周 笛,莊白燕,趙世華,陸敏杰
(國家心血管病中心 北京協(xié)和醫(yī)學院 中國醫(yī)學科學院 阜外醫(yī)院磁共振影像科,北京 100037)
作為軟組織對比度最佳的無創(chuàng)影像學方法,心血管MR(cardiovascular MR, CMR)在診斷心肌炎及預后評估中具有獨特作用[1],已成為臨床診斷心肌炎與鑒別診斷的重要手段。目前CMR基于2009年發(fā)表的《心肌炎心血管磁共振檢查的共識》,即路易斯湖標準為基本共識[2]診斷心肌炎。T1 mapping、T2 mapping技術以其絕對定量、對運動不敏感的優(yōu)點,有效克服了基于T1WI、T2WI的傳統(tǒng)定性技術的局限性,進一步提高了CMR在心肌炎診斷與鑒別診斷中的價值。鑒于此,2018年JACC發(fā)表了基于MR新技術(主要是T1 mapping、T2 mapping)的專家推薦意見,即2018《非缺血性心肌炎癥診斷CMR標準修改》專家推薦意見,對路易斯湖標準進行了重新修訂[3]。本文基于此次修訂對CMR在心肌炎中的研究進展進行綜述。
心肌炎臨床表現(xiàn)包括從心悸或非特異性胸痛引起的輕微不適到包括心絞痛、心電圖ST段抬高,以及心肌細胞壞死標志物升高(肌鈣蛋白、肌酸激酶)等多種與急性心肌梗死相似的非特異臨床特征,也可表現(xiàn)為急性充血性心力衰竭,伴或不伴心源性休克或進行性慢性心力衰竭。對于臨床疑診心肌炎患者,建議進行包括CMR、心電圖、心肌細胞壞死標志物、超聲心動圖等檢查,而CMR是重要診斷依據(jù)之一。
2009年路易斯湖標準基于傳統(tǒng)的定性(T1WI、T2WI)或半定量技術(對比劑增強)對心肌炎各期發(fā)生的心肌組織變化進行評估。①心肌水腫:增加的組織水含量(水腫)導致心肌T1、尤其是T2延長,水腫T2WI表現(xiàn)為局部或整體高信號;但通常受信噪比低、對心律失常和運動較敏感、圖像質量較差的局限,且累及骨骼肌的全身性炎癥性疾病可能導致假陰性。②心肌充血及毛細血管滲漏:主要經(jīng)由非對比增強T1WI和早期對比劑增強(early gadolinium enhancement, EGE)T1WI進行評估,難以保證圖像質量的一致性,且需要相對正常心肌/肌肉作為參考,臨床實際操作性不高。③心肌壞死和纖維化:對比劑延遲增強(late gadolinium enhancement, LGE)具有相對特異性改變,尤其以左心室側壁近中段心外膜下強化更具特征性,但在炎癥早期或改變輕微時不敏感,且無法鑒別急慢性炎癥,尤其存在心肌水腫時;且LGE缺乏特異性,各種引起細胞外容積增大(如肌細胞壞死、纖維化或水腫)的心肌疾患均可出現(xiàn)LGE[8]。④心肌功能異常:是診斷心肌炎癥的重要支持標準,但敏感度及特異度均較低。⑤心包異常:如高分辨率快速自旋回波T1WI示心包層增厚、T2WI示心包高信號、心包延遲強化[9],則考慮合并活動性心包炎,也是診斷心肌炎的重要依據(jù)。
近年來,以T1 mapping和T2 mapping為代表的CMR新技術發(fā)展迅速。T1 mapping和T2 mapping可直接獲得目標心肌的T1和T2值[6,10],在像素水平計算T1和T2值并生成偽彩圖,獲得整體或任意區(qū)域心肌的T1和T2值。此外,利用對比增強前后的T1 mapping圖,結合紅細胞比值,可計算細胞外間質容積(extracellular matrix volume fraction, ECV)[11]。心肌發(fā)生炎癥時,T1、T2和ECV值均升高;T1 mapping和T2 mapping不依賴于相對信號強度的變化而直接獲得目標組織的T1和T2值,可避免半定量組織表征技術(T1WI、T2WI)的局限性。
