3.0T心脏磁共振技术与病毒性心肌炎患儿心肌损伤、左心室结构关联性及对预后的影响

李梦远

(北京市石景山医院医学影像科，北京 100043)

病毒性心肌炎(viral myocarditis，VMC)是临床常见感染性心肌疾病，流行病学显示，病毒感染患者中约5%可累及心脏，特别是柯萨奇病毒、艾克病毒、骨髓灰质炎病毒等[1]。儿童自身免疫力发育不完全，极易受到外来病原菌侵袭，发病率较高，预后不佳，诊疗干预不及时会引起室性心动过速、休克甚至死亡[2]。早期准确评估病情、预测预后具有重要临床应用价值。肌钙蛋白T(cardiac troponin T，cTnT)、磷酸肌酸激酶同工酶(creatine kinase isoenzyme，CK-MB)、左心室结构均为VMC等心脏疾病的常用检查项目，相关研究表明，其具有高度敏感度和特异度，但心肌组织特征、心肌水肿等无明显表现[3]。近年来，随着影像学技术的发展进步，心脏磁共振(cardiac magnetic resonance，CMR)作为一种无创检查手段逐步应用于心肌炎诊断评估，能准确评价心脏功能、形态、组织学改变，在VMC等心血管疾病中具有明显优势[4]。但其对VMC患儿的预后效果评估需行进一步探讨与分析。基于此，本研究尝试探讨CMR测定T2比值、晚期钆增强(late gadolinium enhancement，LGE)范围与血清cTnT、CK-MB、左心室结构关联性及对预后的预测效能。

1 资 料 与 方 法

1.1一般资料 选取2017年2月—2020年6月我院收治的VMC患儿93例作为研究对象，均符合《儿童心肌炎诊断建议(2018年版)》中VMC的诊断标准[5]，主要诊断依据：①心功能不全、心脑综合征、心源性休克；②心脏扩大；③血清cTnT、CK-MB升高伴动态变化；④显著心电图改变；⑤CMR检查呈典型心肌炎症表现，包括T2加权像显示局限性或弥漫性信号，T1加权像显示早期钆增强，T1加权像显示至少1处非缺血区域分布的局限性晚期延迟钆增强；⑥自心内膜、心肌、心包穿刺液中分离出病毒或用病毒核酸探针检查到病毒核酸；⑦发病时间均<5 d。排除标准：①心肌病、先天性心脏病、心瓣膜病等心血管疾病；②非病毒性心肌炎，包括细菌性、真菌性等其他感染性及免疫介导、中毒性等非感染性心肌炎；③合并磁共振检查禁忌证；④合并肝肾肺等重要脏器功能障碍。根据6个月内是否出现不良事件分为预后良好组68例与预后不良组25例，2组性别、年龄、病程差异无统计学意义(P>0.05)，具有可比性。见表1。

本研究经医院医学伦理委员审核批准，所有患者及家属均知情同意并签署知情同意书。

表1 2组一般资料比较Table 1 Comparison of general data between two groups

1.2方法

1.2.13.0T心脏磁共振技术检测方法 所有患者均于入院时进行CMR检查。采用3.0T超导医用磁共振系统及18通道腹部线圈，并采用回顾性心电门控获取数据，扫描方案包括T2加权成像、延迟强化成像，设置扫描参数为重复时间=3 ms，回波时间=1.5 ms，翻转角=45 °，视野=220 mm×280 mm，矩阵=200×256，层厚=8 mm，层间隔=0，屏气扫描、自由呼吸扫描分别为1、3次信号采集；三反转恢复快速自旋回波序列用于SA位、HLA位加权成像，评估心肌水肿，在静脉注射0.1 mmol/kg钆喷钽酸铵前和注射后3 min内获得快速自旋回波序列强化前后SA位、HLA位加权成像；再次静脉注射钆喷钽酸铵，在7～10 min后采用3D相位敏感反转恢复序列进行SA位、HLA位、VLA位LGE成像。CMR表现为T2比值、LGE范围，T2比值测定方法：在T2高信号区域(心肌水肿区域)、所及层面骨骼肌区域分别取2个独立的感兴趣区，T2比值为水肿区域信号与骨骼肌信号强度比值，反映心肌水肿程度。LGE范围测定方法：对左心室短轴LGE图像进行分析，LGE阳性区域为心肌灰度阈值比正常心肌平均信号强度高5个标准偏差，再勾勒出左心室心内膜与心外膜，通过CVI 42软件自动计算出各节段LGE占相应节段的百分比及其面积。

