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RSNA2018心臟MRI及CT

2019-03-26 01:06楊朝霞冉玲平詹晨奧李浩杰趙培君喬金晗黃璐夏黎明
放射學(xué)實(shí)踐 2019年2期
關(guān)鍵詞:左室心肌心臟

楊朝霞, 冉玲平, 詹晨奧, 李浩杰, 趙培君, 喬金晗, 黃璐, 夏黎明

心臟MRI及CT在心肌病中的應(yīng)用

1.非缺血性心肌病

肥厚型心肌病(hypertrophic cardiomyopathy,HCM)是最常見的心肌病之一。有研究發(fā)現(xiàn)HCM有一個(gè)限制性表型的亞型,Li等研究該亞型的發(fā)病率、心臟磁共振(cardiac magnetic resonance,CMR)特征及預(yù)后發(fā)現(xiàn),限制性HCM表現(xiàn)為充盈受限與舒張末期體積減低,CMR特征包括輕到中度的左室肥厚、心房顯著擴(kuò)大、心室體積正?;驕p小、心包積液以及大范圍的心肌延遲強(qiáng)化(late gadolinium enhancement,LGE)。這類患者臨床癥狀嚴(yán)重,預(yù)后差,CMR對(duì)這類亞型具有較高的診斷價(jià)值,有助于臨床評(píng)估患者預(yù)后。Amano等研究心肌LGE的紋理分析特征發(fā)現(xiàn),HCM合并室性快速型心律失常的心肌LGE熵值較低,提示在微觀上存在更少的心肌纖維化。

Xu等發(fā)現(xiàn)CMR組織特征追蹤技術(shù)(feature tracking CMR,FT-CMR)可檢出左心室射血分?jǐn)?shù)(left ventricular ejection fraction,LVEF)正常的左室致密化不全(left ventricular noncompaction,LVNC)患兒的早期心肌形變,而早期臨床干預(yù)可能對(duì)LVEF功能下降和心肌形變有重要意義。Gong等使用CMR的分形分析結(jié)果識(shí)別和進(jìn)一步區(qū)分孤立性左室致密化不全(isolated left ventricular noncompaction,IVNC)與擴(kuò)張型心肌病(dilated cardiomyopathy,DCM)發(fā)現(xiàn),分形分析能定量測(cè)量左室非致密化心肌的程度,對(duì)于病理性非致密化心肌及正常肌小梁有一定的鑒別價(jià)值。

致心律失常性右室心肌病(arrhythmogenic right ventricular cardiomyopathy,ARVC)的早期診斷與可能發(fā)生惡性心律失常密切相關(guān)。Bourfiss等發(fā)現(xiàn)初始T1-mapping能通過局部(下側(cè)壁及下壁)的T1從右室流出道室速對(duì)比組中區(qū)別ARVC患者及相對(duì)高風(fēng)險(xiǎn)患者。

糖尿病心肌病的CMR研究也是熱點(diǎn)。Zitzelsberger等采用CMR評(píng)估普通人群中糖尿病前期、糖尿病患者和正常對(duì)照組心肌的二維應(yīng)變差異發(fā)現(xiàn),基于CMR的應(yīng)變成像能夠檢測(cè)糖尿病前期患者心臟功能的早期變化,而這些變化在治療良好的糖尿病患者中未發(fā)現(xiàn),因此,應(yīng)考慮在糖尿病早期給予治療以降低糖尿病心肌病的發(fā)生率。Zhu等通過2D/3D CMR組織追蹤法(tissue tracking,TT)發(fā)現(xiàn),伴有孤立性舒張功能障礙(diastolic dysfunction,DD)的自發(fā)性2型糖尿病(type 2 diabetes mellitus,T2DM)恒河猴的左心室收縮和舒張應(yīng)變均受損,與人類T2DM的心臟改變相似。2D CMR-TT所測(cè)的周向收縮期峰值應(yīng)變和應(yīng)變率在評(píng)估早期糖尿病性心肌病的心肌收縮和舒張功能方面是可行的,較3D CMR-TT具有相對(duì)高的可重復(fù)性。Kang等研究無癥狀T2DM患者隱匿性心肌瘢痕(occult myocardial scar,OMS)在對(duì)比增強(qiáng)CMR中的檢出率,并評(píng)價(jià)該檢出率與對(duì)比增強(qiáng)冠狀動(dòng)脈CT血管成像(coronary artery CT angiograpy,CCTA)檢出的冠狀動(dòng)脈粥樣硬化的關(guān)系發(fā)現(xiàn),7.1%的無癥狀T2DM患者經(jīng)CMR確定為OMS,OMS患者中梗死相關(guān)動(dòng)脈(infarction related artery,IRA)與非IRA在斑塊特征上無明顯差異。

