楊洋　綜述　沈比先,2　審校

(1.廣東醫(yī)學(xué)院研究生學(xué)院，廣東 湛江524019； 2.廣東醫(yī)學(xué)院附屬醫(yī)院南山醫(yī)院放射科，廣東 深圳518000)

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心臟核磁共振評估缺血性心臟病的應(yīng)用價值

楊洋1綜述沈比先1,2審校

(1.廣東醫(yī)學(xué)院研究生學(xué)院，廣東 湛江524019； 2.廣東醫(yī)學(xué)院附屬醫(yī)院南山醫(yī)院放射科，廣東 深圳518000)

【摘要】中國心血管疾病發(fā)病人數(shù)呈逐漸上升趨勢，冠心病已成為中國有較高的病死率、復(fù)發(fā)率及致殘率的疾病之一。冠心病診斷及評估對患者的治療與預(yù)后有重要作用。心臟磁共振時間分辨率及空間分辨率近年來隨著軟、硬件技術(shù)的發(fā)展明顯提高，具備多參數(shù)、多序列和任意方向斷層成像的技術(shù)優(yōu)勢，在一次檢查中心臟磁共振便可準(zhǔn)確提供整體心功能、節(jié)段性室壁運動及心肌血流灌注、活性心肌等信息，并且避免電離輻射、放射性同位素及碘造影劑等對人體的不良影響。現(xiàn)討論心臟磁共振成像技術(shù)及其在冠心病的應(yīng)用價值。

【關(guān)鍵詞】冠心?。淮殴舱癯上?；心肌灌注；負(fù)荷試驗

1心臟成像技術(shù)

1.1亮血成像

亮血技術(shù)是心臟磁共振(cardiac magnetic resonance，CMR)的主要技術(shù)之一，因為有較高的空間分辨率、血池和心肌的良好對比及全心覆蓋等優(yōu)點，已成為評價心功能的“金標(biāo)準(zhǔn)”[1]。其序列主要包括擾相梯度回波和穩(wěn)態(tài)自由進(jìn)動序列。擾相梯度回波序列采集圖像時間較長，且受血液流動影響較明顯，血流緩慢區(qū)域心肌和血池對比度明顯降低，故心功能減弱的患者成像圖像質(zhì)量較差，并不能廣泛應(yīng)用于臨床。隨后引入的穩(wěn)態(tài)自由進(jìn)動序列是擾相梯度回波的有效代替。穩(wěn)態(tài)自由進(jìn)動序列的圖像信噪比較梯度回波明顯提高，具備約1.5 mm×1.8 mm的空間分辨率及50 ms的時間分辨率。其成像可準(zhǔn)確提供血液流動及心功能等信息。亮血成像主要應(yīng)用于評估整體及局部心功能，測量心室容積，顯示血液流動及冠狀動脈大體解剖。有學(xué)者認(rèn)為，穩(wěn)態(tài)自由進(jìn)動序列電影成像可有效代替?zhèn)鹘y(tǒng)超聲評估心功能[2-3]。

1.2黑血成像

該技術(shù)由于在掃描成像中使快速流動的血液表現(xiàn)為低信號，稱為黑血成像技術(shù)。其成像圖像血液與心腔、血管壁及心瓣膜能夠形成良好的對比度，在臨床上主要應(yīng)用于描繪心室及血管壁的結(jié)構(gòu)異常。黑血圖像常用序列為快速自旋回波序列?？焖僮孕夭ㄐ蛄薪Y(jié)合雙倍反轉(zhuǎn)恢復(fù)、三倍反轉(zhuǎn)恢復(fù)及短時間反轉(zhuǎn)恢復(fù)等技術(shù)，使成像速度明顯加快，最小化呼吸及心臟運動的偽影，且較梯度回波序列受磁場不均勻影響較小，對有心臟支架植入的患者仍可有較好的心血管成像圖像。有文獻(xiàn)表明[4]T2結(jié)合三倍反轉(zhuǎn)恢復(fù)及短時間反轉(zhuǎn)恢復(fù)技術(shù)的圖像可反映急性心肌梗死的缺血危險區(qū)，在圖像上表現(xiàn)為高信號。