1.2.2血清cTnT、CK-MB水平测定 采集肘静脉血2 mL，以3 000 r/min的速度离心10 min，离心半径为8 cm，采用化学发光免疫分析法测定，试剂盒购自基蛋生物科技股份有限公司。

1.2.3左心室结构测定 采用超声诊断仪测定舒张期室间隔厚度(inter ventricular septal thickness，IVST)、舒张末容积(end diastolic volume，EDV)、收缩末容积(end systolic volume，ESV)。

1.2.4治疗方法 入院后所有患者均给予常规治疗，包括黄芪注射液及利巴韦林抗病毒治疗，二磷酸果糖营养心肌，胸腺肽增强免疫，并积极预防治疗心力衰竭、心律失常等，尽量保持卧床静养。

1.2.5预后效果评估标准 6个月内出现病死、心脏移植、持续性室性心动过速、心室颤动、心肌炎复发、心力衰竭再入院为预后不良。反之为预后良好。

1.3观察指标 ①比较2组一般资料、cTnT、CK-MB、左心室结构指标。②比较3.0T CMR检查结果中T2比值、LGE范围。③采用Pearson线性相关系数分析T2比值、LGE范围与血清因子指标、左心室结构指标的关联性。④采用Logistic多因素回归分析分析VMC患儿预后不良的危险因素。⑤根据2组T2比值、LGE范围绘制ROC曲线分析联合检测对VMC患儿预后的预测价值。

1.4统计学方法 应用SPSS 24.0统计软件分析数据。计数资料比较采用χ2检验；计量资料比较采用独立样本t检验；相关性分析采用Pearson线性相关系数模型；影响因素确定采用Logistic进行多因素回归分析；诊断效能分析采用受试者工作特征(receiver operating characteristic，ROC)曲线，获取曲线下面积、置信区间、敏感度、特异度及截断值。P<0.05为差异有统计学意义。

2 结 果

2.12组观察指标比较 预后不良组暴发性心肌炎、低血压、快速性心律失常、使用肾上腺素治疗比例，cTnT、CK-MB、IVST、EDV、ESV水平，T2比值、LGE范围高于预后良好组，差异有统计学意义(P<0.05)，见表1。

表2 2组观察指标比较Table 2 Comparison of observation indexes between two groups

2.2T2比值、LGE范围与血清cTnT、CK-MB相关性 Pearson相关性分析结果显示，T2比值(r=0.780、0.770)、LGE范围(r=0.674、0.880)与血清cTnT、CK-MB呈正相关(P<0.05)，见图1。

图1 T2比值、LGE范围与血清cTnI、CK-MB相关性

2.3T2比值、LGE范围与左心室结构指标相关性 Pearson相关性分析结果显示，T2比值(r=0.528、0.494、0.605)、LGE范围(r=0.636、0.575、0.676)与IVST、EDV、ESV呈正相关(P<0.05)，见图2。

图2 T2比值、LGE范围与左心室结构指标相关性

2.4VMC患儿预后的影响因素分析 因T2比值、LGE范围与血清cTnT、CK-MB、IVST、EDV、ESV同时纳入Logistic回归方程时多重共线性较强(VIF=10)，故将血清cTnT、CK-MB、IVST、EDV、ESV剔除后重新构建Logistic回归方程，多重共线性变弱(VIF=3)。以VMC患儿预后作为因变量(预后良好=0，预后不良=1)，以暴发性心肌炎(否=0，是=1)、低血压(否=0，是=1)、快速性心律失常(否=0，是=1)、使用肾上腺素治疗(否=0，是=1)、T2比值(以所有患者平均值2.03为界：≤2.03=0，>2.03=1)、LGE范围(以所有患者平均值132.36 mm2为界：≤132.36 mm2=0，>132.36 mm2=1)作为自变量，进行Logistic回归分析，结果显示，暴发性心肌炎、低血压、快速性心律失常、使用肾上腺素治疗、T2比值、LGE范围是VMC患儿预后的影响因素(P<0.05)，见表3。

2.5T2比值、LGE范围对VMC患儿预后的预测价值 根据T2比值、LGE范围绘制ROC曲线，结果显示联合预测AUC值0.857大于T2比值0.805、LGE范围0.779，见表4、图3。

