林晨,陳梓嫻,向曉睿,李瑞,張倩,南江,莊辛,薛敬梅,雷軍強,郭順林*
作者單位:1.蘭州大學(xué)第一臨床醫(yī)學(xué)院,蘭州730000;2.蘭州大學(xué)第一醫(yī)院放射科,蘭州730000
急性心肌梗死(acute myocardial infarction,AMI)是冠狀動脈急性缺血、缺氧導(dǎo)致的心肌壞死,如果冠狀動脈持續(xù)阻塞超過40 min 以上,心肌會發(fā)生不可逆的損傷[1]。隨著臨床醫(yī)師對疾病認識的提高及介入診療技術(shù)的普及,通過冠狀動脈介入治療術(shù)(percutaneous coronary intervention,PCI)及時開通閉塞的冠狀動脈使AMI 的死亡率明顯下降[2]。但是對于部分患者,即使成功實施了PCI 手術(shù),心肌依然無法得到有效灌注,患者的胸痛等癥狀不能完全緩解。AMI患者心肌的灌注效果與預(yù)后密切相關(guān),PCI術(shù)后的患者任然面臨著左室不良重構(gòu)、死亡、心力衰竭等風險。AMI 傳統(tǒng)的診斷方法主要依靠患者的癥狀、心電圖、心肌損傷標記物及冠脈造影指標。近年來,心臟磁共振(cardiac magnetic resonance,CMR)在AMI的診斷中發(fā)揮著重要的作用,其無創(chuàng)、無電離輻射,可一站式評估心臟的形態(tài)、功能、心肌組織特性等信息,更重要的是可以對患者進行危險分層及預(yù)后評估[3]。目前的研究熱點主要集中在判斷心肌梗死的嚴重程度、心臟功能及預(yù)后分層等方面,筆者就CMR 在AMI 患者中的最新研究進展做一綜述。
CMR 能無創(chuàng)定性和定量心肌損傷的特征,如危險區(qū)域(area at risk,AAR)、梗死面積(infraction size,IS)、微循環(huán)阻塞(microvascular obstruction,MVO)及心肌內(nèi)出血(intramyocardial hemorrhage,IMH),與心電圖、心肌損傷標記物和超聲心動圖等相比,明顯提高了對患者預(yù)后價值的判斷。此外,在冠脈非阻塞性心肌梗死(myocardial infarction with non-obstructed coronary arteries,MINOCA)的診斷及病變分析中CMR 發(fā)揮著無可替代的作用。隨著CMR 新技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用,對AMI診斷的準確性更加接近組織病理學(xué)。
冠狀動脈閉塞后,其供血區(qū)域的心肌稱為AAR,及時的再灌注能使部分AAR不發(fā)生梗死,AAR減去IS的部分即為可挽救心肌,可挽救心肌與AAR 的比值稱挽救指數(shù),挽救指數(shù)是衡量療效的有力指標[4]。在AMI 患者中,對于AAR 的判斷至關(guān)重要,AAR區(qū)的心肌由于缺血而含水量增加、細胞外間隙增大,在組織學(xué)上表現(xiàn)為心肌水腫[5]。CMR T2加權(quán)圖像檢測心肌水腫較為敏感,臨床最常用的序列為黑血T2-短時間反轉(zhuǎn)恢復(fù)序列(T2-short time inversion recovery,T2-STIR)。Fernández-Jiménez 等[6]研究發(fā)現(xiàn)在人類心肌中T2WI 檢測到的心肌水腫存在雙峰現(xiàn)象,再灌注后的24 h之內(nèi)達到第一個高峰,第4~7 天呈現(xiàn)第二個高峰。常規(guī)的T2 加權(quán)圖像局限性較多,易受血池和運動偽影影響出現(xiàn)信號丟失,近年來出現(xiàn)的一些CMR新技術(shù)有望解決這一問題。