第9章心血管磁共振检查指南赵世华.doc

第六章 核磁共振成像第一节 基本知识随着磁共振成像（MRI）软硬件技术的不断发展和完善，其在心血管疾病诊断中的应用亦越来越广泛，其大视野、无电离辐射、任意平面成像，集形态、功能及灌注成像等“一站式”检查的特点在某些方面已凸显优势。本章旨在介绍心血管磁共振检查特点和主要心血管疾病的MRI所见，为临床大夫和与医学相关专业人士提供必要的参考。一、基本原理磁共振成像(MRI)是利用体内质子（主要是H）在静磁场中收到一定强度和频率的脉冲激发后产生共振现象并由此产生回波信号经特殊的线圈接收后由计算机重建而获得的图像。它是80年代初方才应用于临床的影像诊断新技术，但目前已发展成为与超声和CT相鼎立的一种新兴的诊断方法。与CT相比，它无电离辐射，具有任意平面、多参数成像及高度的软组织分辨力等特点，而且不需使用对比剂即可显示心脏和血管结构。二、注意事项磁共振检查诊断是医学综合知识和生物工程技术的有机结合，因此正确而合理地使用它要求MRI医生具有扎实的临床基础、丰富的影像学诊断知识以及必要的计算机知识。同时要求临床大夫在申请磁共振检查时，务必在申请单上详细填写患者的病史、临床症状与体征及其它相关影像学检查结果，以便有的放矢、有针对性地选择成像序列和扫描范围，最有效地发挥其诊断和鉴别诊断的价值。磁共振检查前无需禁食、禁水，但心血管MR检查时间相对较长，一般需要2030分钟。扫描时患者应尽可能地保持静止状态，有时需要患者反复屏气，否则难以获得高质量的图像。婴幼儿需使用镇静剂使其安静入睡后再行检查，否则会因躁动无法获得满意的图像，危重患者应在磁共振兼容的监护仪监测下检查，临床大夫需全程陪同。磁共振检查常规扫描无需使用对比剂，心肌灌注和血管造影时所使用的对比剂并不是通常人们所熟悉的含碘X线对比剂，因此无需实施碘过敏试验。MRI对比剂主要是顺磁性金属离子和配体构成的蝥合物，目前临床上最常使用的是以Gd-DTPA为代表的对比剂,无毒，经肾脏排泄。磁共振检查室无论开机与否，均存在高强度磁场，故任何非磁共振兼容金属器械包括普通检查床、金属担架、听诊器、手术器械、除颤器、各种微量泵、球囊反搏器等严禁带入检查室，否则可致严重意外事件。其它铁磁性物品如硬币、磁卡、手表、钥匙等也不能带入检查室。心脏起搏器乃磁共振检查的绝对禁忌症。但冠状动脉支架、大血管支架、瓣膜置换术后、静脉滤器植入、避孕环、先天性心脏病封堵伞及其它心血管金属物植入者须详细询问病史，仔细查询产品说明书确认是否磁共振兼容，如无明确说明或确认为非MR兼容者则禁行MR检查；如兼容则可实施MR检查。一般来说，近十年来所开发生产的医疗植入体，业已考虑到磁共振的兼容性，所以基本上都是安全的。需要说明地是这些相关的外在植入体因其本身并不能产生MR信号，因此无法直接应用磁共振评估其性能，但这类病人仍可以实施磁共振检查了解心脏或心脏以外的病变。三、心血管磁共振的临床应用及其诊断价值MRI扫描既具有类似超声的任意选择层面的特点，又具有类似CT等计算机重建图像的能力，加上其多样的成像序列、高度的软组织分辨力以及不断呈现的新方法、新技术，可对心脏形态、功能、心肌灌注、血管造影、动脉斑块以及分子显像等进行“一站式”检查，是目前唯一集超声、CT、DSA、核医学等其它影像方法为一体的检查技术。概括说来，其在心血管领域的应用及诊断价值包括如下几个方面。