1.3動態(tài)首過灌注成像

心肌首過灌注是采用釓噴酸螯合劑作為造影劑，在其注射后立刻開始掃描，進(jìn)行連續(xù)采集T1加權(quán)圖像，動態(tài)跟蹤造影劑在心肌分布擴(kuò)散過程。造影劑縮短心肌T1時間，從而使信號增高。現(xiàn)灌注序列常采用快速小角度激發(fā)序列(turbo fast low-angle short，turbo FLASH)及平面回波序列(echoplanar imaging，EPI)。turbo FLASH序列其覆蓋層面有限，多為1～3層，空間、時間分辨率及信噪比較低。EPI可在一次射頻脈沖激勵下獲取多條K空間線，采集圖像數(shù)據(jù)的時間較turbo FLASH明顯縮短，覆蓋層面提高至3～4層[5]。該技術(shù)相對于turbo FLASH序列時間及空間分辨率有所提高，但成像圖像質(zhì)量及覆蓋范圍限制了其在臨床的廣泛應(yīng)用?；瑒哟肮曹椞荻雀呦扌苑聪蛲渡渲亟?sliding window and conjugate-gradient highly constrained back-projection reconstruction，SW-CG-HYPR)是一種新的序列方式，這種技術(shù)基于增加局部梯度場強(qiáng)及相位陣列線圈，降低K空間采樣密度來提高信噪比。掃描范圍可以覆蓋整個左心室，空間分辨率、時間分辨率及信噪比較turbo FLASH及EPI均明顯提高，SW-CG-HYPR的空間分辨率可達(dá)1.2 mm×1.2 mm，Ge等[6-7]的動物實驗研究表明，SW-CG-HYPR圖像峰值信噪比較turbo FLASH及EPI所得圖像信噪比更高，且SW-CG-HYPR序列所得圖像有效減少了運動偽影。

1.4延遲增強(qiáng)成像

延遲增強(qiáng)掃描(late gadolinium enhancement，LGE)一般在靜脈注射造影劑后10～15 min進(jìn)行圖像的采集，成像序列多采用反轉(zhuǎn)恢復(fù)快速梯度回波或平衡穩(wěn)態(tài)自由進(jìn)動序列。在臨床上該技術(shù)用于識別梗死心肌區(qū)域?；钚孕募〖?xì)胞間質(zhì)成分較少且具有完整的細(xì)胞膜，細(xì)胞膜將對比劑限制在細(xì)胞外組織間隙中，使之不能進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)，隨著增強(qiáng)掃描時間的延長，組織間隙的造影劑被洗脫，并不會造成延時強(qiáng)化。急性心肌梗死后，梗死心肌細(xì)胞膜破裂，對比劑進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)，對比劑洗脫延時，造成T1值明顯縮短，在圖像上顯示高信號；而陳舊性心肌梗死的患者壞死心肌區(qū)被瘢痕組織取代，細(xì)胞外間隙較正常心肌的細(xì)胞外間隙明顯增大，造影劑沉積在細(xì)胞外間質(zhì)中，造成洗脫時間延長，延時增強(qiáng)。延時增強(qiáng)過程中應(yīng)用了反轉(zhuǎn)恢復(fù)脈沖，旨在消除正常心肌的信號，反轉(zhuǎn)時間是LGE主要的成像控制參數(shù)，直接影響成像的質(zhì)量。反轉(zhuǎn)時間主要受給藥后時間的影響，為了清晰顯示梗死心肌的范圍，在進(jìn)行核磁共振成像(MRI)掃描前需要調(diào)整反轉(zhuǎn)時間[8-9]。LGE對急性心肌梗死及瘢痕的檢出率非常高。Ibrahim等[10]研究顯示，LGE診斷急性心肌梗死的敏感性與單光子發(fā)射計算機(jī)斷層掃描(SPECT)相比分別為99%和94%。Schelbert等[11]研究顯示LGE較小劑量多巴胺負(fù)荷對未發(fā)現(xiàn)陳舊性心肌梗死灶檢出率更高。

