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“科技助力健康”科普系列——磁共振技术在心内科的临床运用
发布日期: 2019-08-15  访问量:
  心脏磁共振成像(Cardiac Magnetic Resonance,CMR)是心脏疾病领域近几年出现的重要临床检查手段。通过单次CMR检查即可获得心肌形态及功能、心肌水肿、心肌灌注、心肌存活改变等综合信息,具有可重复性、无创伤性的独特优势。CMR作为“一站式”心脏临床检查手段,分别被北美、欧洲及中国的心脏影像学共识推荐为心肌首选检查项目[1,2]。目前,CMR在缺血性心脏病和非缺血性心脏病中具有重要的临床应用价值。
  (一)CMR检查前准备
  CMR检查前应进行吸气屏气训练以配合磁共振扫描。应仔细排查患者是否存在磁共振检查风险,重点是对于有器械植入史的患者,CMR检查前需要仔细查询植入物的相关产品说明,确认其是否为磁共振兼容性材料。另外需注意正确把握磁共振对比剂和药物负荷试验的适应症和禁忌症。
  (二)CMR对心肌形态及功能的评估
  无创性心肌形态与功能的影像学评价方法,包括:超声心动图、放射性核素成像、电子计算机断层扫描(Computed Tomography,CT)和CMR等方法。相较于其他影像学方法,CMR对心脏整体及局部功能参数的测量不依赖于对心室形状的假设,因此逐渐成为心脏功能测量的金标准[2]。
  心肌形态评估的主要指标是双房与双室的容积大小、心肌的厚度等。CMR测量切面的原理与心脏彩超相似,常用主要切面包括长轴两腔、三腔、四腔以及短轴切面等。心肌功能评估的指标主要分为全心功能及局部功能。全心功能指标主要包括:左右心室收缩末容积、舒张末容积、射血分数、心肌质量等;在心肌功能改变早期,心肌整体或局部的纵向、环周、径向应变可能提供一些有价值的信息。



图1 CMR可定量评估左室整体及局部(各室壁节段)活动,心肌质量,心肌容量,心脏收缩功能。
对于左室、右室都有良好的重复性。(图片来源:上海交通大学医学院附属仁济医院)

  (三)心肌水肿评估
  许多缺血性和非缺血性心脏病均存在心肌水肿的现象。CMR可以通过T2加权序列图像评估心肌水肿程度。这些图像是基于水肿引起的横向弛豫时间延长而重建成像的。由于水的积聚,自由水的比例增加,心肌水肿在T2加权图像上表现为高信号强度。T2加权图像可以做定性评估,T2 定量序列(T2 mapping)则是T2加权图像的“升级版”,用于定量测定,通过数值反映心肌组织的T2值,如果心肌有水肿,心肌组织的T2值通常会升高。



图2 心肌水肿的检测。左图箭头所示心肌急性炎症水肿;右图通过T2-mapping伪彩图展示水肿,
并在此基础上可做定量分析。(图片来源:上海交通大学医学院附属仁济医院)

  (四)心肌灌注及心肌存活显像
  结合首过灌注显像与延迟强化成像,能准确判断心肌的病变程度。与心肌核素显像类似,通过运用钆对比剂在心肌中的灌注与分布的情况,可以评估心肌缺血、梗死、纤维化等病理状况。利用CMR成像速度快的特点,钆对比剂首次通过心肌的情况,称为“首过灌注”。在CMR的首过灌注显像中,正常心肌呈均匀的高信号,缺血区或梗死区则呈现不同程度的低信号。另外,对比剂注射10-15分钟后进行延迟扫描,可以获得延迟强化(late gadolinium enhancement, LGE)图像,能够准确识别存活心肌及心肌瘢痕,达到模拟组织学的病理诊断。LGE的有无、部位、程度等判断与心肌病理改变的严重程度诊断及预后预测有着紧密的联系。

A
B

图3 模拟组织病理的心肌存活判定。如图A可见组织学TTC在心梗后显示区域与CMR所示心梗区域完全一致。
B心肌损伤在心肌的分布特征有助于指导心肌病病因学鉴别。
(图片来源:Journal of the American College of Cardiology, 2009, 54:1407-1424.)

  (五)定量技术
  目前比较常用的有T1、T2及T2*定量序列(T1 mapping,T2 mapping,T2* mapping)等技术。T1 mapping技术可以定量测量心肌组织的T1值,并根据公式计算心肌细胞外容积(extracellular volume,ECV)来反映心肌纤维化的程度。T2 mapping测量的是心肌组织的T2值,通常如果有心肌水肿或者炎症,心肌T2值可能会升高。T2*是定量测定组织铁含量的方法,与组织含铁量呈负相关,可以用来诊断心肌是否有铁沉积。


图4 心脏磁共振定量技术在不同种类心肌病中的应用。
(图片来源:Journal of Cardiovascular Magnetic Resonance, 2017, 19: 75.)

  除上述技术外,心脏磁共振还有许多正处于临床科研阶段的技术,不少技术已经表现出较高的临床应用价值。相信随着磁共振技术的进一步发展,心脏磁共振检查,将更好的为临床医师在心肌疾病的诊断、治疗、预防、康复等诸多方面提供切实有效的信息。