T1 mapping及ECV成像:無論急性期還是慢性期,T1 mapping對檢測心肌內游離水含量增加高度敏感,因此可與基于T2WI的技術聯(lián)合,提高診斷心肌活動性炎癥和水腫的特異度[12];同時T1 mapping對細胞內和細胞外游離水含量的變化敏感,陰性預測值高(92%)[13],尤其適用于排除心肌炎癥。與LGE相比,ECV成像不需正常心肌作為參考,可更早、更準確地評估心肌變化,可作為LGE的重要補充[11,14],且可用于檢測彌漫性心肌纖維化病灶[15]。不同于T1 mapping結果與MR場強相關,ECV獨立于MR場強,實用性更強。
T2 mapping成像:動物與臨床研究[10,16]均證實T2 mapping可敏感地識別急性心肌水腫,與傳統(tǒng)T2WI相比具有更高的準確率;T2 mapping還具有更高信噪比、更短掃描時間,呼吸運動偽影少和可直接量化的優(yōu)點,可降低觀察者內和觀察者間的變異。
4.1 更新路易斯湖標準的意義 2009年路易斯湖標準是基于定性(T1WI、T2WI)或半定量技術(對比劑增強)技術,早期心肌炎或心肌廣泛受累時,由于缺乏正常心肌作為參考,易導致誤漏診。另外,T1WI及T2WI是基于自旋回波序列采集,掃描時間長,對運動偽影敏感,患者病情相對較重且無法屏氣配合時,可因運動偽影而無法獲得具有診斷價值的圖像。鑒于近年來基于快速梯度回波,絕對定量的T1 mapping、T2 mapping在心肌炎的應用越來越廣泛,2018年專家組基于T1 mapping、T2 mapping在心肌炎中的應用,推出了《非缺血性心肌炎癥診斷CMR標準修改》的專家推薦意見。
4.2 新標準的重大修訂 2018年路易斯湖標準對各種CMR技術及其組合診斷心肌炎的效能進行對比,發(fā)現(xiàn)以對心肌水腫敏感的T2WI或T2 mapping技術與至少一種基于T1的組織表征技術相結合,可顯著提高診斷準確率。由于EGE難以保證圖像質量的一致性,專家建議不將其作為常規(guī)使用技術進行推薦。研究[7]發(fā)現(xiàn),將EGE從原路易斯湖標準中刪除后,未顯著降低心肌炎的診斷準確率。另外,由于LGE只能非特異性地檢測由疾病進展引起的細胞外體積增大,且對炎癥早期或輕微改變不敏感,新的標準不建議單獨使用LGE確診心肌炎癥。相較于LGE,T1 mapping和ECV無論在理論上及可操作性上均具有明顯優(yōu)勢[17-18]。同時,根據(jù)目前可獲得的臨床證據(jù)和專家組建議,對于具有顯著臨床預測概率者[4],如基于T2(T2WI或T2 mapping)的心肌水腫和T1(LGE、T1 mapping及ECV)的心肌損傷兩個標準為陽性,則可診斷為急性心肌炎。
與2009年路易斯湖標準相比,2018年心肌炎CMR診斷標準從原來的3條標準(T2WI、EGE及LGE)2條陽性,修改為上述的2條標準2條陽性;增加了T1 mapping和T2 mapping兩個新的CMR定量技術,且因T1 mapping檢測急性和慢性心肌內游離水含量增加均非常敏感,故建議將其作為EGE的替代標準。雖然基于T2和T1的技術均為陽性時將增加診斷急性心肌炎的特異度,但當T2和T1中的一種表現(xiàn)為陽性時,可在一定程度上支持急性心肌炎的診斷。
