心脏磁共振成像在心血管疾病中的应用进展

朱丽晓，华娟，成纯伟(通信作者)

(1.武汉文理学院医学院，湖北 武汉 430345；2. 南昌大学第二附属医院心血管内科，江西 南昌 330006)

0 引言

近年来，随着磁共振(MR)软硬件设备和技术的不断发展,CMR广泛应用于心血管疾的诊断和评估，成为心血管疾病首选的非侵入性检查方法。由于有CMR具有高对比度分辨率、无电离辐射以及对心肺形态和功能变化的高敏感性等优点，其对于心脏结构功能、心肌活性及心肌缺血的评估具有重要价值，因此CMRI在心血管疾病的早期诊断、鉴别诊断、指导治疗和预后评估方面具有重要临床意义。本文就CMR在多种心血管疾病中的应用现状和最新进展进行阐述。

1 CMR在心血管疾病中的应用现状

1.1 CMR在心力衰竭中的应用

心力衰竭是由于心室重塑和心室射血功能受损所致的一种复杂的临床综合征，其发病率在全球范围内呈明显上升趋势。弥漫性间质心肌纤维化是心室重塑的重要组织学标志[1]。心肌纤维化加速心衰的恶化，而且纤维化的位置及程度均与患者预后密切相关。因此早期评估心肌纤维化对于心衰治疗及预后至关重要。近年来，CMR技术的快速发展，CMR不仅能可视化显示心脏解剖结构、室壁运动，还可提供心肌灌注、心肌活力和心肌功能等详细评估。应用延迟钆增强-心脏核磁共振(LGE-CMR)可显示出局灶性心肌纤维化及判断纤维化程度，利用T1 mapping技术可定量检测出心肌弥漫性细小纤维化[2]。此外，CMR在心力衰竭的病因诊断和治疗方面也具有重要作用。Lum等[3]纳入114例心衰患者同时进行超声心动图和CMR检查，发现CMR对超声心动图诊断的20%心衰患者进行重新诊断或明确诊断，同时影响48%心衰患者治疗决策，其中对心衰患者是否选择血运重建治疗影响最大。

有研究表明CMR还可用于心力衰竭的预后评估。Wong等[4]对1488例心衰患者进行LGE-CMR检查发现，40%患者表现为LGE-CMR阳性，且LGE-CMR阳性的患者心衰住院率明显高于阴性者。有研究表明，CMR定量检测的肺血容积可作为表示左心室舒张功能不全的替代标志物，且有助于判断无症状或轻度症状的左心功能不全患者的预后[5]。此外，Kanagala等[6]研究发现，在射血分数保留型心衰患者(HFpEF)中CMR定量检测的左心房射血分数明显降低，其与联合心脏终点事件(全因死亡和再住院)发生率增加相关，提示CMR量化的左心房射血分数可作为HFpEF预后的独立预测因子。综上所述，CMR在心衰患者的诊断、临床治疗和预后评估中具有重要作用。

1.2 CMR在缺血性心肌病中的应用

缺血性心肌病的主要原因是冠心病，冠心病主要包括无症状心肌缺血、心绞痛、心肌梗死、缺血性心肌病和心源性猝死。冠状动脉造影技术(coronary arteriongraphy, CAG)仍是诊断冠心病的金标准，但CAG检查属于侵入性操作，具有一定并发症风险。CMR作为一种无创性检查方法，其可以准确地识别心脏解剖结构、双心室功能、心肌活性和心肌灌注，因此被广泛应用于缺血性心脏病的诊断与预后评估。CMR灌注成像诊断冠心病具有较高的敏感性和特异性，国际指南也推荐CMR灌注成像用于诊断具有中高危因素的冠心病胸痛患者[7]。Henningsson等[8]使用影像导航CMR和CAG对31例冠心病患者的进行诊断性评估，结果显示CMR对冠心病患者诊断的敏感性和特异性分比为86%和83%；对冠状动脉病变节段诊断的敏感性和特异性为73%和95%；对冠状动脉病变血管的诊断敏感性和特异性为80%和92%。此外，CMR可以将急慢性心肌梗死与其他原因(心包炎和主动脉夹层)引起的胸痛区分开来[9]。在急性心肌梗死时，使用CMR评估心肌损伤继发水肿，水肿心肌表现为信号强度增高，可在症状发生后30min内检测到，提示CMR可用于心梗的早期诊断[10]。在慢性缺血性心脏病中，CMR已成为检测心肌瘢痕的金标准方法，梗死心肌中LGE信号强度显著增高，纤维化可从心内膜下延伸至心外膜[11]。上述结果表明，CMR在冠心病的早期诊断与鉴别诊断中具有重要应用价值。

1.3 CMR在非缺血性心肌病中的应用

非缺血性心肌病是临床常见的一大类心肌疾病，包括肥厚型心肌病、扩张型心肌病和限制性心肌病以及心肌炎等。CMR凭借其对心脏结构和功能的综合评估，CMR可明确非缺血性心肌病的存在及其类型，还可用于评估非缺血性心肌病的严重程度以及疾病预后和危险分层评估[12]。

