帶你了解心血管磁共振成像【廈門高尚醫(yī)學(xué)影像】
心血管磁共振成像 (CMR)， 俗稱心臟MRI ， 是一種評估心血管系統(tǒng)的功能與結(jié)構(gòu)的一種非侵入式醫(yī)學(xué)成像技術(shù)。它運用磁共振成像(MRI)基本原理，針對心血管系統(tǒng)成像的特殊困難，優(yōu)化現(xiàn)有的MRI成像技術(shù)，使其具有臨床價值。優(yōu)化序列設(shè)計的重點主要在心電門控和快速成像技術(shù)兩方面。結(jié)合這些不同的技術(shù)，組成的方案就能對心血管系統(tǒng)中的主要功能、形態(tài)和結(jié)構(gòu)等進行評估。
歷史和命名
核磁共振(NMR) 現(xiàn)象最初是由物理學(xué)家拉比在對在分子束(1938)研究中發(fā)現(xiàn), 隨后布洛赫和珀塞爾將它推廣到了固體和液體中(1946)。這兩項工作分別被授予1944年和1952年的諾貝爾獎。對縱向馳豫時間和橫向馳豫時間的進一步研究，產(chǎn)生了核磁共振波譜學(xué)。1973年，第一個基于核磁共振原理產(chǎn)生的簡單圖像面世。緊接著在1977年，利用核磁共振原理，第一個醫(yī)學(xué)圖像也產(chǎn)生了，此技術(shù)在20世紀(jì)80年代初應(yīng)用在臨床上。1984年，核磁共振(NMR)成像更名為磁共振成像(MRI)。磁共振成像速度比較慢，容易產(chǎn)生移動偽影。由于呼吸和心跳運動的影響，早期磁共振成像不能對心臟進行成像。隨后，技術(shù)的發(fā)展利用心電門控、快速成像技術(shù)和屏氣等方法，解決了呼吸和心跳引起的成像困難。近期，心血管磁共振成像(CMR)技術(shù)漸趨成熟和復(fù)雜。目前，CMR技術(shù)已可以為心臟作電影成像，也可以無創(chuàng)性地為心肌定性，辨別它正常與否（例如，CMR可以分辨心肌的脂肪浸潤、水腫、鐵含量、急性心肌梗塞或纖維化）。
隨著磁共振成像和心血管影像應(yīng)用變得越來越復(fù)雜，臨床應(yīng)用越來越重要，心血管核磁共振學(xué)會(SCMR)便應(yīng)運而生。[1]SCMR成立于1996年，該學(xué)會代表了在心血管磁共振研究和應(yīng)用領(lǐng)域工作的醫(yī)生，科學(xué)家和技術(shù)專家，并作為他們的倡導(dǎo)者。作為一個獨立的機構(gòu)，學(xué)會目的是希望通過教育、質(zhì)量控制、研究和培訓(xùn)等方法，致力于進一步推動并發(fā)展心血管磁共振技術(shù)的研究和臨床應(yīng)用。其學(xué)術(shù)期刊Journal of Cardiovascular Magnetic Resonance(JCMR)于1999年發(fā)表，并在2008年開放給非會員閱覽?！靶难艽殴舱瘛?(CMR)逐漸成為這一領(lǐng)域的代名詞。
物理
CMR的成像原理與其他磁共振成像技術(shù)基本原理類似，其關(guān)鍵點是利用心電門控技術(shù)，把數(shù)據(jù)采集的時間控制在心臟跳動周期的某一時段之內(nèi)。大多數(shù)的CMR技術(shù)，都以身體水分子中的氫原子（一種化學(xué)元素）作為磁共振信號源，因為它在人體內(nèi)的含量最豐富。CMR不使用電離輻射，它使用磁場的改變和射頻(RF)脈沖，由于脈沖與病人自身的氫原子核間的共振現(xiàn)象，病人吸收了射頻能量。當(dāng)這些能量發(fā)出時，通過線圈的檢測，轉(zhuǎn)換成電信號，再利用算法將其轉(zhuǎn)換成圖像。1
技術(shù)
CMR包括了多種不同的技術(shù)。把這些技術(shù)結(jié)合起來便可以對心臟和血管系統(tǒng)進行綜合評估。例子如下：
不使用造影劑顯示心肌疤痕或脂肪
此應(yīng)用通常會使用快速自旋回波序列，此技術(shù)會產(chǎn)生靜止、高分辨率、有黑血效果的圖像。在某些情況下，通過這些圖像內(nèi)不同組織之間的內(nèi)在對比度可以識別異常心肌。
