心脏磁共振在扩张型心肌病危险分层及预后评估中的应用进展

张天悦，冯钰玲，吴兴强，翟昭华，李睿

作者单位：医学影像四川省重点实验室 川北医学院附属医院放射科，南充637007

扩张型心肌病(dilated cardiomyopathy，DCM)是一类以左心室扩张和左心室收缩功能障碍为主要特征的心脏病，可最终引起心力衰竭、心律失常和猝死。DCM 发病率约为1/2500，预后常不良，5 年死亡率高达20%[1]。其病因复杂，是多种心肌疾患的最终表现形式。DCM 不同个体间的远期生存率异质性较大，因此合理准确评估DCM 患者心脏受累程度，对疾病进行危险分层，识别需密切随访及强化治疗的高危患者尤为重要。心脏磁共振(cardiovascular magnetic resonance，CMR)多模态、多参数成像，常规的CMR 电影序列能准确评估心脏的形态及功能异常，基于CMR 的组织学与微观结构成像还能为DCM患者的预后提供更多有价值的信息[2-4]。在最新的中国DCM诊疗指南中，CMR已经被列为了Ⅰ类推荐，在DCM的疾病诊治及预后评估中起到了至关重要的作用[1]。现就CMR在DCM的危险分层及预后评估中的应用进展予以综述。

1 常规CMR心功能参数对预后的影响

1.1 心脏形态、结构对预后的影响

左心室扩张，室壁变薄是DCM 最常见的形态学异常，也是最初用于DCM 患者预后的指标之一[5]。Gupta 等[6]在一项纳入了145 例DCM 患者的研究中发现与左室舒张内径正常的患者相比，左室轻中度扩大的患者和左室重度扩大的患者发生全因死亡及心力衰竭住院终点事件的风险比(hazard ratio，HR)值分别为1.71和1.61。

近年来的研究发现左心房异常扩大也常提示预后不良。Gulati 等[7]测量了483 例DCM 患者的左房容积指数(left atrial volume index，LAVI)，发现LAVI是全因死亡或心脏移植等主要终点事件的独立预测因子(HR=1.08)，同时LAVI也能帮助预测未行心脏移植DCM患者的远期生存时间。

1.2 心脏功能改变对预后的影响

左室射血分数(left ventricular ejection fraction，LVEF)是DCM患者远期预后的重要预测因素。Arenja等[8]纳入453例非缺血性DCM 患者(nonischemic dilated cardiomyopathy，NIDCM)，发现LVEF下降是患者发生心脏不良事件的独立预测指标(HR=2.8，P＜0.001)，其中LVEF＜35%的患者的远期生存率明显降低。Karatolios 等[9]也发现LVEF＜35% (HR=2.56，P=0.014)是全因死亡或心脏移植等主要终点事件的独立预测因子。

右室功能障碍也能帮助判断DCM 患者预后。Gulati 等[10]发现在250 例DCM 患者中，右室射血分数(right ventricular ejection fraction，RVEF)＜45%是发生包括全因死亡等主要终点事件(HR=3.90，P＜0.001)，心血管死亡或心脏移植等次要终点事件(HR=3.35，P＜0.001)的独立预测因子。La Veecchia 等[11]也发现右室功能障碍(RVEF＜35%)是DCM 发生不良心血管事件的独立预测因子。

功能性二尖瓣返流(functional mitral regurgitation，FMR)也是影响DCM 患者预后的因素之一。DCM 患者左心室扩大可能使二尖瓣环扩张和乳头肌错位，造成瓣叶连接异常，从而导致FMR[12]。Rossi 等[13]纳入了发生心力衰竭的DCM 患者(LVEF＜40%)，发现DCM 患者一旦合并严重的FMR，发生远期不良事件的风险增加两倍(HR=2.0，P＜0.0001)。因此，FMR 不仅是心室重构的结果，还是独立于LVEF的主要预后因素。

