心脏磁共振成像在妊娠合并心脏疾病中的应用研究进展

张 泽, 高 波, 沈桂权

(1.贵州医科大学 医学影像学院, 贵州 贵阳, 550001; 2.贵州医科大学附属医院 影像科, 贵州 贵阳, 550004)

1 妊娠期心脏疾病

在美国，心脏疾病是孕妇和产后女性死亡的主要原因之一[1]。最新研究数据[2]表明，美国怀孕相关死亡中心脏疾病致死者占26.5%，其中最常见的死亡原因包括心肌病及肺动脉高压。研究[3]发现，妊娠期心脏疾病的发病率和死亡率与人种和收入密切相关，非白种人和低收入妇女心脏疾病的发病率和死亡率较高。研究[4]显示，发达国家因心血管原因造成的孕产妇死亡比率已从3%增高到15%, 并且预计还会进一步增高，究其原因可能是辅助生殖技术扩大了生育年龄的限制, 35岁以上女性怀孕人数稳步增长，导致孕产妇发病率、死亡率和产科不良结局增多; 另外，年轻女性肥胖率及吸烟率升高，也容易加重心血管负荷。目前，对先天性心脏病妇女的外科手术以及药物疗法在不断改进，这使得更多患有这类疾病的妇女达到生育年龄后会选择怀孕。这些妇女大部分还存在相当大的残留问题，怀孕时血流动力学的变化可能会引发心血管并发症。

妊娠期心脏病主要分为3类: 功能异常性心脏病、结构异常性心脏病以及妊娠期特有心脏病。功能异常性心脏病主要包括各种无心血管结构异常的心律失常; 结构异常性心脏病是指结构存在异常的心脏病，临床上包括瓣膜性心脏病、先天性心脏病以及病毒性心肌炎等; 妊娠期特有心脏病则主要包括妊娠期高血压疾病性心脏病和围产期心肌病。按照《2018年欧洲心脏病学会妊娠期心血管疾病管理指南》[5], 妊娠期心脏疾病可分为先天性心脏病、肺动脉高压、心力衰竭、心肌病、冠心病、瓣膜病、心律失常、高血压病等。

妊娠期是一个特殊时期，妊娠期间的血流动力学和结构变化可被预测。NII M等[6]通过心脏磁共振(CMR)评估了正常妊娠时的左心室重塑，结果显示左心室(LV)质量增加，但是通过特征跟踪和native T1-mapping显示孕妇与非孕妇之间的左心室整体纵向应变无显著差异。分娩后1个月，妊娠相关的左心室肥厚消失，这意味着重塑可归因于心肌细胞量和/或血管内腔的增加，而不是心肌水肿或纤维化。重塑可能是适应增加的心脏负荷而发生的改变，正常妊娠的舒张功能略有下降并不表示心肌功能恶化。随着妊娠期LV结构的改变，肾素-血管紧张素-醛固酮系统的激活和激素水平的改变导致血浆容量增加、心输出量增加和全身血管阻力下降。分娩时明显的体液变化导致围产期血压不稳定，通常在分娩前升高，而后在1周内下降[3]。正是这种特殊的生理改变，易诱发心血管疾病。心脏病患者对妊娠期间血流动力学改变可能难以耐受，因此非常有必要使用心血管影像学对女性心血管情况进行可靠评估以指导治疗，以获得最佳的孕产妇和胎儿结局。

然而，临床工作中发现妊娠合并心脏疾病的确诊具有一定的难度。妊娠期心脏疾病的诊疗特殊性在于需要确保母体及胎儿安全，但电子计算机X射线断层扫描以及非创伤性血管成像技术等检查手段因存在辐射的问题，不能常规用于妊娠心脏疾病的诊断。心脏超声是临床广泛应用的心脏检查，可检测心脏的各个房室内径、瓣膜情况以及心脏功能情况，但只能作为初筛，其提供的数据有限。CMR逐渐引起临床医生的重视，其优势非常显著。

2 CMR在妊娠合并心脏疾病中的应用适应证及局限性

CMR在非妊娠人群中的应用已经很成熟，在孕妇中的应用也越来越多。目前CMR在孕妇中通常不作为一线心脏成像检查手段，而是作为超声心动图的辅助手段，但其可以更准确地评估心房及心室大小、心脏功能、组织特征、心脏分流以及整个主动脉的信息，这些精准的信息通常是经胸心脏超声心动图无法达到的[4]。

