隱源性卒中(cryptogenic stroke,CS)可占缺血性卒中的 25%,因病因不明確導致無針對性的二級預防,復發率較高,造成沉重的臨床負擔。心臟磁共振(cardiac magnetic resonance,CMR)憑借其出色的空間分辨率和對比度、三維成像能力以及描繪軟組織的能力,可以發現 CS 患者未能被標準心臟評估識別的隱匿性心源性栓塞,進而加速啟動最佳二級預防,改善患者預后。該文回顧近年來 CMR 在 CS 領域中的應用,并根據診斷和管理策略的最新證據提出 CS 患者心臟診斷檢查方案,進而改善 CS 患者的二級預防策略,提高其生存質量。
引用本文: 孫文先, 張璐陽, 田夢柯, 宋波, 許予明. 心臟磁共振對隱源性卒中應用價值的研究進展. 華西醫學, 2021, 36(6): 721-724. doi: 10.7507/1002-0179.202104272 復制
隱源性卒中(cryptogenic stroke,CS)是指經過標準或標準+高級的病因學評估后仍不能確定卒中的病因,其以非腔隙性腦梗死為特征,且無近端動脈嚴重狹窄、閉塞或主要危險的心源性栓塞[1-2]。CS 可占缺血性卒中的 25%[3],10 年內復發率可達 32%[4]。CS 的病因尚不明確,導致無針對性的二級預防,造成沉重的臨床負擔。對于這類患者來說,了解卒中的發病機制是重要的,可以更恰當地選擇二級預防以降低卒中復發的風險。既往研究顯示大多數 CS 是血栓栓塞性的[2],包括卵圓孔未閉導致的靜脈-動脈的反常栓塞,主動脈弓粥樣硬化,動脈粥樣硬化斑塊引起的未導致管腔明顯狹窄的動脈-動脈栓塞和陣發性心律失常[5-7],以及房間隔動脈瘤及左心室血栓等[8]。近年來研究發現某些隱匿的左心室疾病和心房性心臟病與 CS 密切相關[9]。既往研究表明 65% 的 CS 患者存在心房性心臟病,提示心房性心臟病可能是 CS 的部分栓塞來源[10-11]。由此可見,CS 的潛在來源栓子與心臟系統疾病密不可分。因此,應積極對 CS 患者進行可疑心臟來源栓子的篩查。近年來,心臟磁共振(cardiac magnetic resonance,CMR)成像已迅速成為心血管醫學中一項重要的非侵入性成像方式,而且憑借其出色的空間分辨率和對比度、三維成像能力以及描繪軟組織的能力已在卒中領域得到了廣泛的應用[12-13]。目前 CMR 主要用于 CS 患者的病因學評估,與缺血性卒中的常規標準心臟評估如經胸心臟超聲、經食道心臟超聲等相比 CMR 能發現更多的隱匿性栓塞,顯著提高部分 CS 患者的心源性栓塞的檢出率[14-15],從而更快啟動 CS 患者的最佳二級預防策略。
1 CMR 成像
磁共振成像涉及非常復雜的物理現象和數學理論。磁共振是指處于外部強磁場中的自旋原子核,在符合特定條件的交變射頻磁場作用下,產生共振的一種物理現象[16]。CMR 成像主要利用生物體內的氫核在磁場內產生的共振信號的時間和空間分布特性,從而獲得生物體基于體素的分布信息[17]。CMR 成像具有諸多優點:成像參數較多,可提供詳盡的診斷信息,可任意方向斷層成像,軟組織成像的對比度較好,以及對人體無電離輻射傷害等。然而,現有 CMR 成像技術在臨床應用中還存在一些不足之處,如成像速度慢、禁忌證較多,以及容易受患者呼吸運動和心臟搏動的影響等[18-19]。CMR 成像作為一種無創性的醫學影像檢查技術,憑借其較好的軟組織對比度以及大視野、無死角等優點,在對心臟形態、心肌活性、心功能及代謝活動等評價方面得到了廣闊的應用。
2 CMR 改善 CS 的病因識別
