2020年心臟MR研究進展

王藝寧，楊文靜，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)

心臟MR(cardiac MR， CMR)可“一站式”無創(chuàng)評價心臟結(jié)構、功能及組織特征，近年來在診治及評估心血管疾病中發(fā)揮越來越重要的作用。2020年，無論傳統(tǒng)技術、新興技術還是近期初露鋒芒的人工智能技術均在心血管領域取得了較大進步。本文對2020年CMR領域的代表性成果進行綜述。

1 非缺血性心肌病

1.1 肥厚型心肌病 MR延遲釓強化(late gadolinium enhancement， LGE)是評估心肌纖維化的常用影像學指標。HABIB等[1]發(fā)現(xiàn)，肥厚型心肌病(hypertrophic cardiomyopathy， HCM)患者心肌LGE與其臨床結(jié)果顯著相關，如射血分數(shù)≤50%與因心力衰竭(heart failure， HF)入院，故對基線檢查時病情較嚴重者和心尖室壁瘤患者應及早進行CMR檢查，以評估纖維化程度，從而更好地為臨床制定診治決策提供佐證。伴有左心室心尖動脈瘤(left ventricular apical aneurysm， LVAA)的心尖HCM臨床罕見，超聲心動圖易漏診；YANG等[2]發(fā)現(xiàn)此類患者收縮期左心室中部梗阻及出現(xiàn)LGE的比例及范圍均顯著增高，無事件生存率顯著降低。心肌Mapping定量成像技術可利用組織固有T1、T2弛豫信息定量評價受累組織，對早期檢出病變及預測其病理類型具有明顯優(yōu)勢。XU等[3]發(fā)現(xiàn)，與健康受試者相比，HCM患者的心肌native T1更長、細胞外容積(extracellular volume， ECV)分數(shù)更高，其最大T1和ECV分數(shù)則與左心室質(zhì)量指數(shù)密切相關。

CMR特征追蹤(CMR feature tracking， CMR-FT)技術可早期識別左心房功能障礙及變形，是定量評價心功能的可靠工具。YANG等[4]指出，相比健康對照組，非梗阻性HCM組患者左心房儲備和導管功能均受損；而左心房功能參數(shù)與常規(guī)功能、基線參數(shù)的相關性較弱，總應變與左心房總射血分數(shù)、主動應變與左心房活動性射血分數(shù)的相關性最強。

1.2 擴張型心肌病 與HCM類似，LGE亦可對擴張型心肌病(dilated cardiomyopathy， DCM)患者進行危險分層及評估其預后具有重要價值。ALBA等[5]納入1 672例左心室射血分數(shù)(left ventricular ejection fraction， LVEF)<50%的DCM患者，分析結(jié)果顯示LGE是主要終點(全因死亡率、心臟移植或向左心室植入輔助裝置)風險增加1.5倍的獨立預測因子。為預測非缺血性DCM患者3年心源性猝死(sudden cardiac death， SCD)風險，LI等[6]建立定量LGE評分模型，并以295例一級預防SCD患者進行驗證，根據(jù)評分結(jié)果將其中60例(60/295，20.34%)歸于高風險組，其SCD事件發(fā)生率45.9%，與二級預防患者相當。

