孙文静 综述 孙林 赵新湘 审校

(昆明医科大学第二附属医院心内科，云南 昆明650000)



心脏核磁共振在急性心肌炎中的研究进展

孙文静 综述 孙林 赵新湘 审校

(昆明医科大学第二附属医院心内科，云南 昆明650000)

心肌炎是由感染或非感染性疾病引起的心肌组织的炎症反应。在心脏猝死的尸检中心肌炎检出率为12%，因此早期准确诊断心肌炎及评估病情程度显得尤其重要。心脏核磁共振对评估疑似心肌炎患者成为一种非侵袭性的基本诊断工具，具有多参数、多方位的成像特点，具有良好的软组织对比度和高空间分辨率，不仅能显示心肌损伤部位、范围，而且能很好地显示心肌水肿程度及心功能情况，对心肌炎有着较大的潜在诊断价值，且对心肌炎的预后评价也有重要价值。

心肌炎；心脏核磁共振；延迟增强

1 发生率及病因

心肌炎是一种相对较为常见的影响心肌的炎症性疾病。据报道，心肌炎在年轻的成人猝死中已达到12%[1-4]，是其他心肌病如扩张型心肌病、致心律失常性右室心肌病一个重要的潜在病因。在平素健康患者中，感染性疾病在心肌炎患者中占了大多数，通常是因为病毒直接感染或是因为病毒感染后介导的免疫反应所致，心肌炎也可由可逆性或不可逆性损伤、缺血或机械损伤、与药物相关的炎症、移植排斥或其他免疫反应所致。其中病毒感染是人类心肌炎最主要的原因[5]。

2 病理生理过程及其症状和诊断

心肌炎的发病特点在早期损伤后，局部和全身免疫反应激活细胞因子和免疫B淋巴细胞，另外还有白细胞损伤及抗体的产生。虽然不同病因在发生病理生理学过程中激活的细胞及分子不同，但是细胞浸润、水肿、程序性细胞死亡及晚期的纤维瘢痕是共同常见的特征。心肌炎临床表现形式呈多样性，从无明显的症状、轻微的呼吸困难或胸痛到可导致危及生命的心源性休克及猝死。急性心肌炎患者可表现急性胸痛，心电图表现ST-T段抬高，肌钙蛋白升高，类似急性冠状动脉综合征表现，但行冠状动脉造影，冠状动脉正常。急性心肌炎诱发冠状动脉痉挛是一种罕见的关联，尤其是细小病毒B19，此病毒影响内皮细胞，和冠状动脉痉挛有关。然而冠状动脉血管平滑肌细胞功能失调导致变异型心绞痛与冠状动脉粥样硬化冠状动脉痉挛所表现的心绞痛相似[6]。虽然部分患者可通过临床表现、心肌损伤标志物、心电图、心脏超声及心内膜心肌活检最终诊断为心肌炎，但由于各自局限性而容易漏诊误诊，因此核磁共振成像已逐渐应用于心肌炎的定性和定量诊断，心脏核磁共振成像用于心肌炎的诊断和鉴别诊断。临床特征类似心肌梗死的心肌炎患者应用核磁共振成像的诊断效果最佳[7]。心脏核磁共振成像临床诊断表现类似急性冠状动脉综合征，但冠状动脉造影未见冠状动脉阻塞病变的心肌炎患者仍是一巨大挑战[8]。在进行心脏导管检查后早期行心脏核磁共振成像检查，基于核磁共振成像诊断和最终参考诊断，最终达成高度一致性。

3 核磁共振成像检查心肌炎损伤心肌的原理方法

心脏是一个结构复杂、不断跳动的脏器，获得清晰的心脏核磁共振成像图像，需要足够的时间分辨率及空间分辨率，快速核磁共振心脏成像技术结合心电门控及屏气技术，可用于心脏形态结构、心室功能、心肌灌注及心肌活性等检查。