1心血管解剖形态：大视野任意层面方向扫描结合黑血与亮血技术可全面评价心脏各房室大小、室壁厚度、房室及大血管连接关系、血管壁结构等。2心血管功能：磁共振电影不必应用对比剂，就能动态地显示心脏收缩舒张功能、观察瓣膜的开放关闭以及评估大血管的血流状态等，经计算机后处理，还能定量地计算各心功能参数包括EF值、心输出量（CO）、心室收缩和舒张末容积、心指数（CI）等；定性及定量地评价瓣膜的狭窄及返流程度、计算跨瓣压差。对先天性心脏病还可以计算体肺循环血流量的比值（Qp/Qs）等。3心血管造影：磁共振血管造影技术可对全身血管进行无创检查，特别是结合对比剂能够全面而准确地反映大动脉及其主要分支的生理和病理状态，包括形态结构和功能的判断，几乎可与DSA相媲美，目前已在临床得以广泛应用。但对肾动脉以下的小血管狭窄存在过度估计倾向，而且对体静脉的评估仍有待于进一步完善。4心肌灌注与延迟增强：磁共振具有类似核素心肌灌注扫描（SPECT）的特点，而且可以动态追踪对比剂在心肌内的分布，因此可用来评估心肌缺血，结合药物负荷试验如腺苷或潘生丁可进一步提高诊断的敏感性。MRI电影结合小剂量多巴酚丁胺负荷试验可识别成活心肌；而心肌灌注延迟强化识别瘢痕组织的能力则可能发展成为无创性检查方法鉴别非成活心肌的金标准。另外其对附壁血栓以及心内膜下心肌梗死的识别能力甚至是PET都无法比拟的。5冠状动脉显像：磁共振冠状动脉造影仍在发展和完善之中，目前尚无法满足临床需要。6组织成分及斑块显像：高度的软组织分辨力是MR区别其它影像学方法的一个突出的优点，脂肪、纤维、液体、肌肉、血液在MR图像上有各自特点，采用不同的序列成像能够将其一一分开。因此心肌病特别是对致心律不齐性右室心肌病、心肌梗死的纤维瘢痕、心包炎以及各种心血管良恶性肿瘤等均具有重要鉴别能力。近年来随着高场强磁共振的发展和应用，空间分辨力的提高使其能够识别主动脉甚至冠状动脉粥样硬化成分，进一步结合纳米氧化铁颗粒，能够明显提高诊断的准确性。7MR频谱（MRS）：目前主要对心肌缺血进行评价，但仍处于实验研究阶段。研究较多的是31磷磁共振波谱(31 P- MRS)，通过波谱能提供磷酸肌酸( Pcr) 、无机磷( Pi) 和三磷酸腺苷(ATP)等信息。由于心肌缺血时血供减少，细胞内ATP 过量消耗,因此过量的Pcr 被用来合成ATP , 导致Pcr/ ATP下降。坏死组织理论上无Pcr或ATP,而冬眠或顿抑心肌则仍含有Pcr 或ATP，所以藉此可将两者区分。第二节 常见心血管疾病的MR征像一、 冠心病MRI“一站式”扫描（one-stop shop）既能够直接显示冠心病心腔大小、室壁厚度、室壁瘤等，又能够观察室壁节段性运动、房室瓣开放和关闭状态，而且还能够识别心肌缺血和心肌活性等，直接指导临床治疗。1. 心脏解剖结构及功能 采用自旋回波序列（T1WI）可显示心脏解剖结构，除常规获取横轴断面图像外，还可根据需要加扫冠状面和矢状面全面显示心腔形态、大小及室壁厚度，区别真假室壁瘤等。轻者可完全正常，重者可见不同程度的左室扩张、区域性室壁变薄。结合MRI电影则可动态地观察左室各个节段的室壁运动状态并计算室壁增厚率及左室射血分数等。冠状动脉供血区域相关的室壁变薄和节段性运动异常（运动减弱、无运动或矛盾运动）是冠心病的一个重要特征。2. 