張穎雪　綜述　趙新湘　孫勇　審校

(昆明醫(yī)科大學(xué)第二附屬醫(yī)院放射科，云南 昆明650018)

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心臟磁共振成像技術(shù)在擴(kuò)張型心肌病中的應(yīng)用及研究進(jìn)展

張穎雪綜述趙新湘孫勇審校

(昆明醫(yī)科大學(xué)第二附屬醫(yī)院放射科，云南 昆明650018)

【摘要】擴(kuò)張型心肌病是心肌病中最常見的類型，其病因復(fù)雜、病情呈進(jìn)行性加重，預(yù)后較差。如何對其潛在的風(fēng)險進(jìn)行預(yù)測，對臨床具有重要的意義，而心臟磁共振技術(shù)已成為一種有效的“一站式”心臟檢查手段，可對此提供明確有效的幫助?，F(xiàn)就多種心臟磁共振技術(shù)在擴(kuò)張型心肌病中的研究進(jìn)展做一綜述。

【關(guān)鍵詞】擴(kuò)張型心肌??；心臟磁共振成像技術(shù)；磁共振心肌延遲增強(qiáng)成像

擴(kuò)張型心肌病亦稱為充血性心肌病，是心肌病中最常見的類型，約占心肌病的90%。擴(kuò)張型心肌病是一種以一側(cè)或雙側(cè)心室擴(kuò)大，主要以左心室擴(kuò)大為主，并伴有收縮功能障礙的心肌疾病[1-2]。臨床上主要表現(xiàn)為心力衰竭的癥狀和體癥, 為心臟移植的主要指征，也是猝死的重要原因[3-4]。近年來，隨著診斷技術(shù)水平的提高，擴(kuò)張型心肌病的發(fā)病率有逐漸增加的趨勢。擴(kuò)張型心肌病的病因復(fù)雜，可能與病毒持續(xù)感染、自身免疫、基因突變及遺傳因素等方面有關(guān)[3]。擴(kuò)張型心肌病的病情呈進(jìn)行性加重，死亡可發(fā)生于疾病的任何階段，預(yù)后較差。國外擴(kuò)張型心肌病的5年病死率約為50%，而國內(nèi)流行病學(xué)調(diào)查發(fā)現(xiàn)擴(kuò)張型心肌病的5年病死率為80%。擴(kuò)張型心肌病的主要病理表現(xiàn)為彌漫性心肌細(xì)胞萎縮，代償性心肌細(xì)胞肥大和血管周圍纖維化。近年來，隨著磁共振成像技術(shù)的迅速發(fā)展，心臟磁共振可準(zhǔn)確評估心臟的組織結(jié)構(gòu)、心功能及心肌活性，特別是3.0T 磁共振成像有較高的空間分辨率及良好的可重復(fù)性，磁共振成像已成為心臟功能參數(shù)測量的“金標(biāo)準(zhǔn)”，對擴(kuò)張型心肌病診斷及預(yù)后評估有非常重要的意義。

1心臟形態(tài)及電影

形態(tài)掃描包括黑血成像和亮血成像,黑血成像多為半傅里葉單次激發(fā)擾相快速自旋回波序列可以清晰顯示心臟的腔室和出入心腔的大血管的細(xì)微結(jié)構(gòu)。亮血成像多為真實穩(wěn)態(tài)進(jìn)動快速成像序列，可以在一次屏氣后快速掃描心臟，在磁共振成像心臟檢查中運(yùn)用廣泛。單純形態(tài)掃描雖可清晰顯示心臟解剖和擴(kuò)張型心肌病的形態(tài)學(xué)改變，但不能了解心功能等參數(shù)的改變。心臟磁共振成像電影可以獲得心臟同一掃描層面心動周期不同時相的數(shù)十幅圖像，繼而用電影方式連續(xù)顯示。磁共振成像電影可以從整體上來觀察心臟的形態(tài)改變[5],并可以測定心室容積、心肌質(zhì)量、室壁厚度、心排血量、心臟射血分?jǐn)?shù)及心指數(shù)等指標(biāo)，對瓣膜反流程度也可進(jìn)行半定量分析，且具有較好的重復(fù)性,有助于擴(kuò)張型心肌病的全面診斷和隨訪觀察。

