心脏MRI诊断儿童急性心肌炎

张 丁，赵 鑫，尚红磊，陆 林，廖俊杰，崔书红，岳 翔，邢庆娜，张小安

(郑州大学第三附属医院医学影像科，河南 郑州 450051)

心肌炎为扩张型心肌病的重要原因，与儿童心脏性猝死相关[1-2]。心内膜心肌活检(endomyocardial biopsy, EMB)是诊断心肌炎的金标准，但具有侵入性，且存在抽样误差[3]，而根据实验室检测诊断心肌炎尚无特异性血清学指标[4]。心脏MRI(cardiac MRI, CMRI)可评估心室大小及其功能、通过心肌组织定量技术评估炎症变化[5]，为诊断儿童急性心肌炎(acute myocarditis, AMC)的重要方法。2018年“路易斯湖标准”基于T1相关成像的T1 mapping[T1值升高、细胞外容积(extra cellular volume, ECV)增加]和钆对比剂延迟强化成像(late gadolinium enhancement, LGE)及基于T2相关成像的T2信号比(≥2.0)、T2 mapping(T2值升高)而提出CMR诊断AMC 标准[6]，上述T1、T2相关成像指标同时存在一项阳性即可为诊断AMC提供参考[7-8]。本研究观察CMR诊断儿童AMC的价值。

1.1 一般资料 收集2021年8月—2022年3月于郑州大学第三附属医院就诊的36例AMC患儿(AMC组)；
年龄<18岁；
均符合《儿童心肌炎诊断建议(2018年版)》[9]诊断AMC标准，并于发病1个月内接受心电图、心肌酶、超声心动图及CMRI，且无先天性心脏病或遗传代谢性疾病。以22例因非特异性心脏症状或胸部不适就诊患儿为对照组，其中心律失常12例、胸痛2例、自主神经功能紊乱5例、血管迷走性晕厥(血管抑制型)3例，均无结构性心脏病及明显心血管疾病史。排除既往有心肌梗死、非缺血性心肌病或其他急性或慢性心脏病及CMRI禁忌证者。本研究获医院伦理委员会批准(批准号：2022-251-01)，检查前监护人均签署知情同意书。

1.2 仪器与方法 对年龄<8岁且无法配合检查者予静脉注射苯巴比妥5～10 mg/kg体质量镇静，并采用膈肌导航减少呼吸运动伪影。采用GE Signal Pioneer 3.0T MR仪行心脏扫描。参数：黑血脂肪抑制双反转恢复序列T2WI，TR 1 700 ms，TE 85.97 ms，TI 192 ms，FOV 300 mm×300 mm，矩阵256×174，层厚6 mm，层间距2 mm，FA 107°；
初始T1 mapping，采用改进Look-Locker反转恢复序列分别于心尖段、中间段和基底段短轴层面进行扫描，TR 3.2 ms，TE 1.4 ms，FOV 300 mm×300 mm，矩阵128×128，层厚6 mm，层间距2 mm，FA 35°；
LGE，以流率0.9～1.5 ml/s注射对比剂钆喷坦酸铵0.2～0.3 mmol/kg体质量后，延迟5 min采集左心室短轴、二腔心及四腔心切面图像，TR 5.3 ms，TE 2.4 ms，FOV 300 mm×270 mm，矩阵160×128，层厚8 mm，层间距2 mm，FA 20°。

1.3 图像分析 由2名具有10年以上工作经验的影像科副主任医师分析图像，意见存在分歧时经讨论达成一致；
观察T2WI左心室短轴切面显示心肌水肿情况，于心肌水肿区域手动勾画包含全层心肌的类圆形ROI，于同层面信号均匀的骨骼肌区域勾画3个大小与心肌ROI接近的ROI(图1)，分别测量其信号强度，计算心肌T2信号比，即心肌T2信号强度/骨骼肌信号强度均值，T2信号比≥2.0为阳性。LGE以出现延迟强化为阳性。采用后处理软件CVI42分别于心尖段、中间段及基底段初始T1 mapping原始图上手动勾画左心室心内外膜轮廓并校正(图2)，软件自动生成其初始T1值，取其均值作为最终结果。

图1 于T2WI上勾画心肌(1)及骨骼肌(2、3、4)ROI的示意图

图2 于中间段初始T1 mapping原始图上勾画心内外膜轮廓示意图 (绿色线为心外膜，红色线为心内膜)

1.4 超声评估左心室功能 采用GE Voluson E8超声诊断仪于左心室长轴切面进行扫查，并评估心功能，包括左心室射血分数(left ventricle ejection fraction, LVEF)和左心室舒张末期容积(left ventricle end-diastolic volume, LVEDV)。

1.5 血清学检测 采集清晨空腹静脉血，以化学发光免疫分析法测定肌酸激酶同工酶(creatine kinase-MB, CK-MB)和N末端B型钠尿肽前体(N-terminal pro-B-type natriuretic peptide, NT-proBNP)；
所用试剂盒均购自基蛋生物科技股份有限公司，按说明书操作进行检测。

