系統(tǒng)性紅斑狼瘡心臟受累的心臟磁共振評(píng)價(jià)進(jìn)展

蒲華霞 彭禮清

(四川大學(xué)華西醫(yī)院放射科，四川 成都 610041)

系統(tǒng)性紅斑狼瘡(systemic lupus erythematosus，SLE)是一種全身性、自身免疫介導(dǎo)的炎性結(jié)締組織疾病，常呈慢性進(jìn)展。以育齡期女性多見，男女患病比例約為1∶9[1]。SLE心臟受累的發(fā)生率>50%，可累及心臟的各個(gè)結(jié)構(gòu)，包括心包、心肌、心內(nèi)膜、冠狀動(dòng)脈及傳導(dǎo)系統(tǒng)等；其中，心包炎的發(fā)生率最高，心肌炎、冠狀動(dòng)脈粥樣硬化及瓣膜病變次之[1]。SLE心臟受累是導(dǎo)致患者發(fā)病和不良預(yù)后的主要原因，其臨床表現(xiàn)常呈無癥狀或無典型特征[1-2]。

Mavrogeni等[3]報(bào)道了一系列針對(duì)SLE心血管疾病早期檢測的無創(chuàng)性評(píng)估方法，包括臨床癥狀、實(shí)驗(yàn)室檢查、心電圖、超聲心動(dòng)圖和心臟磁共振(cardiac magnetic resonance，CMR)。臨床癥狀、實(shí)驗(yàn)室檢查及心電圖均只能間接提示心臟受累。經(jīng)胸超聲心動(dòng)圖最常用，對(duì)評(píng)估瓣膜病變及肺動(dòng)脈高壓具有優(yōu)勢，但局限于聲窗小和空間分辨力低等。CMR檢查具有多序列和多參數(shù)成像的特點(diǎn)，可“一站式”評(píng)估心臟形態(tài)和功能、心肌組織水腫和纖維化，對(duì)SLE心臟受累評(píng)價(jià)具有重要價(jià)值?，F(xiàn)對(duì)CMR在SLE心臟受累評(píng)估中的研究進(jìn)展進(jìn)行綜述。

1 SLE心臟受累的發(fā)病機(jī)制

SLE心臟受累的發(fā)病機(jī)制是以一系列復(fù)雜的全身和局部自身免疫過程為特征，其病理基礎(chǔ)包括免疫復(fù)合物沉積在血管壁和血管周圍組織、補(bǔ)體系統(tǒng)激活及炎性細(xì)胞浸潤，引起炎癥反應(yīng)及血管異常[1-2，4]。中小血管的管壁炎癥、壞死或繼發(fā)血栓形成可導(dǎo)致局部組織缺血和功能障礙。心臟受累可表現(xiàn)為心包炎、心肌炎、心肌病、冠狀動(dòng)脈粥樣硬化、心肌梗死、瓣膜病變及Libman-Sacks心內(nèi)膜炎等[1-2]。無癥狀的彌漫性心肌炎癥、心肌纖維化、冠狀動(dòng)脈病變及微血管功能障礙已在SLE患者心臟受累的早期表現(xiàn)中報(bào)道[5-8]。此外，治療藥物(如皮質(zhì)類固醇和抗瘧疾藥物)的不良反應(yīng)、心血管疾病傳統(tǒng)危險(xiǎn)因素(如高血壓和高脂血癥)以及合并癥(如肺動(dòng)脈高壓、狼瘡腎炎及抗磷脂抗體綜合征等)也可促進(jìn)SLE心臟病變的發(fā)生和發(fā)展[2]。

2 CMR序列及應(yīng)用

近年來，SLE心臟受累的CMR評(píng)價(jià)主要采用以下序列：穩(wěn)態(tài)自由進(jìn)動(dòng)(steady-state free precession，SSFP)成像序列、T2加權(quán)成像(T2-weighted imaging，T2WI)、心肌灌注、早期釓增強(qiáng)(early gadolinium enhancement，EGE)、心肌延遲強(qiáng)化(late gadolinium enhancement，LGE)、T1 mapping及T2 mapping序列，現(xiàn)對(duì)各序列的應(yīng)用價(jià)值進(jìn)行綜述。