表3 VMC患儿预后的影响因素Table 3 Prognostic factors in children with VMC

表4 T2比值、LGE范围对VMC患儿预后的预测价值Table 4 Prognostic value of T2 ratio and LGE range in children with VMC

图3 T2比值、LGE范围对VMC患儿预后的预测价值

3 讨 论

据报道，VMC是由于病毒进入心脏引起心肌间质炎症细胞浸润、水肿充血、心肌纤维坏死等多种病理变化，造成心肌细胞免疫损伤，会引起心力衰竭、心功能受损等不良心血管事件的发生[6]。近年来随着医疗技术的进步，大部分VMC患儿预后良好，少数转归为慢性心肌炎，但仍有部分急性患者会出现心力衰竭症状，左心射血分数<40%，则4年内病死率高达56%[7]。因此，临床积极寻找准确预测VMC预后的指标具有重要临床意义。

血清学指标检测具有无创、操作方便、患儿依从性高的优势，其中cTnT在心肌损伤过程中会明显升高，能反映心肌损伤的微小改变，在顾熙东等[8]研究中已明确检测价值；CK-MB水平在心肌损伤或坏死疾病中浓度随着病情发展呈逐渐升高趋势，9～30 h内会达到高峰[9]。而通过心脏超声评估心脏各个房室体积、室间隔等参数，能进一步了解心脏异常结构，判断心脏功能。但活检组织检查中心肌炎患者仅有35%～45%患者出现血清cTnT、CK-MB水平升高[10]；且超声心动图在观察心脏形态、壁厚等指标在VMC病情程度较轻时处于正常状态，评估过程中均会出现一定误差。近年来，核磁共振成像技术在临床应用广泛，具有空间分辨率高、多参数成像、成像效果好的优势，能对心脏结构功能、心肌组织特性进行无创评估，目前在多种心脏疾病诊疗中应用广泛[11]。但对于儿童心脏疾病具有心脏结构小、心率快的检测难点，对CMR技术分辨率要求更高，且需使用自由呼吸扫描并消除伪影[12]。3.0T CMR技术以其信号噪声比、对比噪声比较高的优势，能满足儿童心脏疾病CMR扫描对空间、时间分辨率的要求[13]。3.0T CMR技术中T2WI能在不同时间获取多幅图像形成T2曲线，心肌损伤患儿发生心肌水肿，会升高心肌间质静水压，增加毛细血管压力，加重心肌细胞坏死，功能受损，而T2WI能准确反映心肌水肿程度，此时定量测定心肌组织T2比值会显著升高，且敏感度较高；LGE成像技术可评估心肌坏死与纤维化，对于VMC患儿LGE图像中高强度区域程度随时间降低，与心功能呈显著相关，LGE范围是心血管事件的独立预测因子。

在上述观点基础上，本研究分析T2比值、LGE范围与常规血清学、心脏结构功能指标的相关性，预后不良VMC患儿入院时心功能往往更差，会导致心脏扩大，血清cTnT、CK-MB明显升高，左心室结构IVST、EDV、ESV改变较预后良好VMC患儿更加突出，与白涛敏等[14]研究结果一致。同时对于3.0T CMR检测指标，心肌损伤会溶解细胞，释放细胞因子，引起免疫应答反应，增加炎性区域血管内血液容量，促进早期血管吸收对比剂，并快速分布至细胞间隙，对比剂信号增强，心肌组织特性指标均会明显升高[15-16]。因此，预后不良VMC患儿T2比值、LGE范围明显大于预后良好患儿，而血清cTnT、CK-MB水平呈逐渐升高趋势，心脏结构功能损伤程度也明显增加，与T2比值、LGE范围变化趋势具有一致性，呈明显正相关；且小面积LGE范围在心肌炎症反应中更加容易消失，则预后更好，进一步证实上述观点。最终，本研究对T2比值、LGE范围对VMC患儿预后的预测价值进行评估，通过绘制ROC曲线分析，T2比值、LGE范围联合预测AUC值大于单一预测(P<0.05)，表明联合应用预测价值更高，为临床VMC的评价提供可行性指标。

综上所述，3.0T CMR技术通过测定T2比值、LGE范围反映VMC患儿心肌水肿及纤维化程度，与心肌损伤、左心室结构具有密切关联性，可为病情评估及预后预测提供新途径。