2.缺血性心肌病

Wang等通過FT-CMR研究急性ST段抬高型心肌梗死(ST-segment elevation myocardial infarction,STEMI)患者左心室重構(gòu)前心肌應(yīng)變與微血管阻塞(microvascular obstruction,MVO)的關(guān)系發(fā)現(xiàn),經(jīng)皮冠狀動(dòng)脈介入治療(percutaneous coronary intervention,PCI)術(shù)后4~6個(gè)月無左心室重構(gòu)的急性STEMI患者,無論是否存在MVO,其左心室的整體徑向應(yīng)變(global radial strain,GRS)、整體周向應(yīng)變(global circumferential strain,GCS)和整體縱向應(yīng)變(global longitudinal strain,GLS)均增加,而MVO組GLS的變化更為明顯,這可能提示左心室出現(xiàn)早期重構(gòu)。FT-CMR能評(píng)估心肌收縮功能及心肌損傷,并且推薦用于急性STEMI患者的預(yù)后。Cannizzaro等應(yīng)用腺苷注射的負(fù)荷CMR應(yīng)變成像聯(lián)合心肌灌注發(fā)現(xiàn),應(yīng)變分析對(duì)局灶性心內(nèi)膜下充盈缺損患者的心肌整體及節(jié)段性形變的改變具有高度識(shí)別能力。Kendziora等的meta分析發(fā)現(xiàn),T2WI可顯示STEMI危險(xiǎn)區(qū)域的水腫心肌,同時(shí)結(jié)合LGE-MRI顯示的壞死心肌,可定量可逆轉(zhuǎn)損傷心肌的比例,即心肌挽救指數(shù)。利用T2WI和LGE-MRI定量STEMI患者可逆性心肌損傷、可挽救心肌比例進(jìn)行療效評(píng)價(jià)是可行的。

在T1-mapping技術(shù)中,應(yīng)用梗死心肌的初始T1值和細(xì)胞外體積(extracellur volume,ECV)可評(píng)估心肌損傷的嚴(yán)重程度,并預(yù)測(cè)急性心肌梗死患者的功能恢復(fù)。Yang等發(fā)現(xiàn)梗死心肌中,MVO可能影響心肌的初始T1值,而ECV則不受影響。梗死心肌的初始T1值及ECV在預(yù)測(cè)心梗后不良左室重構(gòu)及選擇需要進(jìn)一步治療的高危患者中具有潛在價(jià)值。

T2*-mapping評(píng)估心肌內(nèi)出血(intramyocardial hemorrhage,IMH)的靈敏度高于常規(guī)T2圖像,是首選的CMR方法。再灌注IMH與MVO密切相關(guān)。Bordonaro等通過T2*-mapping技術(shù)在體內(nèi)證明MVO與IMH在梗死區(qū)域病理生理的一致性,證實(shí)了MVO與IMH是心肌梗死急性再灌注損傷的同一種并發(fā)癥。T2*-mapping(優(yōu)于T2)可用于評(píng)估不能接受釓劑患者的MVO。Xia等應(yīng)用7.0T MR研究心肌缺血再灌注大鼠在48 h~7 d的IMH、心肌水腫和心肌缺血的改變發(fā)現(xiàn),水腫心肌與缺血心肌面積在48 h~7 d明顯減少,而IMH在這期間并未出現(xiàn)明顯變化。再灌注可減輕心肌水腫與心肌缺血,但也能導(dǎo)致IMH。同時(shí),Xia等發(fā)現(xiàn)急性心肌缺血再灌注大鼠48 h后大面積心肌缺血可引起較大面積的IMH和較小的危險(xiǎn)區(qū)域,二者應(yīng)該成為心肌缺血患者行PCI術(shù)的一個(gè)重要的風(fēng)險(xiǎn)因子。Haenel等評(píng)估未修飾的自體脂肪組織來源的再生細(xì)胞(unmodified,autologous adipose-derived regenerative cells,UA-ADRCs)在豬慢性心肌梗死(chronic myocardial infarction,CMI)再灌注模型中的作用發(fā)現(xiàn),在這種CMI模型中,逆行靜脈注射UA-ADRCs是可行的、安全的,這種治療可顯著改善血液動(dòng)力學(xué)并增加心肌質(zhì)量同時(shí)減少心肌瘢痕。

3.其他

透析治療在終末期腎病(end stage renal disease,ESRD)患者中應(yīng)用廣泛,而心肌缺血和心血管疾病是慢性腎病(chronic kidney disease,CKD)患者死亡的主要原因。Guo等發(fā)現(xiàn)首過灌注CMR參數(shù)可以早期檢測(cè)ESRD透析患者局部心肌微循環(huán)功能障礙,從而預(yù)測(cè)心力衰竭的進(jìn)展。Zhang等使用FT-CMR研究ESRD患者左室心肌形變以及其對(duì)心衰的預(yù)測(cè)發(fā)現(xiàn),F(xiàn)T-CMR可通過提供亞臨床及預(yù)后信息在LVEF明顯降低之前預(yù)測(cè)ESRD患者心衰的發(fā)生,左室整體周向應(yīng)變(GCS)與縱向峰值應(yīng)變是ESRD患者心衰發(fā)生的獨(dú)立風(fēng)險(xiǎn)因子,可指導(dǎo)心血管的早期治療。

Luetkens等應(yīng)用CMR評(píng)估強(qiáng)直性肌營(yíng)養(yǎng)不良癥(myotonic muscular dystrophy,DM)患者亞臨床性心肌受累發(fā)現(xiàn),與健康對(duì)照組相比,DM患者心肌組織成分發(fā)生改變,LVEF無明顯差異,但DM患者的平均收縮期縱向值較低,心肌無LGE的改變。CMR可作為DM患者心血管疾病初發(fā)的潛在篩查參數(shù)。

CMR可評(píng)估鐵過載患者鐵沉積所致的心肌纖維化程度。Peng等使用鐵過載豬模型在3.0T MRI上研究ECV與心肌纖維化指數(shù)-膠原容積分?jǐn)?shù)(collagen volume fraction,CVF)間的關(guān)系發(fā)現(xiàn),鐵過載豬模型中ECV與CVF高度相關(guān)。