心肌灌注与心肌缺血：静息下心肌首过灌注常无异常发现，结合腺苷或潘生丁负荷实验则下可显示缺血心肌的低灌注区。3. 心肌活力与心肌梗死：“亮的就是死的（bright is dead）”，心肌梗死所对应的延迟强化带即瘢痕组织，已被病理学所证实。藉此磁共振高度的软组织分辨力还可以将心内膜下心肌梗死和透壁性心肌梗死区别开来。此外小剂量多巴酚丁胺负荷试验结合MRI电影通过恢复缺血区心肌收缩力，从而能够将顿抑或冬眠心肌识别出来。4. “无复流（no-reflow）”与“低复流(low-reflow)”现象：急性期心肌梗死大约有2030%患者会出现“无复流”与“低复流”现象。磁共振心肌灌注扫描无论是首过灌注抑或延迟增强均可反映这种两种现象。首过灌注表现为灌注缺损，延迟增强表现为心肌强化，从而能够更深入地反映冠心病患者的病理生理状态。但应注意与附壁血栓鉴别，后者多见于慢性心肌梗死。二、 心肌病1 扩张型心肌病（1） 心脏扩大：左心室或左右心室内径扩大（左室横径可达80mm以上），有时合并左房扩大。典型者心室壁普遍变薄（严重者左心室壁厚度仅数毫米），部分患者室壁变薄不明显。（2） 心室整体收缩功能明显下降：1)心室特别是左心室各节段收缩运动普遍降低，左心室EF值常低于40%，严重者可达20%以下，部分患者可合并继发性二尖瓣关闭不全； 2）左心室室壁增厚率下降：正常人左心室各节段的心肌收缩增厚率不同，表现为从基底段至心尖部室壁增厚率逐渐增强，而扩张型心肌病则丧失了这一特点。采用线条或网格标记的电影可以更加清晰地显示各个节段室壁运动的细节。（3） 心肌灌注与延迟增强：首过心肌灌注常无异常，但延迟增强扫描时部分患者可见心肌壁内细线状或点片状强化。2 肥厚型心肌病（1） 左室节段性肥厚：正常心脏左室各节段厚度并非均匀一致，如正常室间隔舒张期较其它各节段略厚，但比值应小于1.3:1，若大于1.5则可诊断HCM。如果其它节段异常肥厚，且与正常节段比值超过此值，亦可诊断。相对来说，高血压所致的心肌肥厚则主要表现为各节段均匀一致的心肌肥厚。值得提出地是随着MRI诊断技术不断完善，心尖肥厚性心肌病检出率大大提高，表现为心尖部心肌限局性增厚、舒张受限、顺应性降低。（2） 左心室腔变小：心肌肥厚导致左室腔变小，部分患者可合并左房扩大。基底段室间隔肥厚者常伴有左心室流出道狭窄，于左心室流出道切面可观察到收缩期主动脉瓣下高速血流信号。采用相位对比流速编码技术（VEC），可定性定量地评估梗阻程度，计算压差。（3） 心肌信号异常：心肌灌注延迟扫描时，部分患者可见异常强化，这是MRI在肥厚型心肌病诊断中的一个重要特点，也是MRI组织特定性的充分体现。主要表现为心肌壁内点片状或者晕状强化带，其机制不明，可能与心肌纤维化或肥厚所致的心肌缺血有关。一般来说，强化愈严重，预后愈差。3 限制型心肌病（1） 心室舒张受限、心腔缩小、右心室流出道扩张：右心室或/和左右心室同时受累，表现为流入道短缩，心尖变小或闭塞，收缩功能尚可，舒张明显受限。（2） 双房增大：右心房或/左右心房明显增大，上下腔静脉扩张。有时可合并心包或胸腔积液，但无心包正常，藉此可与缩窄性心包炎相鉴别。4 致心律不齐性右心室型心肌病（1） 心肌脂肪或/和纤维脂肪浸润：主要累及右心室，在T1加权像上可见高信号脂肪浸润，其信号强度可被抑脂序列抑制；在心肌灌注延迟扫描时，可见线状强化带，通常在游离壁及右心室流出道最为明显。