2.1 SSFP成像序列

SSFP成像序列又稱電影序列，常采集左室長軸二腔心、四腔心、左室流出道及從二尖瓣口至心尖覆蓋整個(gè)左室的零間隔相互平行的8～12個(gè)短軸動(dòng)態(tài)電影圖像等。運(yùn)用后處理軟件勾畫短軸位電影圖像上的心肌輪廓后，依據(jù)辛普森法則(Simpson’s rule)計(jì)算心室容積，可得到心室舒張末期/收縮末期容積、射血分?jǐn)?shù)及每搏輸出量等心功能參數(shù)。CMR特征追蹤技術(shù)和組織追蹤技術(shù)均基于電影序列進(jìn)行應(yīng)變評(píng)估[9]。特征追蹤技術(shù)類似于超聲斑點(diǎn)追蹤技術(shù)，追蹤心內(nèi)膜和心外膜的特征以獲得心肌形變；而組織追蹤技術(shù)采用“中面曲線坐標(biāo)系”和追蹤在電影序列上軟件生成的心肌節(jié)點(diǎn)在整個(gè)心動(dòng)周期的運(yùn)動(dòng)以計(jì)算應(yīng)變[9]。心肌應(yīng)變是指心肌節(jié)段從初始長度(L0，通常在舒張末期)變化到最大長度(L，通常在收縮末期)的形變程度，并用百分?jǐn)?shù)表示。公式為應(yīng)變=(L-L0)/L0，應(yīng)變值的正負(fù)分別表示心肌組織的伸長/增厚和縮短/變薄。應(yīng)變率為單位時(shí)間內(nèi)的應(yīng)變，表示心肌形變的速度。常用參數(shù)包括徑向、周向和縱向三個(gè)方向的應(yīng)變及應(yīng)變率，可反映整體或節(jié)段性的心肌舒縮功能改變[10]。

近幾年，關(guān)于SLE患者心肌應(yīng)變的研究發(fā)現(xiàn)如下所述：(1)左室心肌應(yīng)變比左室射血分?jǐn)?shù)及容積指標(biāo)更能敏感地檢測出SLE患者的亞臨床左室收縮功能障礙，尤其是左室整體縱向應(yīng)變[11-12]。(2)SLE患者的雙心室的周向、縱向的應(yīng)變及應(yīng)變率之間存在輕中度相關(guān)性(r為0.413～0.527，所有P值均<0.05)[13]。(3)SLE患者的右心室結(jié)構(gòu)和功能改變可能出現(xiàn)在左心室功能減退之前[12，14]。左心室周向、縱向應(yīng)變與右室射血分?jǐn)?shù)降低之間存在相關(guān)性(β=0.338和0.465，P<0.05)[13]。(4)Wu等[13]經(jīng)研究結(jié)果推測在右室射血分?jǐn)?shù)明顯降低之前，右心室縱向應(yīng)變可能已逐漸受到肺動(dòng)脈收縮壓升高的影響而改變。然而，部分SLE研究排除肺動(dòng)脈高壓、冠狀動(dòng)脈病變患者后，發(fā)現(xiàn)中小動(dòng)脈受累或多發(fā)性血栓性微血管病變也可導(dǎo)致心肌病變，故認(rèn)為右心室重塑可能是疾病進(jìn)展的結(jié)果，而不是肺動(dòng)脈高壓所致[12，14]。

2.2 EGE和LGE

CMR增強(qiáng)掃描時(shí)，靜脈團(tuán)注細(xì)胞外對(duì)比劑釓噴酸葡胺，1～5 min后行EGE掃描，10～15 min后行LGE掃描。心肌早期強(qiáng)化是反映炎癥介導(dǎo)的局部血管舒張、血流增加和毛細(xì)血管滲漏現(xiàn)象，評(píng)價(jià)指標(biāo)為心肌的信號(hào)增強(qiáng)強(qiáng)度和整體相對(duì)增強(qiáng)(global relative enhancement，gRE)或稱EGEr(EGE ratio)。信號(hào)增強(qiáng)強(qiáng)度=(增強(qiáng)后的信號(hào)值-增強(qiáng)前的信號(hào)值)/增強(qiáng)前的信號(hào)值，gRE=心肌的信號(hào)增強(qiáng)強(qiáng)度/同層面骨骼肌的信號(hào)增強(qiáng)強(qiáng)度，以背闊肌作為骨骼肌參照標(biāo)準(zhǔn)。常用心肌的信號(hào)增強(qiáng)強(qiáng)度≥45%、gRE值或EGEr≥4.0作為心肌病變的閾值[15]。SLE患者已證實(shí)存在EGEr升高，提示心肌炎[15]。然而，EGE評(píng)價(jià)是基于骨骼肌信號(hào)正常的假設(shè)，在系統(tǒng)性疾病(如SLE)中可能存在輕度的骨骼肌炎，故EGE評(píng)價(jià)可能不可靠。2018年JACC主刊發(fā)表了更新的CMR診斷心肌炎的路易斯湖標(biāo)準(zhǔn)，取消了EGE指標(biāo)，建議基于T2(T2 mapping或T2WI)的心肌水腫和T1[T1 mapping、心肌細(xì)胞外容積分?jǐn)?shù)(extracellular volume，ECV)及LGE]的心肌損傷兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)均為陽性即可診斷急性心肌炎，一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)為陽性時(shí)可一定程度上支持急性心肌炎的診斷[16]。