心律失常與電生理

房顫(atrial fibrillation,AF)是最常見的持續(xù)性心律失常類型,影響1%~2%的人群。血管內(nèi)肺靜脈隔離(pulmonary vein isolation,PVI)是常見的血管內(nèi)治療選擇,但復(fù)發(fā)率很高。LaBarbera等發(fā)現(xiàn)CT顯示的肺靜脈和左心房形態(tài)的影像學(xué)特征可成功預(yù)測(cè)AF血管內(nèi)治療后的復(fù)發(fā)。Matsumoto等探討術(shù)前心臟CT圖像中完全低溫(cryoballoon,CB)消融治療陣發(fā)性房顫(paroxysmal atrial fibrillation,PAF)的肺靜脈解剖特征發(fā)現(xiàn),肺靜脈角度與CB消融失敗有顯著關(guān)系,心臟CT掃描所獲得的解剖信息有助于選擇合適的消融策略(CB消融或常規(guī)射頻消融)。Matsumoto等采用一種基于對(duì)比度噪聲比(contrast-to-noise ratio,CNR)的低劑量(80 kVp)左心房CT(left atrial CT,LACT)和肺靜脈成像的新方案發(fā)現(xiàn),在不降低AF導(dǎo)管消融(catheter ablation,CA) 過程中圖像質(zhì)量和準(zhǔn)確性的同時(shí),降低LACT的輻射劑量。Gunasekaran等納入接受PVI的AF患者,并測(cè)量消融前后基線左室纖維化和LVEF的變化發(fā)現(xiàn),AF介導(dǎo)的左室收縮功能不全患者不存在左心室纖維化。

約25%的缺血性腦卒中患者病因不明,無癥狀PAF常被懷疑是這些隱源性卒中(cryptogenic strokes,CS)的原因,AF常伴左心房結(jié)構(gòu)和功能的改變。Staab等通過FT-CMR檢測(cè)CS患者左心房形變,結(jié)果顯示左心房峰值應(yīng)變延長(zhǎng)與CS患者既往缺血性病變的存在有關(guān),表明晚期左心房損害是CS的一個(gè)顯著特征,可能與未被檢出的PAF有關(guān)。已知左房重構(gòu)與AF的進(jìn)展相關(guān),CMR可以通過左心房容積(left atrial volume,LAV)和左心房LGE (LA-LGE)評(píng)估左房重構(gòu)。Lee等發(fā)現(xiàn)使用CMR評(píng)價(jià)左房重構(gòu)時(shí),左房前壁和左下肺靜脈區(qū)域局灶性LA-LGE與PAF相關(guān),CMR測(cè)定的左房重構(gòu)可能有助于AF機(jī)制的理解。LaBarbera等采用圖像分析和機(jī)器學(xué)習(xí)的方法發(fā)現(xiàn),AF復(fù)發(fā)患者和未復(fù)發(fā)患者之間左房解剖形態(tài)存在差異,CMR-LGE是評(píng)價(jià)心肌梗死后瘢痕形成的良好工具。

電解剖標(biāo)測(cè)(electroanatomic mapping,EAM)傳統(tǒng)上用于定位引起室性心動(dòng)過速(ventricular tachycardia,VT)的瘢痕組織區(qū)域并指導(dǎo)消融。然而,采用像素信號(hào)強(qiáng)度(pixel signal intensity,PSI)算法的新軟件使利用CMR-LGE定位瘢痕組織中形成室速底物的傳導(dǎo)通道(conducting channels,CC)成為可能。Litt等發(fā)現(xiàn)與EAM結(jié)果相比,基于CMR-LGE的PSI分析在識(shí)別心肌梗死后瘢痕上的室速位點(diǎn)具有良好的敏感性和陽性預(yù)測(cè)價(jià)值,可以預(yù)測(cè)室速消融的靶區(qū),以幫助術(shù)前計(jì)劃,潛在地減少對(duì)大量EAM的需要。

冠狀動(dòng)脈疾病

1.CCTA

Shuai等研究發(fā)現(xiàn)與有創(chuàng)冠狀動(dòng)脈造影(invasive coronary angiography,ICA)相比較,16cm寬探測(cè)器的自由呼吸CCTA在不能屏氣患者的冠狀動(dòng)脈狹窄診斷中具有較高的準(zhǔn)確性。Han等評(píng)估CCTA在冠狀動(dòng)脈粥樣硬化狹窄患者中使用深度學(xué)習(xí)及轉(zhuǎn)換學(xué)習(xí)方法的可行性發(fā)現(xiàn),推薦使用的冠狀動(dòng)脈心臟病-人工智能(coronary artery heart disease-artificial intelligence,CHD-AI)能使一系列2D CT圖像生成模擬的CCTA圖像,該方法在檢測(cè)狹窄中具有較高的敏感性及陰性預(yù)測(cè)值,且檢測(cè)鈣化斑塊及非鈣化斑塊較CCTA更準(zhǔn)確,但仍具有相當(dāng)高的假陽性率。CHD-AI會(huì)刪除一些CCTA重建步驟,減少診斷時(shí)間并降低醫(yī)生評(píng)估冠狀動(dòng)脈狹窄時(shí)的主觀錯(cuò)誤。