對于臨床不同病因心肌炎(病毒、自身免疫性、巨細胞)及需與心肌炎相鑒別的疾病(如結節(jié)病、內分泌性疾病),新的修訂標準分別做了相關補充說明。①類似心肌梗死的急性心肌炎:臨床表現(xiàn)為嚴重心肌炎伴ST段抬高和肌鈣蛋白水平升高,主要見于年輕的急性病毒性心肌炎患者,特別是男性;LGE成像可見明顯廣泛水腫和斑片狀信號增高,通常位于下側壁心外膜下,可在一定程度上替代有創(chuàng)的冠狀動脈造影檢查。②新發(fā)心力衰竭:心力衰竭由心臟收縮功能障礙引起,也可能因心室壓力增加導致心臟功能受損,但往往無心肌水腫,LGE通常出現(xiàn)在心肌壁內,而非心肌炎常見于心外膜下。③心律失常:心肌炎和心肌瘢痕可導致各種形式的心律失常,包括房室傳導阻滯、室上性或室性早搏并發(fā)癥,甚至致命的心律失常,如心室顫動。因此,新的標準建議對于原因不明的心律失?;颊撸瑱z查項目應包括心肌組織特征成像,即T1WI、T2WI、T1 mapping、T2 mapping及LGE。
此外,CMR還可用于診斷不同病因的急性心肌炎。病毒性心肌炎:CMR不能區(qū)分急性病毒感染和繼發(fā)性免疫反應,但可用于鑒別慢性病毒性心肌炎。急性巨細胞心肌炎:目前鮮見關于巨細胞心肌炎CMR表現(xiàn)的系統(tǒng)研究,但CMR可見心肌組織異常,包括心肌各層(有時位于非典型的心內膜下[19-21])存在大面積的高信號[22]。嗜酸性粒細胞性心肌炎:LGE可見彌漫性心內膜下區(qū)域高信號,以心尖部為著,嚴重者形成心尖閉塞。兒童心肌炎:CMR可提供診斷和預后信息,是否存在LGE與不良預后(ICD植入、移植或死亡)風險增加相關。自身免疫性心肌炎:T1 mapping和ECV與該病活動性及異常的心肌收縮和舒張應變相關[23]。心臟結節(jié)病:研究[24]證實LGE可用于鑒別結節(jié)病累及心臟。系統(tǒng)性紅斑狼瘡:包括mapping技術在內的CMR組織特征成像可檢測出部分系統(tǒng)性自身免疫疾病導致的亞臨床心肌炎。嗜鉻細胞瘤和兒茶酚胺相關心肌炎:嗜鉻細胞瘤與兒茶酚胺相關的心肌病變有關,可使用多參數(shù)CMR(包括T1 mapping)進行評估。甲狀腺功能亢進:研究[25]發(fā)現(xiàn)甲狀腺功能亢進患者甲狀腺功能正常后1~3個月,其中30%(15/50)患者CMR表現(xiàn)與心肌炎一致;由于甲狀腺功能亢進患者存在循環(huán)抗微粒體和抗甲狀腺球蛋白抗體,目前認為上述心肌炎表現(xiàn)與其自身免疫機制有關。其他:包括查加斯病和人類免疫缺陷病毒感染等患者,CMR檢查均發(fā)現(xiàn)存在心肌炎癥[26-27]。
更新的路易斯湖標準修訂意見建議,對于臨床疑似心肌炎患者,只要CMR符合至少1項基于T2的標準和至少1項基于T1(包括mapping)的標準,即可診斷為活動性心肌炎;如僅基于T2(包括mapping)或基于T1(包括mapping)其中1項異常,在一些臨床情況下仍不能排除心肌炎??傊?,新路易斯湖標準修訂意見結合T1 mapping、T2 mapping定量技術,進一步提高了CMR在心肌炎的診斷與鑒別診斷中的價值,將為臨床診治心肌炎提供重要的循證醫(yī)學證據(jù)。