（2） 右室腔明显扩大、壁薄：右室腔扩大以右心室流出道扩张最为明显，常合并继发性右房扩大，严重者壁薄呈“羊皮纸”样改变。 （3） 晚期患者常合并左室受累，表现为左室扩张及左心功能不全，此时与扩张型心肌病很难鉴别。三、 瓣膜病无论是单纯性的二尖瓣狭窄还是联合瓣膜病变，MRI能够像超声那样任意层面直接显示房室大小、室壁厚度等，动态地观察室壁运动以及房室瓣和半月瓣的功能状态。MRI不仅能够克服超声操作者的依赖性，而且其大视野、无盲区保证了其诊断的准确性。此外还可以定量地评估跨瓣压差、计算瓣口面积和返流指数等。但需要指出地是超声是实时动态扫描，而MRI仍为非实时扫描，因此综合性价比，应当优先选择超声，对于心律不齐如房颤患者，尤其如此。四、大血管疾患1.主动脉夹层的常见成像序列及MR征像（1） 自旋回波黑血二维图像：主动脉管腔被呈中等信号的内膜片分为“真假”双腔结构，一般真腔小，假腔大，内膜片呈螺旋状剥离，因假腔内血流较慢，故信号相对较高且不均匀；继发血栓者，信号进一步增高。（2） 电影序列：斜矢面可全程显示主动脉升、弓、降部，动态显示“真假” 腔内血流、破口位置及内膜片运动情况，真腔血流快，信号较高；假腔血流慢，信号较低。（3） 对比剂增强的三维磁共振血管造影（3D CE MRA）：3D CE MRA结合多平面重建及MIP、VRT等后处理，可全程显示主动脉夹层的内膜破口、程度及范围；头臂动脉及腹主动脉主要分支受累情况；肾脏等腹腔脏器的灌注情况等，为主动脉夹层最重要的检查序列。（4） Time resolved MRA:也称 4D CE MRA，根据K空间相位编码线填充方式的不同，4D-CE-MRA名称也略有不同，如TREAT（time-resolved echo-shared angiographic technique）或TRICK（time-resolved imaging of contrast kinetics）技术。其特点是一次屏气（大约30秒左右）能动态追踪对比剂在血管内分布，获得类似X线血管造影的效果，与常规3D CE-MRA相比具有以下优缺点： 按时间顺序先后显示动、静脉，减少了动静脉血管的重叠； 能够同时观察肺、肾等主要脏器血流灌注情况； 对运动伪影不敏感； 不需要测试循环时间，避免错失最佳显像时间； 空间分辨率不及3D CE-MRA，时间分辨率仍逊于传统X线造影。因此主要适合病情重而无法耐受长时间检查的患者。2. 主动脉瘤综合上述成像序列，有时候结合脂肪抑制技术，能够对瘤壁、瘤腔及其毗邻组织进行全面评估，进一步可区分瘤壁（血管壁）成分、鉴别真假动脉瘤以及附壁血栓等。3. 血管狭窄及阻塞性疾病常规黑血或/和亮血二维图像能够显示受累大动脉管壁增厚、管腔狭窄和阻塞等，结合对比剂增强的抑脂T1WI及T2WI还可显示粥样斑块与附壁血栓。3D&4D CE MRA能够比较准确地判断主动脉及其主要分支的狭窄及阻塞等，几乎可与X线血管造影相媲美，直接指导外科或介入治疗手术。但对于肾动脉等直径较小的动脉狭窄，常常由于成像原理（质子失相位）所限，有过度评估的倾向。此外重度血管狭窄在3D CE MRA上往往也表现为血流信号完全缺失，因此与血管完全闭塞很难鉴别，但狭窄远端血管充盈良好可间接佐证。