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张兆琪先生，主任医师，教授，博士生导师，首都医科大学附属北京安贞医院医学影像科主任；孟延锋先生，博士，主治医师。
关键词: 磁共振 心血管疾病
磁共振成像作为一种崭新的无创性影像学检查方法，代表着影像医学发展的前沿。磁共振成像“一站式”扫描可以获得心脏形态、运动以及心肌灌注、活性等信息。3.0T高场磁共振的出现，使磁共振成像水平达到了一个新的高度。与以往的磁共振相比，3.0T高场磁共振具有更高的信噪比、更高的空间分辨率和更快的扫描速度。然而，3.0T磁共振在心血管系统的进展并不显著，这是因为图像更容易出现伪影，影响成像质量。只有尽可能地消除伪影，使图像质量得到优化，才能更好地发挥3.0T磁共振的优势，使之在心血管疾病的诊断中发挥更大的作用。
一 3.0T磁共振图像伪影的处理
磁敏感伪影是由于相邻结构的磁化率不同，尤其是在空气—组织界面、组织—骨骼界面等磁化率相差较大的区域，可以引起局部磁场畸变，导致信号损失或错误描绘而产生伪影。由于磁敏感伪影随着磁场强度的增加而增大，在3.0T磁共振中这一问题显得特别突出，心脏电影可以发现临近肺或膈肌等结构的心肌存在大片的信号缺失。3.0T磁共振还存在心肌灌注成像时心肌信号抑制不完全，信号不均匀。对于磁敏感效应引起的磁场不均匀可以采用Shim Volume局部匀场技术，使局部磁场相对均匀，从而减轻消除磁敏感伪影，获得较为真实的图像。对于心肌灌注成像，我们采用专门设计的绝热脉冲预饱和技术使心肌信号得到抑制，呈现出均匀的低信号。通过上述改进，3.0T磁共振获得了无伪影的心脏图像，加之3.0T磁共振空间分辨率高，得到的图像质量远好于1.5T磁共振。
二 3.0T磁共振在心血管系统的应用
1. 冠状动脉粥样硬化性心脏病
冠状动脉狭窄和闭塞可以引起心肌缺血和心肌梗死。 心肌缺血时，通常心脏形态无明显改变；但在较严重的心肌缺血时，可发生心脏形态的变化，包括相应供血区域局部心肌变薄，心腔扩大、节段性收缩功能障碍等。MR首过心肌灌注成像可以显示心肌灌注减低，灌注减低最初发生于心内膜下心肌，随着冠状动脉血流的减少，灌注缺损可以延展至心外膜。然而，由于冠状动脉具有较强的血流储备，在轻、中度狭窄时通过代偿作用使血流维持在正常范围，静息状态下心肌灌注可无阳性发现。此时，应用药物负荷试验诱发心肌缺血，可以提高心肌灌注的敏感性。根据心肌缺血程度的不同，灌注异常可表现为：(1)静息状态各段心肌灌注正常，负荷状态心内膜下心肌或全层心肌透壁性灌注减低或缺损；(2)静息状态缺血心肌灌注减低或延迟，负荷状态灌注缺损；(3)静息状态缺血心肌灌注缺损。MR心肌延迟增强时一般无异常强化信号。心脏运动功能可以正常，亦可出现节段性室壁运动异常。
心肌梗死是在冠状动脉粥样硬化基础上由于斑块破裂、出血、血栓形成或冠状动脉痉挛等原因引起管腔急性闭塞，冠状动脉血流急剧减少或中断，使相应的心肌发生持续而严重的急性缺血，最终导致心肌缺血性坏死。心肌梗死根据梗死时间的长短可以分为急性期、亚急性期和陈旧性心肌梗死。梗死心肌在形态学上表现为节段性心肌变薄，T2WI信号异常，急性期和亚急性期的梗死心肌呈高信号，陈旧性心肌梗死由于坏死心肌内的水份含量降低，T2WI呈低信号。MR首过心肌灌注成像显示坏死心肌或梗死后瘢痕组织灌注减低、缺损；但由于心肌梗死后心肌存在再灌注现象，心肌梗死亦可表现为心肌灌注正常，因此单独运用MR首过心肌灌注成像无法诊断心肌梗死。MR心肌延迟增强显示延迟强化是心肌坏死的标志。根据强化范围可分为：(1)透壁增强；(2)非透壁增强；(3)混合型增强。心脏运动可显示梗死心肌在收缩期室壁增厚消失或增厚率减低，收缩运动功能低下、无运动或不协调运动。
