心臟磁共振在左室心肌緻密化不全診斷及風險評估中的研究進展

2020-11-24 醫脈通

作者:宋林聲,趙新湘,昆明醫科大學第二附屬醫院放射科

 

左室心肌緻密化不全(left ventricular noncompaction,LVNC)又稱「海綿狀心肌」,是胚胎期心肌纖維緻密化過程異常停滯的結果。除了心壁內層心肌過度小梁化外,還可伴有其他心臟結構的先天性異常,根據是否伴有其他心臟疾病,LVNC可分為孤立性心肌緻密化不全(isolated ventricular noncompaction,IVNC)和非孤立性心肌緻密化不全。

 

2006年AHA將其歸納為遺傳性,考慮為基因突變導致胚胎期左心室緻密化過程失敗所致,2008年歐洲心臟病協會將其歸類於未分類心肌病。LVNC缺乏特異性的臨床表現,臨床上易於漏診和誤診,超聲心動圖在LVNC的篩選和診斷中起著重要作用,但是由於視野小、操作者的依賴性以及對心尖探測的局限性等,有時難以做出全面準確的診斷。

 

隨著臨床對LVNC認識的提高和MRI技術的快速發展,心臟磁共振(cardiac magnetic resonance,CMR)作為一種無創的檢查手段,不僅具有類似超聲心動圖的特點,而且其高度的空間解析度以及大視野、無死角等優勢彌補了超聲的不足,在心臟結構細節和功能顯示方面表現出諸多無可比擬的優勢。CMR在LVNC診斷中已成為超聲心動圖篩查後最重要的明確手段,此外還可為LVNC的治療及風險評估提供信息。近年來CMR在LVNC診斷方面受到了臨床醫師越來越多的關注和重視。本文現就CMR在LVNC中的應用及研究進展做一綜述。

 

1.LVNC的病理生理

 

關於LVNC的發病機制目前尚不明確,確切的發病率也尚未被確定,普遍認為LVNC可能系散發性或家族遺傳性疾病。最近又有學者提出新觀點,認為部分患者是其他具有相同遺傳基礎心肌病表型變異的結果,並非特發性先天性心肌病,且相關研究表明29%以上的LVNC患者致病基因突變位點常發生在心肌肌節蛋白。正常人心肌緻密化的順序是從心外膜到心內膜,基底部到心尖部,室間隔到游離壁,左室心尖部的緻密化最後完成,這就很好解釋了病變常累及左室心尖部及游離壁的原因。

 

當出現遺傳基因缺陷等情況時,心肌正常緻密化過程受阻,最後心室壁由外層較薄的緻密化心肌和內層較厚的非緻密化心肌兩層結構組成,心內膜下肌小梁粗亂呈海綿狀,深陷的小梁隱窩與心室腔相通,心肌結構的先天性異常進一步發展表現為心室壁順應性的降低和僵硬度的增加,最終導致心肌舒縮功能障礙,引起心腔擴大、心力衰竭和心律失常,嚴重的患者還可出現暈厥和猝死。此外,由於血液在心肌隱窩內流動緩慢容易淤滯而形成附壁血栓,血栓脫落後還易引起體循環栓塞等嚴重併發症。

 

2.LVNC的CMR表現

 

由於CMR具有優越的信號噪聲比和對比噪聲比,使其在心臟病變細節顯示方面具有無可比擬的優勢,特別是對於像LVNC這類需要精細分辨和測量的疾病更顯得尤為重要。LVNC主要發生於左心室的心尖、前壁、下壁和側壁段,超聲心動圖檢查這些部位存在一定的難度。

 

2.1心肌形態改變

 

在常規SE序列上,LVNC左室腔縮小,左室壁增厚,增厚的室壁由兩層結構組成,外層是心外膜下薄的緻密化心肌,信號強度呈均勻等信號,同正常心肌;內層為心內膜下增厚的非緻密化心肌,呈網狀或柵欄狀,其內可見雜亂粗大的肌小梁和深陷隱窩黑白相間,整個非緻密心肌層信號不均勻。在trueFISP序列上非緻密化心肌與心腔及緻密化心肌分界清晰,信號仍不均勻,信號強度介於兩者,呈「灰色」。此外,在TSET2WI及HASTE序列上還可見小梁隱窩內低信號的附壁血栓。

 

2.2心臟運動功能改變

 