心脏形态平扫常用黑血序列及亮血序列，如自旋回波序列(SE)、回顾性心电门控真稳态进动快速成像序列(trueFISP)等，这些序列具有较高的空间分辨率，可一次屏气短时间内多层成像，快速显示心脏结构，也可电影成像，显示心动周期内不同时相的心脏结构。心脏电影采用true FISP采集图像，主要用于观察心脏运动功能；首过灌注使用高压注射器以5 mL/s的速率注射造影剂钆喷酸葡胺(Gd-DTPA)0.08 mmol/kg，随后注射等量0.9%氯化钠液，选用选择梯度回波快速小角度激发(Turbo-fast low-angel shot,Turbo FLASH)序列扫描采集图像；延迟增强扫描在首过灌注5 min开始进行扫描，可选择相位敏感重建的反转恢复(phase-sensitive inversion recovery,PSIR)序列进行扫描。

延迟增强在心脏核磁共振检查中发挥重要作用，延迟增强时，对于正常组织，对比剂由血管进入组织细胞间隙而不再进入细胞内。心肌炎病变时，由于细胞膜的完整性遭到破坏，导致细胞膜通透性增高，对比剂可自由地进入细胞内部，并逐渐聚集，即形成延迟强化表现，病变后期，纤维瘢痕组织形成，心肌细胞坏死，导致细胞外间隙容纳更多的对比剂，根据强化程度，可初步判断病变的严重程度及其预后情况。在对心肌炎患者进行核磁共振成像扫描时，在对比剂注入人体5 min、10 min、15 min时进行扫描，可见其强化程度逐渐递减，对心肌梗死的患者其强化程度保持相对稳定。因此对心肌炎患者进行延迟增强扫描推荐在注射对比剂约5 min时进行[9]，这也是导致不同研究中报道的心肌炎强化程度不一的原因之一。

4 核磁共振成像的优势及其他方法在诊断心肌炎中的价值

4.1 核磁共振成像的优势

心脏核磁共振成像作为一种非侵袭性的心肌炎诊断工具，具有以下优势：(1)具有多参数、多方位的成像特点，具有良好的软组织对比度和高空间分辨率，不仅能显示心肌损伤部位、范围，而且能很好地显示心肌水肿程度，对心肌炎有着较大的潜在诊断价值，早期可对心肌炎做出诊断及病情评估。(2)心肌炎主要表现为水肿、充血和毛细血管渗出、坏死和纤维化，这些组织学上的变化导致核磁共振成像心肌信号的改变，心脏核磁共振成像目前已成为诊断心肌炎的重要工具。(3)延迟增强技术还可用于心肌炎的预后评估[10]及长期随访[11]。(4)临床实验研究最近已集中于确立使用核磁共振超越其作为精确诊断工具的实验研究，集中于指导治疗策略和高风险患者的鉴别[12]。(5)通过对心肌瘢痕面积及瘢痕灶的形态鉴别心肌梗死与心肌炎[13]。

4.2 心内膜活检在诊断心肌炎中的价值

大多数临床医生认为心内膜活检技术是诊断心肌炎的金标准。Dallas标准描述心肌炎患者心肌损伤部位有淋巴细胞浸润，但无心肌缺血表现；心内膜心肌活检对决定心肌病潜在病因学诊断有价值，但对心脏灶状病变诊断敏感性较低，常规透视引导下心内膜活检敏感性较低(10%～22%)(美国心脏病协会，1984年)。Liang等[14]报道，电描记图引导异常靶点心内膜活检可提高检测异常病理结果的诊断率。但心内膜活检导致很多并发症，比如心脏穿孔、心包压塞，并发症的发生率为0.1%～0.5%[15]，除此之外，以上所有并发症共同发生的概率为6%(美国心脏病协会，1984年)。较低的敏感性及心内膜活检操作过程中相关的并发症限制了它在心肌炎诊断中的使用；因此，作为一种侵入性检查，较低的敏感性及较高的并发症，心内膜活检现在很少用于心肌炎的诊断。

4.3 超声心动图在心肌炎诊断中的作用

二维超声心动图可以观察心脏大血管的形态结构，了解心脏收缩功能和瓣膜的形态及运动，评价左心功能，测定心脏血流参数，对心肌炎有一定的诊断价值。超声心动图对心肌炎患者心脏的研究，通常通过评价异常心肌节段的收缩功能间接判断心肌损伤、室壁增厚及心包积液等情况，其准确性较高且方法简便。超声心动图的诊断价值受限于以下事实，很多不严重的心肌炎患者有正常的超声心动图表现，高度可变的超声心动图检查缺乏特异性，超声心动图未能直接检测出心肌灌注情况，反映出心肌炎损伤的部位及受损程度。

