基于心脏CT的细胞外容积量化在弥漫性心肌纤维化中的研究进展
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心肌穿刺活检是评估弥漫性心肌纤维 化的“金标准 ”，但 其 为有创检查 ，有一定 的风 险 ，因此需 要一 种可 靠而 又无创 的 方 法 去 评 价 心 肌 纤 维 化 病 变 。 近 年 来 ，ＣＭＲＩ技 术 发 展 迅 速 ，在评估心功 能及心肌 组织特性 上具 有独特 优势 ，尤其 Ｔ１ ｍａｐｐｉｎｇ技 术在 ＣＭＲＩ领 域取 得重 要 突破 ，它 通过 测定 增强 前 、后心肌 Ｔ】值 进 而量化 细胞外 容 积 （ｅｘｔｒａｅｅｌｌｕｌａｒ ｖｏｌｕｍｅ， ＥＣＶ）来评价弥漫性 心肌 纤维 化程度 ，已体现 了重 要 的临床 价值 。
心肺血管病杂志 ２０１８年 ７月第 ３７卷第 ７期 Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｃａｒｄｉｏｖａｓｃｕｌａｒ＆Ｐｕｌｍｏｎａｒ￣Ｄｉｓｅａｓｅｓ．Ｊｕｌｙ ２０１８．Ｖ０ｌ＿３７．Ｎｏ．７
７０７
ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００７－５０６２．２０１８．０７．０２７ Байду номын сангаас
· 综 述 ·
基 于心 脏 ＣＴ的 细 胞 外 容 积 量 化 在 弥 漫 性 心 肌 纤 维 化 中 的 研 究 进 展
周 振 徐 磊 范 占明
［关键词 ］ 磁共振成像 ；细胞 外容积指数 ；弥漫性心肌纤维化 ；体层摄影术 ；Ｘ线计算机 ［中图分类 号］ Ｒ５４ ［文献标志码 ］ Ａ ［文章编号 ］ １００７－５０６２（２０１８）０％７０７．０４
心 肌 纤 维 化 是 心 肌 损 伤 及 心 功 能 障 碍 的 重 要 标 志 之 ～ ， 以 正 常 心 肌 组 织 中 出 现 成 纤 维 细 胞 增 殖 和 细 胞 外 基 质 内 胶 原过度沉积为 主要特点 ，可使心脏 的机 械活动 和电生理 活动 发 生 变 化 ，甚 至 导致 心力 衰竭 和 猝 死 。对 心 肌 纤 维 化 进 行 定 性 及 定 量 分 析 有 助 于 心 脏 疾 病 的 诊 断 及 预 后 评 估 … 。根 据 心肌病变病程及性质 的差异 ，心肌纤维 化可分为 局灶性纤 维 化和弥漫性纤维化 。前者往往提示 心肌细胞 缺失 、坏死及 纤 维瘢痕形成 ，常见 于心肌梗 死等缺血性 心肌病 患者 。心脏 磁 共振成像 （ｃａｒｄｉａｃ ｍａｇｎｅｔｉｃ ｒｅｓｏｎａｎｃｅ ｉｍａｇｉｎｇ，ＣＭＲＩ）延迟 强 化是 评 价 局 灶 性 心 肌 纤 维 化 的金 标 准 ，可 以 评 价 缺 血 后 的 心 肌 存 活 性 并 指 导 再 血 管 化 治 疗 。 ；后 者 则 是 心 脏 瓣 膜 病 、 高血压性心脏病 、肥厚 性心肌病等非缺血 性心肌病 患者 心肌 组 织 中胶 原 含 量 广 泛 升 高 或 胶 原 成 分 改 变 ，心 肌 间 质 内纤 维 反应 性 增 生 的 结 果 ，可致 细胞 外 间 质 容 积 增 大 。