在CMR電影序列上,左室壁運動可正常或節段性室壁運動異常,這種運動異常可單獨體現為收縮運動減弱或舒張功能障礙,或兩者均有。運動功能異常不僅發生於非緻密化心肌,也可發生於緻密化心肌。此外,在心室舒縮過程中,可以觀察到血液在心室腔與小梁隱窩間緩慢流動,收縮期非緻密化心肌層變「緻密」,小梁隱窩縮小消失。而且通過圖像後處理技術,CMR還可準確測量左室射血分數(LVEF)、左室收縮末期容積(LVESV)、左室舒張末期容積(LVEDV)、心輸出量(CO)等心功能指標,LVNC患者常表現為LVEF等心功能指標的降低,提示心臟功能障礙。

 

2.3心肌首過灌注及延遲增強心肌活性成像

 

LVNC患者心肌首過灌注成像可呈透壁性、肌壁間或心內膜下心肌灌注缺損,延遲期可出現心內膜下心肌強化、透壁強化或肌壁間強化。延遲期強化提示心肌纖維化改變,因此CMR可反映心肌纖維化的範圍及程度。Nucifora等研究還發現,延遲期強化(LGE)的有無和範圍與臨床表現密切相關,同時LGE是LVEF減低的獨立相關因素。此外,有學者認為當冠狀動脈造影排除了心外膜冠狀動脈供血異常,LVNC心肌收縮力下降與心內膜下微循環灌注異常有關,相關屍檢證據也支持心內膜下心肌缺血是由微循環病變引起,也是造成LVNC病理生理異常的主要因素,LVNC的心肌灌注特點也恰好解釋了這一觀點。

 

2.4T1mapping和細胞外間隙定量評估

 

T1mapping和細胞外間隙(extracellular volume,ECV)定量評估是近年興起的一項磁共振技術,該項技術對於存在潛在纖維化及瀰漫性纖維化的心肌疾病有著很好的診斷效能,可從組織學的深度對疾病進行分析診斷。目前國外已經有一定量的臨床研究論證了該項技術在心肌病診斷方面的有效性,但還未見關於該項技術在LVNC方面應用研究的文獻報導,不過可以肯定的是該項技術的應用無疑會給LVNC的診斷和臨床治療提供更全面準確的信息。

 

3.LVNC的CMR診斷標準

 

自1990年Chin等首次提出LVNC的診斷標準以來,其爭論就從未停息過,二十多年的研究至今也未達成統一的共識。但CMR對LVNC診斷的價值已被諸多國內外研究報導所肯定,學界已公認CMR為LVNC最好的診斷工具,國內阜外醫院2010年聯合多中心研究也肯定了CMR對LVNC的診斷標準,並且認為CMR是診斷和鑑別過度小梁化的一個理想方法。

 

過去CMR對於LVNC的診斷主要參考超聲的診斷標準,但通過臨床實踐發現此標準有過度診斷傾向,因此Petersen等通過研究提出了舒張期非緻密化心肌厚度/緻密化心肌厚度(NC/C)>2.3的MRI診斷標準,其敏感性和特異性分別可達到86%和99%,也是目前大家最公認的診斷標準。趙世華等也做了相關臨床研究,提出了NC/C>2.5的診斷標準,其在國內人群中的敏感性和特異性可達到96.4%和97.4%。目前諸多國內外研究也都是著重於這一比值的選擇,LVNC的影像學診斷也主要是依靠NC/C值作為依據,後來部分學者還將心肌受累節段數也納入診斷標準中。

 

雖然目前學界仍沒有給出一個明確統一的診斷標準,但是國內外根據相關臨床研究已經形成了一套較為準確的診斷標準:(1)在CMR電影序列上,左心室壁由兩層結構組成:正常緻密化的心外膜層(C)和異常增厚的非緻密化心內膜層(NC),且內膜層可見許多突向心室腔的粗大肌小梁和小梁間深陷的隱窩呈黑白相間。(2)在左心室短軸舒張末期電影序列上採用美國心臟協會的17節段,滿足左室心尖段心肌明顯緻密化不全及游離壁中2個或2個以上節段舒張末期的NC/C值>2.3。(3)首過灌注證實血流自左心室腔向小梁間隱窩灌注,心臟電影後處理可以測得LVEF等心功能指標降低。(4)延遲成像可出現心內膜下心肌強化、透壁強化或肌壁間強化,提示心肌纖維化改變。(5)不合併其他心臟畸形。近年來國外學者還通過相關研究提出了一些新的診斷標準,為LVNC的診斷提供了新的視角,但這些研究結果尚在探索驗證中。