4.4 核医学在诊断心肌炎中的价值

曾有报道核医学检查是诊断心肌炎的一种敏感指标。它的原理为用核素药物，常用的核素药物为201Tl。201Tl的生物特性与K+相似，通过Na+-K+-ATP酶的主动转运及被动扩散被心肌细胞摄取。201Tl被心肌细胞摄取，将不断进行交换而透过细胞膜。其分布与心肌局部血流量成正比，因此可反映心肌细胞膜通透性完整与否以及心肌细胞是否有活性。病毒性心肌炎主要以病毒直接侵犯心肌和心内小血管的方式致病，心肌发生微循环障碍，心肌细胞膜通透性改变，导致心肌摄取201Tl能力下降，清除加快，且受累心肌以多灶性变性为主，心肌灌注显像图像上与正常心肌或病变较轻的心肌相间显示，因此典型的心肌显像表现为“花斑样”改变。其图像类型主要有四种：(1)放射性分布均匀；(2)弥漫性不均匀，花斑样改变；(3)花斑样改变伴缺损区；(4)花斑状伴局限性浓集区。通过上述检查可以评价心肌受损程度和部位，但由于乳腺及胸大肌造成的前壁衰减、膈肌和肝脏引起的下后壁衰减以及技术因素等，易引起201Tl心肌显像呈假阳性[16]。核医学技术也受到了先前提到的限制示踪剂利用，较差的分辨率及辐射问题的阻碍，在目前的临床实践中，核医学技术已很少用于心肌炎诊断。

5 心脏核磁共振对心肌炎心脏功能评估、鉴别诊断及定量评价

心脏核磁共振成像诊断心肌炎一方面可对心肌形态结构改变进行评估，另一方面可对心脏功能进行评估。

5.1 心脏形态学的评估

由于心肌炎出现心肌细胞水肿、坏死纤维化组织学变化，因此会导致局部心脏室壁运动减弱，心脏核磁共振电影成像可以发现室壁运动异常的区域，其室壁运动异常区域与延迟强化区域相对应，di Bella等[17]研究结果还显示延迟强化区与室壁运动异常区具有相关性。延迟增强成像在室壁间和/或心外膜下心肌可表现为片状或灶状强信号区。急性心肌炎和急性心肌梗死均可出现延迟强化，临床需进行鉴别。研究表明，根据延迟增强的部位和程度鉴别，有助于区别缺血性和非缺血性心肌病。心肌冠状动脉闭塞15 min左右开始出现心肌细胞坏死，由心内膜下层开始逐渐向心外膜移行，直到累及心肌全层，心肌梗死显示心内膜下均匀分布的延迟强化是缺血性心肌病特征表现[18]。而非缺血性心肌病如心肌炎等延迟强化位于心外膜下和肌壁间。因此，延迟强化的形态、程度及位置有助于区分原发性心肌病和缺血性心肌病。2012年Stensaeth等[19]对心肌炎患者研究后得出结论：急性心肌炎延迟强化常位于左心室心外膜下和肌壁间。Gahide等[9]应用核磁共振进行缺血性心肌病和心肌炎的对比研究，显示心肌炎表现为心外膜下延迟强化，其分布与冠状动脉走行关系不大[20]。

5.2 心脏功能的评价及临床应用

心肌炎患者，由于出现心肌细胞水肿、变性、不同程度的坏死及纤维化，可出现局部心肌收缩舒张功能减退、室壁运动障碍、室壁增厚率降低、心脏射血分数(EF)下降(EF<55%)及左心室质量下降等情况。用特定软件可计算出上述指标，参数采集图选用EF值图、左室容积图。延迟增强是一种非常强大的心脏核磁共振成像技术，定量延迟增强区域及瘢痕所占心脏容积百分比最近已在临床试验中作为对心功能恢复、心律失常及心脏猝死的预测工具[21]。最近若干项研究已表明，延迟增强成像可预测多种疾病过程中其表现特征及病变程度。延迟增强使用对缺血性及非缺血性心肌病患者进行危险分层及预后特征的评估，针对危险分层和预后特征来指导管理患者。