CMR优于超声心动图和CT, 这使其成为妊娠期无创心脏成像的推荐选择。首先, CMR具有很高的可重复性和准确性，可用于确定心脏容量和心室功能; 其次, CMR增强了血液和心肌之间的区别，使其成为评估心室功能的“金标准”; 再次, CMR允许对在超声心动图上无法很好地显示的结构进行截面成像; 最后, CMR不产生电离辐射。

怀孕期间进行CMR的适应证包括对患有已知或疑似心血管疾病的孕妇进行成像。文献报道了使用CMR来描述怀孕期间怀疑的特定心血管疾病，包括主动脉缩窄[7]、主动脉夹层[8]、围产期心肌炎[9-10]和母亲先天性心脏病[11], 以及评估和诊断心脏内肿块、急性心肌梗死和心脏血性囊肿[12]。CMR是心血管成像的重要工具，在诊断和管理患有心血管疾病的孕妇方面，可能会提供超越标准超声心动图的其他信息。

CMR的主要局限性有: 可用性有限，与超声心动图相比，时间分辨率较差，瓣膜或小型活动结构的可视性差，以及较长的图像采集时间，有可能阻止急症患者的成像。由于担心设备发热和故障, CMR禁止用于假体或存在金属碎片的患者，以及具有某些起搏器和可植入心脏除颤器的患者。

3 CMR在妊娠合并心脏疾病患者中的应用进展

3.1 CMR在妊娠合并先天性心脏病/肺动脉高压患者中的应用

先天性心脏病患者的妊娠风险取决于心脏房室缺损的大小及部位、心室的大小、美国纽约心脏病协会(NYHA)心脏功能分级以及是否存在肺动脉高压等[13]。大多数具有先天性心脏病的适龄女性的疾病诊断是明确的，尤其是对于许多患有复杂先天性心脏病的妇女来说，怀孕对母亲和胎儿都有中至高风险，因此孕前风险的全面评估尤为重要。超声心动图是常规的诊断手段，但对于复杂病变，超声的评估往往达不到临床的需求[14]。

JIMENEZ-JUAN L等[15]使用增强的三维磁共振血管造影(CE 3D-MRA)评估主动脉形态与患主动脉缩窄(CoA)女性的妊娠结局的关系，结果显示，较小口径的主动脉与患有CoA的孕妇最终发生高血压事件的风险增加有关。CMR可以帮助备孕的CoA妇女进行风险分层。TZIFA A等[16]研究表明，妊娠合并肺动脉高压时，孕妇死亡率可能高达30%, 需要使用心脏导管检查评估血流动力学和肺血管阻力(PVR), 以进行风险分层; 右心导管操作过程中需要应用对比剂和辐射，可能对未成熟的胎儿产生不利影响，在这种情况下，应用磁共振成像(MRI)引导的导管插入术可作为更好的选择。VELASCO FORTE M N等[17]对34例先天性心脏病患者进行了实时磁共振(MR)引导下的心脏导管插入术，研究显示，部分饱和脉冲(pSAT)序列对心血管解剖结构(结构及血液)和导管球囊均具有高度对比度以及高度可视性。MRI引导下心脏导管插入术可避免辐射并提供更好的软组织可视化效果。

与传统的二维电影相位对比磁共振成像(2D PC-MRI)相比，带有时间分辨率的三维相位对比磁共振成像(4D flow MRI)可以通过测量3个方向的流速编码和单向的流动补偿编码来进行4点扫描，这使得4D flow MRI可以将血流模式进行流量量化和可视化，还可以提供具有潜在临床应用价值的各种流体动力学生物标志物，如壁剪应力(WSS)、湍流动能(TKE)、涡量、压力梯度和脉搏波速度(PWV), 从而更好地显示和量化心脏及血管内血液的复杂状态[18]。研究[19]表明，在法洛四联症(TOF)患者中，心室TKE的增加而不伴有血流增加，表明具有更大的能量损失以及心室-血管血液交换效率低下，这可能与TOF中异常涡旋形成有关。研究[20-21]表明，右心室舒张期TKE增加与右心室血流量增加相关。这些发现可能表明机械力转导在右室重构中的作用，也可能提供心室功能障碍的早期标志物，以指导肺动脉瓣置换的时机。