Zhang等發(fā)現(xiàn)冠狀動(dòng)脈鈣化積分(coronary artery calcium score,CACS)與血漿尿酸和肌酐明顯相關(guān),CACS的嚴(yán)重程度可能說明血漿尿酸和肌酐異常。Lau等回顧性研究CCTA中靜脈空氣栓塞(venous air embolism,VAE)發(fā)生的風(fēng)險(xiǎn)發(fā)現(xiàn),與常規(guī)單對(duì)比CT胸部成像相比,CCTA的VAE發(fā)生率顯著增加,可能與雙腔注射器的使用有關(guān)。注射前需要非常小心地排除空氣,因?yàn)?3.7%的患者有左右心分流的危險(xiǎn),可能導(dǎo)致嚴(yán)重的系統(tǒng)性空氣栓塞。Li等比較256層CCTA與經(jīng)胸超聲心動(dòng)圖(transthoracic echocardiography,TTE)對(duì)成人冠狀動(dòng)脈-肺動(dòng)脈瘺(coronary-pulmonary artery fistula,CPAF)的研究發(fā)現(xiàn),CCTA具有良好的診斷性能,可作為檢測(cè)及表征CPAF的首選影像學(xué)檢查方法。

2.血流儲(chǔ)備分?jǐn)?shù)(FFR)

Tang等發(fā)現(xiàn)無論在基線還是充血狀態(tài)下,病變冠狀動(dòng)脈的高內(nèi)皮細(xì)胞切應(yīng)力(endothelial shear stress,ESS)與病變特異性缺血有關(guān),兩者在檢測(cè)血流儲(chǔ)備分?jǐn)?shù)(fractional flow reserve,FFR)≤0.8時(shí)具有與冠狀動(dòng)脈血流儲(chǔ)備分?jǐn)?shù)(CT-FFR)相同的診斷準(zhǔn)確性;低ESS在靜息和負(fù)荷狀態(tài)之間有所不同,CTA的ESS值能檢測(cè)病變特異性的缺血,且這種方法不需要模擬充血。Assen等聯(lián)合使用CT心肌灌注顯像(CT myocardial perfusion imaging,CTMPI)與CT血管成像所得的CT-FFR提高了預(yù)測(cè)冠心病患者主要不良心血管事件(major adverse cardiovascular event,MACE)的診斷準(zhǔn)確性。Baggiano等的一項(xiàng)前瞻性研究發(fā)現(xiàn),除CCTA外,CT-FFR和負(fù)荷CT灌注(CT perfusion,CTP)都是評(píng)價(jià)冠狀動(dòng)脈疾病(coronary artery diseases,CAD)功能相關(guān)性的有效工具,在疑似CAD患者中,CCTA或CCTA結(jié)合CT-FFR均可明確排除患者是否存在冠脈狹窄,且具有低輻射劑量和低劑量對(duì)比劑進(jìn)行單次采集的優(yōu)勢(shì)。在一些CCTA結(jié)合CT-FFR檢查呈陽性結(jié)果的患者中,應(yīng)該聯(lián)合負(fù)荷CTP數(shù)據(jù)以進(jìn)一步提高特異性。

Tang等發(fā)現(xiàn)起源于左冠狀動(dòng)脈竇的異位右冠狀動(dòng)脈(anomalous origin of the right coronary artery from the left coronary sinus with interarterial courses,AORLIC)患者具有異常CT-FFR值的概率較大,動(dòng)脈間通路、典型心絞痛、非典型心絞痛的發(fā)生率在異常CT-FFR值的AORLIC患者較正常CT-FFR值患者更高,這種非侵入性CT-FFR方法可能具有識(shí)別處于心源性猝死風(fēng)險(xiǎn)患者的潛力。Kumamaru等以心導(dǎo)管FFR為標(biāo)準(zhǔn)值,基于模塊構(gòu)建的全自動(dòng)3D深度學(xué)習(xí)模型,計(jì)算CCTA的FFR對(duì)于異常FFR診斷準(zhǔn)確度可達(dá)到76%,在選擇適合血管重建手術(shù)的患者時(shí)可以大大改善臨床工作流程。Koo等研究基于機(jī)器學(xué)習(xí)(machine learning,ML)的FFR(ML-FFR)病變特異性缺血發(fā)現(xiàn),以介入FFR為參考標(biāo)準(zhǔn),ML-FFR在評(píng)價(jià)冠脈狹窄方面與基于CT-FFR的計(jì)算流體力學(xué)(computational fluid dynamics,CFD)有相同的診斷性能。Jonathan等研究影響常規(guī)臨床實(shí)踐中CT-FFR分析的因素發(fā)現(xiàn),嚴(yán)格的患者準(zhǔn)備、病例選擇和后處理策略有可能提高成功利用CT-FFR分析的機(jī)會(huì)。

3.風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估及預(yù)測(cè)