2 CMR 延迟强化成像(late gadolinium enhancement，LGE)

随着近10 年来CMR 在临床中的广泛应用，LGE 在DCM 患者远期预后评估中的作用已得到了证实及重视。肌壁间LGE 是DCM 患者最常发生的LGE 类型，最常见于室间隔区域。McCrohon 等[14]首次发现NIDCM 患者室间隔肌壁间LGE，随后的一系列研究均证实了这一发现[15-16]。

2.1 LGE阳性与预后

Gulati 等[15]对472 例DCM 患者进行了中位随访时间为5.3年的队列研究，在校正了LVEF和其他重要的变量后，肌壁间LGE 阳性患者发生全因死亡等主要终点事件(HR=2.43，P＜0.001)、心血管死亡或心脏移植等次要终点事件(HR=3.22，P＜0.001)的风险明显升高。Alba 等[16]纳入了2000 年至2017 年间的1672例DCM患者，其中650例(39%)LGE阳性。通过多变量Cox 分析发现LGE 阳性患者发生复合终点事件(全因死亡、心脏移植或植入心室辅助装置)及心律失常事件的风险分别增加了1.5 倍及1.8 倍，LGE 阳性还是独立于LVEF 和纽约心脏病协会(New York Heart Association，NYHA)心功能分级之外的独立预后因素。Pi等[17]也发现LGE阳性与全因死亡和心脏移植主要终点事件显著相关(HR=4.73)。Di Marco 等[18]在一项纳入了29 篇文献总共包括2948 例DCM 患者的Meta 研究中发现，LGE 阳性是室性心率失常或心源性猝死(sudden cardiac death，SCD)的独立预测因子。无论是在总体研究人群[比值比(odd ratio，OR)=4.3，P＜0.001]，还是仅进行了多变量回归分析的研究(HR=6.7，P＜0.001)中，LGE 阳性均与心律失常终点事件的发生显著相关。此外，在预测不良结局时，LGE 阳性可能比LGE 累及的范围更为重要，即使少量的LGE 也能明显增大全因死亡和SCD的风险[19]。

Leyva 等[20]发现在DCM 患者中，肌壁间LGE 预测患者发生心血管死亡、主要心血管不良事件或住院综合终点事件和心血管死亡或心力衰竭住院的综合终点事件的风险，独立于NYHA 心功能分级、QRS 间期延长、房颤、左室容积、LVEF 和CMR-组织同步指数等常规危险因素。此外，该研究还发现肌壁间LGE 也是接受心脏再同步化治疗的DCM 患者死亡率和发病率的有力预测因子。DCM 患者一旦合并肌壁间LGE，其预后与缺血性心肌病相似，且出现左心室反向重构可能性较低。

Halliday 等[21]研究还发现，即使在轻症DCM 患者(LVEF≥40%)中，LGE 阳性也是发生SCD 的高危因素。在这项纳入了399 例DCM 患者的研究中，校正了LVEF、NYHA 心功能分级和年龄后，心肌LGE 阳性发生SCD 或SCD 被终止的主要终点事件的风险亦明显增加(HR=9.3，P＜0.0001)。

2.2 LGE的类型和预后

除肌壁间LGE外，DCM患者还可能合并其他的LGE类型，包括心外膜下、局灶斑片型、心内膜下及透壁性LGE[19，22]。Halliday 等[19]研究发现，与LGE 阴性的DCM 患者相比，肌壁间线性LGE、心外膜下LGE、局灶性LGE 和多种LGE 并存的患者发生主要终点事件的风险均有不同程度的升高。Alba 等[16]将650 例LGE 阳性的DCM 患者分为心内膜下强化，肌壁间线性强化，肌壁间斑片状强化，心外膜下强化下四种类型。患者一旦发生心肌LGE，不良终点事件的发生率明显增高，但不同类型LGE对预后的影响无明显差别(心内膜下HR=1.58，肌壁间线性HR=1.28，肌壁间斑片状HR=1.15，心外膜下HR=1.61)。而患者一旦合并两种及两2种以上类型的LGE，患者发生不良心血管事件的风险呈阶梯状显著上升(1 种类型HR=1.24，2 种类型HR=2.07，＞2种类型HR=4.76)。

