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缺血性卒中(IS)已成为全世界具有高死亡率和残疾率的主要疾病。中国是世界上卒中负担最重的国家,其中IS高达70%。此外,流行病学数据显示年轻人(18~50岁)中IS的发病率大幅增加。在IS患者中,心源性栓塞性卒中和来源不明的栓塞性卒中(ESUS)分别占IS患者的20%~30%和30%~40%。
经胸超声心动图(TTE)是上述两类卒中首选的心脏影像检查,但由于TTE分辨率低、视野有限,且检查结果因患者身体条件及操作者的个人经验等因素导致误差较大。
心脏磁共振(CMR)成像因具有较高的时间和空间分辨率,可一站式评估心脏的结构、功能及血流变化,且晚期钆增强(LGE)可准确显示心肌组织瘢痕或纤维化浸润程度,加上心肌mapping组织特征成像优势,目前CMR已经成为TTE检查的重要补充手段,对IS患者的诊断、治疗及二级预防具有重大意义。
1-IS病因分类与CMR检查的必要性
IS病因学分类主要有1993年提出的急性卒中TOAST分型和我国学者提出的中国IS亚型分型,目前临床更多采用TOSAT分型。TOAST分型将IS分为5种类型:
一项研究显示心源性栓塞占ESUS的44%,由此可见,既往认为的小风险心源性栓塞可能是ESUS的栓塞来源(表1)。
此外,一些TTE难以识别、易于漏诊的心肌病,被称为隐匿性心肌病,如心尖肥厚型心肌病、心肌致密化不全、心肌淀粉样变性、Takotsubo心肌病等,这些隐匿性心肌病也是ESUS的来源。
识别IS的病因对患者的治疗及二级预防具有重要临床意义。大多数IS患者可以通过病史、实验室检查、心电图及TTE识别栓子来源,但仍有20%~40%的患者病因不确定。
CMR目前已成为诊断左心室血栓的最佳成像方式,是评估不可逆心肌病变及瘢痕的金标准,可识别TTE不能诊断的隐匿性心肌病,如心肌淀粉样变性、心肌致密化不全及致心律失常性右室心肌病(ARVC)等。IS患者进行CMR检查的必要性有以下几点:
①作为TTE的重要补充成像方式,识别ESUS可能的栓子来源,揭示新的心源性栓塞性卒中机制;
②发现需要立即改变治疗方案的疾病,如心内膜炎;
③提高心肌梗死(MI)患者的风险分层和二级预防。
2-CMR成像技术的应用价值
随着CMR图像采集速度的加快以及图像分析软件功能的完善,CMR已被广泛运用于评估心室的结构和功能、心肌组织特征、心肌灌注、冠状动脉微血管功能等。与其他心脏成像相比,CMR组织特征成像可达到心肌病理影像化,已成为心肌疾病鉴别的理想检查手段。
心脏注入对比剂后获得首过灌注及LGE图像,可观察心肌微循环以及有无不可逆性心肌损伤。
心脏电影序列结合LGE是最常用的CMR检查手段,两者结合能对多种心肌疾病进行诊断和
鉴别,结合心肌mapping定量技术可判断细微的组织结构改变。
CMR的mapping定量技术目前已广泛运用于心脏疾病的诊断,包括T1-mapping、T2-mapping、T2*-mapping及细胞外体积分数(ECV)值,可用于心肌弥漫性纤维化、脂质沉积、心肌水肿及铁沉积的量化研究。
基于心脏电影序列的CMR特征追踪技术作为一种心肌应变后处理分析技术,在左心室射血分数降低之前,即可检测到心肌的形变情况,还能定量反映局部心肌的功能异常,且无须使用对比剂,对心脏疾病的早期治疗具有重要指导意义。
此外,心肌机械离散为应变的衍生参数,可更细微地反映心肌微观结构和电生理的改变,有助于对心肌疾病引起的心律失常等主要不良心血管事件风险进行分层;基于LGE的纹理分析参数——熵是评估心肌异质性的新方法,可以揭示丰富的心肌组织特征,与LGE、ECV、初始T1值相比,熵可更全面地评估左心室异质性。
最新研究显示,左心室熵对心肌病[肥厚型心肌病(HCM)、左室心肌致密化不全(LVNC)]患者主要心脏不良事件的预测能力明显高于传统的左心室射血分数。此外,CMR其他技术如脂质定量、磁共振弥散张量成像、4D-flow及MRI指纹技术等也在不断发展。
3-CMR识别ESUS可能的栓子来源及其对临床的指导
IS的发病机制主要是栓子栓塞,其中动脉源性栓子最常见(占60%~70%),其次是心源性栓子和反常栓子。心源性栓子主要见于心肌病、先天性心脏病(如卵圆孔未闭)、冠心病(如MI后附壁血栓)、瓣膜病[如感染性心内膜炎(IE)等疾病继发的血栓形成。
1.在隐匿性心肌病相关ESUS中的应用
