磁共振成像评价急性心肌梗死的临床应用价值

吉婷婷 余成新 杨 简

(宜昌市中心人民医院放射科MR室，湖北 宜昌 443000)

随着磁共振成像(MRI)技术的快速发展，扫描速度、时间和空间分辨率的不断提高，高场强心脏MRI一次扫描能同时评价心脏功能、灌注和组织特征，因而在急性心肌梗死(AMI)中的应用越来越多。心脏MRI不仅可显示坏死心肌的透壁程度、梗死面积(IS)和心肌水肿，而且还能显示AMI再灌注引起的体内微血管的病理生理学变化，如心肌内出血和无复流现象，同时还可准确评估AMI后心室重塑。本文综述了心脏MRI评估AMI再灌注时的病理生理学特征的作用及其临床应用和对未来特异性治疗策略的评估。

1 MRI评价心肌水肿的作用

冠状动脉闭塞早期，心肌氧供不足导致心肌缺血，表现为代谢和超微结构的改变。如果缺血持续存在，心肌损伤不可逆，坏死就从心内膜向心外膜扩展，最终的IS取决于“危险区”的范围。到目前为止都是应用单光子发射计算机断层成像(SPECT)在闭塞血管再通之前注射锝示踪剂来显示危险心肌。近期研究表明心脏MRI也可对危险心肌进行定量评估。MI急性期的心肌水肿(即危险心肌)和心肌炎症因含水量增加使T2W呈高信号。临床中常用T2WI来鉴别急、慢性MI，显示与缺血相关的水肿，通过比较T2W上的水肿大小和延迟增强(LGE)成像来量化可挽救心肌的比例。Aletras等〔1〕在动物模型中证实在冠脉闭塞90 min后再灌注，通过微球体测量的组织学危险区与2 d后T2W高信号区相一致。Cury等〔2〕应用T2WI提高了急性胸痛、生物指标阴性和心电图(ECG)阴性的心肌缺血患者的诊断准确性。T2W能对AMI的危险心肌和梗死心肌进行量化评估。大量实验表明在AMI患者中，T2W高信号的区域大于最终的心肌IS，表明梗死邻近区域仍然存在有活性的心肌。许多临床研究已证实MRI对评估心肌水肿有临床应用潜能，而且存活心肌数量的减少与再灌注后延迟扫描显示范围是成比例的〔3，4〕。

2 MRI评价坏死心肌和存活心肌的应用

根据心肌坏死的“波面现象”可知：随着冠状动脉闭塞持续时间的延长，心内膜下缺血逐渐演变为心外膜缺血，从而导致IS增加。溶栓治疗或经皮冠脉介入术(PCI)使冠脉早期再通，可挽救濒死心肌，从而避免AMI的发生。PCI是减少IS和坏死心肌透壁程度的最有效方法。透壁性MI的程度和微血管损害主要取决于缺血持续时间〔5〕，若错过心肌潜在的可逆改变(缺血和水肿)的时间或缺血持续存在，心肌损害就变为不可逆性。LGE能够鉴别心内膜下或透壁性MI，同时可显示不可逆性坏死心肌的范围。AMI时，因水肿和炎症使细胞外间隙扩大，钆剂通过受损的细胞膜进入细胞间隙，使梗死心肌表现为“LGE”。多项研究表明AMI后LGE所显示的增强区域超过了组织学上真正的IS，心肌坏死区域和AMI周围受损但仍有活性的心肌都会出现“LGE”，随着时间的延长，最初的IS逐渐缩小。近期，Ingkanisorn等〔6〕在随访中发现MRI 显示的IS从16%±12%减小到11%±9% (P<0.003)。Baks等〔7〕评估了AMI后早期和晚期进行PCI的效果，发现在第5天至5个月之间LGE面积减少了31%。Larose等〔8〕对ST段抬高型心肌梗死(STEMI)患者PCI术后12 h内和6个月后分别行MRI检查，发现LGE面积从22%减小至16%(P=0.01)。此外，心脏MRI的高重复性和高精确性可减少临床试验中IS改变较小的患者的样本含量〔9〕。

即使MRI测量的IS有相当高的可重复性，但成像时间的选择也会影响成像结果。在近期国际多中心试验研究中发现比较不同的AMI患者的IS改变时使用钆剂剂量不同，LGE的敏感性随着钆剂剂量的增加而增加，在用0.3 mmol/kg的剂量时检测急慢性MI的敏感性分别达到99%和94%〔10〕。

