解讀美國《心血管磁共振專家共識》

1、 聚焦前沿 睿智分享:解讀美國心血管磁共振專家共識曾蒙蘇,金航 為進一步規(guī)范心血管磁共振(cardiovascular magnetic resonance ,CMR成像的臨床應(yīng)用,美國心臟病學會基金會(ACCF聯(lián)合ACR 、AHA 、NASCI 和SCMR 制定并頒布了心血管磁共振專家共識(以下簡稱共識,其全文于5月17日在線發(fā)表于循環(huán)(Circulation雜志,筆者擬對ACCF 共識的重點內(nèi)容進行解讀,以期為國內(nèi)同行規(guī)范使用CMR 提供借鑒,主要從以下從4個方面介紹該共識的主要內(nèi)容:CMR 成像原理及特點、CMR 對血管結(jié)構(gòu)和功能的評估作用、CMR 臨床應(yīng)用、CMR 的安全性。1CMR成

2、像原理及特點CMR 是通過對靜磁場中的人體施加射頻脈沖,使人體組織中的氫質(zhì)子受到激發(fā)而產(chǎn)生磁共振現(xiàn)象,RF 脈沖停止后,質(zhì)子在弛豫過程中感應(yīng)MR 信號,對MR 信號進行接收、空間編碼和圖像重建等處理過程后,獲得MR 圖像。CMR 的突出優(yōu)勢是可以使用多種類型的脈沖序列,進行心臟解剖結(jié)構(gòu)成像、組織結(jié)構(gòu)判斷以及心血管功能分析。目前最常見的磁場強度為1.0 T ,1.5 T 以及3.0 T ,一般來說,場強越高,所能達到的圖像空間分辨率也可以更高,心血管結(jié)構(gòu)輪廓顯示更清晰,但是對于一些序列而言(如真實穩(wěn)態(tài)自由進動序列,3.0 T 磁敏感偽影干擾較明顯,對于掃描操作要求更高。共識 中提到完整的CMR組

3、成單元,包含機房、操作室等5個部分,特別值得一提的是,CMR檢查室內(nèi)需要特殊的設(shè)備,可以在高場強下工作,監(jiān)測心率、血壓,給予CMR對比劑或相關(guān)藥物,這對于心血管患者的MR檢查,尤其是進行負荷實驗時,具有重要意義。綜合分析CMR的優(yōu)勢,共識將其總結(jié)為4個方面:首先,無電離輻射,不使用放射性同位素或碘對比劑,其創(chuàng)傷性最小,適合多次檢查進行療效隨訪評價;其次,可以任意方位成像;第三, CMR是多模式的成像設(shè)備,可評估包括心血管解剖結(jié)構(gòu)及功能在內(nèi)的多種參數(shù),可形象的稱為“一站式”檢查;第四,空間和時間分辨率均較高,可進行定量分析,包括心功能分析、梗死面積測量,血流測定等等。2CMR對血管結(jié)構(gòu)和功能的評

4、估作用關(guān)于心血管形態(tài)的MR成像序列,大體上分為黑血和亮血兩種基本序列。使用自旋回波序列進行成像,利用血液的流空效應(yīng),心臟及大血管腔內(nèi)快速流動的血液呈無信號區(qū),同管腔壁形成鮮明對比,稱為“黑血”技術(shù),可用于多方面的評價,包括先心病、胸主動脈病變、心臟腫瘤、心包病變。與自旋回波“黑血”成像技術(shù)相反,利用梯度回波序列進行成像時,心臟大血管腔內(nèi)的血流表現(xiàn)為高信號,也稱為“亮血”技術(shù),快速梯度回波序列對CMR檢查很重要,除了用于形態(tài)觀察外,包括電影MRI、心肌灌注成像、心肌活性成像在內(nèi)的多種技術(shù)均采用梯度回波序列。電影成像技術(shù)(Cine MRI是心血管MRI檢查的重要技術(shù)。共識認為心臟電影成像可準確地測