然而 ，ＣＭＲＩ尚存在一定局限性 ，如价 格 昂贵 ，扫 描时 间 长 ，不 能评 估 体 内 有 金 属 植 入 物 、幽 闭 恐 惧 症 或 基 础 状 态 较 差 而 不 能 耐 受 的 患 者 。 因 此 ，近 期 有 研 究 者 尝 试 应 用 心 脏 ＣＴ图像 参数 计算 ＥＣＶ以评估心肌纤维化 。研究结果表 明基 于 ＣＴ的 ＥＣＶ 值 与 基 于 ＭＲＩ的 ＥＣＶ值 及 病 理 结 果 具 有 良好 的相关性 ，而且 ＣＴ扫描 时间短 ，图像清 晰 ，空间分辨率 高 ，能 够 同时评估冠状动脉及心肌组织特性 。基 于 ｃＴ成像获得 的 ＥＣＶ能够无创地评估 多种心 脏疾病 的弥漫 性心 肌纤维化 程 度 ，尤 其 是 评 估 有 ＭＲＩ禁 忌 证 及 ＭＲＩ延 迟 强 化 上 显 示 不
明显 的 心 肌 病 变 。 因此 ，基 于 ＣＴ的 ＥＣＶ评 价 有 望 在 心 脏 疾 病 的诊 断 及 预 后 评 估 中发 挥 更 大 的作 用 。
１．细 胞 外 容 积 技 术 原 理 及 发 展 简 史 ＥＣＶ是 指 细胞 外 问 质 容 积 占整 个 心 肌 组 织 的 百 分 比 ，是 一 种 相 对 稳 定 的参 数 指 标 。 ＥＣＶ 值 最 初 是 基 于 ＣＭＲ 的 Ｔ１ 值计算 而得 ，即通 过 获得 心肌 及 血 液在 对 比剂 注射 前后 的 Ｔ１值 ，检测 血液标本 中的血 细胞 比容 （ｈｅｍａｔｏｃｒｉｔ，Ｈｏｔ），当对 比剂 在 血 液 和 心 肌 细胞 外 问 隙 中 的浓 度 达 到 平 衡 时 ，对 左 心 室 三 层 短 轴 层 面 （基 底 段 、中 央 段 和 心 尖 段 ）的 心 肌 进 行 手 动 勾画 ，利 用公式计算心肌 ＥＣＶ。公式 如下 ：ＥＣＶ ：（１一Ｈｃｔ） （１／Ｔ１ 。一ｌ／Ｔ１ … ）／（１／Ｔ１ Ｉ＿Ｊ Ｊｌｌ ｌｒ ｌ／Ｔ１ ｌｌｌ Ｉ），其 中 Ｔ１ …。、Ｔ１ … 分 别 代 表 对 比 剂 注射 前 、后 心 肌 的 Ｔ１值 ， Ｔ１… 、Ｔ１… ＿ｈ１ 分别 代表 对 比剂 注射前 、后 血 池 的 Ｔ１值。 ＣＭＲ ＥＣＶ主要优点是 校正了多种因素 （如场 强 、对 比剂注射 剂量及 间隔时 间等 ）对 Ｔ１值 的影 响 ，增 加了不 同磁场 、不 同 机型 和不 同 扫描 时相 测得 ＥＣＶ的可 比性 ｓｌ，ＣＭＲ Ｔ１ Ｍａｐ— ｐｉｎｇ技 术 联 合 ＥＣＶ的 计 算 已 经 在 包 括 缺 血 性 和 非 缺 血 性 心 肌 病 导 致 的心 力 衰 竭 、心 脏 瓣 膜 病 等 患 者 的 纤 维 化 评 估 中发 挥 了 稳 定 的作 用 Ｊ。 早 期 ，心 脏 ＣＴ只 应 用 于 评 价 冠 状 动 脉 病 变 及 继 发 于 心 肌梗死 的心 肌 瘢痕 检 测”” 。随着 ＣＴ技术 的快 速 发展 ，ｃＴ ＥＣＶ 的相 关 研 究不 断 涌 现 。与 ＣＭＲ 不 同 的是 ，ＣＴ ＥＣＶ是 基 于不 同组织 的衰减值 （ＨＵ）获得的 ，主要 有两种计 算方式 ：其 一 为 单 能 ＣＴ ＥＣＶ评 价 ，即 通 过 手 动 勾 画 左 心 室 三 层 短 轴 层 面 （基 底 段 、中央 段 和 心 尖 段 ）的 图 像 ，获 取 心 肌 及 血 液 在 对 比剂 注 射 前 、后 的 ＨＵ值 和 血 液 标 本 的 Ｈｃｔ，当 对 比剂 在 血 液 和 心 肌 细 胞 外 间 隙 中 的 浓 度 达 到 平 衡 时 ，测 量 计 算 而 来 。公 式 如 下 ：ＥＣＶ ＝（１一Ｈｃｔ）（ＨＵｐｏｓｔ—ｍｙｏ—ＨＵｐｒｅ—ｍｙｏ）／ （ＨＵ— ｐｏｓｔ—ｂｌｏｏｄ—ＨＵｐｒｅ—ｂｌｏｏｄ），其中 ＨＵｐｒｅ—ｍｙｏ、ＨＵｐｏｓｔ—ｍｙｏ代表 对 比剂 注 射 前 、后 心 肌 的 ＣＴ衰 减 值 ，ＨＵｐｒｅ—ｂｌｏｏｄ、ＨＵｐｏｓｔ— ｂｌｏｏｄ分 别 代 表对 比 剂 注 射 前 、后 血 池 的 ＣＴ衰 减 值 。 此 法