一直以来闪烁技术和负荷超声心动图被认为是诊断存活心肌的主要依据。负荷超声心动图因操作者之间及个体之间差异大使图像质量可靠性不高，其灵敏度较LGE低。心脏MRI是唯一一种用多个临床指标评价存活心肌的工具，它能在静息状态下对患者进行评估，且无需将患者暴露于射线中，同时电影成像的稳态自由运动(SSFP)序列增加了血液与心内膜的自然对比度〔11〕，更利于病变的显示。Klein等〔12〕在1 w内对心肌缺血患者同时进行了MRI和正电子发射计算机断层显像(PET)检查，发现MRI检测出的超过一半的心内膜下梗死PET显示为正常。Kuhl等〔13〕发现在PET检查结果正常的患者，MRI LGE显示36%的节段有心内膜下梗死。与SPECT比较，MRI LGE的主要优势是其空间分辨率高，能检测出SPECT灌注显示正常的心内膜下MI，二者对透壁程度不同的梗死的显示范围也不同。Ibrahim等〔14〕通过AMI后早期评估肌钙蛋白作为参考标准对MRI和SPECT进行了比较，发现心脏MRI在检测小梗死灶和非前壁区域的梗死的敏感性较SPECT高。

3 MRI对AMI后再灌注损伤的评估：无复流现象，微血管闭塞和出血

尽管冠脉血流再通是减小IS最有效的方式，但再灌注过程本身可能会引起一系列后果，包括心肌细胞死亡、“无复流”现象所致微血管损害、心肌顿抑和再灌注性心律失常。到目前为止，临床相关表现与准确的显影工具仍然是对继发于再灌注的微血管损伤进行定量分析的最好方式。很多研究用MRI的首过灌注与LGE对微血管损伤进行了评估。Lund等〔15〕发现周围未受损微血管造影剂的灌注会使小的无复流区域快速增强，这就表明首过灌注对微血管损伤的显示比延迟后强化更加敏感。LGE也可用于评价微循环障碍：梗死心肌延迟强化区内未强化的部分就是微血管功能障碍区，也被称为“暗区”。延迟后强化的持续存在(在注射对比剂后10～20 min)表明微血管持久性损害〔16〕。

近期，对MRI检测出的微血管损害和冠脉多普勒血流储备进行了对比研究。Hirsch等〔17〕发现早期心脏收缩功能的恶化与冠脉内无复流及LGE显示的微血管闭塞范围有关，此外，多变量回归分析显示MRI所示的微血管闭塞范围是早期心脏收缩功能恶化和舒张功能下降的独立影响因素。心肌再灌注损伤的MRI特征与血管灌注参数有关，如心肌梗死溶栓试验(TIMI)、心肌梗死溶栓后复流和心肌复流等级(MBG)。Porto等〔18〕通过分析27例AMI患者发现MBG的下降与MRI显示的血管闭塞呈线性相关，证实了PCI术后灌注指数和MRI显示的微血管损害有关。

从临床预后和左心室(LV)容积变化的角度来看，心脏MRI无复流现象也会对预后产生影响。“无复流”是指在持续缺血后，尽管冠状动脉主干已成功再通，然而远端心肌无再灌注，可能出现继发损害 (如嗜中性粒细胞填塞、动脉粥样硬化血栓形成) 或因水肿出血引起心脏压塞。出血性AMI通常在缺血持续存在时发生，表明“再灌注区”缺血性梗死进一步恶化〔19〕。微血管细胞损伤引起血液从受损的血管中外漏，继而通过血红蛋白的降解来修复，因此可根据去氧血红蛋白的顺磁效应来对心肌内出血进行评估。出血范围与LGE上“暗区”大小有关，此暗区不仅表明微血管损害，还显示了心肌内出血。研究表明出血性AMI患者PCI术前TIMI血流更低，危险心肌、IS和危险心肌/IS比值显著增大，延迟后增强扫描时“暗区”范围增大〔20〕。近期Beek等〔21〕证实T2W延迟增强提示心肌内出血，且与IS及心功能密切相关。

以上研究表明出血性和缺血性AMI患者从始发症状到血运重建之间没有差别，这就暗示了侧支循环形成的多少、预处理等因素可能会影响心肌血管重建的最终结果。心脏MRI是目前检测出血的唯一无创性、可靠的和可重复性的成像技术。将来需要进一步研究再灌注策略，以阐明出血对于预后的临床作用超过了微血管闭塞，出血性AMI是否增加了破裂的风险，或出血是否仅仅是心肌再灌注的一个指标。

