心臟磁力共振成像灌注

CMR灌注越来越多地用于心脏成像以检测可诱导的心肌缺血,并且已针对其他成像方式例如侵入性血管造影或 FFR进行了充分验证。 最近的几项大规模研究表明,SPECT 成像具有非劣效性或优越性。 它越来越多地被确立为冠状动脉疾病患者预后的标志。

迹象

进行此测试的主要原因有两个:

  1. 评估先前通过标准冠状动脉造影术或 CT 冠状动脉造影术确定的一条或多条冠状动脉狭窄(变窄)的重要性。 这通常被心脏病专家用来确定是否应该通过血管成形术或冠状动脉旁路手术来治疗冠状动脉狭窄。
  2. 筛查有胸痛和冠状动脉疾病危险因素的患者,以评估可能由其中一根冠状动脉狭窄引起的局部缺血。 然后(如果它显示缺血)可以用另一种成像方式进一步研究,以直接对冠状动脉成像,例如侵入性冠状动脉造影。

与核成像方式(PET和SPECT)相比,CMR 灌注不涉及电离辐射的使用,因此可以多次使用而不会给患者带来暴露于辐射的风险。

它是一种非侵入性测试,通常被认为是一种安全的程序,并且患者可以很好地耐受。

机制

大多数扫描是使用压力/休息执行的,该协议使用腺苷作为压力源,通过冠状动脉“窃取”现象诱导心肌缺血。 一些中心使用强心剂多巴酚丁胺对心脏施加压力,图像的解释方式类似于多巴酚丁胺负荷超声心动图。

腺苷应激

以 140 µg/Kg/min 的速度静脉输注腺苷3 分钟,同时连续记录心率和血压以诱发充血。 在此之后,通过对侧手臂上的肘窝静脉向腺苷注射 0.05 mmol/kg 的钆螯合物。

扫描

通常,每个心动周期在左心室的基底、中间乳头和心尖水平采集 3 个短轴切片,每个 10mm 厚。 使用单次前瞻性门控平衡 TFE 序列,典型分辨率为 2.5 x 2.5mm。 然后让患者休息,直到腺苷的血液动力学效应停止。 然后在静止时执行相同的扫描。

图像分析

图像存储为视频文件,并在专用工作站上进行分析。 大多数临床扫描都是通过视觉上并行比较压力和静息扫描来定性分析的。 在正常扫描中,在负荷扫描和静息扫描中,可以看到在整个左心室中心肌从黑色均匀地变为中灰色第 1 次通过进入心肌。 在异常扫描中,由于供应血液的冠状动脉变窄,血液因此钆进入的速度较慢,因此心肌区域变灰的速度会比周围组织慢。 这称为灌注缺陷,通常代表心肌缺血。 它可能在静息扫描和压力扫描中都可以看到,在这种情况下,它被称为匹配的灌注缺陷,可能是由于先前心肌梗塞的区域或疤痕所致。 如果仅在负荷扫描中可见,则称为可诱导灌注缺陷区域。 使用 AHA 17 节段模型描述左心室中灌注缺陷的位置。

限制

由于下面列出的相对或绝对禁忌症,不能对所有患者进行负荷 CMR,这是一个问题,特别是对于装有起搏器或严重肾功能衰竭的患者。
图像的采集对心律非常敏感,对心房颤动、二联症或三联症患者的扫描有时质量低下并且可能无法解释。
由于血池和心肌之间的高对比度,通常会出现看起来像薄的心内膜下缺血区域,称为吉布斯伪影,然而,这在允许更高分辨率成像的新 技术中不太常见。
对于既往有过心肌梗死或冠状动脉旁路手术史的患者,图像可能很难解读,在这种情况下,扫描分析需要辅以另一种成像方式。

禁忌

  • 任何对 MRI 扫描有禁忌症的患者,尤其是装有起搏器的患者
  • 患有严重哮喘的患者,因为腺苷可能会引发哮喘发作
  • 患有严重肾功能不全的患者,因为钆造影剂引起肾源性系统性纤维化(NSF)的风险非常小,因此当eGFR小于 30 时禁用。
  • 在测试前心电图上有心脏传导阻滞的患者,因为腺苷可能会使情况变得更糟。
  • 患有严重幽闭恐惧症的患者,因为 MRI 扫描仪是封闭的

不良事件

接受腺苷输注后,患者通常会出现一些轻微的症状,例如感觉热、出汗、呼吸短促、恶心,并注意到他们的心跳加快。 这些,如果发生,会在停止输注腺苷后迅速消退(通常在 60 秒内)。

还有许多更严重但不太常见的副作用,包括短暂性心脏传导阻滞、支气管收缩和由钆造影剂引起的过敏反应的风险为万分之一。 这些总是可以成功治疗,没有长期的副作用。

腺苷输注与一些非常罕见但非常严重的副作用有关,包括急性肺水肿和心脏骤停(约 1000 名患者中有 1 人发生)