1.3.1 CMR在扩张型心肌病中的应用

近年来，CMR已成为诊断和评估扩张型心肌病(dilated cardiomyopathy, DCM)的重要检查方式。在LGE-CMR检查中，DCM心肌中层存在延迟强化改变，而缺血性心肌病表现为心内膜下存在LGE[12]，因此利用上述特点，LGE-CMR可以鉴别诊断DCM与缺血性心肌病。Chin等[13]研究表明，运动负荷CMR还可用于鉴别诊断可疑无症状DCM与生理性运动引起的心室重塑。此外，LGE的存在和程度往往与DCM患者预后相关。Halliday等[14]研究发现，与无LGE患者相比，DCM患者存在中壁LGE患者发生心源性猝死率和全因死亡率显著增加；另外，中壁LGE可以预测左心射血分数(LVEF)≥40%的DCM患者心源性猝死的风险显著增加。上述研究结果提示，CMR对DCM的诊断、风险分层及预后评估具有重要临床意义。

1.3.2 CMR在肥厚型心肌病中的应用

肥厚型心肌病(hypertrophic cardiomyopathy, HCM)是最常见的遗传性心肌病，临床中常用超声诊断HCM，但随着CMR的发展，该技术也广泛应用于HCM的诊断和预后评估[12]。有研究报道LGE-CMR有助于HCM的诊断和风险分层。与超声心动图相比，CMR能更精确地测量左心室壁厚度，特别是在超声心动图不易显示的心尖部节段[15]。50%-60%HCM患者表现出LGE的延迟，LGE与肥厚心室心肌结构出现局灶性异常粗大相关，其是由纤维化导致间质扩张所致[15]。此外，一些研究表明LGE-CMR可对HCM患者预后做出推测[15,16]。LGE的存在及程度与HCM患者心源性猝死风险增加及不良结局(心力衰竭)的发生密切相关[16,17]，并且当LGE阳性心室面积≥15%时，LGE与HCM患者心源性猝死风险增加2倍有关[16]。

1.3.3 CMR在急性心肌炎中的应用

虽然心内膜活检是心肌炎诊断的“金标准”，但心肌活检的有创性及活检范围局限限制了其临床应用。近年来，CMR技术发展迅速，其不仅能对心脏的结构和功能异常进行综合评价，还能够对心肌炎症期间组织不同病理变化(水肿、充血/炎症和纤维化)进行可视化[18]，因此CMRI已成为诊断急性心肌炎的一种很有前景的影像检查技术。在对129例可疑急性心肌炎患者进行心肌活检和CMR检查中发现，T1 mapping的诊断效能最佳，其曲线下面积(area under the curve, AUC)为82%，T2 mapping的AUC为81%，路 易 斯 湖 标 准[19]的AUC为56%。最新的2018版《非缺血性心肌炎症心血管磁共振检查专家共识》提出，急性心肌炎的诊断要符合至少一个水肿敏感的序列(T2加权成像或者T2 mapping)以及至少一个基于T1序列(T1 mapping，LGE)，且两者同时出现异常方能做出诊断[20]，其对2009年提出的路易斯湖标准做出一定的更新，有利于提高急性心肌炎诊断的准确率。综上所述，CMR不仅能够识别急性心肌炎心脏形态和功能异常，而且能够直接观察心肌炎症时不同病理改变，因此CMR已成为急性心肌炎最佳的无创性诊断方法。

1.4 CMR在心房颤动中的应用

心房颤动(atrial fibrillation，AF)是临床常见的心律失常疾病，在老年人中发病率高，除了严重影响患者生活质量外，还可增加脑卒中和死亡的风险[21]，AF会引起电生理异常和心房重构，并最终导致心房细胞凋亡和心房纤维化[22]。因此，早期检测出心房基质病变对AF的诊治和预后具有重要意义。最新的CMR技术可显示心脏三维形态结构，准确显示心房基质变化情况，并精准量化左心房纤维化程度，便于评估AF疾病进展以及指导治疗。磁共振延迟成像(DE-CMR)根据左心房LGE信号程度将AF心房纤维化分为四级[23]，AF患者不同的分级通过采用不同的治疗方案，如Ⅰ级可选择射频消融，Ⅳ级采用保守药物治疗[24]。CMR测量的心房纤维化可作为AF相关脑卒中风险评估的重要预测因素。King等[25]纳入1228例AF患者进行LGE-CMR检查，对心房纤维化程度进行量化评估，结果表明左心房LGE信号强度越高，AF患者发生心脑血管不良事件的风险越高。此外，Csécs等[26]研究表明，射频消融术前LGE-CMR所测的LGE是术后复发的独立预测因素。上述研究结果进一步表明，CMR可用于AF诊治、预后评估以及射频消融术后复发预测。