隐匿性心肌病是指超声心动图难以发现或易于漏诊的一类心肌病,如心尖肥厚型心肌病、心肌致密化不全、心肌淀粉样变性、Takotsubo心肌病等。TOAST分型中只强调了DCM是一种可能的卒中原因。
但最新研究发现,HCM、Takotsubo心肌病、心肌淀粉样变性、心肌致密化不全、ARVC、限制性心肌病(RCM)等心肌病也与IS相关。HCM是一种以左心室心肌肥厚为特征的遗传性心肌病,其中血栓栓塞(包括IS和体循环栓塞)是其死亡的主要原因之一。既往研究显示HCM患者AF的患病率明显增加,而AF又显著增加了IS的发生风险。
另一项研究发现不合并AF的HCM患者IS的发生率也很高,尤其是≥65岁或合并慢性心力衰竭的患者。由此可见,HCM无论是否合并AF均可继发IS。
LVNC典型组织学表现为异常增粗的肌小梁和深陷的隐窝,其常见的临床特征是左心功能不全和心室内血栓形成,导致IS发生。一项前瞻性研究发现LVNC与年轻人发生ESUS显著相关,在不合并其他危险因素的情况下,IS仍是LVNC患者的并发症。最近一项荟萃分析得出LVNC患者发生血栓栓塞的风险与DCM患者相似。
Takotsubo心肌病又称为应激综合征,特征是短暂的左心室局部收缩功能障碍,预后较好。Takotsubo心肌病患者因心功能降低、心尖球形样改变,易导致心尖部血栓形成。既往报道大约有3%的Takotsubo心肌病患者会继发为IS。
心肌淀粉样变性由淀粉样蛋白沉积引起AF、心房血液淤积、心内膜功能受损等病理改变,进而导致心室内血栓形成,一项研究发现,即使是窦性心律,心脏淀粉样变性患者心内血栓形成和全身性栓塞的风险也会增加。此外,2020年欧洲心脏病学会调查结果发现RCM、ARVC会不同程度增加AF发生率,从而导致IS,其中RCM继发AF的发生率最高,约为51.5%。
综上所述,这些隐匿性心肌病是ESUS的潜在病因。CMR是目前无创性诊断、评估心肌病的优选检查方法,与TTE相比,CMR在诊断隐匿性心肌病方面更具有优势。
多项研究显示CMR可发现TTE漏诊的隐匿性心肌病。在一项ARVC研究中,CMR能改变22%患者的诊断结果。因此,对于ESUS患者,即便超声心动图检查阴性,我们也推荐进一步进行CMR检查排除隐匿性心肌病的可能。
2.在心房结构和功能异常相关ESUS中的应用
欧洲心律学会联合美国心律协会、亚太心律学会和拉丁美洲心脏起搏与电生理协会共同发布了关于心房心肌病(ACM)的定义,虽然ACM的概念是10年前提出的,但是并没有被临床广泛接受,近年来,ESUS与ACM的相关研究逐渐增加,AF与心源性栓塞性卒中的关系逐渐明确,但ACM、AF和心源性栓塞性卒中三者之间的关系仍然不清楚。
ACM是指“影响心房的结构、构建、收缩或电生理变化,并有可能产生临床相关症状”。
2022年一项针对ACM机理的研究认为ACM可能是IS一个重要且被低估的因素。有研究报道ACM是约45%ESUS患者的潜在病因。一项大型随机对照试验发现口服抗凝治疗在E SUS患者中似乎都没有成效,、另一项研究以LA结构和功能标志物、血清标志物、心电图标志物指导治疗ESUS患者,显示出了明确的临床获益,提示针对改善心房结构和功能的治疗有助于ESUS患者的管理。
血栓形成需要符合3个标准,即血流瘀滞、内皮损伤和高凝状态。ACM患者伴心房增大、心肌收缩力下降、内皮功能障碍及纤维化,可能是导致心房血栓形成的真正原因,而AF只是ACM的一个表型。最新研究也发现即使在没有AF的情况下,ACM也与IS风险增加相关,特别是ESUS患者。此外,一项涉及7213例ESUS患者的研究也发现,ACM是ESUS患者最常见的潜在栓塞病因。越来越多的研究表明,CM可能在血栓形成和ESUS中发挥着重要作用。
心房纤维化被认为是ACM的一个显著特征,CMR-LGE被认为是评估心房纤维化和梗死组织的标准影像技术。J u等利用CMR-LGE评估心房纤维化,发现心房纤维化与房性心动过速或窦房结功能障碍相关,提示患者发生心源性卒中的风险显著增加。CMR可以显示TTE难以发现的心房纤维化,Fonseca等的研究显示,与其他明确原因卒中的患者相比,尽管ESUS患者的LA射血分数未见统计学差异,但具有更高的心房纤维化百分比,并且与AF患者的心房纤维化值类似。这些结果表明,一些ESUS的LA表型可能介于其他明确原因卒中患者和AF患者之间,而心房纤维化可作为心房疾病最终恶化为AF的预测指标。以CMR量化的心房纤维化12%为截断值,高于截断值,IS风险显著增加。这也提示未来的临床研究可尝试将这些CMR影像作为抗凝治疗的预后判读标志物。
