心脏磁共振成像在慢性心力衰竭诊断及治疗中的研究进展

徐晓红综述，徐耕审校

心脏磁共振成像在慢性心力衰竭诊断及治疗中的研究进展

徐晓红*综述，徐耕审校

慢性心力衰竭是一种复杂的临床症状群，是各种心脏病的严重阶段，其发病率高，预后较差。随着磁共振成像技术的发展，心脏磁共振成像（CMR）越来越多地应用于心血管疾病。就慢性心力衰竭而言，CMR可用于观察心力衰竭患者心脏细微结构的改变、提供病因诊断线索，评价心脏形态结构与功能，指导起搏器植入，判断心力衰竭患者的临床预后，具有广泛的应用前景。

心脏磁共振成像；慢性心力衰竭；心脏再同步化治疗

心脏磁共振成像（CMR）具有大视野、无辐射、多成像序列、组织分辨力高的特点，结合不断涌现的新技术，能对心脏形态、功能、心肌灌注、血管造影、动脉斑块及代谢显像等进行“一站式”检查。CMR技术包括反转恢复、心脏电影

成像、心肌灌注、延迟增强、磁共振光谱学等。反转恢复又称黑血技术，可以使血液呈低信号，凸显管壁和心肌组织，用于心脏的形态学评估。心脏电影成像可以使血流呈高信号，观察室壁运动情况。 心肌灌注与延迟增强技术可通过对比剂使坏死心肌呈现灌注缺损低信号或延迟增强高信号。 磁共振波谱学可通过检测心脏31P评价心肌能量代谢。同时结合心脏和呼吸门控技术，可以消除心脏搏动及呼吸运动造成的伪差。以上技术在先天性心脏病、心脏瓣膜病、心肌病、冠心病等心血管疾病中发挥重要作用，本文就CMR在慢性心力衰竭中的应用进行综述。

1 心脏形态结构和功能

CMR被认为是无创性评估心脏结构和功能的“金标准”[1-4]。它可以清楚显示心脏解剖结构，除了能常规获取横轴断面图像外，还可根据需要加扫冠状面和矢状面，全面显示心脏解剖形态、心肌结构、心室壁厚度、心包病变、大血管等。

收缩性心力衰竭：对收缩性心力衰竭患者，左心室射血分数、左心室舒张末期容积是心力衰竭死亡的独立预测因子之一。不同于需要依赖几何模型和空间假想的二维成像技术，CMR所测量的射血分数和心室容积均基于心脏的三维立体结构，运用Simpson’s法则，通过在屏气状态下获取连续的6～10 mm层厚短轴心脏横断面断层电影图像，然后将各切面加和起来计算总的心脏容积，具有较高的准确性和可重复性，使得心力衰竭患者心功能测量的误差及变异性减少[2]，特别是对于扩张型心肌病及缺血性心肌病引起心力衰竭者，前者心脏形态发生变化，逐渐发展呈球形，不宜用几何模型假象，后者可因节段室壁运动异常、室壁瘤等因素造成心功能测量误差[3]。Bellenger等[4]通过超声心动图、放射性核素心室显像术、CMR三种技术分别评估心力衰竭患者的心室容积、左心室射血分数，发现三者获得的结果差异较大，特别是超声心动图组，认为CMR更适于判断心力衰竭患者的心脏容积与功能。同时，与超声心动图、多排螺旋计算机断层摄影术相比，CMR具有更高的空间分辨率（1～2 mm）、时间分辨率（＜50 ms）及组织对比分辨率。

舒张性心力衰竭：据统计，近一半心力衰竭患者左心室射血分数在正常范围内，称为射血分数保留型心力衰竭，即舒张性心力衰竭。 因受舒张期左心室充盈压的影响，左心房容积大小与心室舒张功能关系密切，被认为是心室舒张功能不全的一种慢性标志物，左心房容积指数已被欧洲心血管病指南列为诊断舒张性心力衰竭的重要指标之一[5]。近年来，越来越多的研究表明，左心房大小与左心房功能在心力衰竭等不良心血管事件的发生中显示重要的独立预测作用。MESA亚组试验入选5004例无症状患者，入组时行CMR评估心脏结构与功能，经过8年随访，112例发生心力衰竭，与未发生心力衰竭的患者相比，心力衰竭患者组基础左心房容积更大、功能更差（P＜0.001）[6]。

心力衰竭的一个重要影响因素在于心室重塑，即心肌纤维化。最新研究显示，与舒张性心力衰竭及正常患者相比，收缩性心力衰竭患者的心肌纤维化程度更严重，但是其严重程度与心室收缩功能损害程度无明显相关性，研究者认为，弥漫性心肌纤维化是舒张功能不全的一个重要因素，或可单独导致舒张性心力衰竭的发生[7]。 延迟增强磁共振技术（DE-MRI）可以通过静脉注入钆对比剂后直接观察心肌纤维化，典型表现为“延迟强化效应”[8]。 轧对比剂延迟强化（LGE）评估的心肌纤维化范围及透壁程度与心力衰竭临床预后密切相关。研究发现，LGE延迟强化范围较小的心力衰竭患者，经积极药物治疗后，心脏收缩功能可得到明显恢复[8]。同时，纤维化的心肌电稳定性不均一，易导致恶性心律失常的发生，研究发现，CMR显示的纤维化边缘心肌缺血区域的大小是恶性心律失常的强烈预测因子[9]，可用于指导埋藏式心脏复律除颤器的治疗。

