夏黎明：定量多参数CMR在识别及监测暴发性心肌炎心肌水肿的研究

来源：磁共振成像传媒

李浩杰, 朱慧, 夏黎明. 定量多参数CMR在识别及监测暴发性心肌炎心肌水肿的研究. 磁共振成像, 2019, 10(12): 899-903.

夏黎明，武汉华中科技大学同济医学院附属同济医院放射科教授，博士生导师，放射教研室主任。

学术任职：中国医师协会放射医师分会常委兼影像人工智能专委会主委（筹备）、心血管影像专委会副主委，国际心血管磁共振学会中国委员会副主委，国际心血管CT协会（SCCT）中国区委员会副主委，中国研究型医院协会心血管专委会副主委，中国研究型医院学会肿瘤影像诊断学专业委员会常委，中国研究型医院感染附属专业委员会常委，中国医促会放射分会常委，中国医学装备协会磁共振成像装备与技术专业委员会委员及心胸组副组长，中华医学会放射学分会磁共振学组委员，中华医学会心血管病学分会影像学组委员，武汉医学会放射学分会主任委员，湖北省医师协会放射学分会候任主委，《磁共振成像》杂志编委。

心肌炎是导致年轻人猝死与形成扩张型心肌病最主要的原因[1-2]。暴发性心肌炎是急性心肌炎相对少见的一种类型，以病情进展迅速，很快出现血液动力学异常，需要早期使用机械辅助治疗为特点[3-4]。文献[5]报道，尽管早期临床症状较重，但只要度过危险期， 患者短期及长期预后较好。准确识别及监测心肌炎患者心肌炎性损伤情况对于临床决策选择具有重要影响。

虽然心内膜活检可以直接评估心肌炎性损伤情况，因存在并发症多、取样误差等原因，在临床上应用较少[6]。心脏磁共振(cardiac magnetic resonance， CMR)可以对心肌组织学特征成像，在心肌炎应用中越来越广。新的定量T1、T2 mapping技术可准确识别心肌水肿，在心肌炎诊断及病情监测中有较高价值[7-8]。心肌应变可以早期敏感评估心肌局部及整体功能，为患者提供较多重要信息[9-10]。然而，目前多参数定量CMR在暴发性心肌炎症活动性监测中未有研究报道。因此，本研究在暴发性心肌炎急性期及3个月随访时进行CMR检查，探讨多参数CMR是否能监测心肌炎性水肿改变，及鉴别急性期与愈合期暴发性心肌炎。

1

材料与方法

1.1

研究对象

2017年6月至2019年5月前瞻性纳入本院在心内科临床诊断暴发性心肌炎23例患者，在疾病急性期及3个月随访分别接受CMR扫描。

入选标准[4]：(1)存在急性心肌炎临床症状，包括胸痛、胸闷、发热、乏力、气促等；(2)短期内迅速发生急性心力衰竭症状；(3)有严重的血液动力学障碍， 需要高剂量的血管升压剂维持；(4)需要机械循环支持，包括主动脉球囊反搏或体外膜肺；(5)选择性冠脉造影排除冠状动脉疾病。排除标准：(1)不能配合患者或有明确磁共振检查禁忌证；(2)幽闭恐惧症或对磁共振造影剂过敏患者。3例患者拒绝CMR检查及1 例患者因图像质量差而被排除。共19例患者最终纳入研究。

健康对照组：19名，纳入标准为在CMR上并无明显结构性心脏疾病，心肌损伤标志物及心电图正常。

1.2

检查方法

所有研究者均在 3.0 T MR (MAGNETOM Skyra， SiemensHealthcare，Erlangen，Germany)接受CMR检查。CMR扫描序列：(1)心脏电影：在长轴(四腔心、两腔心及三腔心)及短轴位采用真实稳态自由进动快速序列，呼吸末屏气进行扫描。主要参数：TR 37.68 ms， TE 1.39 ms，FOV 360 mm×360 mm，层厚8mm， 翻转角55°。(2)采用黑血T2WI识别心肌水肿。主要参数：TR 2倍RR间期；TE 83 ms；翻转角160°，层厚8 mm。(3)增强前、后T1mapping序列采用改良运动校正Look-Locker反转恢复序列进行成像，分别采用5(3)3及4(1)3(1)2方案，位置包括一个四腔长轴和3个短轴层面(基底、中间和心尖段)。其他参数：矩阵 218×256，TE 1.12 ms，TR 2.7 ms，翻转角35°， 像素大小1.41 mm×1.41 mm×5 mm，层厚5 mm；(4) T2 mapping成像采用T2准备多回波GRE序列，主要参数：TR300 ms，TE为0、24、55 ms，翻转角12°，像素大小1.41 mm×1.41 mm×5 mm，层厚5 mm，扫描位置与T1 mapping相同。(5)延迟增强：按0.2 mmol/kg 推注Gd-DTPA (莫迪思，上海博莱科信谊药业有限公司)，7～10 min后采用2D相位敏感反转恢复序列在短轴及四腔心、两腔心进行采集。参数如下：FOV 360 mm×360 mm，TE1.43 ms，翻转角55°，层厚6 mm，TI 220～350 ms。

1.3

图像分析

在Siemens Argus软件测量左室射血分数(left ventricularejection fraction，LVEF)、左室舒张末容积、左室收缩末容积等功能参数。

在心脏专用后处理CVI42软件半自动测量左室16个节段平均T2、增强前后T1值。经过红细胞容积校正细胞外容积(extracellular volume，ECV)值计算是在增强前和后T1 mapping上在心内膜和心外膜进行轮廓测量。采用心肌整体T1、T2及ECV值进行后续分析。