3.在心内膜炎相关ESUS中的应用
心内膜炎常累及心内膜、瓣叶和腱索,急性或亚急性发病,易导致心源性卒中。心电图不具有特异性,超声心动图也无法确诊。CMR具有独特的影像表征,是诊断IE及其并发症的
有力影像工具,可以准确识别IE的存在、数量和大小。LGE-MRI心内膜下强化,代表心血管结构内皮的炎症,有助于IE的诊断和治疗计划。
IE的年发病率为3~10/10万,死亡率高达15%~30%。有报道显示IS占IE神经系统并发症的74.5%。IE患者发生IS的主要机制可能涉及以下几个方面:
①赘生物脱落引起脑动脉栓塞,导致脑组织缺血、坏死;
②炎症因子促进动脉粥样硬化、斑块破裂及血栓事件的发生发展;
③IE患者相关心脏瓣膜手术增加IS风险。
IE并发IS患者的治疗与常规IS患者治疗方案明显不同。因此,正确诊断IE对于制订正确的治疗方案意义重大。
TTE是疑似IE的首选影像检查方式,但因其特征性不高,致漏诊率高。因此,对于临床怀疑IE患者,当血培养病原体和超声心动图检查均阴性时,我们推荐进一步进行CMR检查。
CMR除可显示IE独特的影像表征外,还可以检测IE并发的瓣膜反流或狭窄、心室功能障碍、赘生物的位置和大小、脓肿及假性动脉瘤等病变,此外,CMR-LGE还能显示心内膜下和心肌炎症浸润程度。
在一些特殊类型心内膜炎患者,CMR起着不可替代的作用,如Löffler’s心内膜炎。
4.在IS合并MI患者风险分层和二级预防中的作用
心脑血管疾病具有相似的危险因素,且多种炎症指标和生化指标均相关,心血管疾病患者卒中发生率更高,心脑联合影像有助于提高IS合并MI患者的风险分层和二级预防,健康中国行动明确把心脑血管疾病同防同治作为2023—2030年实施方案。有MI病史的IS患者发生严重卒中、住院死亡等并发症的风险增加,需要研究这部分患者发病的潜在机制以改进和调整卒中治疗策略。
除此之外,CMR的应用有助于临床未被认知MI(UMI)的发现和识别。UMI定义为疾病发生时无临床症状或体征,但在无血管重建术或MI病史的区域,通过相关检查(心电图、超声心动图及CMR)或在尸检中被确诊为MI,约占所有MI的1/3。
Merkler等对925例同时做了心脏及头颅MRI的老年患者(67~93岁,平均年龄为75.9岁)进行评估,发现UMI患者比例高达33.3%。最近的研究证实UMI是IS危险因素。Merkler等的研究显示,在调整了性别、年龄等基线资料和血管危险因素后,UMI与IS及ESUS均具有相关性。尽管心电图和TTE是一种应用广泛、低风险、经济有效的评估冠状动脉疾病的检查方法,但对梗死面积较小、非透壁性、心尖部及心功能保留的MI患者检出率明显低于CMR。一项IS研究显示,CMR有助于发现漏诊的UMI患者,从而改变了患者的二级预防方案(患者接受了更高剂量的他汀类药物治疗)。因此,CMR检查有利于改善IS患者的二级预防策略,减少栓塞及死亡事件发生。
5.在卒中-心脏综合征中的应用
卒中-心脏综合征指急性IS后新出现的一系列广泛心脏损害症状,其主要临床表现包括:
①急性心肌损伤,主要表现为心脏生物标志物异常,如肌钙蛋白、脑钠肽升高;
②急性冠脉综合征,包括Ⅰ型和Ⅱ型MI;
③左心室功能障碍,包括Takotsubo心肌病;
④心电图改变及心律失常;
⑤神经性心源性猝死。
CMR有助于神经源性应激性心肌病/Takotsubo心肌病的诊断。CMR是鉴别Takotsubo心肌病、心肌炎或真性MI的关键诊断工具,CMR-LGE没有强化伴水肿和特定室壁运动异常是Takotsubo心肌病的标志。
4-推荐检查流程
基于目前CMR在IS患者中的应用与发展,我们推荐了以下检查流程(图1)。分为3步:
首先是病史采集、体格检查、实验室检查、神经影像检查(头颅CT或MRI)及血管成像检查(CTA/MRA、MR壁血管成像)等,明确IS存在及可能的病因。
怀疑心源性栓塞的患者,进入下一步检查流程,包括心电图、24h动态心电图及TTE评估心脏疾病。
依然不能明确病因(怀疑ESUS患者)或需要排除有无合并MI时,进入CMR检查流程,评估是否存在隐匿性心肌病、心房早期结构异常、UMI、心内膜炎、神经源性应激性心肌病等。
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