2 识别心力衰竭病因

CMR能提供详细的心肌结构特点，如炎症、心肌缺血、心肌瘢痕、致密化不全等，与LGE结合，可以帮助临床医生识别心力衰竭病因，以便针对性制定临床策略，同时能在一定程度上提供心力衰竭预后评估价值。

缺血性心脏病：心肌缺血组织在DE-MRI上典型表现为按病变冠脉血流分布的区域性心内膜下或透壁性延迟强化。DE-MRI诊断缺血性心脏病的敏感性为89%，特异性为87%，与冠状动脉造影术诊断一致性达70%以上[10]。同时，DE-MRI能够有效地识别存活心肌和瘢痕组织，与单光子发射断层成像技术显示出良好的一致性[11，12]。而对比心脏超声负荷试验和单光子发射断层成像技术，CMR具有更高的空间分辨率，能使缺血及非缺血心肌同时显影，通过直视效果直接判断心内膜下心肌损害，甚至可以定量心肌存活比例。LGE显示的延迟强化透壁程度与缺血性心脏病的临床预后密切相关[12，13]。Kwong 等[12]发现，既往无心肌梗死病史的缺血性心脏病患者中，LGE阳性者发生心血管不良事件比率高达8～11倍。另一项类似研究通过CMR对比增强技术量化心肌缺血面积，结果表明，心肌缺血面积大的患者死亡风险明显增高[13]。因而在缺血性心脏病引起心力衰竭的患者中，LGE延迟强化效应及心肌缺血面积是评估不良心血管事件的主要因素之一。

扩张型心肌病：扩张型心肌病引起的心力衰竭在CMR上常表现为心室腔显著增大、室壁变薄，心肌壁纤维化、信号略减低，心内膜下心肌的信号低于整个心脏壁。LGE延迟强化典型表现为壁间斑片状或弥漫性延迟强化。但研究发现，只有约1/3扩张型心肌病患者可以表现为上述典型延迟强化，这种延迟强化被认为与临床预后不良相关[14]。 Lehrke等对184例扩张型心肌病患者进行随访，发现LGE阳性组患者心血管不良事件的发生率是LGE阴性组的3.4倍，提示LGE是扩张型心肌病患者预后不良的独立危险因素[15]。 目前这种LGE延迟强化形式的原因尚未明确，可能是在心肌病变的基础上出现血栓或栓子一过性栓塞冠状动脉或血管痉挛导致心肌缺血，但被认为可能与扩张型心肌病引起的房室传导阻滞相关。

肥厚型心肌病：肥厚型心肌病的DE-MRI显像主要基于不同程度的心肌纤维化或局部心肌细胞间质增多，典型表现为发生在室间隔与右心室游离壁结合部或室间隔最厚区域的片状、多灶状强化，可见于约63%肥厚型心肌病患者中[16]。与超声心动图相比，CMR的优点在于可以借助肥厚型心肌病的心肌组织特点识别正常心肌组织间的肥厚心肌。肥厚型心肌病是年轻人患者中心原性猝死的最常见原因，猝死机制是起源于异常心肌的恶性室性心律失常。研究表明，LGE阳性者发生恶性心律失常的概率增加7倍，心原性死亡的概率增加8倍，提示在心力衰竭患者中，LGE阳性的肥厚型心脏病

患者是植入埋藏式心脏复律除颤器的强烈指征[17]。

心肌致密化不全：该病是由胚胎期心肌致密化过程异常停滞所致，形态上以显著突出的肌小梁及其深陷的隐窝为特征，以进行性心力衰竭、心律失常、系统性栓塞、猝死为主要临床表现。CMR影像学表现为除粗大肌小梁及隐窝外，收缩末期病变区除心尖外至少有一个节段舒张期非致密化层/致密化层＞2。 该病最常见的受累部位是左心室侧壁中段以及心尖部，而超声心动图对于观察心尖部病变受到很大限制，容易出现漏诊。CMR可以任意切面成像，同时可检测出心肌瘢痕及隐藏在隐窝中的血栓，为临床诊断提供重要参考价值[18]。

其它类型：如急性心肌炎、心肌结节病、心肌淀粉样病变、血色素沉积症[19]。与特发性心肌病患者相比，浸润性心肌病患者死亡风险增大4.4倍，其中，心肌淀粉样病变及血色素沉积性心肌病预后最差，死亡风险可分别增高达7.4倍、8.9倍[20]。在心肌淀粉样病变患者中，猝死占死亡风险第一位，常未表现出明显临床心力衰竭症状就已发生，因此一旦诊断，就应及早采取预防措施，如植入埋藏式心脏复律除颤器。