Alkhalil 等[7]研究發(fā)現(xiàn),AMI 3h后AAR 區(qū)的水腫達峰值,而T2WI 易低估AAR 區(qū),T1 mapping 敏感性較T2WI高,能準確定量AAR區(qū)域。CMR體素內(nèi)不相干運動(intravoxel incoherent motion,IVIM)成像技術(shù)是目前可唯一檢測活體組織水分子擴散和微循環(huán)灌注的方法,能定量測量心肌的IVIM 相關(guān)參數(shù)擴散系數(shù)D、假擴散系數(shù)D*、灌注分數(shù)f。An 等[8]研究了20 例ST 段抬高型心肌梗死患者(ST-segment elevation myocardial infarction,STEMI)PCI 后心肌灌注狀態(tài)及其動態(tài)變化并觀察了IVIM 及T2 mapping 等相關(guān)參數(shù),發(fā)現(xiàn)缺血心肌D*和f 值明顯低于遠端心肌,并且T2值、f值在第3天大于其他時間點,證實了心肌梗死PCI術(shù)后心肌水腫和心肌灌注狀態(tài)存在動態(tài)過程。
晚期釓增強(late gadolinium enhancement,LGE)技術(shù)是診斷梗死心肌的金標準,梗死區(qū)在LGE 圖像上呈高信號。Stiermaier 等[9]利用T2WI 和LGE 對比了早期(12 h內(nèi))和晚期(24~48h)再灌注患者,研究顯示晚期再灌注患者的梗死面積更大,心肌挽救指數(shù)顯著降低,但是晚期灌注患者任然存在一定數(shù)量的可挽救心肌。Jablonowski 等[10]研究發(fā)現(xiàn),LGE 圖像在心肌梗死早期會高估IS,這對傳統(tǒng)的觀念提出了挑戰(zhàn)。Bulluck等[11]研究了28例再灌注AMI患者的CMR圖像,結(jié)果表明,Native T1 可準確評估水腫相關(guān)的AAR 區(qū),對比增強后T1 可以準確評估心肌梗死區(qū),這在一定程度上可以縮短掃描時間而無需再用T2WI和LGE來評估AAR和IS。
微循環(huán)障礙是影響AMI 患者預(yù)后的另一危險因素。在AMI 患者中,微循環(huán)功能障礙主要表現(xiàn)為MVO 以及IMH。MVO的發(fā)生與遠端微血管動脈粥樣硬化血栓栓塞,再灌注損傷中引起的細胞毒性因子的釋放等有關(guān)[12]。IMH 常伴隨MVO 出現(xiàn),是一種更嚴重的微循環(huán)障礙,該類患者的心力衰竭、不良心血管事件及死亡風險明顯升高。研究發(fā)現(xiàn),心肌梗死面積越大,MVO出現(xiàn)的幾率更大,IMH出現(xiàn)的風險更高[13]。在LGE圖像中,典型的MVO 表現(xiàn)為梗死區(qū)高信號中的低信號區(qū)。Shin等[14]發(fā)現(xiàn)Native T1 圖上診斷的MVO 區(qū)與LGE 高度一致。此外,PCI 術(shù)后超急性期(術(shù)后3 h 內(nèi))的T1 值可以準確預(yù)測MVO和梗死面積,相比于PCI 術(shù)后24 hT1 mapping 評估的心肌損傷程度,3 h 內(nèi)AAR 區(qū)T1 值≥1400 ms 的患者MVO 發(fā)生率和范圍更大[15]。