由于3.0T MR具有高信噪比和高对比噪声比的特性，可以获得非常清晰的心肌灌注和心肌延迟强化的图像，得以准确地判断心肌灌注减低和灌注缺损区以及心肌延迟强化的范围，为判断心肌梗死的程度和范围以及有无存活心肌提供有用的信息。此外，由于超高场强磁共振设备的梯度场和切换率更高，在心肌灌注成像时可以获得更多层面的图像，得到更大范围的信息。通过20例陈旧性心肌梗死病例的MR与SPECT的对比，发现3.0T MR对心肌缺血的发现和心肌梗死的诊断具有较高的敏感性和特异性。
2. 肥厚型心肌病
肥厚型心肌病是以室间隔和心室壁肥厚，心室腔变小，心室充盈受限，舒张期顺应性下降为基本特点的心肌病。此病多累及左心室，根据有无左心室流出道的梗阻可分为梗阻性肥厚型心肌病和非梗阻性肥厚型心肌病。磁共振检查对诊断心肌病有独特的优势，能够准确地显示肥厚型心肌病的形态学改变，血流动力学变化以及心肌灌注和心肌活性的异常。形态学改变包括心肌肥厚、心室腔窄小、左心房正常或不同程度的增大。心室壁肥厚可以累及心室的任何部位，以室间隔最为常见，还可以累及游离壁、心尖、乳头肌等，一般为非对称性。病变心肌显著增厚，超过15 mm。还可以通过后处理软件计算出左心室心肌重量。研究发现肥厚性心肌病的心肌重量大于正常心肌，并且心肌重量与心肌舒张能力呈负相关。MR首过心肌灌注成像常可发现肥厚心肌的心内膜下灌注减低，心肌灌注储备指数低于正常。MR心肌延迟增强可以发现病变心肌内点状、片状异常强化灶，提示局部心肌变性、坏死、纤维化。心脏运动可以显示异常肥厚的心肌收缩期增厚率降低，而正常心肌的增厚率正常或代偿性增强。非对称性肥厚型心肌病在“双口位”电影可以显示肥厚的心肌突向左室流出道，引起左室流出道梗阻，收缩期二尖瓣前叶向室间隔方向运动加重流出道梗阻，可见左室流出道至主动脉腔内的条带状低信号喷射血流。我院对15例肥厚梗阻型心肌病患者进行了3.0T MR检查，由于磁敏感伪影得以初步解决，信噪比增高，图像质量明显提高，使得影像诊断更加准确。例如对左室流出道血流的测量，既可以判断流出道的狭窄程度，也可以用来评估心肌消融术后的疗效。心肌延迟强化，由于信噪比的提高，可以敏感地发现某些患者急性期出现的不均匀点状高信号。这些点状高信号是否可以指导消融治疗，能否提示预后不良，尚有待于进一步的研究。
3. 三维对比增强磁共振血管成像
三维对比增强磁共振血管成像是通过将顺磁性对比剂注入血管缩短血液的T1时间，增加血管与周围背景组织之间的对比度，获得MR血管图像。常规MRI上脂肪组织呈高信号，血液呈低信号。在血管内注射适量钆螯合造影剂使血液的T1值明显缩短，使其信号明显低于短T1的脂肪组织，从而得到的图像显示血液较周围所有背景组织的信号都高。三维对比增强磁共振血管成像不依赖血流的物理状态，消除了血液流动对成像的影像，得到的图像真实、可靠。目前三维对比增强磁共振血管成像在一定程度上已经取代了X射线血管造影用于主动脉和周围血管疾病的诊断。