由此可见，及时识别心力衰竭的根本原因，对于针对性治疗、预防猝死等心血管事件具有极其重要的作用。

3 指导心脏再同步化治疗

目前，心脏再同步化治疗（CRT）逐渐成为心力衰竭的主要治疗手段，它通过改善心脏同步性，提高心排出量，进而降低住院率和死亡率。但仍有约30%患者对CRT无反应，因此，评价CRT的应答及预后非常重要。

评价心室同步性：CMR采用薄层扫描技术沿心脏短轴逐层扫描心室各节段，同时定量左心室壁心肌各节段运动最大径向位移，获得左心室不同步指数。研究认为，该指数是心力衰竭患者接受CRT后全因死亡率及主要心血管事件的独立预测因子[21]。Chalil等[21]发现，接受CRT的心力衰竭患者中，左心室不同步指数≥110 ms出现全因死亡、心原性死亡及心血管不良事件的概率增加2.15～3.82倍。由此可见，通过左心室不同步指数获得的左心室失同步程度能帮助预测心力衰竭患者对CRT的反应及远期预后影响。

指导导线植入：CRT的治疗原理是纠正心力衰竭中的左心室收缩不同步，因而，左心室起搏部位是决定CRT疗效的关键因素之一。 左心室电极导线位于激动最迟部位组的患者心功能改善最明显。 最新研究发现，左心室最晚激动区的分布及大小可通过CMR心肌标记技术绘制的三维心脏机械同步图得以显现[22]。 心室最晚激动区域往往存在较多的心肌瘢痕，而左心室起搏点处心肌存活性可明显影响CRT患者的临床预后。侯小锋等[23]运用单光子发射断层成像技术发现，与非应答组相比，CRT应答组左心室起搏电极附近心肌节段瘢痕组织密度明显降低。CMR研究进一步证实，心室游离壁瘢痕部位起搏的心力衰竭患者，术后CRT应答率明显低于瘢痕外起搏患者，而心力衰竭住院率明显升高[24]。此外，CMR血管造影技术可同时帮助冠状静脉的解剖显影。因而运用CMR心肌标记技术获得左心室最晚激动区域，结合DE-CMR评价心室最晚激动区内的心肌纤维化情况，以选择左心室导线最佳植入位点，避免瘢痕处起搏，提高CRT患者的术后应答及临床预后。

4 危险分层与预后

近年来多项研究证实，心室瘢痕程度与CRT应答及心力衰竭临床预后密切相关。 LGE-CMR证实左心室瘢痕的心力衰竭患者，即使接受CRT，其心血管病死亡及心力衰竭住院风险仍可增加2.63～3.06倍，室性心动过速等恶性心律失常的发生率增高5.4倍，被认为是预测心原性猝死的高危因素，是植入埋藏式心脏复律除颤器的理想人群[25]。

然而心力衰竭是一个较复杂的临床综合征，采用单一因素预测的CRT应答及预后价值有限。综合各危险因素预测心力衰竭患者中CRT的疗效预后更有利于指导临床治疗。Leyva等[26]对148例准备接受CRT的心力衰竭患者的包括左心室射血分数、左心室舒张末期容积在内的16个相关危险因子进行综合评估，发现左心室不同步指数、LGE、血肌酐及其产生的危险分层指数是评估心血管病病死率的强有力预测因子。该指数可综合反映患者心脏失同步情况、左心室内心肌瘢痕情况以及肾功能，可用于心力衰竭患者预后的判断。与危险分层指数＜3的患者相比，危险分层指数3～5及≥5患者的心血管病病死率明显升高（风险比分别为11.1和30.5）。较高危险分层指数的心力衰竭患者预后不佳，常死于心脏泵衰竭，所以不推荐这部分患者接受CRT。因而，综合评估心力衰竭患者各心血管病死亡预测因子可提高对临床预后的预测。

综上所述，CMR在心力衰竭的诊断、治疗及预后评估中发挥着重要作用，它不仅可显现心脏结构及功能，辨别各种导致心脏功能障碍的原因，还可以指导CRT，提供临床危险分层和预后信息，已成为心力衰竭患者的“一站式”检查手段，随着CMR安全性的发展及国内影像工作者技术水平的提高，将来CMR或可成为心力衰竭患者的常规检查手段之一。

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2014-10-16）

（编辑: 王宝茹）

310000 浙江省杭州市，浙江大学医学院附属第二医院 心内科

徐晓红 硕士研究生 主要从事起搏电生理、心力衰竭方面研究 Email：syxuxiaohong@163.com 通讯作者：徐耕 Email：xugeng@21cn.com*现在浙江医院心内科工作

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1000-3614（2015）06-0610-04

10.3969/j.issn.1000-3614.2015.06.027