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2022年1月14日整理发布:CMR在心力衰竭病因学诊断

导读 2022年1月14日整理发布:心脏磁共振(cardiac magnetic resonance,CMR)通过多参数成像能够对心脏的结构、功能、血流及组织特征进行一站式

2022年1月14日整理发布:心脏磁共振(cardiac magnetic resonance,CMR)通过多参数成像能够对心脏的结构、功能、血流及组织特征进行“一站式”评估,且无创、无辐射。对比其他影像检查方法,CMR不仅是评估心脏结构和功能的金标准,而且借助其独特的组织学特征能够在体显示心肌充血、水肿、坏死和纤维化等病理学改变。

随着T1mapping、细胞外间质容积分数(extracellular volume fraction,ECV)以及心肌应变等CMR新技术的应用,不仅能够在宏观上显示肉眼可见的结构、功能及组织学的改变,还能够更早识别心肌微观结构异常。上述这些特点使得CMR在心力衰竭的病因诊断及预后评估中具有重要价值,并在临床前期或亚临床病变诊断中发挥指导作用。

1.CMR在心力衰竭病因学诊断、预后判断及危险分层中的价值

心力衰竭的病因种类繁多,2016年欧洲心脏病学会(ESC)发布的急、慢性心力衰竭诊疗指南中推荐CMR为Ⅰ类检查,用以评估超声诊断不明确以及需要行右心功能评价的心力衰竭疾患。其原因在于超声尽管简便易行,但声窗受限且具有操作者依赖等缺点;而MR成像视野大、空间分辨力高,同时具有类似超声的多平面扫描以及实时动态追踪心脏运动变化的能力,更重要的是其具有很高的组织分辨力。

冠心病是心力衰竭的常见病因。目前临床广泛应用的冠状动脉CT成像对于诊断冠状动脉阻塞性病变具有良好的阴性预测价值,避免了低中危冠心病病人接受不必要的有创性检查,故被称为冠状动脉造影的“看门人”。相比CT,CMR能够在组织学层面评估心肌缺血损伤。心肌梗死的基本病理学改变通常为心肌水肿、坏死(急性期)及瘢痕组织(慢性期)。通过MRT2WI能够显示水肿范围,通过钆对比剂延迟强化(late gadolinum enhancement,LGE)能够识别心肌坏死和纤维瘢痕。

无论是急性还是陈旧性心肌梗死,其延迟强化均表现为自心内膜向心外膜方向发展,出现心内膜下或透壁性强化,并且与罪犯血管分布一致,这也是缺血性和非缺血性心肌病的鉴别要点。此外,对于心肌梗死后心尖室壁瘤及附壁血栓的检出,CMR亦优于其他影像检查。

不仅如此,CMR还在心肌梗死病人的预后判断和危险分层方面发挥着重要作用。通过比较心肌水肿和心肌坏死范围能够显示可挽救心肌,差值越大提示存活心肌成分越多,再血管化治疗效果越好;而延迟强化越重的病人发生心力衰竭和死亡等不良心血管事件的风险越高。有研究表明,LGE面积>10%和LGE面积>24%的病人,其死亡率分别是LGE面积<10%病人的1.6倍和2.4倍。此外,CMR还能够显示心肌再灌注损伤,包括心肌内出血和微血管阻塞。

通过进一步评估梗死心肌LGE的不均质性,CMR还能够识别心肌梗死后室性心律失常发作的“底物”,帮助临床筛查有猝死危险的病人,为埋藏式心律转复除颤器的植入提供影像学依据。与冠心病不同,非缺血性心肌病延迟强化类型迥异,各具特点。通常扩张型心肌病表现为室间隔肌壁间强化,急性心肌炎表现为左室游离壁心外膜下和/或室间隔肌壁间带状强化,肥厚型心肌病表现为室间隔右室壁插入处或肥厚心肌内结节样强化,心肌淀粉样变表现为广泛心内膜下线状强化或弥漫性粉尘样强化,法布里病(Fabry病)的心肌强化则出现在左室侧壁近段肌壁间。

更重要的是,无论心肌纤维化表现形式如何,LGE的存在和程度均与不良心血管事件的发生密切相关,这些信息将为心力衰竭病人的诊断、治疗及预后风险评估提供可靠的循证医学依据。