4 MRI对AMI后心室重塑的评价

再灌注治疗时间的延迟会使IS扩大，进而引起LV重塑，LV扩大除了与远端心肌的代偿性肥大有关外，还与梗死节段的心肌变薄有关。与其他成像方法相比，心脏MRI没有应用几何假设，评价LV质量、容积的准确性及重复性高，尤其适用于伴有心室腔扩大的大面积MI患者。3D MRI能对室壁厚度、心肌劳损、局部心功能进行评估和测量。Hombach等〔16〕研究表明IS、透壁性梗死和持续的微血管损害是MI后LV重塑的重要预测因子，其中IS是LV容积的主要决定因子。LGE显示的IS是一种能在射血分数(EF)改变之前早期评估AMI预后的因素〔22〕。AMI 1 w内的IS与LV重塑直接相关，IS是比LV收缩功能更有力的预测预后的因素。Larose 等〔8〕证实超急性期LGE IS减少≥23%能准确提示后期LV功能障碍(敏感性 89%，特异性74%)。Nijveldt等〔23〕在随访中发现微血管损伤是心功能改变和LV收缩末期容积的最强有力的预测因素。Ganame等〔20〕通过多变量分析证实了心肌出血是LV重塑的一个独立预测因素。

心肌补救是最新出现的评估LV重塑的心脏MRI参数。到目前为止，使用最多的是用SPECT来检测心肌补救。然而SPECT空间分辨率低，且需立即注射示踪剂后在血运重建后的几个小时内成像。心脏MRI是一种简单的评价AMI早期危险心肌和梗死心肌的“一站式”工具。Francone 等〔5〕近期显示若在冠脉闭塞90 min之后再灌注，补救心肌的范围显著减少。因此，只有早期再灌注患者(90 min内)的LVEF才显著增加。基于这种观念，Masci 等〔24〕近期对137例患者研究发现“心肌补救指数”(LGE最初显示的IS-最终的IS/最初的IS)除了可以评价可挽救心肌的比例及预测预后外，还与LV重塑有关。近期Eitel等〔22〕通过6个月的随访证实了心肌补救指数是心血管事件的一个强有力的预测因子。

心脏MRI是一种能综合评价AMI患者体内复杂的病理生理改变的工具，同时也能对各种再灌注策略与治疗方法的疗效进行评估。

5 MRI在AMI后并发症中的作用

心脏MRI可检测出AMI后并发症，如心包炎症、心包积液、室壁破裂。MRI LGE研究发现右心室功能与下壁AMI有关，右心室EF是判断预后的一个重要指标〔25〕。此外，早期钆剂增强MRI检测室壁血栓优于电影MRI和超声，并且能进行形态学描述和立体定位。对于外科LV重建的患者，与经胸廓(23%，96%)和经食道(40%，96%)的超声相比，心脏MRI的敏感性 (88%)和特异性 (99%)更高，长反转时间能增加血栓探测的精确性，MRI LGE的范围是血栓形成的一个危险因素〔26〕。

此外，MRI还能识别出可能导致心律失常的区域。初步临床研究发现，MRI在梗死周围区显示有一个“灰白区”，其与AMI后的死亡率有关〔27〕。对AMI急性期的进一步研究发现，未来新的分子成像技术可以证实梗死周围带是室性心律失常的一种早期预测因子。此外，还可对不同的“灰白区”导致心律失常的机制有一个更深入的理解，同时对心肌水肿和炎症的作用机制有进一步了解。

6 未来的发展和临床应用

心脏MRI除了可反映形态-功能指数之外，还可描述AMI的组织特异性。未来心脏MRI 参数可能会应用得更广泛，这些参数可用作发病率和死亡率终点的替代工具，从而用于评价新的治疗策略如药理学干预和细胞学治疗的效果。通过MRI对AMI患者进行多参数评估能进一步确定决定预后的因素。心脏MRI能将患者按LV重塑的风险分级，这对STEMI患者的预后很重要。对于非ST段抬高性急性冠脉综合征患者，心脏MRI能通过新的预后参数筛选出能早期行介入治疗的患者〔28〕。

微血管功能是挽救心肌再灌注STEMI患者的一个决定性因素，同时还能预测LV重塑和功能变化。IS和微血管闭塞可作为评价新疗法的指标：如将IS和LV重塑作为环孢素对再灌注管理效果的治疗终点〔29〕；IS用于评估血栓切除术的疗效；对比增强MRI用于评估冠脉内干细胞疗法的效果；MRI还可用于评估运用手术防止远端微血栓形成等改善“无复流”的新方法。

进一步的研究方向是制定标准的心脏MRI协议，通过大的多中心性人体研究来评估预测临床预后的不同的MRI成像特征。随着未来MRI分子成像技术的提高，将会对再灌注损伤有更进一步的理解，同时对AMI后机体的自我修复机制和LV重塑的生物学决定因素(包括血管再生和新生血管形成)有更深入的了解。

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