5、量射血分數(shù)、心室容積,被認為是評價心室容積和收縮功能的參考標準。由于Cine MRI獲取的多相多層圖像可以完整覆蓋整個心臟,且所提供的是三維數(shù)據(jù),無需像心動超聲或心血管造影進行心臟容積計算時,須對心臟外形作出數(shù)學模式假定,也就是說,在心功能指標測定上MRI較心動超聲或心血管造影更具優(yōu)勢。心肌組織標記技術(shù)通過對心臟施加一系列網(wǎng)狀的飽和條帶脈沖,這些條帶將隨著心肌的收縮運動而發(fā)生形態(tài)改變,聯(lián)合使用電影掃描序列,可以提供更多的關(guān)于室壁運動的附加信息,可以比較客觀地評價心臟收縮和舒張時的室壁運動異常。心臟MR波譜技術(shù)方面的應(yīng)用多集中在含31P的化合物上,包括ATP、PCr和Pi等,其中ATP和PCr

6、具有較重要的意義,因為心肌細胞的能量供應(yīng)情況可由這些代謝產(chǎn)物的變化反映出來,共識認為目前心臟MR波譜技術(shù)還不能作為常規(guī)應(yīng)用工具。由于心臟MR波譜技術(shù)需要硬件和軟件的支持,目前我們國內(nèi)在這方面研究尚較少。相位對比血流分析技術(shù)可獲得血流流速和流量等動力學指標,在臨床上有一定的應(yīng)用價值,目前臨床主要應(yīng)用于主動脈病變(夾層、動脈瘤、縮窄、肺動脈病變、冠脈橋血管及心臟瓣膜病變(狹窄、返流的血流分析。心肌灌注MRI功能成像主要采用對比劑團注首次通過法,目前臨床上應(yīng)用最多的是利用對比劑T1增強效應(yīng)的脈沖序列。共識指出,心肌灌注MRI需包含靜息和負荷狀態(tài)兩組掃描,常用藥物有腺苷和潘生丁,這樣CMR可獲得心肌血

7、流灌注儲備情況,對于缺血性心臟病具有很高的診斷價值,也可用于冠脈支架術(shù)后患者的療效評價和隨訪。除了使用血管擴張劑的負荷灌注成像,在缺血性心臟病的診斷中,Cine MRI可在多巴酚丁胺藥物負荷下完成以提高檢出率,因為缺血區(qū)室壁節(jié)段運動異常是心肌缺血的一個早期征象。磁共振血管成像(MRA為無創(chuàng)性影像檢查, MRA針對不同部位的血管和要求,可采用多種方式,均可使用二維或三維數(shù)據(jù)采樣,如時間飛躍法(TOF、相位對比法(PC、磁共振對比劑增強MRA(CE MRA、“黑血”序列管腔及管壁成像、高分辨率穩(wěn)態(tài)自由進動三維采樣成像。共識指出,目前MRA在某些部位已有較大的臨床應(yīng)用價值或相對較成熟,主要包括頸動脈

8、、主動脈、腎動脈和外周血管成像。CMR具有另一個獨特的優(yōu)勢,就是可以利用質(zhì)子的T1、T2和T2*弛豫時間,進行心肌或血管組織定性。T1圖像常用于增強掃描分析,而T2和T2*圖像常用于非增強的掃描分析。如T2WI的CMR圖像對于局部心肌組織水含量增高非常敏感,T2*弛豫時間和心肌組織內(nèi)的鐵含量密切相關(guān),成為鐵含量相關(guān)標記技術(shù)的基礎(chǔ)。注射釓對比劑數(shù)分鐘后,釓劑于壞死心肌或纖維化心肌組織間隙中聚集,其含量將超過正常心肌組織,CMR掃描時出現(xiàn)典型的“延遲強化”,心肌壞死瘢痕組織的透壁程度,關(guān)系到冠脈血管再通后心功能的恢復以及預后情況。共識指出,除了心肌梗死灶引起的延遲強化外(通常心內(nèi)膜下分布為主,還有