3.2 CMR在妊娠合并心脏瓣膜病患者中的应用

育龄妇女中，先天性心脏瓣膜病最为常见，其原因可能包括风湿性、获得性和天然退行性等。许多年轻女性已经接受了孕前瓣膜修复或置换。无论发病机制和既往治疗如何，有心脏瓣膜病史的女性都应该接受心产科团队的孕前评估，讨论安全性和潜在风险，包括机械人工瓣膜、中度至重度反流、左侧狭窄瓣膜病变以及伴有心室功能不全或肺动脉高压的患者。超声心动图仍然是用于瓣膜疾病患者评估和随访的最成熟的影像学方法。然而，在过去的几年中，CMR逐渐成为一种重要的、互补的、非侵入性的成像方式，尤其是在有先天性心脏病(已修复)病史的患者中, CMR可以评估瓣膜形态、功能障碍的机制以及狭窄/反流对心室功能和重塑的后果。

BLANKEN C P S等[22]报道CMR是一种用于评估心脏瓣膜病的诊断方法，可以使用4D flow CMR获得血流的可视化图像，在评价反流严重程度上精确性较高，同时可分析心肌组织的情况。4D flow MRI可观察心脏瓣膜的血流以及瓣膜反流等状况，更加准确地掌握患者血流动力学参数。使用4D flow MRI可视化血流模式已经证明二叶式主动脉瓣(BAV)升主动脉中的偏心收缩期螺旋流取决于尖瓣融合类型。偏心和螺旋流型可以通过流动位移和螺旋度量化而更客观地评估，具有良好的再现性。这些4D flow MRI衍生的血流动力学指标与主动脉显示出良好的相关性。研究[18]显示BAV患者中升主动脉WSS呈不对称升高。

新近研究显示多模态MRI可检测患者心脏微循环情况，心脏扩散张量成像(cDTI)序列的最新发展使其能够用于非侵入式显示心脏纤维结构的变化。GOTSCHY A等[23]通过测量平均扩散率(MD)、分数各向异性(FA)以及螺旋角(HA)等参数，观察主动脉瓣置换术(AVR)之前和之后主动脉瓣狭窄(AS)患者的心肌受累情况，研究显示AS的患者MD明显增加, FA减少, AVR后参数值趋于正常化，而AVR后心肌纤维化的常规标志物(native T1-mapping和细胞外体积)无显著变化。因此, cDTI可以通过可视化不良重塑的早期阶段为AS中的心肌受累表型提供新的指标，并具有改善危险分层的潜在价值。研究[24]表明cDTI目前也可用于评估心脏淀粉样变性的心肌功能情况。因此, MRI可以从多角度评价心脏瓣膜病，尤其在复杂性瓣膜病中准确性高，具有很高的临床应用价值。

3.3 CMR在妊娠合并冠心病患者中的应用

多数妊娠期冠心病的病因并非熟知的动脉粥样硬化，而是妊娠相关的自发性冠状动脉夹层以及血栓形成，甚至发生于冠状动脉造影血管正常者。然而，在2020年最新研究中，对于孕产妇冠心病的病因尚存在争议。ISMAIL S等[25]观察了117例患缺血性心脏病(IHD)的孕产妇，其中5例孕妇发生心力衰竭(4.8%)。在104例曾患有IHD的女性中，有11例女性(10.5%)在怀孕期间患有急性冠状动脉综合征，其中最常见的亚型为ST段抬高型心肌梗死，最常见的病因为动脉粥样硬化。在13例妊娠期发生IHD女性中，以非ST段抬高型心肌梗死最为常见。怀孕期间吸烟与急性冠状动脉综合征有关，患有IHD的女性对妊娠的耐受性相对较好，但是缺血事件的发生率很高，因此应将这些女性视为中至高风险。持续吸烟与怀孕期间的急性冠状动脉综合征有关。CAMPBELL K H等[26]仍强调妊娠相关的自发性冠状动脉夹层以及血栓形成在妊娠期冠心病病因中所占的主导地位。

一项最新研究[27]发现，不同程度的急性或复发性自发冠状动脉夹层(SCAD)患者的CMR均显示急性梗死，其他变化包括微血管阻塞(MVO)和心肌水肿。CMR可用于确认SCAD梗死的诊断，对于ACS病因不明的患者应考虑使用CMR与其他原因(例如心肌炎和Takotsubo综合征)进行区分。KAWEL-BOEHM N等[28]通过MRI对心血管(CV)事件进行量化的左心室(LV)质量升高的长期风险预测，结果显示左心室肥厚是冠心病事件的独立预测因子(HR=2.7, 95%CI=1.9～3.8,P< 0.001)、MI(HR=2.8, 95%CI=1.8～4.0,P<0.001)、CHD死亡(HR=4.3, 95%CI=2.5～7.3,P<0.001)、其他心血管疾病死亡(HR=7.5, 95%CI=4.2～13.5,P<0.001)和HF(HR=5.4, 95%CI=3.8～7.5,P<0.001), 说明MRI对心血管(CV)事件具有风险预测的作用。

