隐源性卒中(cryptogenic stroke,CS)可占缺血性卒中的 25%,因病因不明确导致无针对性的二级预防,复发率较高,造成沉重的临床负担。心脏磁共振(cardiac magnetic resonance,CMR)凭借其出色的空间分辨率和对比度、三维成像能力以及描绘软组织的能力,可以发现 CS 患者未能被标准心脏评估识别的隐匿性心源性栓塞,进而加速启动最佳二级预防,改善患者预后。该文回顾近年来 CMR 在 CS 领域中的应用,并根据诊断和管理策略的最新证据提出 CS 患者心脏诊断检查方案,进而改善 CS 患者的二级预防策略,提高其生存质量。
引用本文: 孙文先, 张璐阳, 田梦柯, 宋波, 许予明. 心脏磁共振对隐源性卒中应用价值的研究进展. 华西医学, 2021, 36(6): 721-724. doi: 10.7507/1002-0179.202104272 复制
隐源性卒中(cryptogenic stroke,CS)是指经过标准或标准+高级的病因学评估后仍不能确定卒中的病因,其以非腔隙性脑梗死为特征,且无近端动脉严重狭窄、闭塞或主要危险的心源性栓塞[1-2]。CS 可占缺血性卒中的 25%[3],10 年内复发率可达 32%[4]。CS 的病因尚不明确,导致无针对性的二级预防,造成沉重的临床负担。对于这类患者来说,了解卒中的发病机制是重要的,可以更恰当地选择二级预防以降低卒中复发的风险。既往研究显示大多数 CS 是血栓栓塞性的[2],包括卵圆孔未闭导致的静脉-动脉的反常栓塞,主动脉弓粥样硬化,动脉粥样硬化斑块引起的未导致管腔明显狭窄的动脉-动脉栓塞和阵发性心律失常[5-7],以及房间隔动脉瘤及左心室血栓等[8]。近年来研究发现某些隐匿的左心室疾病和心房性心脏病与 CS 密切相关[9]。既往研究表明 65% 的 CS 患者存在心房性心脏病,提示心房性心脏病可能是 CS 的部分栓塞来源[10-11]。由此可见,CS 的潜在来源栓子与心脏系统疾病密不可分。因此,应积极对 CS 患者进行可疑心脏来源栓子的筛查。近年来,心脏磁共振(cardiac magnetic resonance,CMR)成像已迅速成为心血管医学中一项重要的非侵入性成像方式,而且凭借其出色的空间分辨率和对比度、三维成像能力以及描绘软组织的能力已在卒中领域得到了广泛的应用[12-13]。目前 CMR 主要用于 CS 患者的病因学评估,与缺血性卒中的常规标准心脏评估如经胸心脏超声、经食道心脏超声等相比 CMR 能发现更多的隐匿性栓塞,显著提高部分 CS 患者的心源性栓塞的检出率[14-15],从而更快启动 CS 患者的最佳二级预防策略。
1 CMR 成像
磁共振成像涉及非常复杂的物理现象和数学理论。磁共振是指处于外部强磁场中的自旋原子核,在符合特定条件的交变射频磁场作用下,产生共振的一种物理现象[16]。CMR 成像主要利用生物体内的氢核在磁场内产生的共振信号的时间和空间分布特性,从而获得生物体基于体素的分布信息[17]。CMR 成像具有诸多优点:成像参数较多,可提供详尽的诊断信息,可任意方向断层成像,软组织成像的对比度较好,以及对人体无电离辐射伤害等。然而,现有 CMR 成像技术在临床应用中还存在一些不足之处,如成像速度慢、禁忌证较多,以及容易受患者呼吸运动和心脏搏动的影响等[18-19]。CMR 成像作为一种无创性的医学影像检查技术,凭借其较好的软组织对比度以及大视野、无死角等优点,在对心脏形态、心肌活性、心功能及代谢活动等评价方面得到了广阔的应用。
2 CMR 改善 CS 的病因识别
