医院刘敏老师讲解心脏磁共振(CMR)在评价肺血管疾病中的应用和价值,主要介绍肺动脉高压(以下简称:肺高压)和肺动脉栓塞(以下简称:肺栓塞)两种肺血管疾病。
一、概述1、肺栓塞
肺栓塞是内源性或外源性栓子堵塞肺动脉所造成的病理生理改变,以血栓最为多见,属静脉血栓症的一部分,可分为:1)急性肺栓塞:15天以内新发生的肺栓塞;2)亚急性肺栓塞:15天~3个月肺栓塞;3)慢性肺栓塞:规范抗凝治疗3个月以上的持续存在的肺栓塞;4)慢性栓塞性肺高压:慢性肺栓塞出现肺高压。
肺栓塞的传统影像学评价方法是CT,但近年来CMR技术的发展为肺栓塞的诊断提供了新的方法。
2、肺高压
右心漂浮导管测定的平均肺动脉压25mmHg即为肺高压,共分为5大类。CMR用于肺高压,可无创评价其血流动力学、右室功能及纤维化情况。
二、常用技术1、磁共振肺血管造影(MRPA)
MRPA是最常用技术。图1为时间分辨MRPA,可看到对比剂从上腔静脉到肺动脉到肺静脉的循环过程(a),同时,通过后处理方法可看到肺动脉的灌注情况(b)。
图1
图2为高分辨MRPA,对肺动脉分支及其管腔的评价具有良好优势。
图2
图3为三维增强MRPA。a、b、c为急性肺栓塞患者图像,可见肺动脉有充盈缺损(a箭头),类似“飘带样”改变(b箭头),累及肺动脉,另可见灌注充盈缺损(c箭头);e、f、g为正常肺动脉图像,可看到分支显示清晰,无充盈缺损,灌注均匀。
图3
高分辨MRPA所显示的慢性肺栓塞(图4),表现为肺动脉壁不光滑(红色箭头),管腔有狭窄(白色箭头),分支有充盈缺损。高分辨MRPA可较好地显示急性肺栓塞的病变,但对慢性肺栓塞的管壁和栓子状态评价价值较小。
图4
2、小角度翻转3D梯度回波(GRE)序列
如图5,小角度翻转3DGRE序列可较清楚地看到肺血管的管壁和管腔,可看到在动脉中有偏心的附壁充盈缺损(a、b、c、d),通过冠状面重建也可清晰看到这种偏心附壁充盈缺损(e、f),其评价价值与CT肺血管造影(CTPA)相当,唯一缺点是空间分辨率相对较低。在延迟期还可评价心肌延迟强化情况,即对于肺高压和慢性栓塞性肺高压患者心肌功能损伤的评价,可通过注射对比剂看到肺动脉管腔内的充盈缺损,还可通过延迟强化观察心肌情况。在四腔心评价可见该患者为左室间隔壁和前壁的延迟强化(g),在短轴平面也可看到左室间隔壁的透壁性延迟强化(h)。
图5
如图6、7、8,有研究将CT(a)与3D高分辨MRPA(b)、小角度翻转3DGRE序列(c)及不注射对比剂的亮血序列(d)进行对比,发现3种核磁方法均可看到充盈缺损(箭头),但高分辨MRPA观察管壁及管腔的效果较差。
图6
图7
图8
年发表于《放射学》上的一项研究,对MRPA、3DGRE序列、TrueFISP序列这3种核磁方法及联合方案的灵敏度、特异性等进行评价,发现3种方法的特异性均较好,但就灵敏度来说,联合方案的价值较高(图9)。所以,对于怀疑肺栓塞(尤其是慢性肺栓塞)患者,有条件的情况下可把3种方法联合起来使用。
图9
3、3D血流序列
对于肺高压和肺栓塞,不但可观察其栓子形态,还可测量其血流动力学情况。有研究显示,管腔横径(如主肺动脉干直径、左右肺动脉干直径)与血流平均流速具有一定相关性(图10)。
图10
如图11,年发表于《国际心血管成像杂志》的一篇文章发现,血流流速与导管测量的平均右室压力、平均肺动脉压力具有较好的相关性。
图11
也可用3D血流方法测量主肺动脉和左右肺动脉血流的平均流速,来反映其血流动力学变化。
图12
4、4D血流序列
目前最新进展是4D血流序列(图13),是一种4D的相位对比法,可反映血流的方向、流速及评价管壁应变,目前正在研究中。
图13
三、应用通过管腔成像结合心脏电影成像,可评价肺高压患者的右室功能,如对收缩、舒张功能及运动状态的评价(图14)。
图14
如图15,在收缩期和舒张期从心尖到三尖瓣区域的变化,与超声测量的三尖瓣收缩期返流数据有较好的相关性。
图15
目前对各种心肌病的长轴应变、径向应变、环形应变的分析,在左室心肌病中应用较多,右室心肌病应用相对较少,但已有研究显示,应变分析也可较好反映右室重构及心肌功能变化(图16)。
图16
如图17,有研究显示,全心的环形应变分析与肺高压的心肌不良事件具有显著相关性。
图17
也可通过延迟强化来反映心肌的纤维化,肺高压患者在室间隔及右室与左室交界区域有延迟强化,提示右室心肌的纤维化。对于肾功能不全的肺高压患者,可用不注射对比剂的T1mapping序列进行评价。(图18)
图18
图19同样可看到在室间隔等区域的心肌高信号,即纤维化区域,也可评价其纤维化程度。
图19
有研究显示,延迟强化容积与心室功能参数有较好的相关性(图20),提示心肌纤维化是肺高压发生、发展过程中的一个重要因素。
图20
如图21,在四腔心平面注射对比剂前后的T1mapping图像,可测量心肌细胞外容积,细胞外容积是定量、精准评价心肌纤维化的一个较好参数。
图21
研究显示,不注射对比剂的T1mapping与平均肺动脉压、肺血管阻力及右室射血分数具有较好的相关性(图22),提示即使对肾功能不全或不想做延迟强化的肺高压患者,测量心肌纤维化也可为评价其右室心肌重构及血流动力学提供非常重要的参数。
图22
四、小结1、核磁共振在肺血管疾病的诊断中具有重要作用,本节课主要介绍CMR对急、慢性肺栓塞及肺动脉高压的评价。2、CMR可无创评价肺血管的血流动力学。
3、CMR可无创评价右室功能、应力、纤维化等,指导治疗决策制定和预后评价。
上期课程回顾
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