Nam等研究冠狀動(dòng)脈疾病報(bào)告和數(shù)據(jù)系統(tǒng)(coronary artery disease-reporting and data system,CAD-RADS)評(píng)分優(yōu)于冠狀動(dòng)脈CACS預(yù)測(cè)無胸痛的卒中患者M(jìn)ACE的預(yù)后價(jià)值發(fā)現(xiàn),CAD-RADS評(píng)分對(duì)未來MACE具有預(yù)后價(jià)值;此外,CAD-RADS評(píng)分能識(shí)別額外的CACS風(fēng)險(xiǎn),可推薦用于評(píng)估無胸痛腦卒中患者的心血管危險(xiǎn)。冠脈斑塊可分為以下幾種組織學(xué)類型:適應(yīng)性和病理性內(nèi)膜增厚、纖維斑塊、早期和晚期的纖維粥樣斑塊以及薄帽纖維粥樣斑塊。晚期的動(dòng)脈粥樣硬化病變(早期和晚期纖維粥樣斑塊及薄帽纖維粥樣斑塊)比早期斑塊有更高的風(fēng)險(xiǎn)。Kolossvary等發(fā)現(xiàn)基于影像組學(xué)的機(jī)器學(xué)習(xí)在識(shí)別CCTA晚期動(dòng)脈粥樣硬化斑塊的能力優(yōu)于傳統(tǒng)評(píng)估,但對(duì)于組織學(xué)分型的準(zhǔn)確性并不高,還需要更大的樣本量進(jìn)行分析與驗(yàn)證。Baggiano等發(fā)現(xiàn)低劑量CTP診斷血流動(dòng)力學(xué)障礙的冠心病患者的診斷準(zhǔn)確性比CCTA明顯增高,CTP結(jié)合CCTA能提高有血流動(dòng)力學(xué)障礙的冠心病患者的診斷。Palumbo等比較腺苷負(fù)荷MR與CCTA在心臟病患者長(zhǎng)期預(yù)后的預(yù)測(cè)作用中發(fā)現(xiàn),盡管中度狹窄的血管在CCTA上為陽性,但腺苷負(fù)荷MR陰性是患者預(yù)后的正性預(yù)測(cè)因素;另一方面,CCTA上陰性結(jié)果,但腺苷負(fù)荷MR陽性與心血管事件的發(fā)生高度相關(guān),構(gòu)成了負(fù)性預(yù)測(cè)因素。CTP掃描是全心覆蓋的,具有高空間分辨力和時(shí)間分辨力。Mushtaq等以ICA為參考標(biāo)準(zhǔn),評(píng)估CCTA、CTP和CCTA結(jié)合CTP在支架置入患者可疑支架內(nèi)再狹窄或冠心病進(jìn)程的診斷效能發(fā)現(xiàn),CTP評(píng)估冠脈支架置入患者比CCTA更可行,更準(zhǔn)確。冠脈CTA的長(zhǎng)期隨訪是很重要的,Shindo等在長(zhǎng)達(dá)10年的隨訪中評(píng)估CCTA對(duì)正常冠脈的預(yù)后發(fā)現(xiàn),CCTA診斷為“真正”正常血管的患者在這10年內(nèi)均未出現(xiàn)冠脈事件。Masuda等發(fā)現(xiàn)結(jié)合患者各種臨床特征,以及對(duì)比劑團(tuán)注的時(shí)間密度曲線的廣義線性回歸模型有助于預(yù)測(cè)CCTA的血管強(qiáng)化。

終末期心衰患者,心臟移植(heart transplantation,HT)可提供最佳的長(zhǎng)期生存率。然而,HT與一系列嚴(yán)重并發(fā)癥有關(guān)。CACS是HT患者風(fēng)險(xiǎn)度分層的有效工具。Baizan等發(fā)現(xiàn)根據(jù)基礎(chǔ)CACS,具有輕至重度風(fēng)險(xiǎn)的HT患者5年后發(fā)展為梗阻性冠狀動(dòng)脈移植血管病變(coronary allograft vasculopathy,CAV)的可能性是無風(fēng)險(xiǎn)或極低風(fēng)險(xiǎn)患者的2.4倍;此外,HT患者中,初始CCTA圖像上冠狀動(dòng)脈狹窄≥50%的CAV可以預(yù)測(cè)MACE的進(jìn)展,5年風(fēng)險(xiǎn)比為5,CCTA的預(yù)測(cè)價(jià)值有助于HT受者的隨訪。Kocher等探討先前置入左心室輔助裝置(left ventricular assist device,LVAD)的HT患者和常規(guī)HT患者術(shù)后CT檢出并發(fā)癥的發(fā)生率,發(fā)現(xiàn)HT后各種并發(fā)癥的發(fā)生率及不同并發(fā)癥的類型均具有顯著差異;先前置入LVAD的HT患者似乎有較高的早期并發(fā)癥風(fēng)險(xiǎn)。CT是HT后早期檢測(cè)及檢出嚴(yán)重并發(fā)癥從而進(jìn)行快速特異治療的最重要的成像方法,Tischendorf等發(fā)現(xiàn)冠脈CT與負(fù)荷超聲心動(dòng)圖能為肝移植患者提供良好的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估和中期預(yù)后。

腫瘤治療相關(guān)的心臟毒性

接受阿霉素(doxorubicin)等蒽環(huán)類藥物治療的癌癥患者化療后的心臟毒性很常見。識(shí)別蒽環(huán)類相關(guān)心功能障礙的傳統(tǒng)影像學(xué)方法以射血分?jǐn)?shù)(EF)降低為目標(biāo),而新的方法則側(cè)重于檢測(cè)心肌應(yīng)變的改變。Naresh等利用心肌組織相位圖(tissue phase mapping,TPM),在阿霉素誘導(dǎo)的心臟毒性小鼠模型中檢測(cè)EF降低和心肌細(xì)胞凋亡發(fā)生之前的心功能障礙發(fā)現(xiàn),TPM量化縱向收縮速度可能成為阿霉素誘導(dǎo)心臟毒性的早期成像生物學(xué)標(biāo)志物。T1-mapping是一種定量測(cè)定蒽環(huán)類藥物所致心臟毒性的有效方法,Park等發(fā)現(xiàn)在早期和晚期的蒽環(huán)類誘導(dǎo)的心臟毒性大鼠模型中,MRI參數(shù)和病理表現(xiàn)都有顯著變化,即使在LVEF正常的受試者中也是如此。ECV和T1值與組織學(xué)評(píng)分有較好的相關(guān)性。兒童腫瘤存活者,尤其是接受蒽環(huán)類化療藥物治療的女性患者,其左室心肌纖維化程度增加。Tong等在一個(gè)相對(duì)較大的青少年和年輕成人長(zhǎng)期兒童腫瘤存活者隊(duì)列中,使用CMR-T1-mapping技術(shù)檢測(cè)心肌纖維化的嚴(yán)重程度發(fā)現(xiàn),T1-mapping未見明顯的心肌纖維化征象,女性存活者的T1值較男性高,但與對(duì)照組無顯著性差異。將來的研究應(yīng)著重于縱向隨訪和使用T1-mapping對(duì)心力衰竭患者而不是無癥狀患者進(jìn)行危險(xiǎn)分層。