越来越多的研究认识到 CMR 在鉴别不明原因缺血性脑卒中患者的栓塞来源方面具有显著优势[20]。一项研究发现,在连续 85 例缺血性卒中患者中,将 CMR 添加到标准诊断评估后,CS 患者的数量显著减少,在 23 例 CS 患者中,CMR 额外发现 6 例患者(2 例左心室血栓、1 例复杂的升主动脉血栓、2 例房间隔内动脉瘤、1 例卵圆孔未闭合并房间隔动脉瘤)有确定的心脏栓塞源[21]。另一项研究包括 101 例缺血性卒中患者,这项研究表明,在 9 例超声心动图显示只有正常或轻度运动减退的缺血性卒中患者中,CMR 发现了大量心肌梗死的证据[22]。一项综述进一步阐明 CMR 可以帮助确定 CS 的潜在机制,是识别心-主动脉栓塞源的有力工具[12]。经胸心脏超声是心脏成像领域的基石,也是目前缺血性卒中较常用的心脏评估手段,但 CMR 能够检测出 CS 患者中经胸心脏超声未能识别的心源性栓塞[21]。CMR 能更准确识别更多的潜在心源性栓塞,如左心房/左心耳附件血栓、左心室血栓、主动脉粥样硬化、心脏肿块和卵圆孔未闭[20]。
3 CMR 对 CS 相关心脏疾病的诊断价值
3.1 左心房增大
左心房增大的临床意义是多方面的,在多种族缺血性卒中患者队列中,中度至重度左心房增大是复发性心源性卒中和 CS 的独立标志物[23-24]。CMR 被认为是评估左心房直径的金标准,因其允许对获得的左心房进行高时空分辨率的三维重建[25],仅通过超声心动图的测量是具有挑战的[26]。与超声心动图相比,CMR 成像评估左心房容积有着更高的准确性[27]。通过 CMR 来进一步阐明左心房大小和栓塞之间的关系是未来研究的一个有意义的领域。
3.2 左心房纤维化
心房纤维化的研究可能不如左心房增大深入,因为前者难以评估。侵入性电生理技术可以用来表征心房纤维化,但大多数非侵入性成像方式如超声心动图在检测纤维化方面并不是特别有用,因为心房壁较薄,需要更高的图像分辨率[28]。延迟增强 CMR 显像提供了一种非侵入性手段来表征和量化纤维化,在心房颤动(房颤)患者中纤维化检测方面获得了突出的地位[29-30]。延迟增强 CMR 测量的左心房面积、体积等均具有较好的重现性,对纤维化区域的识别也很精确[31]。一项研究比较 10 例 CS 患者、10 例对照(无卒中、无房颤)和 10 例房颤患者之间的纤维化情况,结果显示与房颤患者相比,CS 患者表现出相似的心房纤维化,明显高于健康对照组[32]。另有研究发现房颤人群中延迟增强 CMR 显示左心房纤维化与既往卒中史独立相关[33]。然而,这项研究受到既往卒中患者数量较少和所有患者都有房颤病史的限制。最近的一项研究发现不同的缺血性卒中亚型患者中,CS 患者纤维化与心源性卒中患者相当,且明显高于其他亚型卒中[34]。这一相关性可能引起在伴有左心房纤维化的卒中群体中研究抗凝和抗血小板治疗的二级预防策略的临床试验。
3.3 左心室疾病
一些非典型的、先天性的和未被充分认识的心脏结构异常已经被 CMR 在有 CS 的患者中确认,这可能阐明卒中的病因。既往病例报告报道了一种罕见的先天性心肌病伴心源性栓塞风险,即 CS 后的左心室非致密化[35]。CMR 可明确诊断左心室非致密化,且对长期预后也有重要价值[36]。此外,延迟增强 CMR 可用于心内膜纤维化的诊断和预后[37]以及某些隐匿性心肌病的诊断[38]。目前,CMR 在鉴别这些不太常见左心室相关的疾病方面缺乏系统的研究,需要更多大样本前瞻性研究证实这些发现。既往研究发现 CS 患者出现心肌梗死或左心室功能不全时,延迟增强 CMR 有助于提高心源性栓塞源(左心室血栓)的检出率,为抗凝治疗提供相关信息[39]。
4 CMR 对 CS 患者的诊断评估建议
心脏诊断评估对于识别大部分缺血性卒中的病因至关重要。在过去几年中,CMR 在心源性栓塞和隐源性栓塞的心脏诊断评估方面取得了新的进展,具有重要的治疗意义,尤其是在卒中的长期二级预防方面[40]。对 CS 患者心脏诊断检查的第一步是估计通过病史、体格检查、初始神经血管成像(CT、MRI)、实验室检查、12-导联心电图或者院内遥测有无心源性栓塞源的可能性,下一步可进行经胸心脏超声和 24 h 动态心电图以评估心脏有无结构性和心律失常性功能障碍。通过标准评估显示左心房扩张(>45 mm)[41]、脑钠肽增加或氨基末端脑钠肽前体水平升高[42-43]以及过度的室上性异位活动(连续频繁的室上性期前收缩,室性早搏,>500 次房性早搏/24 h)[44]等异常表现时可考虑进一步 CMR 检查。
5 结论
