心肌纖維化可見于諸多心血管疾病,尤其對(duì)心衰患者,,心肌纖維化既是產(chǎn)生心衰的原因也是心衰導(dǎo)致的病理結(jié)果,。雖然心肌外基質(zhì)對(duì)于固定心肌位置、保持心臟信號(hào)傳導(dǎo)及維護(hù)心肌收縮功能是必要的,,但是過(guò)度增生的心肌纖維化無(wú)疑是臨床治療必須重視的問題,。
因此,有必要進(jìn)行精確的影像學(xué)檢查來(lái)評(píng)估患者是否存在心肌纖維化及纖維化水平,。在臨床上,,心超、PET及CT均能用以心肌纖維化檢查,,但是其心肌纖維化檢測(cè)的精確度均不如對(duì)比增強(qiáng)核磁共振成像技術(shù)(MRI),。
本文將重點(diǎn)闡述MRI在心肌纖維化檢測(cè)中出現(xiàn)的影像學(xué)表現(xiàn)要點(diǎn)、需要注意的影像學(xué)過(guò)程以及如何規(guī)避可能出現(xiàn)的問題,。
一,、心肌纖維化MRI檢查
上已述及,與其他影像學(xué)檢查手段相比,,MRI具有更高的心肌纖維化檢測(cè)精確度,。另一方面,臨床心肌活檢雖然也可鑒別診斷心肌纖維化,,但有創(chuàng)性及診斷區(qū)域的局限性等問題使其不能替代MRI在心肌纖維化檢測(cè)中的地位。
因此,,MRI在心肌纖維化檢測(cè)中具有定位準(zhǔn)確,、范圍廣、精度高及無(wú)創(chuàng)性等優(yōu)勢(shì),。MRI具體檢測(cè)技術(shù)主要有兩種,,分別為延遲釓顯像(LGE)及T1定量成像(T1 mapping)。
1. 延遲釓顯像(LGE)技術(shù)
LGE顯像技術(shù)可以用來(lái)檢查病灶纖維化程度,、病變范圍及病灶形狀等,,多項(xiàng)臨床研究已經(jīng)證實(shí)了LGE在心肌纖維化診斷方面具有理想的診斷能力。
(1)技術(shù)原理
需要指出的是,,LGE技術(shù)的基礎(chǔ)依然是MRI中的T1成像技術(shù),。加入釓的純水T1相信號(hào)強(qiáng)度要低于正常純水的T1相強(qiáng)度,。患者接受細(xì)胞外對(duì)比劑注射后,,釓會(huì)迅速充斥于細(xì)胞外空間,,但不會(huì)滲透入細(xì)胞內(nèi)。
當(dāng)釓對(duì)比劑經(jīng)過(guò)膠原沉積增多且血管結(jié)構(gòu)減少的病灶時(shí),,對(duì)比劑滲透速率降低,,通過(guò)心肌灌注成像技術(shù),我們可以準(zhǔn)確判斷出現(xiàn)心肌灌注缺損的位置,。因此,,在檢查時(shí)流入效應(yīng)(wash-in)在對(duì)比劑注射后幾秒內(nèi)就可觀察到,而流出效應(yīng)(wash-out)則需要幾分鐘后觀察,,這個(gè)時(shí)間在纖維瘢痕處會(huì)更長(zhǎng),。
另一方面,心肌纖維化病灶處水含量高于正常心肌區(qū)域,,因此,,其釓對(duì)比劑相應(yīng)增多,該點(diǎn)亦可用以鑒別診斷,。高細(xì)胞外容積使得纖維化區(qū)域的T1加權(quán)成像流入及流出速率更低,,造成缺血壞死病灶在MRI影像上表現(xiàn)為亮斑樣區(qū)域。
(2)圖像標(biāo)準(zhǔn)化處理
LGE顯像技術(shù)的準(zhǔn)確性很大程度上依賴于圖像的獲取以及在獲得圖像后的處理工作,,即圖像報(bào)告標(biāo)準(zhǔn)化處理,。雖然有的臨床醫(yī)生依靠經(jīng)驗(yàn)憑肉眼粗略估測(cè)患者心肌纖維化情況,但是精確定量結(jié)果依然需要嚴(yán)格的方法學(xué),,為此心血管磁共振學(xué)會(huì)發(fā)布了相關(guān)指南,,見表一。
表一
(3)LGE與心肌纖維化
由于心肌纖維化存在多種臨床表現(xiàn),,MRI亦存在多種影像學(xué)表現(xiàn),,因此有必要了解LGE技術(shù)下各種病變的影像學(xué)表現(xiàn)(示例見圖1)。通過(guò)判斷心肌纖維化,,LGE能發(fā)揮的臨床診斷作用如下:
LGE判斷心肌存活情況及患者是否適宜血運(yùn)重建,;
利用LGE診斷微血管阻塞及再灌注;
尋找致心律失常作用病灶,,一般為梗死灶“灰區(qū)”,;
鑒別診斷心肌病。
圖1 四種病變?cè)贚GE及T1定量檢測(cè)技術(shù)的影像學(xué)特點(diǎn)示意圖:縱向分別為正常心肌,、彌散型間質(zhì)纖維化,、浸潤(rùn)型間質(zhì)纖維化及纖維化病灶,橫向?yàn)榻M織概念圖,、LGE圖像,、T1定量檢測(cè)增強(qiáng)前圖像及T1定量檢測(cè)增強(qiáng)后圖像,。可以看出LGE間質(zhì)浸潤(rùn)診斷能力欠佳,,而T1定量檢測(cè)較為理想,,其中第四列箭頭所示為L(zhǎng)GE透壁梗死區(qū)影像。ECV為細(xì)胞外容積,。