目前，最廣泛應(yīng)用評價擴(kuò)張型心肌病心功能的非損傷的影像工具是二維超聲心動圖[6-7]，與磁共振成像相比，二維超聲心動圖低估左心室容積、內(nèi)徑，測定值偏小，同時受心肌收縮力影響，測量值波動較大，且易受操作者經(jīng)驗的影響，重復(fù)性差，而磁共振成像心臟觸發(fā)與回顧性門控組合，可采集整個心動周期，用于測量心臟徑線，且不受操作者及心臟病理狀態(tài)的干擾，準(zhǔn)確性高，重復(fù)性好。磁共振成像所獲得的左心室結(jié)構(gòu)及功能參數(shù)與左心室受損程度、心腔擴(kuò)大的嚴(yán)重程度呈正相關(guān)，在功能的改變中以左心室收縮末期容積和左心室射血分?jǐn)?shù)診斷價值最高，在結(jié)構(gòu)參數(shù)中以左心室收縮末期內(nèi)徑的診斷價值最高。心臟電影對室壁增厚率可進(jìn)行定性和定量分析，是磁共振成像衡量心功能的一個指標(biāo)。研究顯示擴(kuò)張型心肌病與正常對照組相比，心臟基底部到心尖部的室壁增厚率廣泛下降，室壁增厚梯度消失，提示心肌功能受損。

2磁共振延遲增強(qiáng)成像

磁共振心肌延遲增強(qiáng)成像(delay enhancement MR imaging，DE或late gadolinium enhancement，LGE)目前已被廣泛應(yīng)用于心肌病診斷及病情評估，并認(rèn)為是反應(yīng)心肌纖維化和瘢痕的“金標(biāo)準(zhǔn)”。

擴(kuò)張型心肌病患者心肌間質(zhì)的廣泛纖維化，導(dǎo)致細(xì)胞外間隙擴(kuò)大，對比劑在細(xì)胞外逐漸濃聚，最終表現(xiàn)為延遲強(qiáng)化。目前，諸多研究證實擴(kuò)張型心肌病患者瘢痕纖維組織分布狀況與延遲強(qiáng)化部位具有高度一致性。鄒長虹等對123例擴(kuò)張型心肌病患者進(jìn)行LGE掃描，發(fā)現(xiàn)擴(kuò)張型心肌病患者中存在心肌纖維化，且主要是肌壁間強(qiáng)化，并對擴(kuò)張型心肌病患者進(jìn)行隨訪(29個月)，發(fā)現(xiàn)存在心肌纖維化與擴(kuò)張型心肌病的中期不良預(yù)后有關(guān)，認(rèn)為心臟磁共振增強(qiáng)掃描(contrast-enhance cardiac magnetic resonance，CE-RCM)檢查可以增加對擴(kuò)張型心肌病預(yù)后判斷價值，與Gulati等[8]研究結(jié)果一致。汪蕾等研究發(fā)現(xiàn)擴(kuò)張型心肌病心臟磁共振成像延遲成像壁間強(qiáng)化一般以線狀或斑片狀強(qiáng)化為主，肌壁間強(qiáng)化的心肌節(jié)段中，大部分心肌灌注或代謝正常，與單光子發(fā)射斷層顯像術(shù)(single photon emission computed tomography，SPECT)正電子發(fā)射斷層顯像術(shù)(positron emission tomography，PET)的比較，心臟磁共振成像延遲成像對于檢測早期的中度心肌纖維化具有一定優(yōu)勢，與Wang 等[9]研究一致。LGE可能是一個潛在的預(yù)測擴(kuò)張型心肌病心臟風(fēng)險事件危險分層的工具[10]。研究表明擴(kuò)張型心肌病患者延遲強(qiáng)化的存在是心血管病死亡及心臟移植事件的獨(dú)立預(yù)測因子[11]。Shi 等[12]認(rèn)為心臟磁共振成像中LGE與心血管病病死率、心源性猝死、心力衰竭住院率有明顯的相關(guān)性。擴(kuò)張型心肌病心肌延遲強(qiáng)化水平的升高預(yù)示著心功能減退及心力衰竭發(fā)生概率的增加[13]。另外，Gao等[14]發(fā)現(xiàn)心肌延遲強(qiáng)化還有與心律失常事件的發(fā)生相關(guān)，認(rèn)為心肌的延遲強(qiáng)化對有擴(kuò)張型心肌病治療指針的心肌病患者心律失常有預(yù)測價值，與Shimizu等[15]研究結(jié)果一致。Alter 等[16]研究也發(fā)現(xiàn)在心肌病中LGE的發(fā)生率與左室壁應(yīng)力和質(zhì)量的增加相關(guān)，并認(rèn)為LGE應(yīng)被視為心力衰竭和嚴(yán)重心律失常的一個潛在預(yù)后判定。