2.CMR在心力衰竭分型及亚临床心力衰竭早期诊断中的价值

心肌间质纤维化和细胞外间质容积增大是多数心力衰竭病人早期共同的病理生理学特征,这种微观重构通常先于心脏大体结构与功能的异常变化,因此常规检查方法无法识别,但却是亚临床心力衰竭病人关键的治疗靶点,这一特征以往只能通过心肌活检或尸检获得,显然无法满足临床早期诊断需求。

随着T1mapping和ECV等新技术的日渐成熟,能够通过计算心肌组织的T1值和ECV值等在体反映心肌间质纤维化和细胞外容积情况。因此,通过动态监测心肌T1值和ECV值变化趋势可了解心力衰竭的发展进程,而通过发现临床前期的病理生理学变化可适时实施预防性治疗。

心力衰竭的临床进程往往可以划分为A、B、C、D共4个阶段。其中,A和B阶段为亚临床心力衰竭,即病人从未出现过心力衰竭,伴或不伴心脏结构重构(如心肌肥厚、心脏扩大等);C和D阶段为心力衰竭,其中C阶段又包括射血分数保留型心力衰竭(heart failure with preserved ejection fraction,HFpEF)和射血分数降低型心力衰竭(heart failure with reduced ejection fraction,HFrEF),D为终末期心力衰竭。以高血压病人为例,A阶段时病人心肌通常已经出现T1值和ECV值升高,但心脏结构和功能基本正常,此时CMR已能够探测微观重构变化。当发展到B阶段,病人心肌T1值和ECV值进一步升高,相比超声,CMR成像能够更敏感、清晰地显示心肌增厚并测量心肌质量。

当进展到心力衰竭阶段,不仅心肌T1值和ECV值显著升高,而且通过常规的MR电影扫描能够全面显示心脏结构、功能与组织学变化,进一步结合CMR心肌应变技术还能够区分HFpEF病人心室收缩及舒张功能异常。

更重要的是,心肌T1值和ECV值升高与各类心脏疾患病人发生心力衰竭及死亡等不良心血管事件密切相关,通过持续监测病人的心肌纤维化程度,有助于临床制定最佳的治疗时机,延缓甚至逆转心力衰竭进程。例如,对于主动脉瓣关闭不全的病人,如何选择合适的换瓣时机一直是医学界争论的焦点。

目前越来越多的研究者支持早期实施瓣膜置换术,这对青壮年病人尤其重要。因为研究者们发现在病人达到换瓣指征之前,其心肌纤维化程度往往已经不容小觑,心室重构不再可逆,即便换瓣也已无法逆转心力衰竭进程,而MR定量瘢痕识别技术能满足这一临床需要。

此外,应用T2*mapping技术,CMR还可以诊断各类原因所致的心肌铁沉积,包括血色素性心肌病、地中海贫血长期输血以及心肌内出血等,典型表现为心肌T2*值降低;当T2*值<10ms(1.5T场强下)提示心肌铁过载高风险。

近年来,CMR还被用来评估抗肿瘤治疗的心脏毒性反应。借助MR参数定量技术量化放化疗期间心肌微循环损伤、心肌缺血和心肌细胞死亡等心肌组织学变化,能够早期识别亚临床心肌损伤,及时调整抗肿瘤治疗方案。

3.优势与挑战

CMR的组织学成像特点具有拟病理学特征,即所谓的“病理影像化”技术。相比其他影像学检查,CMR在心力衰竭病因诊断、预后判断及亚临床心力衰竭筛查中发挥着不可替代的重要作用,是未来心力衰竭规范化诊疗流程中不可或缺的环节。

但是,目前也面临着一些挑战:

①由于CMR成像时间长、序列多,需要针对不同种类的心脏疾患制定个性化成像方案,这对技术人员和诊断医生都有很大的挑战性。因此,我们一方面需要强化CMR操作和诊断技能培训,促进CMR技术下沉,提高医师的诊断水平;另一方面也需要临床医生重视CMR在心力衰竭诊断中的价值,只有这样才能从根本上促进CMR技术的应用开展和普及。

②CMR新的参数定量技术,尤其是T1mapping和ECV等在心力衰竭中的应用价值仍待进一步完善以及循证医学证据支持。目前我国关于心力衰竭CMR的研究仅覆盖心力衰竭种类的极小部分,并且多是单中心回顾性研究,针对亚临床心力衰竭的队列研究更是匮乏,因此迫切需要开展多中心、多学科的紧密合作,实施更多更大规模的临床试验论证,对于贯彻当前“防治结合,以防为主”的心力衰竭管理新理念意义重大。

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