CMR 在 CS 患者的病因诊断评估中有重要的作用,可以确定潜在的病因,如心房性心脏病、左心室疾病、心脏血栓、心脏肿瘤、主动脉弓疾病和其他罕见的心脏异常,显著改善 CS 患者的病因识别。CMR 与其他心脏影像学检查相比,有明显优势。此外,其还可以提供与缺血性卒中风险相关的左心房的某些功能和结构参数。未来,这些 CMR 生物标志物可能有助于指导临床试验的设计,研究抗凝和抗血小板治疗对 CS 二级预防的作用。
隐源性卒中(cryptogenic stroke,CS)是指经过标准或标准+高级的病因学评估后仍不能确定卒中的病因,其以非腔隙性脑梗死为特征,且无近端动脉严重狭窄、闭塞或主要危险的心源性栓塞[1-2]。CS 可占缺血性卒中的 25%[3],10 年内复发率可达 32%[4]。CS 的病因尚不明确,导致无针对性的二级预防,造成沉重的临床负担。对于这类患者来说,了解卒中的发病机制是重要的,可以更恰当地选择二级预防以降低卒中复发的风险。既往研究显示大多数 CS 是血栓栓塞性的[2],包括卵圆孔未闭导致的静脉-动脉的反常栓塞,主动脉弓粥样硬化,动脉粥样硬化斑块引起的未导致管腔明显狭窄的动脉-动脉栓塞和阵发性心律失常[5-7],以及房间隔动脉瘤及左心室血栓等[8]。近年来研究发现某些隐匿的左心室疾病和心房性心脏病与 CS 密切相关[9]。既往研究表明 65% 的 CS 患者存在心房性心脏病,提示心房性心脏病可能是 CS 的部分栓塞来源[10-11]。由此可见,CS 的潜在来源栓子与心脏系统疾病密不可分。因此,应积极对 CS 患者进行可疑心脏来源栓子的筛查。近年来,心脏磁共振(cardiac magnetic resonance,CMR)成像已迅速成为心血管医学中一项重要的非侵入性成像方式,而且凭借其出色的空间分辨率和对比度、三维成像能力以及描绘软组织的能力已在卒中领域得到了广泛的应用[12-13]。目前 CMR 主要用于 CS 患者的病因学评估,与缺血性卒中的常规标准心脏评估如经胸心脏超声、经食道心脏超声等相比 CMR 能发现更多的隐匿性栓塞,显著提高部分 CS 患者的心源性栓塞的检出率[14-15],从而更快启动 CS 患者的最佳二级预防策略。
1 CMR 成像
磁共振成像涉及非常复杂的物理现象和数学理论。磁共振是指处于外部强磁场中的自旋原子核,在符合特定条件的交变射频磁场作用下,产生共振的一种物理现象[16]。CMR 成像主要利用生物体内的氢核在磁场内产生的共振信号的时间和空间分布特性,从而获得生物体基于体素的分布信息[17]。CMR 成像具有诸多优点:成像参数较多,可提供详尽的诊断信息,可任意方向断层成像,软组织成像的对比度较好,以及对人体无电离辐射伤害等。然而,现有 CMR 成像技术在临床应用中还存在一些不足之处,如成像速度慢、禁忌证较多,以及容易受患者呼吸运动和心脏搏动的影响等[18-19]。CMR 成像作为一种无创性的医学影像检查技术,凭借其较好的软组织对比度以及大视野、无死角等优点,在对心脏形态、心肌活性、心功能及代谢活动等评价方面得到了广阔的应用。
2 CMR 改善 CS 的病因识别
越来越多的研究认识到 CMR 在鉴别不明原因缺血性脑卒中患者的栓塞来源方面具有显著优势[20]。一项研究发现,在连续 85 例缺血性卒中患者中,将 CMR 添加到标准诊断评估后,CS 患者的数量显著减少,在 23 例 CS 患者中,CMR 额外发现 6 例患者(2 例左心室血栓、1 例复杂的升主动脉血栓、2 例房间隔内动脉瘤、1 例卵圆孔未闭合并房间隔动脉瘤)有确定的心脏栓塞源[21]。另一项研究包括 101 例缺血性卒中患者,这项研究表明,在 9 例超声心动图显示只有正常或轻度运动减退的缺血性卒中患者中,CMR 发现了大量心肌梗死的证据[22]。一项综述进一步阐明 CMR 可以帮助确定 CS 的潜在机制,是识别心-主动脉栓塞源的有力工具[12]。经胸心脏超声是心脏成像领域的基石,也是目前缺血性卒中较常用的心脏评估手段,但 CMR 能够检测出 CS 患者中经胸心脏超声未能识别的心源性栓塞[21]。CMR 能更准确识别更多的潜在心源性栓塞,如左心房/左心耳附件血栓、左心室血栓、主动脉粥样硬化、心脏肿块和卵圆孔未闭[20]。