心臟瓣膜成像

主動(dòng)脈狹窄(aortic stenosis,AS)中有相當(dāng)比例的低流量、低梯度(low-flow,low-gradient,LF/LG) AS,定義為小主動(dòng)脈瓣面積(aortic valve area,AVA)(<1.0 cm2)、低平均壓力梯度(pressure gradient,PG)(<40 mmHg)及低流量(每搏輸出量<35 mL/m2)。AS的診斷是基于瓣膜面積、平均PG和超聲心動(dòng)圖測(cè)量的峰值流速。Koo等發(fā)現(xiàn)在需要置換主動(dòng)脈瓣的32% AS患者中,CT測(cè)量的AVA值與超聲心動(dòng)圖測(cè)量的AS值存在差異;超聲心動(dòng)圖峰值速度<4 m/s或平均PG<40 mmHg,CT平均AVA<1.0 cm2的患者的EF、峰值速度、平均PG均明顯降低,兩種技術(shù)的使用可能有助于患者風(fēng)險(xiǎn)分層并作出治療決定。Takagi等發(fā)現(xiàn)雖然CT對(duì)嚴(yán)重AS患者中的二瓣化畸形(bicuspid aortic valve,BAV)的檢測(cè)準(zhǔn)確性較高,但顯示瓣膜復(fù)合體數(shù)目的敏感性和曲線下面積(area under the curve,AUC)較低,瓣葉數(shù)的特異性較低。Gatti等發(fā)現(xiàn)基于心血管CT的主動(dòng)脈環(huán)3D打印可以為主動(dòng)脈瓣置換術(shù)前規(guī)劃提供可靠、經(jīng)濟(jì)的患者特異性信息。Chen等通過CMR研究主動(dòng)脈返流(aortic regurgitation,AR)在HCM患者中的發(fā)病率、機(jī)制和危險(xiǎn)因素發(fā)現(xiàn),AR是HCM的一種常見合并癥,年齡和左室流出道梗阻是導(dǎo)致這種病理生理結(jié)果的最可能的危險(xiǎn)因素。

冠狀動(dòng)脈口阻塞是經(jīng)導(dǎo)管主動(dòng)脈瓣置換術(shù)(transcatheter aortic valve replacement,TAVR)的嚴(yán)重并發(fā)癥,死亡率高。虛擬經(jīng)導(dǎo)管心臟瓣膜至冠狀動(dòng)脈(valve to coronary,VTC)距離是一種重要的CT測(cè)量方法,有助于冠狀動(dòng)脈梗阻的危險(xiǎn)分層。Juan等研究發(fā)現(xiàn),VTC是一種高度可重復(fù)的測(cè)量方法,TAVR術(shù)前CT上VTC距離的準(zhǔn)確測(cè)量是冠狀動(dòng)脈梗阻危險(xiǎn)分層的關(guān)鍵;當(dāng)VTC≤4 mm或>4 mm(高或低風(fēng)險(xiǎn))時(shí),一致性為良好至優(yōu)秀。Koo等發(fā)現(xiàn)心臟CT可以顯示TAVR術(shù)后瓣膜下軟組織、瓣膜血栓形成、瓣葉開口限制和支架腔大小情況,隨訪心臟CT有助于TAVR早期并發(fā)癥的發(fā)現(xiàn)。

Rizvi等發(fā)現(xiàn)多時(shí)相心臟CT可為原發(fā)性和功能性二尖瓣返流患者提供復(fù)雜的三維二尖瓣幾何形狀的術(shù)前動(dòng)態(tài)評(píng)估,對(duì)經(jīng)導(dǎo)管二尖瓣置換術(shù)規(guī)劃具有指導(dǎo)意義。Nam等研究發(fā)現(xiàn)定量 CT紋理分析可能有助于鑒別可疑瓣膜置換術(shù)患者人工瓣膜阻塞(prosthetic valve obstruction,PVO)的血管翳與其他病變,如血栓或贅生物,降低了分析的主觀性。Lim等研究發(fā)現(xiàn)二尖瓣返流患者中,乳頭肌在CMR的LGE中并不少見;甚至僅在二尖瓣脫垂患者中,34%的患者顯示心肌LGE或乳頭肌(8%)強(qiáng)化;雖然還沒有發(fā)現(xiàn)乳頭肌強(qiáng)化與室性心律失常發(fā)生的密切相關(guān)性,但考慮到二尖瓣返流患者乳頭肌強(qiáng)化與室性心律失常的發(fā)生率,CMR上乳頭肌強(qiáng)化是不容忽視的。