LGE還可用于缺血性與非缺血性心臟疾病的鑒別診斷，缺血性心臟病強(qiáng)化部位均為透壁性或心內(nèi)膜下，且均與冠狀動脈病變血管走形分布區(qū)域相對應(yīng)，而擴(kuò)張型心肌病強(qiáng)化部位為非典型部位(肌壁間、片狀、彌漫性)[17]。黃松濤等研究顯示從LGE的心肌節(jié)段分布看，擴(kuò)張型心肌病患者49%和36%的強(qiáng)化病灶分布在心臟基底部或中部，以室間隔出現(xiàn)較多，而心尖部不容易受累LGE的階段分布范圍較缺血性心臟病更廣泛；釓對比劑延遲強(qiáng)化能夠為兩者提供有效的鑒別診斷信息。

由于延遲強(qiáng)化增強(qiáng)建立在纖維組織和正常心肌差異的基礎(chǔ)上，用于反應(yīng)心肌組織局灶性纖維化。而在彌漫性的纖維化病變的個體中纖維化廣泛存在，缺乏纖維化心肌與正常心肌的對比，因此延遲強(qiáng)化增強(qiáng)無法得到理想的圖像，而限制了其應(yīng)用[18]。劉斌等研究認(rèn)為原發(fā)性擴(kuò)張型心肌病患者輕度纖維化病變單純依賴DE-磁共振成像往往無法顯示延遲強(qiáng)化。

3T1弛豫時間圖及細(xì)胞外間質(zhì)容積分?jǐn)?shù)

T1是組織的固有屬性[19]，在特定場強(qiáng)下具有特定的數(shù)值。T1弛豫時間圖可以直接對組織的T1值進(jìn)行定量測定，與常規(guī)的T1加權(quán)序列相比，其應(yīng)用可以減少傳統(tǒng)定性評估的主觀性，增加磁共振成像評價的可重復(fù)性，并可縱向研究心臟病變的整個病理生理過程[20]。Sibley等[21]通過對47例患者進(jìn)行心肌磁共振成像檢查及心內(nèi)膜活檢，對13例健康志愿者作為對照組進(jìn)行心臟磁共振成像檢查，結(jié)果顯示對照組的T1值均大于無或伴有明顯釓延遲強(qiáng)化患者，T1值與組織學(xué)纖維化呈負(fù)相關(guān)，認(rèn)為心臟的磁共振成像T1圖定量測量可無創(chuàng)性評價心肌病患者心內(nèi)膜彌漫性纖維化的情況。