扫描前12小时

在扫描预约前的 12 小时内,您必须没有任何
含咖啡因的饮料、食物或药物。 这包括:

  • 茶/咖啡
  • 热巧克力
  • 阿华田或好立克
  • 汽水
  • 含咖啡因的止痛药或感冒药
  • 巧克力

扫描期间

在最初的 15 分钟内,将对您的心脏进行扫描,以了解它的工作情况。 在此之后,您的心脏将受到一种叫做腺苷的药物的“压力”,它可以使您的心脏像锻炼一样更加努力地工作。

您只会接受这种药物约 3 分钟。
在最初的 30 秒到一分钟内,您可能不会注意到任何事情。 一分钟后你可能会开始感到有点喘不过气来,胸闷,脸红。

3 分钟后,将进行更多扫描,您将接受造影剂注射显示心脏的血液供应。
此扫描大约需要 1 分钟,在此期间腺苷注射关闭您的任何症状都会在几秒钟内消失。

扫描的压力部分完成后,还会有 20 分钟扫描。

当你的心受到压力时,你将与工作人员,并将受到密切监控

扫描后

检查后没有什么特别要做的,您可以正常饮食和服用药物。

比较 CTA 扫描和 MRA 扫描

众所周知,应对冠状动脉疾病 (CAD) 流行病的重要性,我们可以使用的准确识别和管理它的工具正在以非常积极的方式发展。

计算机断层扫描 (CT)和磁共振成像 (MRI)这两种重要的诊断工具在冠状动脉粥样硬化的评估中起着至关重要的作用。 这些方式使临床医生能够使用冠状动脉 CT 血管造影 (CTA) 和磁共振血管造影 (MRA) 进行无创诊断测试,从而减少患者创伤并降低医疗保健成本。

然而,对采用无创方法诊断 CAD 的抵制,加上当今充满挑战的经济,有可能阻碍推进该技术及其临床应用的进展。

有价值的诊断

自 1960 年代以来,我们一直依靠直接冠状动脉造影来观察冠状动脉疾病和指导护理。 虽然该程序是安全的,但有利有弊。 它是侵入性的,这对患者来说是有压力的并且是昂贵的。 许多人认为,尽管它的价值已得到证实,但患者在接受干预方面处于滑坡状态,而且通常没有发现明显的狭窄,这是血管造影前测试假阳性的结果。 直到最近,揭示冠状动脉斑块的位置、范围和稳定性的工具都是侵入性的:血管造影术和血管内超声。

然而,在过去十年中,人们越来越希望 MRA 和CTA 扫描可以在临床情况下成为斑块发现的无创替代品。 这些包括门诊胸痛评估,或用于动脉粥样硬化临床前识别的筛选应用。 结果可能意味着通过更准确的诊断和节省医疗保健成本来提供更好的护理。

但还有其他问题。 尽管在分析患者的临床风险方面取得了进展,但一个持续存在的现实是,超过一半的疾病是作为紧急情况被发现的。 此外,超过半数因急性冠状动脉综合征而到我们急诊室就诊的人在前一天甚至没有资格获得旨在初级预防的药物治疗。 而且,我们知道急性冠状动脉综合征中的大多数罪魁祸首斑块不是狭窄斑块。 如果这看起来很复杂,那是因为它很复杂。

最后,成像世界并非没有偏见,医疗保健资金的流动极大地影响了“传统”或“感知”医学智慧的变化。 通俗的头条新闻,甚至是同行评审期刊的头条新闻,都可以让我们所有人对一些新的和重要的事情感到兴奋。 学习包含“螺旋”、“门控”、“T1 加权”、“相位编码”和“剂量调制”等术语的新词汇以及理解统计数据是必不可少的。 这个列表几乎是无穷无尽的,而且令人困惑。 让我们试着在这里澄清一些。

CTA 扫描和 MRA 扫描背后的科学

CTA 扫描是一项 X 射线研究,它利用碘化静脉造影剂来改变冠状动脉血液和心肌的辐射吸收特性。 尽管动脉的口径很小且持续运动,但现在的技术可以解析这些血管,成功地创建图像,这些图像实际上是对比组织衰减特性的图。

MRA 扫描通常在不使用静脉造影剂的情况下进行。 它依赖于氢质子(主要在水中)的磁性和量子自旋特性。 心脏及其血液供应位于磁铁的中心孔中,其数万亿和数万亿个氢原子核在非常强的磁场中排列。 然后用射频能量对它们进行脉冲处理。 该能量的返回用于创建射频图,这是一个高对比度的软组织图像“切片”。

通过这两种技术,图像都是心脏的切片,其中的图片元素是通过复杂的计算机处理流程创建的。 图像切片具有确定空间分辨率的 3-D 属性(CT 优于 MRI),以及允许组织表征的对比灵敏度(MRI 优于 CT)。 与所有图像一样,这两种工具都受到限制信息内容的伪影的影响。 此外,这些图像来得正是时候,运营开销也很高。 此外,这两种工具都最适合选择性临床情况,在这些情况下,重要发现的预测试概率是中等的。 因此,让我们探讨一下每种冠状动脉成像的差异和适应症。