Oechtering等應(yīng)用MRI 4D-Flow評(píng)估體外機(jī)械瓣膜(mechanical valves,MV)和生物瓣膜(biological valves,BV)遠(yuǎn)端的血流動(dòng)力學(xué)發(fā)現(xiàn),與MV相比,BV導(dǎo)致主動(dòng)脈竇和升主動(dòng)脈中的流速增加;與其他BV相比,Trifecta瓣膜的瓣膜小葉連接在連合的外側(cè),會(huì)導(dǎo)致較小程度的相對(duì)狹窄,峰值速度介于MV和BV之間;此外,BV還引起二次流動(dòng)模式,而 MV則顯示接近正常的血流動(dòng)力學(xué)。Silvestri等利用MRI 4D-Flow評(píng)估一種新的瓣膜保留主動(dòng)脈根部置換術(shù)發(fā)現(xiàn),與經(jīng)典手術(shù)相比,4D-Flow顯示類似的血流動(dòng)力學(xué)和血流模式;4D-Flow能夠詳細(xì)分析手術(shù)后胸主動(dòng)脈的血流動(dòng)力學(xué)。

人工智能在心血管CT和MRI中的應(yīng)用

人工智能在心臟MRI和CT中的應(yīng)用逐漸增多。Blansit等認(rèn)為基于卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(convolutional neutral network,CNN)的解剖學(xué)定位是用于計(jì)劃CMR成像平面的可行策略,該方法可產(chǎn)生類似于專業(yè)心臟技術(shù)人員選擇的成像平面,CNN有可能提高CMR成像的質(zhì)量和普及性。Mallon等使用CNN在大樣本CMR數(shù)據(jù)中進(jìn)行心肌病的全自動(dòng)診斷發(fā)現(xiàn),每例患者圖像處理時(shí)間約2 s,利用CNN對(duì)時(shí)間分辨CMR圖像進(jìn)行直接分析可對(duì)心肌病進(jìn)行高精度正確診斷以排除健康成年人。Tao等將深度學(xué)習(xí)CNN圖像分割應(yīng)用于梗死后患者LGE的全自動(dòng)分析發(fā)現(xiàn),深度學(xué)習(xí)CNN可全自動(dòng)分析同時(shí)識(shí)別左室正常心肌和心肌瘢痕組織,進(jìn)一步驗(yàn)證后,研發(fā)的深度學(xué)習(xí)CNN能快速從MRI LGE中識(shí)別并定量心肌瘢痕。Schlcmper等發(fā)現(xiàn)深度學(xué)習(xí)可通過減少對(duì)欠采樣數(shù)據(jù)的重建圖像所需的K空間數(shù)據(jù)量從而加速CMR采集,減輕患者負(fù)擔(dān)并提高圖像質(zhì)量。Shao等的研究認(rèn)為,基于計(jì)算機(jī)的紋理分析和人工智能,T1-mapping能作為診斷DCM的一種客觀工具。

Johnson等利用機(jī)器學(xué)習(xí)在CCTA上尋找冠狀動(dòng)脈成像特征的最佳組合,用于預(yù)測(cè)全因死亡率、心肌梗死和血運(yùn)重建發(fā)現(xiàn),機(jī)器學(xué)習(xí)優(yōu)于CAD-RADS,可用于預(yù)測(cè)死亡和冠狀動(dòng)脈事件。CACS是心臟病最重要的標(biāo)志之一,既往研究發(fā)現(xiàn)明確冠狀動(dòng)脈鈣含量可以提高風(fēng)險(xiǎn)量化的準(zhǔn)確度。Barda等的研究結(jié)果顯示,通過機(jī)器學(xué)習(xí)方法從常規(guī)CT掃描中提取的冠狀動(dòng)脈鈣含量可作為一種新型生物標(biāo)記物,與常用模型相比,提高了預(yù)測(cè)的準(zhǔn)確性;在實(shí)際應(yīng)用中,將轉(zhuǎn)化為更好的臨床決策。Eslam等評(píng)估基于影像學(xué)特征和機(jī)器學(xué)習(xí)提取詳細(xì)的冠狀動(dòng)脈鈣化(coronary artery calcium,CAC)特征發(fā)現(xiàn),該方法獨(dú)立于傳統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)因素和Agatston評(píng)分,可預(yù)測(cè)心血管事件。人工智能可以識(shí)別出對(duì)預(yù)后有重要意義的CAC的影像學(xué)特征。Eslami等發(fā)現(xiàn)基于影像組學(xué)特征提取和機(jī)器學(xué)習(xí)的CAC特征可提高預(yù)測(cè)心血管事件的效能,CAC獨(dú)立于傳統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)因素和Agatston評(píng)分。Utsunomiya等探討深度學(xué)習(xí)重建(deep learning reconstruction,DLR)對(duì)3.0T非對(duì)比增強(qiáng)磁共振冠狀動(dòng)脈成像(magnetic resonance coronary angiography,MRCA)圖像質(zhì)量的影響發(fā)現(xiàn),3.0T非對(duì)比增強(qiáng)MRCA使用DLR能提供更高的CNR而不降低血管銳度,DLR有助于改善MRCA中冠狀動(dòng)脈的可視化,實(shí)現(xiàn)對(duì)心臟的無創(chuàng)檢查。既往研究表明在兒童先天性心臟病患者中使用壓縮感知(compressed sensing,CS)的單次、實(shí)時(shí)冠狀動(dòng)脈的靜態(tài)間隔單次激發(fā)(quiescent-interval slice-selective,QISS)MRA的可行性。CS由于重建時(shí)間較慢(每幅圖像約60s),并不適用于在線圖像的重建,深度學(xué)習(xí)是另一種具有快速重建MR圖像的方法。Evanston等證明深度學(xué)習(xí)對(duì)先天性心臟病患者的加速及單次激發(fā)冠狀動(dòng)脈QISS進(jìn)行在線圖像重建的可行性。