2.3 LGE的分布与预后

心肌LGE 的分布也和患者预后密切相关。Halliday 等[19]研究纳入874 例DCM 患者，发现共有116 例患者表现为室间隔与左室游离壁联合LGE，该类患者远期发生不良终点事件的风险最高(HR=5.82，P＜0.0001)，高于单独室间隔LGE 的患者(HR=3.13，P＜0.001)。Li 等[22]发现，尽管单独室间隔LGE 和室间隔与游离壁联合LGE组的患者均可表现为NYHA心功能分级增高、LVEF 下降及FMR，但联合LGE 组一年内进行心脏移植的比例明显高于单独室间隔LGE 的患者(32.1%与13.6%，P=0.034)。上述研究均提示，LGE在心肌内的分布也是远期预后的重要预测因素。

综上，LGE 阳性、类型及分布是独立于LVEF 等常规危险因素之外的重要预后因子，可为DCM 患者的预后提供额外的信息。

3 T1-mapping、ECV与预后

尽管上述的大量队列研究发现LGE 是DCM 患者预后不良的独立预测因子，但仍有约60%的DCM 患者表现为LGE 阴性[16，18]，无法利用LGE 评估心肌受累严重程度。基于CMR 的T1-mapping 和细胞外容积(extracellular volume，ECV)成像与心肌的胶原体积分数及细胞外间隙成分显著相关，能够定量评估心肌弥漫性间质纤维化，还能在LGE 之前发现心肌异常[23]。有研究显示，DCM 患者在疾病早期阶段(LVEF=45%～55%)即可发生弥漫性心肌纤维化[24]。因此，通过T1 和ECV 不仅能有效评估DCM 的心肌微观结构异常，还能为预后提供更敏感的影像学信息[24-25]。

Puntmann 等[26]纳 入637 例DCM 患者，中位 随访 时间 为22 个月，发现其中28 例患者(4.4%)发生全因死亡的主要终点事件，68 例患者(10.7%)发生心力衰竭终点事件。在多变量分析中，平扫T1 值增加是全因死亡和心衰复合终点事件的独立预测因子(HR=1.1，P＜0.001)。Youn 等[27]在一项纳入了117 例NIDCM 患者的队列研究中发现，ECV 每增加3%和1%，发生远期不良心血管事件的风险分别增加了80% (HR=1.8)及22% (HR=1.22)。多变量分析模型中，ECV 还是患者不良结局的独立的预测因素，其预后价值高于平扫T1值及定量LGE值。

此外，Vita 等[28]还发现在NIDCM 的患者中，异常ECV 范围可预测心力衰竭等不良预后，预测效能优于LGE或平扫T1值。此外，平均ECV 还是校正过年龄、性别、NYHA 和LVEF 等危险因素后的独立预测因子，平均ECV 每增加10%，主要心血管不良事件风险增加2.8倍(P＜0.001)。

因此，T1 mapping 成像和ECV 量化技术不仅能早期诊断疾病，T1 值及ECV 增大还是DCM 患者不良临床事件的高危因素，其预测效能优于年龄、性别、LVEF、LGE等常用评价指标，为患者的早期治疗及预后评估提供参考。

4 心肌应变与预后

近年来，基于CMR特征追踪成像技术(CMR feature tracking imaging，CMR-FT)应变参数不仅能在LVEF下降之前探测到心室功能障碍，也是评估DCM患者预后的新指标[29-30]。