9、其他強化形式,包括心外膜下分布、心肌壁中層的強化,這些被認為與心肌感染性疾病所致炎癥相關(guān),心肌淀粉樣變性也可導致釓劑聚集引起延遲強化。3CMR臨床應(yīng)用共識對CMR的臨床應(yīng)用作了較詳細的論述,涉及多個方面,包括心力衰竭、冠狀動脈疾病、缺血性心肌病、非缺血性心肌病和心肌炎、心臟瓣膜病變、心臟占位、縮窄性心包炎、先天性心臟病、肺動脈疾病、心房顫動、外周動脈、頸動脈、胸主動脈及腎動脈病變。心力衰竭患者,CMR 可用于評價左右心室腔的大小和形態(tài)、收縮舒張功能,進行延遲增強掃描還有助于心力衰竭病因的診斷分析,雖然目前心臟MR波譜技術(shù)尚不成熟,共識認為波譜技術(shù)在評價心衰患者心肌代謝方面具有潛在的應(yīng)用價值。與

10、其他血管成像相比,MR冠脈成像在技術(shù)上難度更高:冠脈管腔細小、走行紆曲,持續(xù)不斷的運動干擾(呼吸、心臟搏動,受到周圍高信號的脂肪組織包繞。因此,CMR冠脈成像時需要應(yīng)用心電門控減輕心臟搏動偽影,應(yīng)用屏氣或?qū)Ш郊夹g(shù)控制呼吸偽影,需要應(yīng)用脂肪抑制技術(shù)提高冠脈顯示清晰度, CMR冠脈成像的優(yōu)勢在于無電離輻射、可不使用對比劑成像,目前在評價冠脈起源變異、冠狀動脈瘤方面的應(yīng)用較成熟,共識談到在評價冠脈管腔狹窄方面,目前CMR的研究資料基于具有高危險因素、擬行DSA檢查的人群,這些資料多來源于少數(shù)幾個專門的研究中心,而基于表現(xiàn)為胸痛進行篩查患者的研究資料尚欠缺,有些出色的專門學術(shù)機構(gòu),運用較成熟,已能夠用

11、于冠脈多支病變患者的診斷,另外,由于嚴重鈣化會對冠脈CTA管腔狹窄程度判斷產(chǎn)生干擾,CMR在這方面具有一定的優(yōu)勢。對于缺血性心臟病的評價,CMR可聯(lián)合應(yīng)用負荷首過灌注、心功能分析以及延遲增強多種掃描技術(shù),主要用于:評價可疑有缺血性心臟病,然而靜息ECG無異常發(fā)現(xiàn)或不能進行運動ECG檢查;用于冠脈介入治療之前的術(shù)前評估;患者預后評估。關(guān)于CMR心肌灌注掃描,特別值得一提的是,在臨床應(yīng)用時,相關(guān)的醫(yī)師和技術(shù)人員需要接受適當?shù)呐嘤?能夠進行負荷灌注掃描,才能獲得良好的診斷效果。低劑量多巴酚丁胺負荷實驗評價靜息狀態(tài)無收縮運動的節(jié)段,評估其收縮功能儲備情況,這對于冠脈再通后心室功能恢復的術(shù)前評估具有重要

12、意義,該方法的安全性及有效性已有較多研究報道,重要的并發(fā)癥(如持續(xù)性室性心動過速發(fā)生率少于0.1%,和心動超聲相似。負荷灌注及電影掃描對于評估患者的預后具有一定價值。CMR延遲增強掃描具有高空間分辨率和組織分辨率的優(yōu)勢,對于急慢性缺血導致的心肌壞死及纖維化,有助于確定其部位和大小,評價梗死灶的透壁程度,甚至可用于冠脈介入術(shù)后心肌微梗死灶的評估,這對于冠心病患者術(shù)前及預后評估均具有重要價值,另外,延遲增強掃描對于急性心梗后左室重構(gòu)情況的評價也有一定價值。共識提及了MR波譜技術(shù)在診斷早期心肌缺血方面潛在的優(yōu)勢。CMR可用于評估非缺血性心肌病患者,非缺血性心肌病包括遺傳性(肥厚型心肌病、致心律失常性