心臟功能電影成像
心肌的電影圖像可以利用實時CMR成像技術(shù)得到，但此方法圖像質(zhì)量有限。最普遍的方法是通過使用心電門控及k-空間分段采集方法，在多個心動周期內(nèi)來獲得一個心動周期每個階段的圖像。該技術(shù)形成了利用CMR進行心臟功能評估的基礎(chǔ)。這些方法產(chǎn)生的是亮血圖像，其中的（亮）血與（黑）心肌之間的對比度可以幫助區(qū)分血和心肌。此技術(shù)通常會采用平衡穩(wěn)態(tài)自由進動(SSFP)序列，亦被稱為TrueFISP、b-FFE或Fiesta，不同的廠商對它有不同的稱呼。
梗塞對比成像
在注射造影劑后5到10分鐘，心肌的疤痕能得到清晰的呈現(xiàn)。MRI所采用的造影劑通常是包含釓的DTPA。利用特殊的技術(shù)--翻轉(zhuǎn)恢復(fù)梯度回波序列，正常的心臟肌肉表現(xiàn)為黑色，而梗死區(qū)域呈現(xiàn)明亮的白色。
灌注
在缺血性心臟病的病人中，心臟肌肉會由于冠狀動脈狹窄而缺氧（特別是在壓力下），從而產(chǎn)生心絞痛。檢查此類病人，會給他們注射腺苷(adenosine)及造影劑，由于腺苷的作用，冠狀動脈狹窄處出現(xiàn)短暫的灌注不足，造影劑通過冠狀動脈灌注到心肌而產(chǎn)生的信號增強效應(yīng)也減小。從而在CMR的圖像中，正常的心肌與缺血的心肌產(chǎn)生對比。這種方法可以幫助了解心肌是否存在灌注不足，以及它發(fā)生的位置，幫助指導(dǎo)冠狀動脈狹窄的治療方案。1
其他應(yīng)用
在心血管疾病的臨床診斷中，CMR能發(fā)揮很大的作用。相比其他的醫(yī)學(xué)成像方法，CMR的優(yōu)勢在于成像質(zhì)量高、非侵入性、準(zhǔn)確、無電離輻射；其缺點是費用高，采用的地方不多，需要專業(yè)的操作者，技術(shù)亦缺乏大量的臨床結(jié)果(clinical outcome)。1
兒童先天性心臟病
先天性心臟缺陷是兒童出生缺陷類型中最常見的一類，準(zhǔn)確的診斷對正確的治療計劃至關(guān)重要。CMR可以不使用X射線和不侵入人體，并且提供關(guān)于先天性心臟病機理的全面信息。它很少被當(dāng)做唯一的先天性心臟病檢測手段，通常與其他技術(shù)一起結(jié)合使用。
一般來說：選用CMR作臨床檢查是基于以下幾個理由：
1）當(dāng)超聲心動圖不能提供足夠的診斷信息；
2）替代有風(fēng)險的心導(dǎo)管術(shù)，包括運用X-射線技術(shù)產(chǎn)生的輻射；
3）提供CMR特有的心血管信息，例如：血流速度和識別心臟腫瘤；4）當(dāng)臨床評估和其他診斷測試結(jié)果不一致時。
例如，CMR在以下病例的診斷中起很大的作用：四聯(lián)癥、大動脈轉(zhuǎn)位、主動脈縮窄、單心室心臟病癥、異常的肺靜脈、心房間隔缺損，馬凡氏綜合征、血管環(huán)、冠狀動脈起源異常及心臟腫瘤等。
運用CMR檢查兒童，通常持續(xù)15至60分鐘。為了避免圖像模糊，孩子在測試時必須保持不動，一般來說，大多數(shù)7歲或以上的兒童可以很好的跟醫(yī)生合作。如果孩子不合作，可以通過其他的方式確保檢查成功，例如經(jīng)過適當(dāng)?shù)陌踩珯z查，父母可以進入MRI掃描儀的房間，陪伴他們的孩子完成檢查；一些中心會通過讓孩子聽音樂和看電影來減少他們的焦慮和提高合作度；如果孩子不合作，就必須使用全身麻醉或鎮(zhèn)靜藥物；對于非常年幼的嬰兒，可以在他們熟睡的時候進行檢測。
不同的磁體類型
CMR掃描儀必須很先進。對于心臟成像，開放磁體不是很適合，因為它們不能很好地應(yīng)對心跳的影響?，F(xiàn)在主要應(yīng)用兩種磁場強度的掃描儀--1.5T 和3T。3T的優(yōu)勢在于它的高信噪比，它在灌注成像中具有特別的優(yōu)勢。但3T的缺點是太貴以及潛在的影響圖像質(zhì)量的偽影。
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