1.5 CMR在主动脉疾病中的应用

主动脉夹层和主动脉瘤是临床常见的主动脉疾病。主动脉夹层和主动脉瘤的诊断通常采用超声、CT和DSA等影像学方法，但CMR在主动脉夹层和主动脉瘤的诊断和预后评估也表现出较大优势。CMR可以无创地可视化显示主动脉血管腔结构和和病变血管受累情况，能准确识别真假血管腔[27]，并可对血流动力学参数进行定量分析[28]。CMR也可以用于慢性主动脉夹层的随访，通过检测假腔流动性、假腔血栓形成情况以及定量血流动力学参数评估患者预后[29]。利用4D flow MRI对真腔和假腔血流参数进行定量分析，还可以预测主动脉夹层破裂风险[30]。同样，CMR也可用于评估主动脉瘤术后并发症的评估。相比于CT和DSA，4D flow MRI可以更好地显示主动脉瘤腔内修复术后各种植入式假体和内漏的解剖结构和功能信息以及瘤体内结构[31]，还可预测主动脉瘤修复术后瘤体囊腔扩张风险[32]。基于上述特点，CMR已成为主动脉疾病诊断及预后评估的常用无创性检查方法。

1.6 CMR在心脏瓣膜疾病中的应用

随着人口老龄化和心衰发病人数增加，越来越多人患有与瓣膜性心脏病相关的并发症。CMR不仅提供对心脏解剖、功能和心肌组织特征的综合信息，也可鉴定和量化心脏瓣膜疾病，因此被广泛用于评估心脏瓣膜病。Chele等[33]研究发现，MRI与超生心动图对主动脉关闭不全的诊断和分级具有良好一致性，MRI对主动脉关闭不全相关患者的诊断敏感性为100%，特异性为95%。此外，四维血流核磁共振(4D flow MRI)可全面提供心脏血流动力学相关信息，可视化展示和定量评估瓣膜狭窄和反流情况[34]，这些血流动力学参数可用来评估患者预后和明确狭窄患者手术治疗时机[30]。Cavaliere等[35]研究显示，T1 mapping和CMR特征跟踪技术还可用来识别二尖瓣脱垂患者亚临床左心室结构改变。上述研究表明，CMR作为超声心动图诊断心脏瓣膜疾病的一种重要补充，逐渐成为心脏瓣膜疾病诊治的重要检查手段。

1.7 CMR在心包疾病中的应用

既往心脏彩超是诊断心包疾病的首选诊断工具，但缺乏对心包结构和心脏功能进行综合评估。CMR能够提供心包形态、周围结构、组织特征以及心包活动和心包层融合方面的信息，且能对心包水肿和炎症进行可视化展示[36]，其逐渐成为诊断心包疾病的最佳检查方法。据报道LGE-CMR对心包炎症具有较高敏感性[37]，且还可评估心包炎症和坏死的严重程度和检测心包疾病所致的血流动力学变化。CMR也是诊断缩窄性心包炎的首选检查方法，其诊断准确性高达90%，且能鉴别缩窄性心包炎与限制性心肌病[38]。CMR也用于罕见的先天性心包疾病的诊断，并可明确心包肿块的良恶性[39]。此外，通过CMR对心包炎症的综合评估可以指导心包炎的抗炎药物及免疫调节剂的使用并反馈心包炎对治疗的反应以及明确心包瘢痕切除的时机。

1.8 CMR在先天性心脏病中的应用

近年来，我国先天性心脏病的发病率呈现增高趋势，其严重危害患者健康，因此及时诊断和术前评估对于治疗决策和改善预后非常重要。虽然经胸超声心动图仍是诊断和评估先天性心脏病的检测手段，但是CMR在复杂先天性心脏病或成人患者诊断和指导治疗方面具有较大优势。CMR不仅能提供超声心动图所不能显示的心内外及血管详细解剖结构和心室功能以及血流参数信息，还能对超声心动图所不能检测的右心室进行准确评估[40]。利用CMR定量检测肺循环血流量与体循环血流量比值(Qp∶Qs)以评估静脉窦型房间隔缺损患者肺静脉异位引流程度，可以帮助明确患者手术或导管介入的治疗时机[41]。同样，CMR有助于明确罕见先心病埃博斯坦畸形(Ebstein’s anomaly, EA)的修复手术的适用性[42]，还可预测EA成人患者主要心血管不良事件风险[43]。此外，有研究表明，3.0T CMR中T1值可作为反映体循环功能性右心室心肌损伤的敏感标志，且可预测体循环功能性右心室不良心血管事件风险[44]。综合上述研究表明，CMR在复杂先天性心脏病的临床评估、诊治和预后评估方面具有较高的临床价值。

2 小结

近年来，CMR作为一种无创性影像检查方法，在心血管疾病的诊断、治疗及预后评估等方面发挥了不可替代重要作用。虽然CMR技术在我国发展相对滞后以及存在一定不足，如缺乏统一操作标准，应用相对不规范，显影时间较长和某些禁忌证等可能会限制CMR的临床应用；但随着CMR在国内应用逐渐普及，规范化操作指南的制定，新技术新设备的发展更新，CMR操作将更加规范合理，扫描时间逐渐缩短，其在心血管疾病诊疗评估等方面必将给我们提供更全面、更精准信息，CMR在心血管疾病的临床应用前景非常广阔。