Romano等[31]在一项纳入了1012例DCM患者的多中心队列研究中发现，左室整体纵向应变是NIDCM 患者死亡的独立预测因子。在校正了包括LVEF和LGE在内的功能及组织学参数后，整体纵向应变每升高1%，死亡风险增加89.1%；将整体纵向应变参数加入到常规危险因素(LGE、LVEF 等)组成的预后模型中，模型的预测效能得到了显著改善(C-statistic=0.867，P＜0.0001)。Romano 等[32]纳入了470 例LVEF＜50%的DCM 患者，发现整体纵向应变是死亡风险的强有力的独立预测因子，死亡风险随着整体纵向应变的降低以及LGE 范围的增加而显著增大，在校正了临床和影像学高危因素后，整体纵向应变与死亡仍显著相关。

Arenja 等[8]发现长轴应变(long-axis strain，LAS)作为评估心肌纵向收缩功能的指标之一，也和患者预后相关。在这项纳入了453 例NIDCM 患者的研究中，作者发现LAS 与LVEF强相关(r=−0.78，P＜0.001)，在多变量的预测模型中，LAS(HR=2.2，P=0.001)仍是终点事件的独立预测指标。此外，LAS与LVEF 联合使用，也可为患者的风险分层提供额外的信息。将LAS 加入到LVEF 的危险分层模型中，模型的预测能力显著增加。

Buss 等[30]认为DCM 患者左室心肌整体纵向应变、周向应变及径向应变均是患者发生不良心血管事件危险因素，整体纵向应变＞−12.5%、整体周向应变＞−13.1%或整体径向应变≤15.7%的DCM 患者的严重心脏事件的发生率明显更高。另外，在单因素和多因素分析中，整体纵向应变(HR=1.26，P＜0.01)和平均纵向应变(HR=1.24，P＜0.05)是心脏预后的独立预测因子，是最可靠的预后指标。在预定临界值的临床模型中，平均纵向应变(HR=5.44)也是独立于LVEF 和LGE 之外的预后因素。因此，纵向应变是DCM 患者生存的独立预测因子，并为临床参数、生物标记物和标准CMR 之外的风险分层提供了额外的信息。

右室应变异常也是DCM预后不良的预测因素。Liu等[33]纳入192 例C 期或D 期心力衰竭NIDCM 患者(平均RVEF：30.35%±14.11%)，发现右心室峰值整体纵向应变(right ventricular peak global longitudinal strain，RVpGLS)减低与主要不良心血管事件显著相关。基于RVpGLS 临界值的Kaplan-Meier分析显示，RVpGLS＜−8.5%的患者比RVpGLS≥−8.5%的患者有更好的远期预后(P=0.0037)。

此外，基于CMR 的部分应力新参数也能帮助判断患者预后。左室重构指数(remodeling index，RI)是根据拉普拉斯定律导出的一种能按比例反映心肌壁应力的新指标，定义为左室舒张末期容积的立方根除以基础短轴层面上的平均左室壁厚度[34]。Xu 等[35]纳入412 例DCM 患者，其中62 例及143 例患者分别发生了主要终点事件(全因死亡和心脏移植)及次要终点事件(心力衰竭再入院)，发现RI是主要终点事件(HR=1.2)及次要终点事件(HR=1.15)的独立预测因子。同时，将RI纳入进LVEF 和LGE 的危险分层模型，可显著增加模型预测主要和次要终点事件的能力(C指数从0.71提高到0.79)。

5 小结

综上所述，CMR多参数、多序列成像，在DCM危险分层及预后评估方面具有重要价值。不仅能从心脏形态、结构方面的变化预测患者的远期预后，还能根据LGE，T1-mapping 和ECV成像判断DCM 患者的心肌组织学异常，为预后提供新的影像学指标。同时，随着CMR 新技术的不断出现与广泛应用，CMR有望在DCM 的危险分层及预后评估方面发挥更为重要的作用。

作者利益冲突声明：全体作者均声明无利益冲突。