書坤，劉天舒，石嘉偉，傅雅楠，譚玉婷，張 麗，謝明星，王 靜

(華中科技大學同濟醫學院附屬協和醫院超聲醫學科 湖北省影像醫學臨床醫學研究中心分子影像湖北省重點實驗室，湖北 武漢 430022)

心肌炎通常由感染、接觸藥物或有毒物質及異常免疫反應引起，可致心臟出現不同程度結構改變和功能障礙。急性心肌炎(acute myocarditis， AM)通常在1個月內發病，以心肌內炎性細胞浸潤為組織學特征，臨床表現差異較大，可無明顯癥狀，也可出現輕微胸痛、嚴重心力衰竭甚至心源性休克[1]。針對AM目前尚無特異性療法，早期確診心肌受累對改善預后具有重要意義。心內膜心肌活檢(endomyocardial biopsy， EMB)是診斷心肌炎的金標準，但敏感度較低、并發癥較嚴重，且無法完全反映心肌炎癥變化過程及心功能受損情況，臨床應用受限[2]。超聲心動圖、心臟MR(cardiac MR， CMR)、PET可無創、準確量化心臟形態及功能變化，還可定性評估心肌組織的病理改變，明確心肌損傷部位、程度，是EMB的重要補充。本文就多模態影像學用于診斷與治療AM研究進展進行綜述。

1 診斷AM

AM病理改變缺乏特異性，間質性病變主要表現為心肌間質充血、水腫，心肌病變則主要表現為心肌細胞變性壞死、溶解。

1.1 心肌水腫充血

1.1.1 超聲心動圖 心肌水腫可致心臟形態結構和功能發生改變，主要包括左心室壁增厚、心腔擴大及心肌運動減弱。AM發病后1～3天，尤其暴發性心肌炎(fulminant myocarditis， FM)，可出現一過性左心室壁厚度增加。既往研究[3]認為AM室壁增厚常表現為向心性肥厚，使舒張功能障礙和每搏輸出量減少，可進一步演變為FM。AM所致心腔擴大與炎癥累及心臟范圍和嚴重程度有關，左、右心均可累及，以左心擴大更為多見，死于FM患者左心房前后徑明顯增加[4]。

心肌炎所致水腫通常不會導致整體心功能明顯降低；斑點追蹤超聲心動圖(speckle tracking echocardiography， STE)可識別局部水腫引起的亞臨床收縮功能障礙。CHINALI等[5]回顧性分析33例經CMR證實的局灶性AM患兒，發現其左心室整體縱向應變(left ventricular global longitudinal strain， LVGLS)仍在正常范圍內，但局部縱向應變已有所減低，左心室基底部下間隔、下壁、下側壁局部縱向應變明顯低于其他節段。與傳統超聲參數相比，心肌應變對心肌輕微損害更加敏感；左心室功能障礙嚴重程度與心肌應變所示水腫范圍相關[6]。

1.1.2 心臟MR 根據路易斯湖標準(Lake Louise criteria， LLC)，CMR診斷心肌炎需滿足心肌水腫、充血和釓對比劑延遲強化(late gadolinium enhancement， LGE)中的任意2項，據此診斷準確率可達78%[7]。T2WI是檢測急性心肌水腫的標準MR技術，加用黑血T2-短時間反轉恢復(T2-weighted short tau inversion recovery， T2-STIR)序列可進一步提高水腫與正常心肌的對比度。mapping技術無需參考ROI即可量化疾病進展及其活動性，定量檢測局限性及彌漫性心肌水腫，能夠彌補常規T2-STIR的不足[8]。以990 ms 為T1 mapping的閾值診斷急性心肌水腫的敏感度和特異度均可達92%[9]。在急性炎癥期，早期釓分布主要與組織血流和毛細血管通透性有關，因此早期釓攝取增加可反映AM心肌充血。一項研究[10]以早期增強T1 mapping(靜脈注射0.15 mmol/kg體質量釓對比劑后2 min)為觀察指標，所納入45例疑似AM患者及19名健康對照者的早期T1中位縮短率分別為75%及65%，以早期T1縮短率≥70%診斷AM的敏感度為93%，特異度為100%，準確率為95%。

1.1.3 PET OZAWA等[11]觀察29例臨床疑診AM患者，18F-FDG PET所見左心室后壁活動性炎癥與EMB結果的一致性極高?；罨木奘杉毎砻孢^度表達生長抑素受體(somatostatin receptor， SSTR)亞型1和2具有活性結合位點，可采用特定的SSTR靶向放射性示蹤劑，如68Ga-DOTA-TATE或68Ga-DOTA-TOC，以直接識別活化的巨噬細胞，因此SSTR亞型2 PET成像可用于檢測心血管炎癥[12]。LAPA等[13]對AM患者行PET/CT SSTR靶向成像，結果顯示受損心肌的68Ga-DOTA-TOC攝取量是未受損心肌的2倍。

1.2 心肌壞死、纖維瘢痕形成 LGE可反映心肌細胞壞死及纖維化，且出現LGE部位與巨噬細胞聚集及心肌細胞壞死灶分布相吻合。CMR定量T1 mapping及細胞外容積分數(extracellular volume fraction， ECV)可檢測更為輕微、彌漫的纖維化，能較CMR常規功能指標更早地檢出心肌重塑或組織損傷[14-15]，且與LGE改變明顯相關[16]。LURZ等[17]納入129例經EMB證實的AM患者，觀察CMR映射技術診斷早期心肌壞死的準確性；結果表明，初始T1 mapping及ECV診斷AM的效能均較傳統LLC顯著增高，其曲線下面積(area under the curve, AUC)分別為0.77、0.75 和0.52，且T1 mapping與ECV無明顯差異。