CMR 的一些無需注射對比劑的新技術(shù),為腎功能異常的AMI 患者磁共振檢查帶來了希望。Do 等[16]運用動脈自旋標記CMR 技術(shù)(arterial spin labeling cardiac magnetic resonance,ASL-CMR)研究了31 只豬的心肌,發(fā)現(xiàn)AMI 后靜息時局部心肌血流顯著降低,ASL-CMR 可以替代釓增強來評估MVO和梗死區(qū)微血管的完整性,同時也能評估可挽救心肌和遠端心肌,但這種技術(shù)在人類心肌的運用需要更多驗證。Garg 等[17]研究了43 名STEMI 再灌注治療的患者并在術(shù)后3 d和3 個月內(nèi)進行了CMR 檢查,發(fā)現(xiàn)在伴有MVO 和IMH 的患者中,CMR 組織特征相關(guān)參數(shù)整體周向應(yīng)變(global circumferential strain,GCS)、徑向 應(yīng)變(global radial strain,GRS)和長軸應(yīng)變(global longitudinal strain,GLS)發(fā)生顯著改變,其中GLS為最強的預(yù)測因子(截斷值:-13.7%,敏感度76%,特異度77.8%)。近年來CMR 相關(guān)的微循環(huán)障礙研究主要集中于梗死后不同時間點各種成像技術(shù)的對比,對于IMH 和MVO 的直接比較相對有限,這需要進一步深入的探討。
在急性心肌梗死患者中,有6%~8%的患者冠脈造影并無顯著阻塞的表現(xiàn)(冠脈狹窄<50%),這種AMI 被稱為冠狀動脈非阻塞性心肌梗死(myocardial infarction with non-obstructed coronary arteries,MINOCA),MINOCA 患者年齡偏小,女性更為多見[18]??赡艿臋C制包括動脈粥樣硬化斑塊破裂、微血管疾病、冠狀動脈血栓形成、Takotsubo 綜合征、心肌炎和冠脈夾層等[19]。在臨床工作中,MINOCA 因為在冠脈造影中無法找到有意義的狹窄而容易被忽視,CMR能明確心肌梗死的診斷,而且能找到MINOCA 的潛在病因,被歐洲心臟病學(xué)會推薦為MINOCA 的重要診斷工具[20]。在肌鈣蛋白陽性的胸痛患者中,臨床醫(yī)生對于MINOCA的診斷率較低,CMR可以在早期對87%的病例明確診斷[21]。Tayal 等[22]也證實在MINOCA 中有相當數(shù)量的患者CMR 表現(xiàn)出缺血或者水腫等異常,而這些患者的臨床表現(xiàn)、心電圖和超聲心動圖并無特異性。心肌炎的確診有賴于病理活檢,但其有創(chuàng),CMR 在這類MINOCA患者中的診斷作用可比擬病理組織檢查,T1 mapping、T2 mpping 等定量技術(shù)也被加以運用[23],效果好于常規(guī)T2WI、LGE 等技術(shù)。Lintingre 等[24]最近的一項研究顯示,高分辨率LGE可以診斷普通LGE無法診斷的患者,進一步提高對MINOCA的檢出率。
由此可見,CMR 常規(guī)序列結(jié)合各種新技術(shù)的研究有望使AMI的診斷更加全面。但是CMR成像時間長,需要患者進行多次屏氣配合,對于AMI的患者進行CMR檢查存在一定風險。雖然T1 mapping、T2 mapping 等技術(shù)可實現(xiàn)定量評估,不易受血流速度及心臟搏動的影響,但易受設(shè)備、掃描方案,后處理技術(shù)等諸多因素限制[25],很難建立統(tǒng)一的標準,這些問題仍有待進一步探索。
AMI患者可能出現(xiàn)血栓、室壁瘤、心律失常、室間隔穿孔等并發(fā)癥,CMR能對這些患者進行全面的評估。左心室血栓的形成會導(dǎo)致缺血性卒中和血栓栓塞,CMR不僅能觀察到血栓的位置,還能依據(jù)組織成分的不同判斷血栓的新舊程度。Phan等[26]研究發(fā)現(xiàn)在STEMI 患者中,前壁心肌梗死、中度左室功能障礙和左室重構(gòu)不良的患者中更易發(fā)生血栓,相比經(jīng)胸超聲心動圖,CMR對血栓有更高的檢出率,可作為左室血栓的首選檢查方法。AMI患者室壁瘤的發(fā)生率為10%~35%,嚴重者會引起心臟破裂,CMR 對室壁瘤的檢出高達100%。在鑒別真性及假性室壁瘤方面,CMR與病理結(jié)果高度一致,真性室壁瘤和假性室壁瘤由于構(gòu)成成分的差異,在CMR 延遲強化中表現(xiàn)不同,真性動脈瘤可見延遲強化帶,假性室壁瘤則沒有延遲強化[27]。