3.4 CMR在围产期心肌病的应用

在过去的10年中，CMR已经成为心腔定量和血流评估的金标准技术，但CMR的关键优势在于可以通过心肌组织表征提供有关组织成分的信息，具有高空间分辨率、优异的准确性和可重复性。因此, CMR也是扩张型心肌病(DCM)检查中不可或缺的诊断工具。磁能对发育中的胎儿无害，因此CMR在怀孕期间是安全的，但钆造影剂对胎儿的影响尚不明确，因此在妊娠期应谨慎给药，特别是妊娠早期[29-30]。然而，基于钆的造影剂在母乳喂养期间被认为是安全的[31]。CMR显示晚期钆强化(LGE)可以识别心肌瘢痕形成[32]。

根据国际指南[33-34], 围产期心肌病(PPCM)的定义是有症状的左心室(LV)收缩功能障碍，左心室射出分率通常为45%, 伴或不伴左心室扩大，发生于怀孕的最后1个月或分娩后5个月内，或者既往无心脏病的女性流产后。尽管没有特定的PPCM瘢痕模式, CMR可能有助于排除其他疾病，如心肌炎或Takotsubo综合征，可能与PPCM有大量的表型重叠[35]。通过CMR对右心室(RV)的形态功能评估更加准确，并且可能在PPCM中具有预后价值。因此，怀疑RV受累时应考虑CMR。然而，令人遗憾的是, CMR在临床实践中仍未充分用于PPCM的诊断和危险分层。

2008年报道了PPCM的首例CMR评估[36]，研究结果显示在心内膜心肌活检中存在LV收缩功能障碍伴非缺血性LGE和交界性心肌炎。在症状发作后2、10个月进行CMR检查，随访时LGE明显减少。另一项研究[37]发现, LGE的存在是随访时LV收缩功能持续降低的独立预测因子。CMR也可用于检测心内血栓形成。LV血栓形成是PPCM的严重并发症。研究[38]报道LV血栓形成的患病率变化很大，在10%～30%。由于长时间不动，产后高凝状态和LV功能降低, PPCM与其他心肌病相比具有更高的全身血栓栓塞风险[39]。CMR能比经胸超声心动图更准确地识别左室血栓[40], 使得临床可以早期治疗和及时随访。丹麦的一项研究[41]比较PPCM、先兆子痫和无并发症妊娠的长期CMR结果，显示LGE患病率相当低, PPCM延迟功能恢复率明显较高，提出了在一级预防中植入ICD的最佳时机问题。此外，与先兆子痫相比, PPCM中存在持续的舒张功能障碍。

目前的证据表明，通过CMR对PPCM进行表型分型的效用是多方面的，应当建立正确的诊断，改善风险分层，检测血栓并发症，并计划适当的随访。此外，通过CMR进行组织表征可能有助于阐明PPCM复杂和多因素发病机制[9]。

3.5 CMR在妊娠合并心律失常患者中的应用

在妊娠过程中，最为常见的3种心律失常是早搏、心房颤动和阵发性室上性心动过速，特别是在年龄较大或合并先天性心脏病的女性中发病率更高[42]。由于妊娠期间存在的高血液动力学改变，缓慢型心律失常非常罕见。利用CMR可以定量评估无结构性心脏病室性心律失常患者的心脏功能以及定位局部受损心肌节段，其对于心功能不全的评估灵敏性高，有助于早期诊断心律失常引起的心力衰竭[43]。

最新研究结果[44]显示，阵发性心房颤动患者的4D flow MRI左心室涡旋大小和速度分布与年龄和CHA2DS2-VASc风险评分有关，说明MRI有望预测阵发性房颤患者的血栓风险。另外，使用基于梯度系统传递函数的预强调螺旋采集技术，可以解决MRI受到心律不齐、呼吸等影响的问题，从而将整个功能性心脏检查的时间缩短至1 min内[45]。

4 展 望

由于独特的孕产期生理特征，心脏疾病的诊断过程中要考虑胎儿的安全，因此妊娠期心脏疾病的诊断面临挑战。CMR以其准确、无创、无辐射等优势，在先天性心脏病、冠状动脉疾病、心脏瓣膜病、心肌病等疾病中发挥越来越重要的作用。因此, CMR将有望成为妊娠期女性推荐的检查手段之一。