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心功能影像学评价4MRI [复制链接]

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正确进行心功能的影像学评价可以为临床心血管疾病的治疗和预后提供准确信息。本文介绍磁共振影像学评价方法。

作者:王晋君

来源:1影1世界

王晋君,医学硕士,医学影像副主任医师,美国杜克大学访问学者。医院医学影像科主任,卫健委CT质控部主任,中华医学会运城放射专委会秘书。从事医学影像诊断工作20年,熟悉全身各系统尤其是腹部疾病的影像诊断。

作者介绍

心功能测定

cMRI

心脏磁共振检查(cMRI)技术在最近几年发展迅速,凭借其高软组织、分辨率以及大视野、无死角的特点,已经成为心脏高端检查的重要手段。

这其中包括评估心脏的基本形态、解剖、功能、室壁运动、血液反流、心肌灌注及冠状动脉等的各类临床信息,并且这些评价可以在一次检查中完成,在临床治疗上具有长远的发展前景。

cMRI评价心功能重复性好,准确性高,无辐射,软组织分辨率高,是现在公认的极具价值的无创检查方法,心脏电影MRI扫描的时间分辨率可达到20-50ms,更有是人将它称为评估左心功能的“金标准”。

亮血技术cineMRI

技术方法磁共振硬件:就硬件设备来说,cMRI由1.5T到3.0T,都有使用。梯度、线圈不断改进。屏气扫描、心电门控技术成为常规。

心电门控非屏气MRI,舒张期(左)和收缩期(右)左室短轴位图像

定位扫描:

cMRI扫描首先是定位扫描,这很重要的第一步,只有在标准的扫描平面上获得的图像,才能得到准确的心功能分析数据。最常用的有左室短轴面,四腔心层面,左室长轴面等,这样的图像易于作出标准的美国心脏协会(AHA)对心肌的节段划分。

在标准轴位冠状位图像上反复定位

形态学检查:黑血技术,亮血技术,显示心脏形态结构,各大血管连接位置关系。功能学成像:

扫描序列的优化,新技术不断推出,如电影采集(cineMRI)、k空间螺旋填充、并行采集(如SENSE)、小角度快速激发(如FLASH)、平面回波(echoplanarimaging,EPI)等,使快速成像成为可能,目前cMRI时间分辩率可达15ms,空间分辨率达1mm,完全达到了实时高质量心脏MRI图像的要求。

标准层面图像,四腔心(左)和左室短轴位(右)

对比增强成像:

一般在快速T1WI序列基础上,采用小角度激励,快速注入对钆对比剂(0.1mmol/kg,5ml/s,20ml,继以同量生理盐水),以获得首过灌注图像;接着完成延迟扫描,用以更准确观察心脏大血管解剖结构,以及心肌坏死、手术瘢痕等。心肌强化方式与梗死模型血流成像:包括相对对比(PC)技术和4D-flow技术,可测量血流速度、方向、血流量,评价瓣膜功能、准确评估心脏大血管狭窄局部的血流。

图像后处理:

目前各大生产厂家,出厂设备均已标配心肌灌注、心功能分析等软件。可自动描记多层面心室壁内外壁轮廓,结合心动周期不同时相的变化,自动计算出心功能的各项参数,如心室容积、射血分数、室壁厚度等。图像标准,参数客观,配合手工校正,准确性明显提高。

siemens磁共振心功能分析软件,自动勾划左室内外膜轮廓,可以手功修正调整

cMRI同彩超、CT一样,评价心功能常用的指标,包括射血分数(EF)、心肌厚度、心室容积等,其中EF对冠心病患者的诊断和心功能分析,预后评估,疗效评价等具有重要意义,是最常用的指标。

设备自动算出心功能各项指标

左室容积及压力在不同时相的时间函数

临床应用

缺血性心脏病:通过分析局部室壁运动,推断心脏功能的改变,寻找缺血区。室壁运动异常(减弱、消失、矛盾运动),加上室壁各节段厚度变化的同步性分析,发现心肌功能降低的区域。结合使用对比剂后的首过心肌灌注,延迟扫描,对于急性心肌梗死的形态学、心室功能、甚至发现心内膜下小的梗死心肌(延迟扫描发现内膜下异常强化,“亮即是死”)。

10年前曾因“心梗”保守治疗,延迟扫描示左室前壁心内膜下异常强化,代表坏死心肌纤维化

心肌病:

cineMRI可用来定量评价心室容积、射血分数、心肌质量、心室压力等,来评价左室功能,并可用于治疗后的随访观察。扩张型心肌病,左室容量 及左心房内径明显增大,而EF明显减小,室壁厚度增加率变化不明显。肥厚型心肌病,主要累及左室前壁、室间隔,心脏收缩舒张功能减弱,由于室间隔运动明显减低,主动脉瓣下流出道狭窄,左室射血时间处长。

肥厚型心肌病

限制性心肌病,形态学图像可以发现缩窄性心包炎相应表现,cineMRI可观察室间隔运动尚正常,这有利于与肥厚型心肌病的鉴别诊断。

先心病与风心病:多方位成像、电影成像等,形态功能学图像,可较准确地检出先心病的解剖和血流异常,相位对比法(PC法)甚至能观察血流方向和流速,标准层面图像计算各项心功能指标,如左到舒张末期容积(EDV)、收缩末期容积(ESV)、EF、CO等,进而准确评价术前心功能。

共同干畸形,形态学成像,标准冠状位显示心脏与大血管的关系

局限性与进展

尽管心脏MRI有显著的技术优势,在临床上的应用却存在一些瓶颈。

心脏是一个不停运动的器官,对期进行心电和呼吸门控,校正图像,较为复杂。

MRI检查有一些禁忌症,如植入式除颤器、铁磁性金属来、起搏器等。

标准化的心脏MRI图像,如何解读,心功能分析时的一些操作,如手工描记心室壁轮廓,准确寻找收缩末期或舒张末期图像等,医院和不同研究者之间存在较大差异。

AI在cMRI中的应用,它是一门由计算机来模拟人类智能的信息科学,对于cMRI心功能评估中的一些人为因素,都有较好的帮助,如自动定位,优化成像,智能分析等。

参考文献

HaiderAW,LarsonMG,BenjiaminEJ,etal.Increasedleftventricularmassandhypertrophyareassociatedwithincreasedriskforsuddendeath.JAmCollCardiol,;32(5):-.

石张镇 杨淑琴 MRI评估左心室功能的方法和技术
  中华放射学杂志 40(9):;

胡大一.心血管疾病防治指南与共识[M].北京.中华心血管现杂志,:-.

SharirT,GermanoG,KavanaghPB,etal.Incrementalprognosticvalueofpoststesleftventricularefetionfractionandvolumebygatedmyocardialperfusionsinglephotonemission

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