但對于心臟破裂、室間隔穿孔等危及生命的急性并發(fā)癥患者,CMR無法進行及時的檢查,病人的選擇方面,需要臨床醫(yī)師及影像醫(yī)師綜合評估患者安全性的前提下行檢查[28]。這些因素使得AMI并發(fā)癥的CMR檢查在一定程度上受限,因此未來CMR有必要向更加安全、便捷的方向發(fā)展。
AMI 患者的預(yù)后受多種因素的影響,Nguyen 等[29]發(fā)現(xiàn)在STEMI患者中左室重構(gòu)強烈提示不良預(yù)后,出現(xiàn)左室重構(gòu)的概率隨IS的增大而增加,在隨訪中IS預(yù)測不良重構(gòu)的敏感度為78%,特異度為82%。Hamirani等[30]認為MVO與射血分數(shù)降低、左室容積和梗死面積增加以及更大的主要不良心血管事件(major adverse cardiovascular events,MACE)風險有關(guān),IMH 與左室重構(gòu)和MACE 也緊密相關(guān)。Pontone 等[31]研究了209 名STEMI 患者的超聲及CMR 相關(guān)參數(shù),發(fā)現(xiàn)相比于超聲單一的左室射血分數(shù)評價,包括心肌挽救指數(shù)、MVO、IMH 在內(nèi)的CMR參數(shù)能夠提供更豐富的預(yù)后信息。在一項對77例成功再灌注并射血分數(shù)保留的(左室射血分數(shù),left ventricular ejection fraction,LVEF>50%) STEMI 患者長期危險分層的預(yù)后影響的觀察中,研究者發(fā)現(xiàn)與傳統(tǒng)的梗死后危險分層指標(射血分數(shù)和梗死面積)相比,在5 年隨訪中,晚期MVO 嚴重程度是更強的MACE 預(yù)測因子。并且,晚期MVO 范圍>0.385 g提供了相關(guān)的預(yù)后觀察,從而改善了保留射血分數(shù)的STEMI 患者的長期危險分層[32]。由于AMI 患者心肌局部血流動力學(xué)特征的顯著變化,心肌組織特征相關(guān)參數(shù)可以在再灌注早期判斷左室心功能,預(yù)后價值高于左室射血分數(shù)和梗死面積。GLS、GRS、GCS均可預(yù)測STEMI患者發(fā)生MACE的風險,而GLS是最強的預(yù)測因子[33]。
目前對于AMI 患者左室重構(gòu)的定義并無統(tǒng)一標準,CMR 相關(guān)的大多數(shù)研究中左室重構(gòu)標準是基于超聲心動圖,這可能影響研究的準確性[34]。Reindl 等[35]認為在接受PCI 的STEMI患者中,CMR對左室重構(gòu)的定義應(yīng)為左室舒張末期容積百分比(%ΔLVEDV,截止值為10%)。而Rodriguez-Palomares 等[36]認為,左室重構(gòu)不僅要考慮LVEDV 的變化,還要考慮左室射血分數(shù)的變化,以增加其預(yù)后意義。
綜上所述,CMR 在臨床實踐中具有重大的潛能,相比于冠脈造影、超聲心動圖等技術(shù),CMR能為急性心肌梗死患者準確診斷及再灌注評價提供可靠的信息,為患者危險分層的個性化評估及未來心血管事件的預(yù)測指明方向。隨著CMR技術(shù)的發(fā)展,對于部分傳統(tǒng)觀念提出了挑戰(zhàn),如何更加快速、安全、精準地為臨床提供更多的信息,將是未來需要進一步探索的方向。
作者利益沖突聲明:全體作者均聲明無利益沖突。