目前T1弛豫時間圖多采用矯正回顧反轉(zhuǎn)恢復(fù)序列(modified look and locker inversion recovery sequence，MOLLI)，按照是否使用對比劑分為對比劑注射前T1弛豫時間圖及注射對比劑后T1弛豫時間圖。對比劑注射前T1弛豫時間圖不使用對比劑，對于合并有腎病不能耐受釓對比劑的患者，可作為磁共振釓對比劑延遲強(qiáng)化的重要補(bǔ)充或替代[22]。Dass 等[23]對擴(kuò)張型心肌病及正常對照組均進(jìn)行平掃T1弛豫時間圖及LGE，研究發(fā)現(xiàn)，在擴(kuò)張型心肌病患者，T1值均在薄的心肌節(jié)段最高，并認(rèn)為T1值與疾病的嚴(yán)重程度有關(guān)。在擴(kuò)張型心肌病患者中，平掃T1弛豫時間圖檢測比LGE更能評估疾病的潛在進(jìn)程。Hwang等[24]研究表明，在擴(kuò)張型心肌病患者，平掃T1弛豫時間圖值與左心室重構(gòu)和心肌收縮功能相關(guān)；并認(rèn)為T1弛豫時間圖可成為診斷彌漫性心肌病變新的和易于使用的心臟磁共振成像檢查方法。

由于對比劑注射前T1弛豫時間圖反映細(xì)胞及細(xì)胞間質(zhì)的混合信號，故當(dāng)心肌病變較輕微時，病變心肌與正常心肌的T1值相差不大，其敏感性不如注射對比劑后T1弛豫時間圖及細(xì)胞外間質(zhì)容積分?jǐn)?shù)。對比增強(qiáng)T1弛豫時間圖是近年來用于檢測心肌彌漫性纖維化的新技術(shù)，其對心肌纖維化的發(fā)現(xiàn)較LGE早[25]。

盡管T1弛豫時間圖的測量無需正常心肌信號的參照，但其準(zhǔn)確性會受到磁場強(qiáng)度、對比劑生理特性、注射對比劑后的延遲時間、心動周期內(nèi)圖像采集的時相和部位等各種因素的影響[26]。細(xì)胞外間質(zhì)容積分?jǐn)?shù)是指細(xì)胞外間質(zhì)容積占整個心肌組織容積的百分比，是基于T1弛豫時間圖技術(shù)計算出的一種相對穩(wěn)定的參數(shù)指標(biāo)[27]。該計算方法校正了各種技術(shù)因素(如場強(qiáng)、對比劑注射劑量及時間)對T1值的影響，而只與心肌間質(zhì)狀態(tài)的改變相關(guān)。細(xì)胞外間質(zhì)容積分?jǐn)?shù)較注射對比劑前后T1弛豫時間圖更加穩(wěn)定，細(xì)胞外間質(zhì)容積分?jǐn)?shù)可視作為心肌纖維化的生物標(biāo)志物，可作為LGE評估心肌纖維化尤其是彌漫性纖維化的重要補(bǔ)充。Sado等[28]研究顯示擴(kuò)張型心肌病患者的細(xì)胞外間質(zhì)容積分?jǐn)?shù)較正常人高，且細(xì)胞外間質(zhì)容積與心臟功能參數(shù)相關(guān)。

擴(kuò)張型心肌病患者常伴有心律失常，心肌纖維化是導(dǎo)致室性心律失常的一個重要原因。Chen等[29]研究顯示在缺血性及非缺血性心肌病中使用T1弛豫時間圖定量評估心肌組織是室性心律失常的一個獨(dú)立因素。

4彌散張量成像

磁共振彌散張量成像(diffusion tensor imaging，DTI)通過在多個方向上施加彌散敏感梯度從而測量水分子彌散的程度和方向性，可以全面充分研究活體組織微細(xì)結(jié)構(gòu)。在此基礎(chǔ)上發(fā)展起來的纖維束示蹤技術(shù)可以顯示纖維束的三圍空間排列和完整性，已成為心肌纖維結(jié)構(gòu)三維成像的無損檢測工具。張濤等對體外成年豬心臟進(jìn)行DTI掃描研究發(fā)現(xiàn)心肌纖維束的4種排列特征,分別為分層、螺旋、扭轉(zhuǎn)和發(fā)散,與病理解剖描述的心肌纖維結(jié)構(gòu)基本一致,而且這種排列方式與心肌的收縮、旋轉(zhuǎn)運(yùn)動功能密切相關(guān)。