心肺血管病杂志 ２０１８年 ７月第 ３７卷第 ７期 Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｃａｒｄｉｏｖａｓｃｕｌａｒ＆Ｐｕｌｍｏｎａｒ￣Ｄｉｓｅａｓｅｓ．Ｊｕｌｙ ２０１８．Ｖ０ｌ＿３７．Ｎｏ．７
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ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００７－５０６２．２０１８．０７．０２７ Байду номын сангаас
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基 于心 脏 ＣＴ的 细 胞 外 容 积 量 化 在 弥 漫 性 心 肌 纤 维 化 中 的 研 究 进 展
周 振 徐 磊 范 占明
［关键词 ］ 磁共振成像 ；细胞 外容积指数 ；弥漫性心肌纤维化 ；体层摄影术 ；Ｘ线计算机 ［中图分类 号］ Ｒ５４ ［文献标志码 ］ Ａ ［文章编号 ］ １００７－５０６２（２０１８）０％７０７．０４
心 肌 纤 维 化 是 心 肌 损 伤 及 心 功 能 障 碍 的 重 要 标 志 之 ～ ， 以 正 常 心 肌 组 织 中 出 现 成 纤 维 细 胞 增 殖 和 细 胞 外 基 质 内 胶 原过度沉积为 主要特点 ，可使心脏 的机 械活动 和电生理 活动 发 生 变 化 ，甚 至 导致 心力 衰竭 和 猝 死 。对 心 肌 纤 维 化 进 行 定 性 及 定 量 分 析 有 助 于 心 脏 疾 病 的 诊 断 及 预 后 评 估 … 。根 据 心肌病变病程及性质 的差异 ，心肌纤维 化可分为 局灶性纤 维 化和弥漫性纤维化 。前者往往提示 心肌细胞 缺失 、坏死及 纤 维瘢痕形成 ，常见 于心肌梗 死等缺血性 心肌病 患者 。心脏 磁 共振成像 （ｃａｒｄｉａｃ ｍａｇｎｅｔｉｃ ｒｅｓｏｎａｎｃｅ ｉｍａｇｉｎｇ，ＣＭＲＩ）延迟 强 化是 评 价 局 灶 性 心 肌 纤 维 化 的金 标 准 ，可 以 评 价 缺 血 后 的 心 肌 存 活 性 并 指 导 再 血 管 化 治 疗 。 ；后 者 则 是 心 脏 瓣 膜 病 、 高血压性心脏病 、肥厚 性心肌病等非缺血 性心肌病 患者 心肌 组 织 中胶 原 含 量 广 泛 升 高 或 胶 原 成 分 改 变 ，心 肌 间 质 内纤 维 反应 性 增 生 的 结 果 ，可致 细胞 外 间 质 容 积 增 大 。
然而 ，ＣＭＲＩ尚存在一定局限性 ，如价 格 昂贵 ，扫 描时 间 长 ，不 能评 估 体 内 有 金 属 植 入 物 、幽 闭 恐 惧 症 或 基 础 状 态 较 差 而 不 能 耐 受 的 患 者 。 因 此 ，近 期 有 研 究 者 尝 试 应 用 心 脏 ＣＴ图像 参数 计算 ＥＣＶ以评估心肌纤维化 。研究结果表 明基 于 ＣＴ的 ＥＣＶ 值 与 基 于 ＭＲＩ的 ＥＣＶ值 及 病 理 结 果 具 有 良好 的相关性 ，而且 ＣＴ扫描 时间短 ，图像清 晰 ，空间分辨率 高 ，能 够 同时评估冠状动脉及心肌组织特性 。基 于 ｃＴ成像获得 的 ＥＣＶ能够无创地评估 多种心 脏疾病 的弥漫 性心 肌纤维化 程 度 ，尤 其 是 评 估 有 ＭＲＩ禁 忌 证 及 ＭＲＩ延 迟 强 化 上 显 示 不