2CMR在冠心病的應(yīng)用

2.1CMR在慢性缺血性冠心病的應(yīng)用

2.1.1靜息-負(fù)荷灌注試驗

心肌低灌注是冠心病發(fā)展病程中最早可被檢測的生理異常狀態(tài)。對于冠狀動脈狹窄<75%的患者，在靜息狀態(tài)下，由于側(cè)支循環(huán)的代償性擴(kuò)張能力，可使心肌灌注血流量維持在正常水平，MRI首過灌注圖像未見異常表現(xiàn)。在注入血管擴(kuò)張藥(如腺苷或潘生丁)后，冠狀小動脈失去再擴(kuò)張能力，狹窄冠狀動脈供血區(qū)血流灌注量相對減少，而表現(xiàn)為灌注圖像低信號。心肌首過灌注減低主要表現(xiàn)為灌注缺損和灌注延遲，國外常用半定量心肌灌注指標(biāo)，如最大信號強(qiáng)度、達(dá)高峰時間、時間信號曲線下面積、最大斜率及心肌灌注儲備指數(shù)等來評估缺血心肌。

MRI比SPECT有更高的空間分辨率和時間分辨率，能提供更好的組織特性信息。靜息-負(fù)荷灌注對于冠心病有較高的診斷價值，Michèle 等[12]發(fā)布的一項納入55項研究的meta分析表明，CMR負(fù)荷灌注診斷冠心病有較高的敏感性和特異性，分別為89%和86%。Greenwood等[13]發(fā)表的隨機(jī)對照試驗結(jié)果與之相仿，CMR靜息-負(fù)荷灌注比SPECT有更高的敏感性和陰性預(yù)測值，以及相同的特異性和陽性預(yù)測值。另外有研究報道，與冠狀動脈造影下檢測的心肌血流儲備分?jǐn)?shù)相比，負(fù)荷灌注評估冠狀動脈狹窄(心肌血流儲備分?jǐn)?shù)<0.75)的敏感性、特異性及準(zhǔn)確性分別達(dá)91%、90%和91%[14]。

2.1.2大劑量多巴酚丁胺負(fù)荷試驗

大劑量多巴酚丁胺[40 μg/(kg·min)]可短期增加心肌收縮力和心率血壓乘積，使心肌耗氧量增加，誘發(fā)心肌缺血，正常的冠狀動脈有良好的儲備功能，心肌供氧-耗氧平衡，狹窄的冠狀動脈儲備功能低下，未能及時給心肌供養(yǎng)，導(dǎo)致相應(yīng)節(jié)段心肌室壁的運動異常。CMR清晰顯示各節(jié)段心肌的收縮、舒張室壁運動變化而達(dá)到評估缺血心肌的目的。大劑量多巴胺負(fù)荷超聲及大劑量多巴胺負(fù)荷MRI均是診斷心肌缺血的可靠檢查，近年來多項研究表示大劑量多巴胺負(fù)荷MRI比大劑量多巴胺負(fù)荷超聲對診斷缺血性心臟病更有價值。Nagel等[15]單項研究表示大劑量多巴胺負(fù)荷MRI與大劑量多巴胺負(fù)荷超聲敏感性、特異性分別為86.2%、74.3%和85.7%、69.8%，這種結(jié)果可能由于CMR空間分辨率較高，能夠清晰顯示心肌邊界及在肥胖及肺氣腫患者檢查亦有較好的圖像質(zhì)量所致。另外，文獻(xiàn)報道大劑量多巴胺負(fù)荷MRI與其他使用多巴酚丁胺負(fù)荷的檢查安全性及不良反應(yīng)相仿[16]。