擴(kuò)張型心肌病患者的心臟主要病理改變是心肌間質(zhì)的廣泛纖維化，理論上可以通過DTI檢查技術(shù)對擴(kuò)張型心肌病患者心肌纖維化進(jìn)行研究。Li等[30]通過對擴(kuò)張型心肌病及正常敘利亞倉鼠的研究發(fā)現(xiàn)，磁共振彌散張量成像技術(shù)可以在不使用外源性對比劑的條件下，作為一個無創(chuàng)的技術(shù)，在組織和細(xì)胞學(xué)水平上，描繪出心肌結(jié)構(gòu)重塑與擴(kuò)張型心肌病進(jìn)展之間的相關(guān)性。但是,這種方法也存在一定的局限性,鑒于持續(xù)檢查時間長,且成像序列對運(yùn)動極為敏感,將該技術(shù)應(yīng)用于活體尚存在困難,故目前只能用于檢查體外心臟。近年來，部分研究通過改進(jìn)脈沖序列,以期待能夠顯示活體心肌的纖維結(jié)構(gòu)，以探索DTI對活體人類心臟疾病的應(yīng)用價值。

綜上所述，心臟磁共振成像不僅可獲得擴(kuò)張型心肌病形態(tài)結(jié)構(gòu)和功能信息，還可對心肌纖維化的部位和程度進(jìn)行評估，其獲得的結(jié)構(gòu)及功能參數(shù)指標(biāo)左心室收縮末期內(nèi)徑、左心室收縮末期容積、射血分?jǐn)?shù)以及心肌間質(zhì)纖維化的信息，對于擴(kuò)張型心肌病風(fēng)險的評估、預(yù)后的判斷有明確的價值；特別是對心肌間質(zhì)纖維化的判斷有獨(dú)特的優(yōu)勢，是心力衰竭和嚴(yán)重心律失常的一個潛在預(yù)后判定。

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Application and Research Progress of Cardiac Magnetic Resonance Imaging in Dilated Cardiomyopathy

ZHANG Yingxue, ZHAO Xinxiang, SUN Yong

(DepartmentofRadiology,TheSecondAffiliatedHospitalofKunmingMedicalUniversity,Kunming650018,Yunnan,China)

【Abstract】Dilated cardiomyopathy is the most common type of cardiomyopathy, the cause of which is complicated, the disease is progressive and the prognosis is poor. How to predict the potential risk has important significance to the clinic. Cardiac magnetic resonance imaging technology has become an effective “one-stop” method for the diagnosis of heart disease,which can provide a clear and effective help.The research progress of multiple cardiac magnetic resonance imaging technology in dilated cardiomyopathy is summarized in this article.

【Key words】Dilated cardiomyopathy; Cardiac magnetic resonance imaging technology; Delay enhancement magnetic resonance imaging

收稿日期:2015-08-12修回日期：2015-10-27

【中圖分類號】R445

【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】A【DOI】10.16806/j.cnki.issn.1004-3934.2016.01.019

作者簡介：張穎雪(1989—)，在讀碩士，主要從事心臟磁共振研究。Email：651540689@qq.com通信作者：趙新湘(1972—)，副主任醫(yī)師，研究生導(dǎo)師，主要從事磁共振心肌活性研究。Email：zhaoxinxiang2006@126.com

基金項目：國家自然科學(xué)基金(81260213)；云南省科技廳-昆明醫(yī)科大學(xué)聯(lián)合專項基金(2012FB054)；云南省教育廳科學(xué)研究重點(diǎn)項目(2014Z057)