CHINALI等[5]應用2D-STE觀察AM患兒，發現隨訪期間部分患兒LVGLS仍明顯受損，且相比該時段LVGLS恢復正常[(-21.8±2.1)%]者，LVGLS持續降低[(-18.1±1.7)%]患兒心肌纖維化發生率更高，提示AM不僅可致心肌水腫，還可引發心肌壞死，并致亞臨床心功能不全。

2 監測AM治療效果

FM常合并致命性心律失常和心源性休克，發生循環衰竭風險極高；靜脈動脈體外膜肺氧合(venous artery extracorporeal membrane oxygenation， VA-ECMO)可顯著提高FM致心源性休克患者的存活率[18]。歐洲心臟病學會專家共識[19]指出，所有心肌炎患者均應接受超聲心動圖隨診，超聲心動圖可床旁實時、動態監測心腔大小、容積及功能變化等參數，為調節流量與左心室壓力平衡提供參考依據。左心室射血分數(left ventricular ejection fraction， LVEF)是判斷VA-ECMO脫機的重要指標，可通過評估心臟收縮力恢復情況來決定是否脫機[20]。在心臟受累早期，3D-STE技術即可用于監測左心室收縮功能。DEGIOVANNI等[21]采用3D-STE連續檢測57例AM患者住院期間左心室心肌分層應變，結果表明根據心外膜LVGLS>-18%可早期診斷LVEF保留的AM，且患者LVGLS變化符合AM早期心肌損傷的典型心外膜-心內膜模式，即心外膜最先受累、治療過程中以心肌擴張為特征，并可據此與缺血性心肌病相鑒別(后者呈典型心內膜-心外膜模式)，提示3D-STE可指導臨床早期干預AM、提高評估病情的準確性。

CMR可定量監測疾病進展和活動性、評估抗炎治療效果，從而監測炎癥性疾病。LI等[22]發現，FM急性期初始T1值顯著增高，至恢復期逐漸下降，提示初始T1值可作為評估疾病活動和進展的動態指標，以判斷炎癥進程。目前PET/CT評估心肌炎治療效果的前瞻性隨機研究較少。PET/CT顯示1例女性嗜酸性粒細胞FM患者經類固醇沖擊治療后心肌18F-FDG攝取減少，提示PET/CT在監測治療反應方面具有潛在應用價值[23]。

3 評估AM預后

3.1 LVEF 2020年AM管理專家共識[24]指出，超聲心動圖是影像學評估疑似AM患者心功能的重要方法。MERLO等[25]對淋巴細胞性AM患者行超聲心動圖隨訪，相比出院前LVEF正常的AM患者，LVEF降低患者1年后更易出現持續性左心功能不全，且2年后其心源性死亡及接受心臟移植率更高；LVEF<50%患者發生主要不良心血管事件(major adverse cardiovascular event, MACE)的風險較LVEF正常的AM患者增加4倍。一項基于CMR的研究[26]證實，根據左心室收縮功能可預測AM患者預后，如較低的LVEF與MACE相關，而較大的左心室舒張末期容積與隨訪期間LVEF改變有關。

3.2 右心室參數 右心室縱向應變(right ventricular longitudinal strain， RVLS)是評估心臟疾病患者預后的敏感參數[27]。LI等[28]對120例新型冠狀病毒肺炎致AM患者行心臟2D-STE，發現RVLS、右心室面積變化分數及三尖瓣環收縮期位移均與死亡率相關，且RVLS可獨立于左心室收縮功能指數預測死亡風險和不良結局，以-23%為最佳截斷值，其預測敏感度達94.4%，特異度為64.7%。

一項多中心研究[29]對151例AM患者行CMR檢查，觀察右心室受累與MACE的相關性，發現共118例出現右心室心肌炎表現，并與心包受累(心包積液/心包炎)相關；隨訪4年(中位時間)后，21例出現MACE，以右心室受累者為主，且K-M生存分析曲線表明AM累及右心室患者的預后較累及左心室者更差；右心室及前間隔LGE是MACE的獨立預測因子。

3.3 其他 另一項多中心研究[30]表明，出現LGE的具體部位與患者預后相關，如心肌前壁中間層LGE與MACE密切相關，前側壁LGE則與MACE無明顯相關，而心肌受累范圍與預后無關。此外，隨訪期間臨床恢復AM患者T2弛豫時間顯著減低，但仍高于健康對照組[31]。

4 小結

多模態心臟影像學可在診斷AM與評估療效方面發揮重要作用。隨著心肌應變成像的普及，超聲心動圖成為輔助評估AM療效與預后的重要工具，但其對于檢測心室纖維化的價值仍待更多研究加以驗證。目前已有動物研究[32]證實對比增強超聲分子成像所示炎癥細胞浸潤或內皮激活與心肌纖維化發生、發展相關；以白細胞、CD4+淋巴細胞和P-選擇素為靶點進行對比增強超聲分子成像，根據所示炎癥反應可預測纖維化發展；而靶向Th17淋巴細胞亞群可能獲得反映心室重構的精確信息。未來或應側重于更好地識別潛在心肌纖維化，并實現臨床相關成像方式，為精準診斷AM提供更深層次的依據。

利于多參數CMR，特別是定量T1、T2 mapping技術，可精準評估心肌組織病理學改變，促進CMR標準化評估心肌炎患者心肌形態與功能。PET/CT檢測潛在心肌炎癥活動有其優越性，同步心臟PET/MR對評估AM具有補充價值，但其對于臨床管理疑似心肌炎的價值有待繼續觀察。