2.1.3小劑量多巴胺負(fù)荷試驗

靜息狀態(tài)下存活心肌及梗死心肌均可表現(xiàn)為運動功能障礙，但前者具有收縮功能儲備，給予正性肌力藥物下可恢復(fù)收縮功能。在小劑量多巴胺負(fù)荷下[10 μg/(kg·min)]，存活心肌運動增強(qiáng)，室壁增厚，而死亡心肌無反應(yīng)。一般來說，表現(xiàn)為運動減弱或不運動的心肌節(jié)段在低劑量多巴胺負(fù)荷后，室壁增厚至少2 mm才被考慮為存活心肌，反之為死亡心肌。小劑量多巴胺負(fù)荷試驗鑒別心肌梗死后存活心肌，是預(yù)測心功能恢復(fù)可靠、安全的檢查[17-18]。區(qū)分心肌梗死后不可逆性受損心肌和可挽救活性心肌對臨床的治療具有重要價值。有研究表明慢性閉塞性冠心病患者中，小劑量多巴胺負(fù)荷試驗識別出活性心肌的患者再灌注術(shù)后心功能恢復(fù)明顯[19]。

2.2CMR在急性心肌梗死中的應(yīng)用

CMR對ST段抬高型及非ST段抬高型心肌梗死均有較高的診斷價值，CMR可識別急性心肌梗死，準(zhǔn)確評估危險心肌的區(qū)域，發(fā)現(xiàn)微血管梗阻及心肌缺血等急性心肌梗死后遺癥。另外，CMR能夠預(yù)測冠狀動脈再通后心功能恢復(fù)的可能性。這些獨特的性能較傳統(tǒng)左室容積、射血分?jǐn)?shù)等對冠心病的評價更有意義。

2.2.1心肌水腫

急性心肌梗死及再灌注術(shù)后，心肌內(nèi)自由水含量增加，T2橫向弛豫延長，MRI T2表現(xiàn)為高信號。心肌水腫持續(xù)2～3周再緩慢消退，是鑒別陳舊性及急性心肌梗死的重要手段。發(fā)生在急性心肌梗死后的心肌水腫區(qū)，又稱缺血危險區(qū)，包括梗死區(qū)域(LGE高信號區(qū))及可挽救區(qū)(缺血危險區(qū)除去梗死區(qū)域部分)。有研究表明，存在心肌水腫的患者在半年內(nèi)不良心臟事件(包括再次心肌梗死、心力衰竭、死亡)的發(fā)生率高于不存在心肌水腫的患者[20]。Eitel等[21-22]對急性心肌梗死患者再灌注治療后的可挽救心肌進(jìn)行量化，發(fā)現(xiàn)心肌挽救指數(shù)(可挽救區(qū)/危險區(qū)域)大于組內(nèi)中位數(shù)的患者在短、長期的死亡發(fā)生率明顯減低。另外，有學(xué)者發(fā)現(xiàn)，急性心肌梗死早期，甚至在心肌酶指標(biāo)異常之前，呈現(xiàn)為心肌水腫狀態(tài)，在MRI上表現(xiàn)為T2高信號，因此記錄心肌水腫存在及追蹤其區(qū)域相關(guān)冠狀動脈顯得尤為重要[23]。

2.2.2微血管梗阻及心肌出血

早期再灌注心肌已成為急性心肌梗死的首要治療手段。但近年來發(fā)現(xiàn)，盡管血管成功再通，仍有約30%的患者出現(xiàn)微血管梗阻(microvascular obstruction，MO)現(xiàn)象而不能夠完全恢復(fù)血流灌注。此現(xiàn)象可能由于毛細(xì)血管壞死、血栓碎片堵塞小動脈、急性炎癥、血小板異常聚集及小血管痙攣等導(dǎo)致部分心肌呈現(xiàn)無復(fù)流現(xiàn)象[24]。首過灌注、早期增強(qiáng)、LGE均可用于評估MO。LGE精確描繪MO范圍，表現(xiàn)為高信號的梗死心肌內(nèi)的低信號灶。MO的程度獨立于梗死面積和射血分?jǐn)?shù)，是左室心肌反向重構(gòu)及臨床不良后果的預(yù)測因素[25-26]。另外，MO在數(shù)周內(nèi)緩慢縮小，較少持續(xù)一個月，因此它并不是慢性梗阻的特征。