越來越多的研究認識到 CMR 在鑒別不明原因缺血性腦卒中患者的栓塞來源方面具有顯著優勢[20]。一項研究發現,在連續 85 例缺血性卒中患者中,將 CMR 添加到標準診斷評估后,CS 患者的數量顯著減少,在 23 例 CS 患者中,CMR 額外發現 6 例患者(2 例左心室血栓、1 例復雜的升主動脈血栓、2 例房間隔內動脈瘤、1 例卵圓孔未閉合并房間隔動脈瘤)有確定的心臟栓塞源[21]。另一項研究包括 101 例缺血性卒中患者,這項研究表明,在 9 例超聲心動圖顯示只有正常或輕度運動減退的缺血性卒中患者中,CMR 發現了大量心肌梗死的證據[22]。一項綜述進一步闡明 CMR 可以幫助確定 CS 的潛在機制,是識別心-主動脈栓塞源的有力工具[12]。經胸心臟超聲是心臟成像領域的基石,也是目前缺血性卒中較常用的心臟評估手段,但 CMR 能夠檢測出 CS 患者中經胸心臟超聲未能識別的心源性栓塞[21]。CMR 能更準確識別更多的潛在心源性栓塞,如左心房/左心耳附件血栓、左心室血栓、主動脈粥樣硬化、心臟腫塊和卵圓孔未閉[20]。
3 CMR 對 CS 相關心臟疾病的診斷價值
3.1 左心房增大
左心房增大的臨床意義是多方面的,在多種族缺血性卒中患者隊列中,中度至重度左心房增大是復發性心源性卒中和 CS 的獨立標志物[23-24]。CMR 被認為是評估左心房直徑的金標準,因其允許對獲得的左心房進行高時空分辨率的三維重建[25],僅通過超聲心動圖的測量是具有挑戰的[26]。與超聲心動圖相比,CMR 成像評估左心房容積有著更高的準確性[27]。通過 CMR 來進一步闡明左心房大小和栓塞之間的關系是未來研究的一個有意義的領域。
3.2 左心房纖維化
心房纖維化的研究可能不如左心房增大深入,因為前者難以評估。侵入性電生理技術可以用來表征心房纖維化,但大多數非侵入性成像方式如超聲心動圖在檢測纖維化方面并不是特別有用,因為心房壁較薄,需要更高的圖像分辨率[28]。延遲增強 CMR 顯像提供了一種非侵入性手段來表征和量化纖維化,在心房顫動(房顫)患者中纖維化檢測方面獲得了突出的地位[29-30]。延遲增強 CMR 測量的左心房面積、體積等均具有較好的重現性,對纖維化區域的識別也很精確[31]。一項研究比較 10 例 CS 患者、10 例對照(無卒中、無房顫)和 10 例房顫患者之間的纖維化情況,結果顯示與房顫患者相比,CS 患者表現出相似的心房纖維化,明顯高于健康對照組[32]。另有研究發現房顫人群中延遲增強 CMR 顯示左心房纖維化與既往卒中史獨立相關[33]。然而,這項研究受到既往卒中患者數量較少和所有患者都有房顫病史的限制。最近的一項研究發現不同的缺血性卒中亞型患者中,CS 患者纖維化與心源性卒中患者相當,且明顯高于其他亞型卒中[34]。這一相關性可能引起在伴有左心房纖維化的卒中群體中研究抗凝和抗血小板治療的二級預防策略的臨床試驗。
3.3 左心室疾病
一些非典型的、先天性的和未被充分認識的心臟結構異常已經被 CMR 在有 CS 的患者中確認,這可能闡明卒中的病因。既往病例報告報道了一種罕見的先天性心肌病伴心源性栓塞風險,即 CS 后的左心室非致密化[35]。CMR 可明確診斷左心室非致密化,且對長期預后也有重要價值[36]。此外,延遲增強 CMR 可用于心內膜纖維化的診斷和預后[37]以及某些隱匿性心肌病的診斷[38]。目前,CMR 在鑒別這些不太常見左心室相關的疾病方面缺乏系統的研究,需要更多大樣本前瞻性研究證實這些發現。既往研究發現 CS 患者出現心肌梗死或左心室功能不全時,延遲增強 CMR 有助于提高心源性栓塞源(左心室血栓)的檢出率,為抗凝治療提供相關信息[39]。
4 CMR 對 CS 患者的診斷評估建議
心臟診斷評估對于識別大部分缺血性卒中的病因至關重要。在過去幾年中,CMR 在心源性栓塞和隱源性栓塞的心臟診斷評估方面取得了新的進展,具有重要的治療意義,尤其是在卒中的長期二級預防方面[40]。對 CS 患者心臟診斷檢查的第一步是估計通過病史、體格檢查、初始神經血管成像(CT、MRI)、實驗室檢查、12-導聯心電圖或者院內遙測有無心源性栓塞源的可能性,下一步可進行經胸心臟超聲和 24 h 動態心電圖以評估心臟有無結構性和心律失常性功能障礙。通過標準評估顯示左心房擴張(>45 mm)[41]、腦鈉肽增加或氨基末端腦鈉肽前體水平升高[42-43]以及過度的室上性異位活動(連續頻繁的室上性期前收縮,室性早搏,>500 次房性早搏/24 h)[44]等異常表現時可考慮進一步 CMR 檢查。
5 結論