13、右室心肌病、左室致密化不全等、混合性(擴張型心肌病、限制型心肌病等、獲得性(心肌炎等,明確心肌病的病因?qū)τ谠\斷、治療及預后判斷均有重要價值,CMR作為一種無創(chuàng)性的檢查手段,可以確定心室腔的大小和結(jié)構(gòu)、左右心室的收縮功能、灌注、組織構(gòu)成情況,有助于病因分析診斷。CMR在顯示和分析這些心肌病變特異相關(guān)的組織方面,確實具有其獨特的優(yōu)勢,如顯示急性心肌炎水腫高信號、致心律失常性右室心肌病心肌組織脂肪化的檢測、心肌T2*定量分析和隨訪血色素沉著病患者、延遲增強顯示擴張型心肌病的纖維灶等。CMR可用于心臟瓣膜病變患者的評估,分析瓣膜狹窄、返流、穿孔、贅生物以及人工瓣膜情況,除了分析瓣膜本身病變外,CMR還

14、可用于評價瓣膜病變對左室功能造成的影響,包括左室收縮功能、心腔大小容積、心肌質(zhì)量、射血分數(shù),這些數(shù)據(jù)對于治療方案的制定具有重要價值。目前國內(nèi)在這方面的臨床應(yīng)用主要用心臟超聲進行診斷,CMR相對操作費時、較繁瑣。CMR對于心臟占位性病變確實具有很高的診斷價值,可用于病變的定位、定性診斷,判斷其向外浸潤的情況,CMR掃描時可先使用黑血序列(包括T1WI和T2WI進行多方位的掃描,然后使用電影掃描序列進行多軸位掃描,覆蓋全心,再需要進行增強掃描。對懷疑有縮窄性心包炎患者進行CMR檢查,其優(yōu)勢在于兩個方面:直接顯示心包、測量其厚度;評價其帶來的病理生理改變。關(guān)于CMR在先天性心臟病術(shù)前及術(shù)后中的應(yīng)用,

15、共識強調(diào)了3方面的內(nèi)容和優(yōu)勢:病變解剖的顯示(包括各房室和大血管的對接通聯(lián)關(guān)系,病理生理改變(包括心臟和大血管的血流分析,心室功能的分析(用于評價心臟代償情況。CMR對于復雜性先心病的應(yīng)用價值尤顯突出,由于復雜性先心病心室形態(tài)怪異,MRI評價心室(尤其是右心室?guī)缀涡螒B(tài)及其功能要較其他影像技術(shù)更為準確。另外值得一提的是,對于小兒先心病患者,由于CMR 沒有電離輻射,共識創(chuàng)作委員會認為,只要患者有斷層影像檢查的指征、且有專業(yè)人員進行操作分析時,可優(yōu)先使用CMR檢查。CMR可用于肺動脈急慢性栓塞性病變、肺動脈狹窄(如同先天性心臟病、獲得性肺動脈病變(如醫(yī)源性假性動脈瘤的診斷。關(guān)于肺動脈栓塞的CMR

16、檢查,共識認為,目前雖有文獻報道提示CMR 具有一定的價值,但還缺乏大樣本隨機、多中心的研究報道,當其他檢查結(jié)果不確定或者存在CTA禁忌證的患者,可使用CMR檢測肺動脈栓塞,CMR 除了使用對比劑充盈顯示肺動脈,肺血流灌注成像、下肢和盆腔靜脈的成像也有助于診斷。CMR可用于房顫患者左心房形態(tài)大小和功能的評價,共識的創(chuàng)作委員會認為,隨著CMR 檢查技術(shù)的不斷發(fā)展,延遲增強掃描技術(shù)有可能在 這方面具有較高的應(yīng)用價值,可用于確定心房壁纖維化組織,對于CMR是否能有效地識別房顫患者左心耳內(nèi)的血栓這個問題,共識認為有待進一步研究,并且需要一個標準的掃描方案,對于電生理檢查之前或之后的肺靜脈解剖的評價,則