2.T1定量成像
(1)技術(shù)原理
與LGE相反,,T1定量成像是一項(xiàng)基于精確T1數(shù)值的MRI技術(shù)。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō),,T1定量成像原理就是以T1弛豫時(shí)間做信號(hào)加權(quán),,而不同組織或細(xì)胞成分T1可能不同,MRI采集到的信號(hào)本身是與T1的指數(shù)衰減相關(guān),,從而獲得較準(zhǔn)確的組織成分信息,。
但是T1定量成像需要釓對(duì)比劑作為基礎(chǔ),而且通過(guò)T1定量成像,,我們可以更清楚的掌握釓對(duì)比劑的分布情況,。更重要的是,LGE無(wú)法準(zhǔn)確診斷彌散型間質(zhì)纖維化,,而T1定量成像彌補(bǔ)了MRI的不足,。
T1定量成像一般分成增強(qiáng)前T1相及增強(qiáng)后T1相,對(duì)于心肌纖維化病灶來(lái)說(shuō),,其增強(qiáng)前T1信號(hào)升高,,而增強(qiáng)后T1相信號(hào)降低。
(2)圖像標(biāo)準(zhǔn)化處理
由于T1定量成像技術(shù)需要精確的T1數(shù)值,,因此其圖像處理要求更為嚴(yán)格,,表二為心血管磁共振學(xué)會(huì)指南推薦的處理流程。
表二
(3)T1定量成像與心肌纖維化
T1定量成像具體影像學(xué)表現(xiàn)見圖1及圖2,,以下為T1定量成像技術(shù)在心肌纖維化診斷方面能發(fā)揮的作用:
診斷彌散型纖維化,,可應(yīng)用于心肌梗死、心肌病及心肌炎后的心肌纖維化類型診斷,,而這點(diǎn)是LGE無(wú)法完成的,;
判斷心肌纖維化程度,評(píng)估致心衰風(fēng)險(xiǎn),;
定量檢測(cè)心肌纖維化病灶的細(xì)胞外容積,評(píng)估患者預(yù)后,。
圖2 三種不同疾病在LGE及T1定量成像特點(diǎn)示意圖:橫向分別為慢性心梗,、急性心肌炎及肥厚型心肌病。
二,、MRI心肌纖維檢測(cè)待解決的問題
盡管MRI在心肌纖維化檢測(cè)方面具有諸多優(yōu)勢(shì),,依然有許多問題亟需解決:
1,、LGE無(wú)法準(zhǔn)確鑒別診斷彌散型心肌纖維化病灶。
2,、T1定量成像技術(shù)的獲取細(xì)胞外容積精確度有待提高,。
3、由于LGE及T1定量成像均需要釓對(duì)比劑注射,,對(duì)于腎功能嚴(yán)重?fù)p害的患者,,僅能使用無(wú)對(duì)比劑T1成像,但其特異性不理想,。
三,、心肌纖維化的多種致病機(jī)制
1、心肌缺血導(dǎo)致的炎癥反應(yīng)
纖維化替代現(xiàn)象主要出現(xiàn)于急性心梗心肌細(xì)胞大量壞死后,,其心肌外基質(zhì)成分將替代原有心肌位置,,造成心肌纖維化水平升高。具體來(lái)看,,心肌細(xì)胞死亡激活了心肌成纖維細(xì),,同時(shí)激發(fā)炎癥反應(yīng),而且該炎癥反應(yīng)增加了心肌膠原含量,,并導(dǎo)致心肌細(xì)胞外纖維沉積增多,。
2、非缺血心臟病的毒性刺激
在非缺血心臟病變中,,病程中反復(fù)出現(xiàn)的毒性刺激會(huì)引起細(xì)胞凋亡,,并激發(fā)炎癥反應(yīng),從而導(dǎo)致病灶處出現(xiàn)纖維瘢痕,。同樣的機(jī)制也見于肥厚型心肌病及包括淀粉樣病變?cè)趦?nèi)的浸潤(rùn)性間質(zhì)疾病,。
3、年齡相關(guān)纖維重構(gòu)
心肌細(xì)胞生長(zhǎng)與死亡的穩(wěn)態(tài)程度決定了患者年齡相關(guān)纖維重構(gòu)水平,,而高血壓,、壓力或容量超負(fù)荷、糖尿病及肥胖癥會(huì)破壞這種穩(wěn)態(tài),,引起間質(zhì)纖維化,。這也是臨床醫(yī)生頭疼的一個(gè)問題,即如何區(qū)別疾病導(dǎo)致的纖維化與年齡相關(guān)的“正?!崩w維化,。
4、適應(yīng)性改變
細(xì)胞基質(zhì)重構(gòu)是生物適應(yīng)環(huán)境刺激的必要反應(yīng),,這點(diǎn)在心肌損傷后尤為明顯,。但是持續(xù)的基質(zhì)重構(gòu)(或纖維化)均不利于心臟功能及結(jié)構(gòu)。纖維化水平的升高會(huì)導(dǎo)致心室壁僵硬,影響舒張功能,,并最終損害心臟收縮功能,。另外,心肌纖維化也會(huì)影響心肌電生理等正常細(xì)胞活動(dòng),。