Koo等利用深度學(xué)習(xí)從心臟CT掃描中自動(dòng)分割的左心室心肌與人工分割的數(shù)據(jù)相當(dāng),自動(dòng)左室分割可縮短心肌壁增厚及左室功能信息獲取時(shí)間,提高臨床評(píng)價(jià)的重現(xiàn)性。Rueckert等提出一種基于機(jī)器學(xué)習(xí)的CMR圖像質(zhì)量控制與分割流水線,該流水線自動(dòng)化、快速、準(zhǔn)確,將促進(jìn)大規(guī)模CMR人群研究(如英國(guó)生物樣本庫)的分析,并使包括心室容積和質(zhì)量在內(nèi)的臨床相關(guān)表型的自動(dòng)提取成為可能。彌漫性心肌纖維化是各種慢性心臟疾病的主要征象,可通過CT或MRI的ECV來定量。Varga-Szemes等認(rèn)為基于人工智能的機(jī)器學(xué)習(xí)可準(zhǔn)確估算血細(xì)胞比容值(Hct)并計(jì)算ECV,從而避免從血液采樣的需要。

新興心血管MRI和CT技術(shù)

后處理FT-CMR成像發(fā)展迅速。Halfmann等研究FT-CMR應(yīng)變分析的標(biāo)準(zhǔn)化發(fā)現(xiàn),應(yīng)變參數(shù)之間的差異可通過不同軟件的使用、追蹤的層數(shù)及測(cè)量的應(yīng)變參數(shù)來解釋,在臨床常規(guī)中有效使用FT-CMR之前,需要進(jìn)一步標(biāo)準(zhǔn)化。FT-CMR所得的成像生物標(biāo)記物在提高心肌病理改變?cè)\斷準(zhǔn)確性方面具有很大的潛力,同時(shí)可減少有創(chuàng)的診斷檢查的使用。Tantawy等應(yīng)用FT-CMR評(píng)估慢性缺血患者心肌活力的應(yīng)變分析發(fā)現(xiàn),患者整體周向應(yīng)變(GCS)及徑向應(yīng)變(GRS)明顯較對(duì)照組減小,F(xiàn)T-CMR在無需額外序列及對(duì)比劑情況下可有效地區(qū)分慢性缺血患者的存活和非存活心肌。

Diao等采用化學(xué)交換飽和轉(zhuǎn)移(chemical exchange saturation transfer,CEST)MRI鑒別豬的梗死心肌和正常心肌,結(jié)果表明CMI組豬的梗死心肌與正常心肌的Cr、ATP及Glu具有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異,而急性心肌梗死(AMI)組僅Cr、ATP具有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異;CEST偽彩圖顯示了較大的異常區(qū)域,比LGE和病理識(shí)別的MI區(qū)域的肌酸濃度更低。CEST成像測(cè)量的代謝情況可用于梗死心肌的識(shí)別,具有較低肌酸濃度的心肌區(qū)域大于證實(shí)的梗死心肌區(qū)域,再次證明梗死心肌周圍存在損傷或頓抑心肌。CEST MRI為觀察梗死心肌的代謝狀態(tài)提供了一種有前景的方法,需要進(jìn)行更多關(guān)于MI患者的研究以驗(yàn)證其臨床應(yīng)用。

內(nèi)臟脂肪組織(visceral adipose tissue,VAT)缺氧與胰島素抵抗和肥胖相關(guān)的慢性低度炎癥有關(guān)(代謝性炎癥)。Figini等利用血氧水平依賴磁共振成像(blood oxygen level-dependent MRI,BOLD-MRI)評(píng)價(jià)Zucker糖尿病肥胖大鼠VAT的氧合作用發(fā)現(xiàn),BOLD-MRI可作為評(píng)價(jià)VAT缺氧和肥胖相關(guān)的胰島素抵抗及系統(tǒng)性炎癥的無創(chuàng)檢查工具。T2*BOLD成像是一種評(píng)估心肌氧供需平衡及心肌出血的定量MR技術(shù)。Chen等的研究表明,T2*BOLD-MRI能準(zhǔn)確評(píng)估STEMI患者心肌損傷的嚴(yán)重程度,同時(shí)能鑒別可逆與不可逆的心肌損傷,推薦作為STEMI患者的一線檢查手段。T2*BOLD值增加提示可搶救心肌的病理生理學(xué)機(jī)制。

CT是TAVR術(shù)前患者手術(shù)規(guī)劃的首選成像方法,而進(jìn)行TAVR術(shù)常是一些存在腎功能損傷的老年人。Hokamp等在60名患者進(jìn)行TAVR術(shù)前,通過光譜探測(cè)器計(jì)算機(jī)斷層掃描(spectral detector computed tomography,SDCT)使對(duì)比劑量減少50%。對(duì)于存在腎功能受損的患者,應(yīng)考慮使用SDCT進(jìn)行TAVR術(shù)前檢查。Reddy等研究發(fā)現(xiàn),具有快速kVp轉(zhuǎn)換的雙能量CTA對(duì)冠狀動(dòng)脈狹窄的檢測(cè)具有較高的靈敏度和陰性預(yù)測(cè)值。Inada等探討快速kVp轉(zhuǎn)換雙能量CT冠狀動(dòng)脈成像(dual energy CCTA,DE-CCTA),運(yùn)動(dòng)校正算法-快照凍結(jié)(snapshot freeze,SSF)在低能量(50keV)虛擬單色圖像(virtual monochromatic images,VMI)上的應(yīng)用效果發(fā)現(xiàn),SSF可有效減少運(yùn)動(dòng)偽影并改善圖像質(zhì)量。此外,低能量(50 keV) VMI結(jié)合SSF能更有效地控制運(yùn)動(dòng)偽影。

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