心肌梗死后由于血管內(nèi)皮細(xì)胞壞死、損傷，細(xì)胞間隙擴(kuò)大，紅細(xì)胞可穿透血管溢出到心肌內(nèi)，導(dǎo)致心肌出血。心肌內(nèi)紅細(xì)胞還原血紅蛋白被氧化為正鐵血紅蛋白，順磁性增加，縮短了T2弛豫時間，在MRI圖像上表示為T2低信號。多個研究已證實了MRI T2圖像在檢測心肌出血中的應(yīng)用價值[27-28]。

3心肌梗死后存活心肌的評估

現(xiàn)較多學(xué)者認(rèn)為，LGE高信號區(qū)與真實心肌梗死范圍有高度一致性。許多動物實驗結(jié)果表明，心臟延時強(qiáng)化范圍經(jīng)病理證實為死亡心肌。梗死心肌的透壁程度現(xiàn)已被用于心肌梗死再灌注后心功能恢復(fù)的評估；有文獻(xiàn)表明當(dāng)心肌透壁程度<25%時，再灌注后心功能恢復(fù)的可能性更大(梗死節(jié)段心肌舒張末期厚度明顯增長)，當(dāng)透壁程度>75%時，再灌注對心功能恢復(fù)似乎并不起作用[29]。另外，SHAH等研究表明左室收縮功能異常的慢性冠心病患者，LGE透壁程度與遠(yuǎn)期病死率密切相關(guān)[11,30]。Roes等[31]研究證實這一觀點，表明LGE透壁程度較左室射血分?jǐn)?shù)及左室容積更能預(yù)測患者的遠(yuǎn)期病死率。

總之，CMR作為一種無創(chuàng)、無輻射的技術(shù)，能夠提供整體心功能、節(jié)段性室壁運動及心肌血流灌注、活性心肌等信息，對急、慢性冠狀動脈疾病的診斷、血管再通術(shù)后的評價、遠(yuǎn)期療效的評估有重要應(yīng)用價值，有望成為常規(guī)的心血管檢查之一。

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Value of Cardiac Magnetic Resonance Assessment of Ischemic Heart Disease

YANG Yang1,SHEN Bixian1,2

(1.GuangdongMedicalCollegeGraduateSchool,Zhanjiang524019,Guangdong,China； 2.DepartmentofRadiology,ShenzhenNanshanHospital,Shenzhen518000,Guangdong,China)

【Abstract】The incidence of cardiovascular diseases is increasing in China, and ischemic heart diseases have a high mortality, recurrence rate and disability rate.As such, the diagnosis and evaluation of coronary heart disease are important.Cardiac magnetic resonance(CMR) time and spatial resolution has improved with the development of software and hardware technology.Additionally CMR has the advantages of multi-parameter, multi-sequence and arbitrary orientation.CMR can provide information of the overall cardiac function, regional ventricular function, myocardial perfusion and myocardial viability in one single examination.The article will discuss the CMR imaging technology and the value in the ischemic cardiac disease.

【Key words】Coronary heart disease;Magnectic resonance imaging;Myocardial perfusion;Stress test

收稿日期：2015-11-16修回日期：2015-12-23

【中圖分類號】R54

【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】A【DOI】10.16806/j.cnki.issn.1004-3934.2016.02.000

作者簡介：楊洋(1987—)，在讀碩士，主要從事心血管影像研究。Email：617589446@qq.com通信作者：沈比先(1958—)，主任醫(yī)師，主要從事心血管影像研究。Email：sbxchengguo@163.com