LGE可反映心肌壞死、心肌纖維化或瘢痕，尤其是局灶性的病變。通過后處理軟件可定位LGE分布及定量LGE大小，有助于評(píng)估患者疾病風(fēng)險(xiǎn)、預(yù)后及指導(dǎo)治療策略[17]。LGE定量是每個(gè)短軸層面上的LGE陽性面積相加的總和，根據(jù)掃描層厚分離、轉(zhuǎn)化為心肌質(zhì)量后，表示為占左心室總心肌質(zhì)量的百分比。LGE陽性常定義為大于遠(yuǎn)端正常心肌平均信號(hào)強(qiáng)度的2倍標(biāo)準(zhǔn)差或以上[17]。研究表明，SLE患者心肌LGE陽性的發(fā)生率并不高，多見于有心血管癥狀的患者[17]。Mavrogeni等[18]對(duì)有心臟臨床表現(xiàn)而超聲心動(dòng)圖檢查正常的SLE患者行CMR-LGE成像，發(fā)現(xiàn)LGE分布模式可呈彌漫性心內(nèi)膜下、心肌中層/心外膜下而與冠狀動(dòng)脈分布不一致、心內(nèi)膜下/透壁型并與冠狀動(dòng)脈分布一致，分別由血管炎、心肌炎和心肌梗死引起。多篇研究報(bào)道SLE的心肌LGE常發(fā)生在心肌中層或呈彌漫性分布，提示導(dǎo)致SLE心肌纖維化的關(guān)鍵因素不是缺血，而是非缺血性的心肌炎[5，13，19]。Wu等[13]研究中的部分SLE患者存在右心室插入點(diǎn)的線狀或斑片狀LGE。Seneviratne等[19]研究認(rèn)為大面積的LGE(即>15%)與心室舒張功能障礙和運(yùn)動(dòng)能力受損有關(guān)，與既往超聲研究報(bào)道SLE患者存在心臟亞臨床舒張功能障礙的結(jié)論一致。此外，該研究發(fā)現(xiàn)LGE與SLE病程及疾病嚴(yán)重程度無關(guān)[19]。

多項(xiàng)研究表明，當(dāng)SLE患者存在心內(nèi)膜下或透壁性的LGE時(shí)，與冠狀動(dòng)脈炎和冠狀動(dòng)脈粥樣硬化缺血性心肌病相關(guān)[19-21]。Varma等[6]也通過冠狀動(dòng)脈壁釓增強(qiáng)CMR觀察近端冠狀動(dòng)脈節(jié)段壁內(nèi)釓造影劑攝取，發(fā)現(xiàn)SLE患者較普遍存在冠狀動(dòng)脈壁內(nèi)彌漫性強(qiáng)化，代表了SLE的亞臨床冠狀動(dòng)脈炎及混合斑塊或鈣化斑塊的存在。該學(xué)者認(rèn)為冠狀動(dòng)脈壁強(qiáng)化可能為SLE患者的血管壁損傷和重構(gòu)的一種新型直接標(biāo)志物。

此外，SLE心包炎常表現(xiàn)為心包少量積液或心包增厚[1]。多個(gè)研究發(fā)現(xiàn)SLE患者的CMR檢查可表現(xiàn)為心包增厚并LGE陽性，反映了活動(dòng)性心包炎癥[11，17，22]。