 

Jacquier等研究提出當小梁化的心肌質量超過左心室總質量的20%時即可診斷為LVNC,其敏感性和特異性分別為91.6%、86.5%,但是此種方法可重複性較差,且尚無心臟病理學結果的驗證。Dawson等通過對比研究還提出了一種基於大量正常人CMR掃描得出的肌小梁參考值的評估方法。此外,有學者提出了受累心肌節段緻密層最大收縮厚度作為一種輔助診斷指標與其他心肌病相鑑別,Grothoff等使用超聲心動圖驗證了這一說法,但對LVNC診斷來說,這些研究結果尚需更廣泛的臨床來驗證。

 

4.CMR在LVNC的治療及風險評估中的應用

 

LVNC患者多數早期無明顯臨床症狀,可在任何年齡階段發病,尤其是最近Aruamana等報導了胎兒患LVNC的預後較差,因此LVNC的早期評估對於其預後及治療療效具有重要的臨床意義。

 

4.1左室收縮功能的評估

 

左室收縮功能越差的LVNC患者,左室心腔直徑越大,竇性心律失常發生率也越高,患者的預後往往也較差。因此,於進超等在2015年就左心室收縮功能相關CMR進行了研究,研究結果發現左心室的重構、心室體積的增大及延遲強化都會導致左心室收縮功能下降,並且非緻密化心肌累及的心肌節段範圍和程度與收縮功能呈負相關。此外CMR可以通過圖像後處理技術準確測得LVEF值,從而實現對於左室收縮功能的定量評估。當LVEF≤35%並合併心功能不全伴左束支傳導阻滯(LBBB)時,可以建議臨床進行心臟再同步化治療(CRT),CRT可增強患者心肌泵功能,糾正心肌非同步性收縮,使得患者臨床預後得到明顯的改善。

 

4.2心肌延遲增強(LGE)掃描在心臟除顫器(ICD)評估中的應用

 

目前終末期心力衰竭和心源性猝死是LVNC的主要死因,研究數據顯示LVNC患者5年生存率僅為42%,其中心律失常是心源性猝死的重要預測因子。有學者認為心律失常與心肌纖維化及肌束分支不規則連接有關,而LVNC患者心律失常又以室性心律失常和左束支傳導阻滯(LBBB)常見。相關研究表明LGE與LVNC患者發生陣發性室性心動過速(NSVT)密切相關,CMR有助於LVNC患者危險分級,尤其是判斷處於臨界狀態LVNC患者是否植入心臟除顫器(ICD)。

 

Kobza等對採用ICD一級和二級預防治療的12例LVNC患者進行了3年隨訪,發現猝死率有一定程度的降低。但是由於ICD價格昂貴,並不是適合所有的患者,因此LGE能夠明確猝死高風險對於LVNC患者從ICD治療中獲益顯得至關重要。此外,延遲增強掃描還可以提供心肌活性和心肌纖維化方面更多有價值的信息,並能清晰顯示隱窩中的血栓,且強化程度與LEVF下降相關,有助於疾病預後的判斷。

 

4.3抗凝治療中的應用

 

由於LVNC患者心腔血液在心肌隱窩內流動緩慢,易淤滯形成附壁血栓,血栓脫落後往往會造成體循環栓塞等嚴重後果,因此抗凝治療也常常受到臨床重視。目前LVNC發生血栓栓塞的風險大小尚不明確,但是相關研究表明血栓栓塞是受多因素的影響,當CMR檢查發現心功能不全或心律失常,並結合心臟電影、首過灌注及延遲增強發現隱窩血流緩慢或隱窩血栓時,常提示高度的血栓栓塞風險,此時需建議臨床抗凝治療預防栓塞。

 

總之,CMR可通過多技術成像定量評估LVNC患者的病變程度、心功能變化、非緻密化心肌細節的顯示、心肌纖維化程度、繼發的重塑改變和有無血栓的形成,對臨床的診斷、治療及預後都具有重要的指導意義。但由於CMR檢查相對複雜,費用昂貴,禁忌症較多等缺陷,在臨床的應用尚未普及。隨著CMR技術的進一步發展,更多快速、特異性、功能性掃描序列開發,CMR在LVNC診斷方面將會展示出更加重要的作用和價值。

 

來源:宋林聲, 趙新湘. 心臟磁共振在左室心肌緻密化不全診斷及風險評估中的研究進展[J]. 臨床放射學雜誌, 2018(1).

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