約10%的急性心肌炎轉(zhuǎn)歸為DCM，是<35歲年輕人發(fā)生SCD的主要原因之一。既往研究[7]表明，對比劑注射早期(2 min)native T1縮短70%或以上可確定急性心肌炎，診斷敏感度為93%，特異度為100%，準確率為95%，診斷價值高于晚期(10～15 min)T1縮短及ECV分數(shù)。左心室重構是反映DCM患者HF嚴重程度的指標之一。XU等[8]隨訪發(fā)現(xiàn)，無論有無左心室反向重構(left ventricular reverse remodeling， LVRR)，DCM患者心肌native T1均明顯下降；特發(fā)性DCM患者中，LGE缺失、T2及ECV分數(shù)降低是LVRR的顯著預測因子。TAYAL等[9]發(fā)現(xiàn)近期發(fā)病的DCM患者整體圓周應變(global circumferential strain， GCS)、整體徑向應變(global radial strain， GRS)、短軸輪廓應變、長軸應變、間質(zhì)心肌纖維化、替代性心肌纖維化及右心室收縮儲備均與LVRR無關。VERDONSCHOT等[10]觀察251例DCM患者的親屬及251名LVEF正常受試者，發(fā)現(xiàn)即使LVEF正常，DCM患者親屬的收縮功能障礙發(fā)生率也明顯高于對照組，提示整體縱向應變(global longitudinal strain， GLS)可用于早期篩查無癥狀DCM。

2 缺血性心肌病

冠狀動脈粥樣硬化性心臟病(coronary atherosclerotic heart disease， CHD)是我國心血管疾病患者的主要死因。藥物負荷CMR可通過評估心肌灌注及室壁運動鑒別缺血心肌與存活心肌，具有重要應用價值。KINNEL等[11]通過血管擴張劑負荷灌注CMR評估冠狀動脈搭橋術后患者預后，發(fā)現(xiàn)誘導性缺血是主要心血管不良事件(major adverse cardiovascular events, MACE)及心源性死亡發(fā)生率較高的獨立預測因素。PEZEL等[12]對無CHD的75歲以上患者行雙嘧達莫應激性CMR，發(fā)現(xiàn)誘導性缺血是MACE較高發(fā)生率的獨立預測因素。近年應變成像已逐漸用于量化左心室心肌形變，以彌補LVEF衡量整體收縮功能的不足。LENG等[13]評估以左心房應變作為預測ST段抬高型心肌梗死(ST-segment elevation myocardial infarction， STEMI)患者長期預后指標的可行性，發(fā)現(xiàn)校正已知危險因素后，左心房存儲應變及導管應變是MACE的獨立預測因子，較傳統(tǒng)預測因子具有更高價值。

及時再灌注治療是治療急性心肌梗死最有效的策略，可顯著降低死亡率，但再灌注損傷會引起微血管病變、加重心肌水腫和心肌內(nèi)出血。ALKHALIL等[14]對接受直接經(jīng)皮冠狀動脈介入治療后的STEMI患者進行CMR檢查，發(fā)現(xiàn)術后3 h內(nèi)心肌損傷范圍≥1 400 ms者24 h和6個月時LGE及梗死范圍均較大。另一項基礎研究[15]發(fā)現(xiàn)，對于豬再灌注心肌梗死模型，以R2'可較R2*及T2*更準確地檢測心肌內(nèi)出血，且受水腫影響較小。魏曉婷等[16]量化觀察STEMI患者急性期左心室心肌應變及心功能改變，發(fā)現(xiàn)節(jié)段峰值徑向應變?yōu)?4.65%時，其檢出微血管阻塞的敏感度及特異度分別為89.0%及60.6%，提示CMR-FT技術可用于風險分層。

3 其他

3.1 HF 心肌組織炎癥被認為是HF的重要病理生理機制。LAGAN等[17]嘗試區(qū)分心肌組織中超小型超順磁氧化鐵是由巨噬細胞主動攝取還是被動分布，結(jié)果顯示慢性缺血性心肌病患者梗死心肌和遠端心肌中存在持續(xù)活躍的巨噬細胞浸潤，為心肌炎癥-HF假說提供了證據(jù)。基于心肌應變的CMR-FT技術可通過描記心內(nèi)膜或心外膜獲得心肌形變信息，以早期發(fā)現(xiàn)心肌結(jié)構功能的細微變化。XU等[18]報道，基于CMR-FT技術的GLS、GCS及GRS區(qū)分HF患者與健康人、預測急性HF的不良預后效果優(yōu)于LVEF。HE等[19]發(fā)現(xiàn)射血分數(shù)保留型HF伴原發(fā)性高血壓患者左心室應變明顯受損，高血壓組患者僅左心室GLS明顯低于對照組；總收縮期峰值縱向應變率的診斷價值最高，敏感度為85.7%，特異度為52.8%。