左室心肌应变在CVI42软件上进行计算，参数包括收缩期整体峰值圆周应变(circumferentialstrain，CS)、径向应变(radial strain，RS)和纵向应变(longitudinal strain，LS)及相应应变率。

1.4

统计学分析

计量资料采用中位数±四分位间距表示。采用Kruskal-Wallis检验比较急性期，3个月随访愈合期及对照组之间CMR参数值不同。采用受试者工作特征(receiver operatingcharacteristic，ROC)曲线下面积(areaunder curve，AUC)分析定量参数值鉴别急性期及愈合期诊断效能，根据最大约登指数得出最佳诊断截断值、敏感度及特异性。P＜0.05为差异具有统计学意义。采用SPSS22.0，MedCalc及GraphPad Prism进行统计学分析。

2

结果

2.1

临床特征

19例临床诊断暴发性心肌炎，男性7人，平均年龄(35±14)岁；健康对照组19人，男性7人，平均年龄(31±10)岁。14例患者治疗上接受主动脉球囊反搏，4 例患者接受体外膜肺治疗，1例患者同时接受主动脉球囊反搏及体外膜肺。患者均在病情稳定时心肌炎急性期接受CMR扫描，从出现症状到接受CMR检查平均时间约10 d。

与急性期相比，3个月随访时患者心肌血清学标志物hs-cTNT及NT-pro BNP值明显减低(表1)。从表1可以看出，与对照组相比，暴发性心肌炎患者急性期及愈合期LVEF明显减低，但急性期及愈合期LVEF之间差异无明显统计学意义。

2.2

CMR结果

与愈合期相比，急性期患者整体原始T1[1414 (1357，1459) vs 1267(1249，1298)，P＜0.001]、T2[47(43，49) vs 39(38，43)，P＜0.001]、ECV [0.36(0.32，0.40) vs 0.29 (0.26，0.30)，P＜0.001]值明显升高。愈合期患者原始T1、T2及ECV值明显高于正常对照组。典型病例见图1。

心肌应变分析：与对照组相比，疾病组(急性期与愈合期)心肌应变值均明显低于对照组，但患者急性期与愈合期心肌应变值差异无明显统计学意义(表1)。

2.3

多参数CMR鉴别诊断效能

由表2及图2可见，在区分急性期及愈合期心肌炎时，整体平均非对比增强T1及T2值AUC值较高(0.947与0.931)，敏感性/特异性分别为100%/78.9%、100%/73.7%。在鉴别愈合期心肌炎与对照组，ECV诊断效能最高，AUC值为0.925。ECV截断值＞0.26，其敏感性及特异性分别为85.2%与100%(表3，图3)。

3

讨论

本研究证明定量多参数CMR值可以准确识别及监测暴发性心肌炎患者心肌炎性损伤恢复情况。非对比增强T1及T2值在区分急性期及愈合期心肌炎准确性较高，而鉴别愈合期心肌炎与对照组，ECV值诊断效能最高。

前人研究发现T1及T2 mapping能准确评估心肌炎性水肿。Bohnen等[11]发现愈合期心肌炎患者T1、T2及ECV值较急性期逐渐减低，但愈合期与对照组之间无明显差异，T1及T2在鉴别急性与愈合期心肌炎诊断效能较高。von Knobelsdorff-Brenkenhoff等[12]报道急性期心肌炎患者T1及T2升高，但只有T2值能有效区别急性与慢性心肌炎。本组中也发现与急性期相比，愈合期患者心肌水肿程度减低，相应T1、ECV及T2值明显减低，但仍高于对照组。急性期心肌水肿、充血导致心肌T1值升高，随着水肿减退，心肌T1值逐渐减低。愈合期T1值高于对照组，不仅与残余心肌水肿相关，还会受到心肌坏死后形成纤维化影响，其代表一种不可逆损伤。T2 mapping能监测心肌炎性活动度[11，13]。与前人研究相似，本组中愈合期患者心肌T2值高于对照组，可能与患者心肌损伤较重、随访时间较短、心肌仍然存在慢性活动性炎症相关[13-14]。本研究发现与T1 值相似，T2值能有效鉴别急性与慢性心肌炎，准确性高于其他参数值。ECV不仅对急性期患者心肌炎性水肿敏感，慢性期还可评估心肌纤维化。ECV在识别急性期患者心肌水肿敏感性低于T1与T2值，本组中ECV 在鉴别急性与慢性心肌炎效能低于T1与T2值，说明ECV值不适合心肌炎性活动性评估。鉴别愈合心肌炎与对照组时，ECV诊断准确性最高，这与前人一篇研究相似。Radunski等[15]发现在识别亚急性期重型心肌炎，ECV结合LGE诊断准确性达到90％。这些研究结果表明，ECV能更好鉴别疾病组与正常对照组。

与对照组相比，虽然愈合期患者临床症状明显改善，但患者整体心肌应变值及应变率明显减低，与急性期相比，差异无明显统计学意义。Andre等[9]发现急性心肌炎患者整体峰值CS、LS及RS明显减低，而对于保留的射血分数患者，LS和RS也明显减低。暴发性心肌炎心肌损伤范围较广，易累及全层心肌，导致在长径及横径上舒缩受损，CS、RS及LS减低。此外，在鉴别愈合心肌炎与对照组，心肌应变具有较高的诊断准确性，可以为患者提供更多有价值的信息。

本研究的局限性：(1)纳入暴发性心肌炎患者较少，需要多中心更多病例进一步研究证实；(2)随访时间较短，无法评估患者预后；(3)缺乏心肌炎诊断金标准“心内膜活检”，无法进行心肌组织病理学验证。

总之，定量多参数CMR可以准确识别及监测暴发性心肌炎患者心肌损伤情况，非对比增强T1及T2在鉴别急性期与愈合期心肌炎准确性较高。

利益冲突：无。

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