对于静脉狭窄阻塞性患者，应优先采用4D CE MRA扫描，初步评价静脉血管的病变程度，然后再行常规高空间分辨力的3D CE MRA，但效果一般不及动脉性疾患。五、肺动脉血栓栓塞1. 受累肺动脉内可见中等偏高信号的附壁团块影，不规则，与正常血流流空的管腔形成明显对比。电影序列示受累血管血流缓慢、血流信号不均匀，有时可见充盈缺损。2. 慢性患者可合并继发性的右房、右室扩大以及不同程度的三尖瓣关闭不全。3. 3D CE MRA能够更清楚地显示受累的肺叶或肺段动脉的“断枝”、“缺枝”等充盈缺损。目前最小层厚达1mm的3D CE MRA对段及亚段级的肺动脉分支观察堪与多层螺旋CT（MDCT）媲美，结合MPR、VR等多种后处理过程甚至可识别亚段分支内的栓子。时间分辨力更高的4D CE MRA可动态观察心肺循环全过程，不仅能够直接观察肺栓塞的充盈缺损，而且可评估肺灌注。六、心包炎及心包积液1. 心包积液 正常心包腔润滑液约1050ml。磁共振心包积液量的半定量方法是测量右心室游离壁侧心包积液的厚度，514mm为少量，1524mm为中量，大于24mm为大量。心包腔内30ml液体MRI即能探测到，T1WI为低信号，T2WI及MRI电影时呈高信号，特别是MRI电影时可见心包积液随心跳变化而变化，藉此可将其鉴别出来。此外由于其流动性，故仰卧位磁共振检查时，少量心包积液多集中于左心室下侧壁。2. 缩窄性心包炎正常心包厚度2mm，4mm为心包增厚。脏、壁层心包不规则增厚、粘连以及分界不清是缩窄性心包炎纤维增值期的特点，T1WI表现为中等偏低信号的条带状影，结合MRI电影可与少量心包积液鉴别；若增厚心包以纤维瘢痕为主，在PSIR（Phase sensitive inversion recovery）T1WI时心包可有异常强化。但缩窄性心包炎钙化时则无信号，此时反而更难识别。其它继发性改变包括心腔受压变形、室间隔变直或者呈“S”形弯曲、右室流出道扩张、右房或双房扩大、上下腔静脉扩张等，MRI电影时心室舒张受限，有时可见室间隔异常摆动。七、先天性心脏病MR因为能够清楚地显示心脏大血管解剖、房室瓣关系，大血管起源和空间位置等，所以对先天性心脏病具有重要的诊断和鉴别诊断价值。特别是对复杂畸形，如鉴别单心室、显示肺动脉瓣和瓣下流出道狭窄等均具有重要补充作用。MR不足之处在于无法直接提供血液动力学资料，无法分辨复杂的体肺侧支。此外因为很多序列需要屏气配合，所以在婴幼儿中的应用仍受到限制，而因缺乏与MR相兼容的配套医疗设备，也限制了MR在急诊和麻醉病人中应用。因此现阶段MR的主要作用还是对X线心血管造影或超声诊断的补充，疗效随访或术后并发症的追踪等。其最大的优点在于扫描视野大、无辐射、可重复性强并且克服了超声检查时存在操作者依赖性的缺点。八、心脏肿瘤MRI高度的软组织分辨力及多参数成像的特点能够对心脏肿瘤进行准确的定位，结合对比剂增强扫描和血管造影以及必要的肿瘤学特点等可初步地判断良恶性，并对部分肿瘤进行组织学推断，如心包囊肿、脂肪瘤、粘液瘤、血管瘤、纤维瘤和淋巴管瘤等，但全面定性和分类仍很困难。表（1）总结了常见心脏肿瘤的特征 。表1、常见心脏肿瘤的特征肿瘤类型流行病学特征好发部位MRI粘液瘤成年女性左房T1WI等或偏低信号，T2WI高信号，无强化横纹肌瘤90%1岁室壁T1WI与临近心肌相仿，T2WI较临近心肌为高纤维瘤婴幼儿室壁T1WI或T2WI无或低信号，不均