3.2 先天性心臟病 法洛四聯(lián)癥(Tetralogy of Fallot，TOF) 是最常見的先天性心臟病之一。MONTI等[20]發(fā)現(xiàn)未接受肺動脈瓣置換術(pulmonary valve replacement， PVR)TOF患者的右心室間隔GRS明顯高于接受PVR者。KARIMI-BIDHENDI等[21]基于生成式對抗網(wǎng)絡，通過生成合成的CMR圖像及其對應的腔室分割來綜合增強訓練數(shù)據(jù)集，結(jié)果顯示全自動分割心腔與手動分割結(jié)果的一致性較好，提示該方法可用于分析主動脈弓異常、心肌病及TOF等先天性心臟病。

3.3 瓣膜病 GUGLIELMO等[22]發(fā)現(xiàn)中、重度二尖瓣關閉不全二尖瓣脫垂患者的GCS較健康人減低，而其narive T1值升高。LIU等[23]對有Ⅰ、Ⅱa類手術指征的二尖瓣關閉不全患者進行CMR檢查及心肺運動試驗，發(fā)現(xiàn)與對照組相比，二尖瓣關閉不全患者心肌纖維化更加明顯，且經(jīng)病理證實，但目前對于心肌纖維化在二尖瓣關閉不全繼發(fā)的終末期HF中的臨床意義尚不明了。

3.4 高血壓 高血壓引起的心肌肥厚、心肌纖維化及HF等均為心血管不良事件的重要原因。ZHAUNG等[24]建立豬高血壓模型，定量評價3個月內(nèi)ECV分數(shù)和native T1隨時間的動態(tài)變化，結(jié)果顯示高血壓組心肌ECV分數(shù)和native T1均有所增加；且ECV分數(shù)與縱向舒張應變率呈正相關，native T1與GRS及GCS呈正相關；提示高血壓性心臟病存在早期心肌間質(zhì)纖維化，隨高血壓進展，ECV分數(shù)及T1值均升高。

3.5 新型冠狀病毒肺炎 2020年全球范圍內(nèi)爆發(fā)新型冠狀病毒肺炎(coronavirus disease 2019， COVID-19)，目前檢測病毒核酸仍是診斷COVID-19的金標準，但因標本取樣不規(guī)范、污染和技術問題等導致的假陰性時有發(fā)生。影像學可早期提示COVID-19并監(jiān)測臨床病程[25]。HUANG等[26]回顧性分析26例有心臟癥狀的COVID-19患者，發(fā)現(xiàn)15例常規(guī)MRI表現(xiàn)異常，14例出現(xiàn)心肌水腫，8例出現(xiàn)LGE，提示臨床應注意COVID-19恢復期患者可能出現(xiàn)的心肌損傷。ZOGHBI等[27]對大流行期間使用CMR技術提出普適性建議，如應盡量采取時長在30 min以內(nèi)的CMR掃描方案及推遲非緊急檢查，以降低病毒傳播風險、節(jié)約醫(yī)療資源。

4 小結(jié)與展望

2020年，通過發(fā)展藥物負荷成像、心肌特征追蹤及人工智能融合等技術，CMR在心血管疾病基礎研究與臨床應用領域不斷深入與拓展，并逐步向細胞代謝與分子生物學等領域邁進，有望在細胞分子水平上探討心血管疾病發(fā)病機制，使病理影像化成為現(xiàn)實。目前CMR仍受采集時間長、掃描規(guī)劃繁瑣、空間分辨率較低和運動相關偽影等因素的限制。隨著新技術的開發(fā)及跨學科合作，如MR指紋技術和CMR Multitasking，未來CMR將進一步為臨床診治心血管疾病及預后危險分層提供更加全面、準確的信息。