明显 的 心 肌 病 变 。 因此 ，基 于 ＣＴ的 ＥＣＶ评 价 有 望 在 心 脏 疾 病 的诊 断 及 预 后 评 估 中发 挥 更 大 的作 用 。
１．细 胞 外 容 积 技 术 原 理 及 发 展 简 史 ＥＣＶ是 指 细胞 外 问 质 容 积 占整 个 心 肌 组 织 的 百 分 比 ，是 一 种 相 对 稳 定 的参 数 指 标 。 ＥＣＶ 值 最 初 是 基 于 ＣＭＲ 的 Ｔ１ 值计算 而得 ，即通 过 获得 心肌 及 血 液在 对 比剂 注射 前后 的 Ｔ１值 ，检测 血液标本 中的血 细胞 比容 （ｈｅｍａｔｏｃｒｉｔ，Ｈｏｔ），当对 比剂 在 血 液 和 心 肌 细胞 外 问 隙 中 的浓 度 达 到 平 衡 时 ，对 左 心 室 三 层 短 轴 层 面 （基 底 段 、中 央 段 和 心 尖 段 ）的 心 肌 进 行 手 动 勾画 ，利 用公式计算心肌 ＥＣＶ。公式 如下 ：ＥＣＶ ：（１一Ｈｃｔ） （１／Ｔ１ 。一ｌ／Ｔ１ … ）／（１／Ｔ１ Ｉ＿Ｊ Ｊｌｌ ｌｒ ｌ／Ｔ１ ｌｌｌ Ｉ），其 中 Ｔ１ …。、Ｔ１ … 分 别 代 表 对 比 剂 注射 前 、后 心 肌 的 Ｔ１值 ， Ｔ１… 、Ｔ１… ＿ｈ１ 分别 代表 对 比剂 注射前 、后 血 池 的 Ｔ１值。 ＣＭＲ ＥＣＶ主要优点是 校正了多种因素 （如场 强 、对 比剂注射 剂量及 间隔时 间等 ）对 Ｔ１值 的影 响 ，增 加了不 同磁场 、不 同 机型 和不 同 扫描 时相 测得 ＥＣＶ的可 比性 ｓｌ，ＣＭＲ Ｔ１ Ｍａｐ— ｐｉｎｇ技 术 联 合 ＥＣＶ的 计 算 已 经 在 包 括 缺 血 性 和 非 缺 血 性 心 肌 病 导 致 的心 力 衰 竭 、心 脏 瓣 膜 病 等 患 者 的 纤 维 化 评 估 中发 挥 了 稳 定 的作 用 Ｊ。 早 期 ，心 脏 ＣＴ只 应 用 于 评 价 冠 状 动 脉 病 变 及 继 发 于 心 肌梗死 的心 肌 瘢痕 检 测”” 。随着 ＣＴ技术 的快 速 发展 ，ｃＴ ＥＣＶ 的相 关 研 究不 断 涌 现 。与 ＣＭＲ 不 同 的是 ，ＣＴ ＥＣＶ是 基 于不 同组织 的衰减值 （ＨＵ）获得的 ，主要 有两种计 算方式 ：其 一 为 单 能 ＣＴ ＥＣＶ评 价 ，即 通 过 手 动 勾 画 左 心 室 三 层 短 轴 层 面 （基 底 段 、中央 段 和 心 尖 段 ）的 图 像 ，获 取 心 肌 及 血 液 在 对 比剂 注 射 前 、后 的 ＨＵ值 和 血 液 标 本 的 Ｈｃｔ，当 对 比剂 在 血 液 和 心 肌 细 胞 外 间 隙 中 的 浓 度 达 到 平 衡 时 ，测 量 计 算 而 来 。公 式 如 下 ：ＥＣＶ ＝（１一Ｈｃｔ）（ＨＵｐｏｓｔ—ｍｙｏ—ＨＵｐｒｅ—ｍｙｏ）／ （ＨＵ— ｐｏｓｔ—ｂｌｏｏｄ—ＨＵｐｒｅ—ｂｌｏｏｄ），其中 ＨＵｐｒｅ—ｍｙｏ、ＨＵｐｏｓｔ—ｍｙｏ代表 对 比剂 注 射 前 、后 心 肌 的 ＣＴ衰 减 值 ，ＨＵｐｒｅ—ｂｌｏｏｄ、ＨＵｐｏｓｔ— ｂｌｏｏｄ分 别 代 表对 比 剂 注 射 前 、后 血 池 的 ＣＴ衰 减 值 。 此 法