CMR 在 CS 患者的病因診斷評估中有重要的作用,可以確定潛在的病因,如心房性心臟病、左心室疾病、心臟血栓、心臟腫瘤、主動脈弓疾病和其他罕見的心臟異常,顯著改善 CS 患者的病因識別。CMR 與其他心臟影像學檢查相比,有明顯優勢。此外,其還可以提供與缺血性卒中風險相關的左心房的某些功能和結構參數。未來,這些 CMR 生物標志物可能有助于指導臨床試驗的設計,研究抗凝和抗血小板治療對 CS 二級預防的作用。
隱源性卒中(cryptogenic stroke,CS)是指經過標準或標準+高級的病因學評估后仍不能確定卒中的病因,其以非腔隙性腦梗死為特征,且無近端動脈嚴重狹窄、閉塞或主要危險的心源性栓塞[1-2]。CS 可占缺血性卒中的 25%[3],10 年內復發率可達 32%[4]。CS 的病因尚不明確,導致無針對性的二級預防,造成沉重的臨床負擔。對于這類患者來說,了解卒中的發病機制是重要的,可以更恰當地選擇二級預防以降低卒中復發的風險。既往研究顯示大多數 CS 是血栓栓塞性的[2],包括卵圓孔未閉導致的靜脈-動脈的反常栓塞,主動脈弓粥樣硬化,動脈粥樣硬化斑塊引起的未導致管腔明顯狹窄的動脈-動脈栓塞和陣發性心律失常[5-7],以及房間隔動脈瘤及左心室血栓等[8]。近年來研究發現某些隱匿的左心室疾病和心房性心臟病與 CS 密切相關[9]。既往研究表明 65% 的 CS 患者存在心房性心臟病,提示心房性心臟病可能是 CS 的部分栓塞來源[10-11]。由此可見,CS 的潛在來源栓子與心臟系統疾病密不可分。因此,應積極對 CS 患者進行可疑心臟來源栓子的篩查。近年來,心臟磁共振(cardiac magnetic resonance,CMR)成像已迅速成為心血管醫學中一項重要的非侵入性成像方式,而且憑借其出色的空間分辨率和對比度、三維成像能力以及描繪軟組織的能力已在卒中領域得到了廣泛的應用[12-13]。目前 CMR 主要用于 CS 患者的病因學評估,與缺血性卒中的常規標準心臟評估如經胸心臟超聲、經食道心臟超聲等相比 CMR 能發現更多的隱匿性栓塞,顯著提高部分 CS 患者的心源性栓塞的檢出率[14-15],從而更快啟動 CS 患者的最佳二級預防策略。
1 CMR 成像
磁共振成像涉及非常復雜的物理現象和數學理論。磁共振是指處于外部強磁場中的自旋原子核,在符合特定條件的交變射頻磁場作用下,產生共振的一種物理現象[16]。CMR 成像主要利用生物體內的氫核在磁場內產生的共振信號的時間和空間分布特性,從而獲得生物體基于體素的分布信息[17]。CMR 成像具有諸多優點:成像參數較多,可提供詳盡的診斷信息,可任意方向斷層成像,軟組織成像的對比度較好,以及對人體無電離輻射傷害等。然而,現有 CMR 成像技術在臨床應用中還存在一些不足之處,如成像速度慢、禁忌證較多,以及容易受患者呼吸運動和心臟搏動的影響等[18-19]。CMR 成像作為一種無創性的醫學影像檢查技術,憑借其較好的軟組織對比度以及大視野、無死角等優點,在對心臟形態、心肌活性、心功能及代謝活動等評價方面得到了廣闊的應用。
2 CMR 改善 CS 的病因識別
越來越多的研究認識到 CMR 在鑒別不明原因缺血性腦卒中患者的栓塞來源方面具有顯著優勢[20]。一項研究發現,在連續 85 例缺血性卒中患者中,將 CMR 添加到標準診斷評估后,CS 患者的數量顯著減少,在 23 例 CS 患者中,CMR 額外發現 6 例患者(2 例左心室血栓、1 例復雜的升主動脈血栓、2 例房間隔內動脈瘤、1 例卵圓孔未閉合并房間隔動脈瘤)有確定的心臟栓塞源[21]。另一項研究包括 101 例缺血性卒中患者,這項研究表明,在 9 例超聲心動圖顯示只有正常或輕度運動減退的缺血性卒中患者中,CMR 發現了大量心肌梗死的證據[22]。一項綜述進一步闡明 CMR 可以幫助確定 CS 的潛在機制,是識別心-主動脈栓塞源的有力工具[12]。經胸心臟超聲是心臟成像領域的基石,也是目前缺血性卒中較常用的心臟評估手段,但 CMR 能夠檢測出 CS 患者中經胸心臟超聲未能識別的心源性栓塞[21]。CMR 能更準確識別更多的潛在心源性栓塞,如左心房/左心耳附件血栓、左心室血栓、主動脈粥樣硬化、心臟腫塊和卵圓孔未閉[20]。