1.6 统计学分析 采用SPSS 24.0及MedCalc 19.6.0统计分析软件，以组内相关系数(intra-class correlation efficient, ICC)及Kappa检验分析观察者间评估T2信号比、初始T1值及LGE阳性结果的一致性：ICC/Kappa<0.40为一致性差，0.40～0.59为一致性一般，0.60～0.74为一致性良好，≥0.75为一致性好；
以Shapiro-Wilk检验分析定量资料的正态性，以±s表示符合正态分布者，以中位数(上下四分位数)表示不符合者，采用两独立样本t检验或Mann-WhitneyU检验进行比较。以χ2检验比较计数资料。绘制受试者工作特征(receiver operating characteristic, ROC)曲线，计算曲线下面积(areas under the curve, AUC)，评价T2比、初始T1值及其联合诊断AMC的效能，并以DeLong检验比较其AUC差异。P<0.05为差异有统计学意义。

2.1 组间一般资料比较 组间患儿年龄、性别、临床表现、心电图及心功能差异均无统计学意义(P均>0.05)；
AMC组CK-MB及NT-proBNP均高于对照组(P均<0.05)。见表1。

表1 AMC与非心肌炎患儿一般资料比较

2.2 组间CMR参数比较 观察者间评估心肌T2信号比及初始T1值结果的一致性均好(ICC=0.79、0.86，P均<0.05)，评估LGE阳性结果的一致性良好(Kappa=0.65，P<0.05)。AMC组心肌T2信号比及初始T1值明显高于对照组(P均<0.05)，LGE阳性占比亦高于对照组(P<0.001)。见表2及图3、4。

图3 AMC组患儿，4岁，AMC A、B.T2WI(A)及初始T1 mapping伪彩图(B)示左心室中间段心肌信号弥漫性增高，T2信号比为2.48，初始T1值为1 516 ms；

C.LGE未见明显强化 (色带代表T1值) 图4 对照组患儿，12岁，心律失常 A～C.心脏T2WI(A)、初始T1 mapping伪彩图(B)及LGE图(C)示左心室心肌无明显异常，T2信号比为1.81，初始T1值为1 261 ms (色带代表T1值)

表2 AMC与非心肌炎患儿CMRI参数比较

2.3 CMRI参数的诊断效能 ROC曲线显示，T2信号比、初始T1值及其联合诊断儿童AMC的AUC分别为0.754、0.858及0.902，联合诊断的AUC高于T2信号比(Z=2.162，P=0.036)，其余两两AUC差异均无统计学意义(P均>0.05)。见表3及图5。

图5 单一CMRI参数及其联合参数诊断儿童AMC的ROC曲线

表3 CMRI参数诊断儿童AMC的效能

目前无创性诊断儿童AMC尚无明确标准。本研究对36例AMC患儿行CMRI，结果显示基于AMC路易斯湖标准的CMRI定量、半定量及定性参数可用于诊断儿童AMC。

本研究中AMC组与对照组临床表现、心电图及超声心动图表现差异均无统计学意义，与CORNICELLI等[9]的结果相似，可能原因在于心电图对AMC的特异性较低，其中最敏感的AMC表现——ST段抬高或T波倒置仅见于半数以下心肌炎患者[10]，且心电图异常在部分心肌炎患儿可呈一过性。超声心动图诊断AMC同样缺乏特异性，但可用于排除其他可能导致心力衰竭的心脏解剖结构异常[2]，对评估少量心包积液亦较CMRI更有优势。在实验室指标方面，目前无单一血清学标记物可确诊心肌炎[11]。本研究中AMC组CK-MB及NT-proBNP均较对照组升高，提示患儿出现心肌损伤，可与CMRI结果相佐证。

本研究AMC组T2信号比明显高于对照组，提示AMC患儿出现心肌水肿，心肌间质静水压升高，压迫毛细血管床，可引起心肌变性坏死[12]。LUETKENS等[13]报道，以T2信号比诊断成人AMC的特异度为94%。本研究以T2信号比诊断儿童AMC的AUC为0.754，低于联合参数，取2.01为截断值时，其诊断特异度为90.90%。分析本组诊断特异度略低的原因，一方面，儿童检查时序镇静、无法配合呼吸运动而使图像存在一定伪影；
另一方面，相比成人，儿童心肌较薄，识别心肌病变时可能有所遗漏；
另外，本研究根据心肌与骨骼肌信号强度计算T2信号比，图像中骨骼肌存在伪影时，该比值或许并不能准确反映心肌水肿[14]。

初始T1值可检测组织水肿、蛋白质沉积、脂质或铁质沉积等病理生理过程[15]。本研究AMC组初始T1值显著高于对照组，与成人相关研究结果[15]一致；
推测细胞水肿、炎症和心肌细胞坏死均为AMC的特征，均可能在疾病早期延长心肌T1弛豫时间，且心肌钠和钾含量及其分布变化可能影响质子自由运动而延长T1弛豫时间[16]。本研究以初始T1值诊断儿童AMC的AUC为0.858，与联合参数差异无统计学意义，可能与样本量较小有关；
但其敏感度达91.70%，提示可在一定程度上降低儿童AMC漏诊率。另外，本研究AMC组LGE阳性占比高于对照组，提示AMC患儿出现急性期心肌细胞灶状坏死，对于临床诊断和选择治疗方案具有重要意义[17]。本研究以T2信号比联合初始T1值诊断儿童AMC的AUC达0.902，敏感度为97.20%，即二者联合可明显提高诊断儿童AMC的效能；
对无法行增强CMRI时，联合初始T1 mapping与T2WI不失为诊断儿童AMC的简单有效的方法。

综上所述，CMRI可有效诊断儿童AMC。本研究的主要局限性：①样本量小，且AMC患儿无组织病理学结果；
②仅针对mapping参数中的初始T1值加以分析，有待积累更多病例进一步观察。