2.3 T1 mapping

T1 mapping又稱縱向弛豫時(shí)間定量成像技術(shù)，可直接量化圖像中心肌每個(gè)組織體素的縱向磁化恢復(fù)的時(shí)間常數(shù)(自旋-晶格弛豫)，即T1值。目前T1 mapping掃描多應(yīng)用經(jīng)典的改良look-locker反轉(zhuǎn)恢復(fù)序列，其主要評(píng)價(jià)參數(shù)包括心肌初始T1值、增強(qiáng)后T1值和ECV，在評(píng)估心肌水腫、缺血和纖維化方面具有重要價(jià)值[23]。心肌增強(qiáng)后T1值可受對(duì)比劑給藥劑量、增強(qiáng)延遲時(shí)間、磁場強(qiáng)度、腎功能及貧血等多種因素影響，穩(wěn)定性和重復(fù)性較差。ECV是指細(xì)胞外間質(zhì)容積占整個(gè)心肌容積的百分比，公式為ΔR1=1/增強(qiáng)后的T1值-1/初始T1值，ECV=ΔR1心肌/ΔR1血池×(1-血細(xì)胞比容值)，以百分?jǐn)?shù)表示[23]。ECV相對(duì)穩(wěn)定，不易受磁場強(qiáng)度、成像序列的影響，與組織學(xué)膠原染色證實(shí)的替代纖維化量密切相關(guān)，可用于彌漫性心肌纖維化的定量評(píng)估[5，24]。T1 mapping對(duì)心肌炎診斷的敏感度優(yōu)于T2WI和LGE，可根據(jù)T1值升高程度區(qū)分心肌炎的急性期和慢性期[25]。

Puntmann等[5]研究發(fā)現(xiàn)SLE患者的3.0 T CMR初始T1值和ECV值較健康人群明顯增加，而增強(qiáng)后T1值明顯降低。Guo等[14]的三中心前瞻性研究(初診未治療的無心臟癥狀SLE患者、長病程的SLE患者和健康志愿者)發(fā)現(xiàn)心肌初始T1和ECV值可反映心室的形態(tài)、整體功能和應(yīng)變?nèi)栽谡７秶鷥?nèi)時(shí)的異常心肌組織特征，優(yōu)于目前臨床上風(fēng)濕病相關(guān)的和心臟損傷的實(shí)驗(yàn)室指標(biāo)(如自身抗體和心肌酶)。目前，T1 mapping參數(shù)(初始T1值和ECV)已被證實(shí)可檢測SLE亞臨床心肌損害，與疾病活動(dòng)性和病程無相關(guān)性[5，14]。心肌初始T1值與其他CMR參數(shù)如心功能、心肌灌注和LGE相比，與SLE臨床診斷的一致性最強(qiáng)[5]。另外，Wu等[8]報(bào)道SLE患者的心肌ECV和無對(duì)比劑彌散加權(quán)CMR序列的表觀擴(kuò)散系數(shù)相關(guān)性強(qiáng)(R2>0.62，P<0.01)。故當(dāng)SLE患者合并狼瘡腎炎和腎功能不全，不能進(jìn)行增強(qiáng)掃描時(shí)，表觀擴(kuò)散系數(shù)可替代ECV進(jìn)行心肌纖維化的評(píng)估和量化[8]。

2.4 T2 mapping及T2WI

T2 mapping又稱為橫向弛豫時(shí)間定量成像技術(shù)，可精確定量橫向磁化衰減的時(shí)間常數(shù)(自旋-自旋弛豫)，即T2值。心肌水腫或炎癥可使T2值增加，反映急性的心肌損傷。目前專家推薦的T2 mapping掃描序列為平衡式SSFP和梯度回波脈沖序列[23]。以往關(guān)于SLE心肌炎的MRI報(bào)道主要集中在T2WI圖像上的心肌與同層面骨骼肌的T2信號(hào)強(qiáng)度比值，稱為T2水腫比，常以比值>2作為心肌水腫的閾值。T2信號(hào)強(qiáng)度升高程度與疾病活動(dòng)性呈正相關(guān)，經(jīng)治療后可恢復(fù)正常[15]。然而，T2水腫比與EGE同樣基于骨骼肌信號(hào)正常的假設(shè)，故可能不適用于SLE這類全身性炎癥疾病[7]。T2WI評(píng)估的其他局限性，如主觀性評(píng)估、心律失常時(shí)的心肌偽影及心室腔內(nèi)緩慢/停滯血流的高信號(hào)易干擾心肌信號(hào)。