3 CMR 对 CS 相关心脏疾病的诊断价值
3.1 左心房增大
左心房增大的临床意义是多方面的,在多种族缺血性卒中患者队列中,中度至重度左心房增大是复发性心源性卒中和 CS 的独立标志物[23-24]。CMR 被认为是评估左心房直径的金标准,因其允许对获得的左心房进行高时空分辨率的三维重建[25],仅通过超声心动图的测量是具有挑战的[26]。与超声心动图相比,CMR 成像评估左心房容积有着更高的准确性[27]。通过 CMR 来进一步阐明左心房大小和栓塞之间的关系是未来研究的一个有意义的领域。
3.2 左心房纤维化
心房纤维化的研究可能不如左心房增大深入,因为前者难以评估。侵入性电生理技术可以用来表征心房纤维化,但大多数非侵入性成像方式如超声心动图在检测纤维化方面并不是特别有用,因为心房壁较薄,需要更高的图像分辨率[28]。延迟增强 CMR 显像提供了一种非侵入性手段来表征和量化纤维化,在心房颤动(房颤)患者中纤维化检测方面获得了突出的地位[29-30]。延迟增强 CMR 测量的左心房面积、体积等均具有较好的重现性,对纤维化区域的识别也很精确[31]。一项研究比较 10 例 CS 患者、10 例对照(无卒中、无房颤)和 10 例房颤患者之间的纤维化情况,结果显示与房颤患者相比,CS 患者表现出相似的心房纤维化,明显高于健康对照组[32]。另有研究发现房颤人群中延迟增强 CMR 显示左心房纤维化与既往卒中史独立相关[33]。然而,这项研究受到既往卒中患者数量较少和所有患者都有房颤病史的限制。最近的一项研究发现不同的缺血性卒中亚型患者中,CS 患者纤维化与心源性卒中患者相当,且明显高于其他亚型卒中[34]。这一相关性可能引起在伴有左心房纤维化的卒中群体中研究抗凝和抗血小板治疗的二级预防策略的临床试验。
3.3 左心室疾病
一些非典型的、先天性的和未被充分认识的心脏结构异常已经被 CMR 在有 CS 的患者中确认,这可能阐明卒中的病因。既往病例报告报道了一种罕见的先天性心肌病伴心源性栓塞风险,即 CS 后的左心室非致密化[35]。CMR 可明确诊断左心室非致密化,且对长期预后也有重要价值[36]。此外,延迟增强 CMR 可用于心内膜纤维化的诊断和预后[37]以及某些隐匿性心肌病的诊断[38]。目前,CMR 在鉴别这些不太常见左心室相关的疾病方面缺乏系统的研究,需要更多大样本前瞻性研究证实这些发现。既往研究发现 CS 患者出现心肌梗死或左心室功能不全时,延迟增强 CMR 有助于提高心源性栓塞源(左心室血栓)的检出率,为抗凝治疗提供相关信息[39]。
4 CMR 对 CS 患者的诊断评估建议
心脏诊断评估对于识别大部分缺血性卒中的病因至关重要。在过去几年中,CMR 在心源性栓塞和隐源性栓塞的心脏诊断评估方面取得了新的进展,具有重要的治疗意义,尤其是在卒中的长期二级预防方面[40]。对 CS 患者心脏诊断检查的第一步是估计通过病史、体格检查、初始神经血管成像(CT、MRI)、实验室检查、12-导联心电图或者院内遥测有无心源性栓塞源的可能性,下一步可进行经胸心脏超声和 24 h 动态心电图以评估心脏有无结构性和心律失常性功能障碍。通过标准评估显示左心房扩张(>45 mm)[41]、脑钠肽增加或氨基末端脑钠肽前体水平升高[42-43]以及过度的室上性异位活动(连续频繁的室上性期前收缩,室性早搏,>500 次房性早搏/24 h)[44]等异常表现时可考虑进一步 CMR 检查。
5 结论
CMR 在 CS 患者的病因诊断评估中有重要的作用,可以确定潜在的病因,如心房性心脏病、左心室疾病、心脏血栓、心脏肿瘤、主动脉弓疾病和其他罕见的心脏异常,显著改善 CS 患者的病因识别。CMR 与其他心脏影像学检查相比,有明显优势。此外,其还可以提供与缺血性卒中风险相关的左心房的某些功能和结构参数。未来,这些 CMR 生物标志物可能有助于指导临床试验的设计,研究抗凝和抗血小板治疗对 CS 二级预防的作用。