5.3 定量评价

图像分析左心室心肌分段采取美国心脏协会左室壁标准[22]，用于分析心脏常选用左心室17阶段法[23]。17阶段法即分别选取左室经二尖瓣(心脏基底部)(6段)、乳头肌(心脏中间部)(6段)、心尖部(无乳头肌但仍有心腔)(4段)和无心腔的心肌组织(为第17段)4个层面[22]。心肌强化区可以测量强化区占全心肌的相对强化程度，运用特定软件勾画出心肌内外膜直径来进行自动定量测定[24]。通过软件测出每一阶段心肌延迟强化区域的面积，计算出其占总心肌的比值，从而可以分析延迟强化在左前壁、左侧壁、左下壁及间隔部中的好发情况[25]。

6 小结与展望

随着核磁共振方法学突飞猛进的发展，核磁共振在心肌炎应用方面非常有用。延迟增强扫描技术能提高正常心肌与心肌水肿、坏死、纤维化的信号强度对比。心脏核磁共振成像对心肌炎诊断敏感性较其他方法更有优势，尤其对于发生急性胸痛，心电图可表现为ST段抬高或非ST段抬高，血清肌钙蛋白升高且冠状动脉造影未见明显异常患者，心脏核磁共振延迟增强技术用以鉴别缺血性心肌病和非缺血性心肌病已成为金标准。且随着硬件和线圈技术的不断提高，成像的质量与诊断率也越来越一致，延迟强化情况与临床表现相结合有利于预测患者的疾病进展情况。但是，心脏核磁共振也有一定的局限性，比如，心肌病变需要达到一定的程度才可能在核磁共振成像上表现出来，太小的病变由于空间分辨力有限及心脏扫描过程中心脏的搏动及呼吸运动等因素可能造成伪影形成而不能显示或显示不佳。在动物实验研究中发现，在病理组织切片检查中，心肌损伤范围达到或超过横断层面5%时[26]，延迟强化才可以显示，所以当空间分辨力提高、部分容积效应减弱后更有利于心脏延迟强化的显示。随着核磁共振成像的不断优化，目前对组织定性的指标比如钆剂排除时间分辨的评估、参数成像的新进展，及影像学标准与血清标志物相结合越来越提高心脏核磁共振的实用性。

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Evolution of Cardiac Magnetic Resonance Imaging in Acute Myocarditis

SUN Wenjing,SUN Lin,ZHAO Xinxiang

(Department of Cardiology,The Second Affiliated Hospital of Kunming Medical University,Kunming 650000,Yunnan,China)

Myocarditis is a disease characterized by the inflammation and damage of the myocardial tissue caused by infection, toxins, diseases and much more. Myocarditis is detected in 12% of autopsies as being the reason for sudden cardiac deaths.Therefore it is especially important for there to be early and accurate diagnosis, treatment and assessment of the extent of myocarditis. Cardiac magnetic resonance imaging is a noninvasive diagnostic tool for the assessment of patients with suspected myocarditis. Cardiac magnetic resonance imaging offers a multi-parameter and multi-aspect imaging characteristic with an excellent soft tissue contrast and high spatial resolution. It shows the location and the extent of myocardial damage, as well as the extent of myocardial and heart function. Cardiac magnetic resonance imaging has a greater potential diagnostic value for myocarditis and for the prognostic evaluation of myocarditis.

myocarditis; cardiac magnetic resonance; delayed enhancement

国家自然科学基金资助项目(81260213)

孙文静(1987—)，在读硕士，主要从事心血管疾病的研究。Email：786638114@qq.com

孙林(1972—)，教授，博士，主要从事心血管疾病、冠状动脉介入技术的研究。 Email：sunlinkm@sina.com

R541.4；R543.3+

A

10.3969/j.issn.1004-3934.2015.05.026

2015-04-21