目前，無癥狀心肌水腫已被證實(shí)在大多數(shù)結(jié)締組織病患者中普遍存在[26]。Zhang等[7]研究發(fā)現(xiàn)心功能正常、狼瘡活動(dòng)分級(jí)低的無癥狀SLE患者與對(duì)照組相比，心肌T2值增加且差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，而T2水腫比值無明顯異常。因此，SLE患者可能存在亞臨床的彌漫性心肌水腫和炎癥，T2 mapping的敏感性比T2WI高。在Winau等[27]的研究中，無心臟癥狀的SLE患者的高敏肌鈣蛋白水平升高和彌漫性心肌纖維化(T1定量評(píng)估)、心肌炎癥(T2定量評(píng)估)、主動(dòng)脈僵硬度(中心主動(dòng)脈脈搏波傳導(dǎo)速度評(píng)估)、心室僵硬度(超聲心動(dòng)圖的E/e′指標(biāo)評(píng)估)之間有很強(qiáng)的預(yù)測關(guān)系，其中心肌T2值的預(yù)測性最強(qiáng)，故心肌炎癥/水腫引起的間質(zhì)性重構(gòu)是SLE心臟受累的主要機(jī)制。另外，Hinojar等[28]通過SLE患者治療前后的T1 mapping和T2 mapping圖像分析發(fā)現(xiàn)，初始T1和T2值是抗炎治療反應(yīng)的重要預(yù)測因子，抗炎方案的制定是維持炎癥平穩(wěn)的關(guān)鍵。未來研究確定初始T1和T2值的臨床閾值有利于指導(dǎo)SLE患者早期治療、治療方案及劑量調(diào)整。

2.5 心肌灌注序列

CMR首過灌注成像技術(shù)是通過靜脈注射對(duì)比劑隨血流迅速分布到心肌組織，根據(jù)心肌灌注信號(hào)的強(qiáng)弱來反映心肌血供情況，以評(píng)價(jià)微循環(huán)功能及心肌活性，可對(duì)靜息及負(fù)荷狀態(tài)下分別進(jìn)行成像評(píng)價(jià)。負(fù)荷心肌灌注成像技術(shù)通過運(yùn)動(dòng)或腺苷等藥物誘導(dǎo)心肌血管擴(kuò)張以增加心肌血流量，再行靜脈注射對(duì)比劑以觀察心肌灌注，提高了心肌缺血的檢出率，可評(píng)價(jià)血管的舒縮功能及冠狀動(dòng)脈病變的嚴(yán)重程度。評(píng)價(jià)指標(biāo)常用心肌灌注儲(chǔ)備指數(shù)，計(jì)算方法為負(fù)荷和靜息時(shí)的灌注曲線最大上升斜率之比[29]。

部分SLE患者有心肌缺血的癥狀和體征，其冠心病、冠狀動(dòng)脈炎及冠狀動(dòng)脈微血管功能障礙的發(fā)病率普遍升高[30]。Ishimori等[29]發(fā)現(xiàn)有心絞痛癥狀但無阻塞性冠狀動(dòng)脈疾病的SLE患者較普遍(發(fā)生率為44%)，存在心內(nèi)膜下環(huán)狀灌注缺損，提示是冠狀動(dòng)脈微血管功能障礙引起心肌缺血。該研究也證實(shí)患有SLE是心肌灌注儲(chǔ)備指數(shù)異常的重要預(yù)測因子。Kobayashi等[22]通過聯(lián)合心肌負(fù)荷灌注和LGE技術(shù)評(píng)價(jià)SLE患者，證實(shí)了心肌微血管損傷的高患病率。該研究提出不符合冠狀動(dòng)脈分布的非節(jié)段性灌注缺損提示微血管損傷，若伴LGE陽性，則提示合并心肌炎/纖維化；而符合冠狀動(dòng)脈的節(jié)段性灌注缺損提示冠狀動(dòng)脈受損，若伴LGE陽性，則提示心肌梗死。此外，研究報(bào)道SLE患者中是否存在負(fù)荷灌注缺損與病程、有無臨床癥狀無相關(guān)性[31]。

3 CMR參數(shù)間的相關(guān)性

既往研究表明，SLE患者的雙心室的心肌應(yīng)變指標(biāo)隨心肌LGE的出現(xiàn)而降低，LGE可能是引起心肌應(yīng)變改變的病理基礎(chǔ)[12，14]。部分研究也表明左室整體縱向應(yīng)變可能是SLE心肌LGE發(fā)生的預(yù)測指標(biāo)[12，32]，Wu等[13]研究發(fā)現(xiàn)左室ECV升高提示的彌漫性左心室心肌纖維化不僅與左心室收縮功能(環(huán)向、縱向應(yīng)變及應(yīng)變率)受損有關(guān)，還與右心室周向收縮功能(周向應(yīng)變)受損有關(guān)。

4 結(jié)語

綜上所述，CMR可檢測SLE亞臨床心肌病變，有望促使臨床盡早開始心臟保護(hù)治療。CMR可全面評(píng)價(jià)心肌微循環(huán)功能、心肌炎癥、心肌纖維化、心臟功能和心包炎改變，對(duì)SLE患者心臟受累的診斷、臨床治療的指導(dǎo)和監(jiān)測具有重要價(jià)值。