更清晰的 CTA 扫描视图

探索每种类型的冠状动脉成像的差异和适应症的最佳方法是在现实生活中,而不是研究情况。

今天美国可能没有一个大都市地区没有 64 层 CT 扫描仪。 在过去的五年中,64 层 CT 一直是通过心脏进行高分辨率 X 射线衍生切片的主力扫描仪。 有四家优秀的竞争厂商:GE、飞利浦、西门子和东芝。 已经有大量试验表明,在临床上有心脏导管插入术的人群中,检测狭窄的冠状动脉节段和量化斑块体积的准确性很高。

还有一些结果研究表明,在急诊室的低危和中危人群中进行 CTA 扫描是一种安全有效的分诊工具。 但这是以电离辐射、静脉造影剂、控制心率和规律性的需要以及大量冠状动脉钙的特殊图像困难为代价的。 除了这些问题之外,报销的不确定性和成像专业之间严重的“地盘”战争,以及随之而来的混乱状态。

CTA 扫描相对于 MRA 的主要卖点和领先优势是空间分辨率。 普通扫描仪在通过 CT 扫描仪孔的大约 15 秒屏气行程期间,可在任何平面分辨率图像上快速获取 0.5 毫米。 也就是说,在任何倾斜平面中观察到的每张图像上显示的组织体积为 0.5 x 0.5 x 0.5 毫米。 这个分辨率足以研究冠状动脉的所有重要部分。 在理想情况下,含钙和不含钙的斑块可以量化为无、轻度、中度和重度。

心脏 CTA 扫描的最佳应用是在预期很少或没有冠状动脉疾病并且可以缩短心脏检查的情况下。 因此,临床情况为低到中等风险的患者确实有明确的 CTA 扫描指征。 在急诊科,对于心肌酶阴性且心电图 (ECG) 平均的患者,正常或接近正常的 CTA 可以有效排除显著狭窄,因为其阴性预测值高,几乎 100%。 这可以避免进一步研究的需要,特别是侵入性血管造影术。

在门诊环境中,对于急性和慢性胸痛病例——同样是低到中等风险——可以选择 CTA。 对于不确定的压力测试数据或如果患者无法运动,尤其如此。 CTA 扫描可以选择作为有或没有灌注信息的压力测试的替代方法。 这些信息完全是结构性的而不是功能性的,但是,负面的高质量扫描可以结束胸痛检查的心脏方面。

使用 CTA 扫描作为无症状个体的筛查测试尚未得到官方认可。 然而,由于我们知道大多数急性冠状动脉综合征发生在无症状的低至中度风险人群中,因此存在一个明显的难题。 如果扫描质量好、成本低且辐射剂量低于 3 毫西弗 (mSv),那么公众反对对具有令人担忧的家族史的中等风险患者进行 CTA 筛查的反对意见就会减少。

对有支架或接受过冠状动脉旁路移植术 (CABG) 的患者进行 CTA 扫描怎么样? 虽然有关于检测支架内再狭窄和隐静脉移植物通畅度的高灵敏度的文献,但大多数活跃的中心发现 CTA 的应用更具挑战性。 这主要是由于金属伪影的普遍存在,金属伪影降低了测试的诊断准确性,并且通常缩小了目标冠状动脉的尺寸。 研究这些 CTA 患者的价值有限。

有用但麻烦

在 CT 中,我们谈到采集协议。 在 MRI 中,我们谈到成像序列。 理解构成这项惊人技术基础的物理学原理和量子理论是一项艰巨的任务。 然而,有必要了解正确的 MRI 序列来回答临床问题。

此外,MRA 考试非常耗时——可能需要一到两个小时。 图像是非常可取的,它描述了心脏结构、心肌活力、血管扩张剂压力灌注和多巴酚丁胺压力壁运动。 然而,在现实中,一台非常昂贵的机器长期依赖于每位患者。 这使得常规使用 MRA 进行冠状动脉粥样硬化研究变得困难。

也就是说,在某些临床情况下,没有辐射暴露的冠状动脉解剖信息是首要任务,尤其是在年轻人中。 心脏 MRA 用于诊断疑似冠状动脉异常。 与 CTA 扫描相比,MRA 的空间分辨率降低并不是一项执行良好的研究的问题。 该研究可以在没有静脉造影剂的情况下完成。 血液和周围软组织之间的信号差异可以很好地识别冠状动脉起源和近端左右动脉段,事实上,比直接插管更好。

川崎病是一种儿童早期血管炎,可引起冠状动脉瘤或明显闭塞。 这是冠状动脉 MRA 的一个很好的作用,作为一项初步研究,并且可以在没有电离辐射的情况下连续重复。 在一般成年人群中,可以成功检测出左主干或三支冠状动脉疾病,但与 CTA 扫描相比,准确性较低,至少在迄今为止已发表的研究中是这样。

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