以往1.5T及更低场强的磁共振三维对比增强磁共振血管成像使用对比剂的剂量双倍或三倍于常规增强扫描的对比剂用量，不但增加了病人的经济负担，还加大了对比剂的用量，容易诱发造影剂肾病，造成无可挽回的损失。我们在对80例患者进行了MRA检查，发现 3.0T磁共振检查应用单倍剂量和双倍剂量对比剂得到的图像质量无明显差异。此外我们还进行了数据中心k空间和椭圆k空间填充的对比，发现图像质量也无明显差异，而应用椭圆k空间后成像时间缩短。因此，在3.0T磁共振进行三维对比增强磁共振血管成像时同时使用单倍剂量的对比剂和椭圆k空间能够节省对比剂用量，减少造影剂肾病的发生，进一步缩短检查时间。
4. 动脉粥样硬化斑块成像
高场磁共振扫描仪尤其是3T磁共振的应用，图像的信噪比和空间分辨率得到了极大的提高，动脉斑块的高分辨成像因此得以实现。由于颈动脉位于体表，运动不明显，因此被认为是磁共振斑块成像的最理想的部位。目前研究主要集中在对斑块形态学特征的影像学描述上，研究最多的是斑块信号特点与组织病理结果的对照。目前已知纤维帽在T1WI、T2WI和PDWI均呈等信号，脂质在T1WI呈高信号、T2WI呈稍高信号、PDWI呈低信号，钙化在T1WI、T2WI和PDWI均为低信号，斑块内出血的信号随出血时间的不同可有不同的表现。根据斑块成分，可以将其分为稳定斑块和易损斑块。易损斑块需要及时治疗，以防斑块破裂造成急性血管事件。此研究对于预测并防止脑梗塞的发生具有积极的意义。
由于表面线圈接收信号的范围有限，对于深部动脉的斑块成像有较大的限制。血管内线圈的出现能够较好的解决这一问题。血管内线圈是将接收线圈直接放入动脉内，对斑块进行成像。由于线圈与斑块距离短，磁共振信号强，因此可以得到良好的斑块图像。动物实验表明，利用血管内磁共振成像可以区分深部动脉管壁结构以及粥样斑块的成分。根据放置线圈的位置不同，可以将血管内磁共振成像分为经动脉血管内磁共振成像、经静脉血管内磁共振成像和经食管动脉成像等。目前，还可在磁共振实时成像引导下进行血管内介入治疗和基因治疗。
5. 全心冠状动脉成像
磁共振冠状动脉成像是磁共振心血管领域研究的热点也是难点。目前，3.0T磁共振扫描仪可以完成全心冠状动脉扫描，扫描在自由呼吸状态下由导航回波触发扫描，获得全心图像，经过重建得到冠状动脉图像。这种扫描方式较以往屏气法扫描有很大的优势。屏气法扫描要求被检查者多次长时间屏气，很多被检查者无法耐受。而且多次屏气膈肌位置不同，造成图像定位的错误，并最终使冠状动脉影像上出现节段性的“缝隙”，容易被误认为是冠状动脉狭窄。自由呼吸导航技术经过多年不断的完善，已成为一项可靠并实用的技术，几乎无需被检查者的呼吸配合。但由于导航效率低而造成检查时间长是这一技术存在的主要问题。此外，目前应用最多的膈肌导航，由于膈肌的运动与冠状动脉不完全一致，因此其导航的准确性有限，有时会造成扫描失败。近来有人尝试利用心包脂肪作导航，由于其运动与冠状动脉的运动更为接近，取得了更高的成功率。
3.0T磁共振进入投入临床使用后使磁共振成像质量有了明显的提高，尤其是在心血管系统方面，由于空间分辨率和时间分辨率的提高，能够获得极佳的心脏形态、运动和心肌活性的图像，为影像诊断提供更多的信息。然而由于高磁场、高梯度场切换率也给成像带来了很多以往1.5T及更低场强磁共振所未遇到的问题。如何克服这些困难，使3.0T磁共振更好的为临床服务，需要磁共振研发人员和医学影像科医师共同努力，加以解决。
（全文完）
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发表于 2008-5-11 10:08:27