3 CMR 對 CS 相關心臟疾病的診斷價值
3.1 左心房增大
左心房增大的臨床意義是多方面的,在多種族缺血性卒中患者隊列中,中度至重度左心房增大是復發性心源性卒中和 CS 的獨立標志物[23-24]。CMR 被認為是評估左心房直徑的金標準,因其允許對獲得的左心房進行高時空分辨率的三維重建[25],僅通過超聲心動圖的測量是具有挑戰的[26]。與超聲心動圖相比,CMR 成像評估左心房容積有著更高的準確性[27]。通過 CMR 來進一步闡明左心房大小和栓塞之間的關系是未來研究的一個有意義的領域。
3.2 左心房纖維化
心房纖維化的研究可能不如左心房增大深入,因為前者難以評估。侵入性電生理技術可以用來表征心房纖維化,但大多數非侵入性成像方式如超聲心動圖在檢測纖維化方面并不是特別有用,因為心房壁較薄,需要更高的圖像分辨率[28]。延遲增強 CMR 顯像提供了一種非侵入性手段來表征和量化纖維化,在心房顫動(房顫)患者中纖維化檢測方面獲得了突出的地位[29-30]。延遲增強 CMR 測量的左心房面積、體積等均具有較好的重現性,對纖維化區域的識別也很精確[31]。一項研究比較 10 例 CS 患者、10 例對照(無卒中、無房顫)和 10 例房顫患者之間的纖維化情況,結果顯示與房顫患者相比,CS 患者表現出相似的心房纖維化,明顯高于健康對照組[32]。另有研究發現房顫人群中延遲增強 CMR 顯示左心房纖維化與既往卒中史獨立相關[33]。然而,這項研究受到既往卒中患者數量較少和所有患者都有房顫病史的限制。最近的一項研究發現不同的缺血性卒中亞型患者中,CS 患者纖維化與心源性卒中患者相當,且明顯高于其他亞型卒中[34]。這一相關性可能引起在伴有左心房纖維化的卒中群體中研究抗凝和抗血小板治療的二級預防策略的臨床試驗。
3.3 左心室疾病
一些非典型的、先天性的和未被充分認識的心臟結構異常已經被 CMR 在有 CS 的患者中確認,這可能闡明卒中的病因。既往病例報告報道了一種罕見的先天性心肌病伴心源性栓塞風險,即 CS 后的左心室非致密化[35]。CMR 可明確診斷左心室非致密化,且對長期預后也有重要價值[36]。此外,延遲增強 CMR 可用于心內膜纖維化的診斷和預后[37]以及某些隱匿性心肌病的診斷[38]。目前,CMR 在鑒別這些不太常見左心室相關的疾病方面缺乏系統的研究,需要更多大樣本前瞻性研究證實這些發現。既往研究發現 CS 患者出現心肌梗死或左心室功能不全時,延遲增強 CMR 有助于提高心源性栓塞源(左心室血栓)的檢出率,為抗凝治療提供相關信息[39]。
4 CMR 對 CS 患者的診斷評估建議
心臟診斷評估對于識別大部分缺血性卒中的病因至關重要。在過去幾年中,CMR 在心源性栓塞和隱源性栓塞的心臟診斷評估方面取得了新的進展,具有重要的治療意義,尤其是在卒中的長期二級預防方面[40]。對 CS 患者心臟診斷檢查的第一步是估計通過病史、體格檢查、初始神經血管成像(CT、MRI)、實驗室檢查、12-導聯心電圖或者院內遙測有無心源性栓塞源的可能性,下一步可進行經胸心臟超聲和 24 h 動態心電圖以評估心臟有無結構性和心律失常性功能障礙。通過標準評估顯示左心房擴張(>45 mm)[41]、腦鈉肽增加或氨基末端腦鈉肽前體水平升高[42-43]以及過度的室上性異位活動(連續頻繁的室上性期前收縮,室性早搏,>500 次房性早搏/24 h)[44]等異常表現時可考慮進一步 CMR 檢查。
5 結論
CMR 在 CS 患者的病因診斷評估中有重要的作用,可以確定潛在的病因,如心房性心臟病、左心室疾病、心臟血栓、心臟腫瘤、主動脈弓疾病和其他罕見的心臟異常,顯著改善 CS 患者的病因識別。CMR 與其他心臟影像學檢查相比,有明顯優勢。此外,其還可以提供與缺血性卒中風險相關的左心房的某些功能和結構參數。未來,這些 CMR 生物標志物可能有助于指導臨床試驗的設計,研究抗凝和抗血小板治療對 CS 二級預防的作用。