17、推薦使用CMR檢查。共識較詳細地論述了CMR在大血管的應(yīng)用情況,包括頸動脈、胸主動脈、腎動脈及下肢動脈的CMR檢查,主要用于評價動脈瘤、夾層、斑塊潰瘍,評價狹窄的部位和程度,進行術(shù)前和術(shù)后評估,一般情況下,CMR進行這方面檢查時,需要使用釓對比劑。另外,CMR在這方面可能具有的獨特優(yōu)勢,包括相位對比血流分析、斑塊病變成分的成像分析。4CMR的安全性總體上講,CMR的安全性較高,但也存在一定的風險,共識將其來源分為3大類:MR掃描室內(nèi)金屬物體飛射;體內(nèi)的心血管植入設(shè)備;對比劑相關(guān)的問題。由于磁場一直存在,外來鐵磁性物體進入MR室后,存在被吸入磁體的危險,這個過程中有可能傷及室內(nèi)的人員,因此,MR

18、室外應(yīng)該設(shè)有明顯標志,禁止外來金屬物體進入。關(guān)于體內(nèi)植入設(shè)備CMR檢查的安全性問題,共識提到,有幾個方面的因素:CMR掃描儀的靜磁場很強大,對于鐵磁性的物體可能會造成移位,進行CMR掃描時,梯度磁場的快速切換,會在金屬線或?qū)Ыz中產(chǎn)生電流,可能會導致心律失常;除了磁場因素外,射頻脈沖被人體吸收后,會導致患者體溫升高, 從而引起植入物金屬元件觸點的溫度升高,這些脈沖也有可能干擾某些電子元件;另外植入物CMR安全性還與其位置、植入后時間的長短、固定狀態(tài)、磁場的強度有關(guān)。共識提到,完全用非磁性材料制作的植入物,如300系列不銹鋼、鈦合金、鎳鈦合金,由于沒有電子元件或磁性物質(zhì),可以在植入后立即進行CMR

19、檢查。對于具有弱磁性的物體, CMR安全性還沒有完全確立,如果植入后立即掃描,CMR有可能造成這些植入物的移位,但對于固定良好的植入物,一般不會產(chǎn)生移位,如心臟人工瓣膜,其受到的心臟搏動及血流沖擊的力量,遠大于CMR對這種弱磁性物體的作用力。一般而言,對于具有弱磁性的植入物,如果確實需要CMR檢查,可等待一段時間后(如植入6周以后,再考慮CMR檢查。共識較詳細的介紹了冠脈支架、主動脈支架、心臟起搏器、下腔靜脈濾器、心內(nèi)植入物、血流動力支撐裝置等CMR檢查安全性問題,如非磁性的冠脈支架,進行CMR檢查通常是安全的,但不建議在3.0T場強下掃描,另外,對于藥物洗脫支架,其CMR安全性問題仍有待商榷,又如心臟起搏器和主動脈氣囊反搏器,由于含有復雜的電磁元件,是CMR檢查的禁忌證。關(guān)于體內(nèi)植入物的安全性問題,由于植入物種類繁多,其發(fā)展變化也較塊,對于某一具體的植入物設(shè)備,特別是遇到不熟悉的植入物時,在進行CMR檢查前,需要從該物品的包裝說明書或CMR 安全網(wǎng)站或手冊中查詢,以確定安全性的問題。磁共振成像釓對比劑常用于CMR檢查,包括灌注、延遲增強、腫瘤增強成像掃描。關(guān)于釓劑的安全性,