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冠心病影像诊断的新进展

冠心病影像诊断的新进展

中华放射学杂志 2000年第6期第34卷 综述

作者:张挽时 徐家兴

单位:100036北京,解放军空军总医院磁共振科

  过去的20余年,冠心病的影像学诊断有了很大发展。常用的方法有普通X线胸片、心电图、心动超声图、心脏核素扫描、心脏导管造影、血管内超声和CT、MRI检查等。这些技术之中,有些是检查心脏形态、结构,有些用于功能检查,有的则是针对冠状动脉血管有无狭窄、阻塞。电子束CT(EBCT)以及多层螺旋CT和MRI检查心血管疾病可能成为21世纪医学影像技术的一个热点[1]

  目前,应用广泛的无创性检查为心电图、心动超声图、心脏核素扫描(锝或铊)以及相应的负荷实验,而这些检查常常在冠状动脉有明显狭窄时才出现阳性变化。“金标准”仍然是冠状动脉造影术,它是创伤性检查,可以清楚显示心脏冠状动脉硬化造成的血管内腔不规则、狭窄,并且可做介入治疗,如球囊扩张、或(和)放置血管内支架。但是,如果硬化斑块位于血管的管壁内,没有改变管腔的形态,则可能漏诊。血管内超声是近年开展起来的一项新技术,它是在心导管的顶端放置一个超声探头,即换能器,发出超声波,探测冠状动脉的管壁,能发现有钙化和无钙化的动脉硬化斑块。用EBCT和螺旋CT来检查冠状动脉硬化已经有了一些研究[1-3]。EBCT又称超高速CT,50 ms内即可采集1幅图像。螺旋CT有很快的连续扫描速度,1998年推出多层面螺旋CT,每层部分扫描时间为300 ms。心脏是不停顿跳动的器官,高速扫描,加上心电门控,大大减少了心脏跳动所致的伪影,使心脏CT断层图像的质量有很大提高。冠状动脉钙化是冠状动脉硬化的一个标志,EBCT能检测出冠状动脉的钙盐沉积,测量出钙化的面积和密度,并以此作为评分,来估价冠状动脉的硬化程度;还可以发现早期的冠状动脉的钙盐沉积,提醒临床医生注意,并能随访这些钙化的面积和密度改变。冠状动脉钙化与冠状动脉狭窄、冠状动脉硬化斑块呈正相关性,但在预测明显狭窄时,显示中等的敏感性和较低的特异性。特别是对于老年组病,依冠状动脉钙化评分来判断冠状动脉狭窄的程度仍然有限度。EBCT冠状血管造影与常规血管造影的对照研究显示,其对冠状动脉狭窄(≥50)的敏感性达80%,特异性为86%。心脏EBCT还可以用来测量心功能、射血分数、室壁运动异常等,增强扫描可显示急性心肌梗死的低密度、心腔内血栓形成及冠脉搭桥血管再通情况[1-5]

  随着MR硬件和软件技术的发展,心脏的MR成像技术由研究阶段走向临床应用阶段。磁体的设计有了新的改进,用钢和铝的混合体,减轻了重量,使磁体短而内孔大。其主要指标如磁场均匀性有了很大提高,它的一致性、均匀性保证了平面回波、相位对比、压脂肪技术及三维快速梯度回波的快速成像和图像质量。保证有效地减少运动伪影,迅速完成快速扫描。磁场的均匀度用ppm(10-6)表示。另一个特性是运用了超导匀场技术,使磁场的稳定性增加,因为心脏磁共振检查需要快速检查序列,而这些序列都需要在极短时间启动梯度场和射频,消耗大量能量,会造成温度变化,使磁场的均匀性漂移。超导匀场避免了温度影响,保证了磁场稳定性[6]

  梯度场的性能是获取快速运动器官的高质量图像的重要条件,对心脏检查,梯度场由从前的23 mT、25 mT到目前的40 mT,而切换率(slew rate)增大至150 mT,甚至220 mT·M-1.ms-1。最新设计的专门用于心脏的相阵控线圈,提高了信噪比和空间分辨率。

  除硬件的改进之外,还产生了一些新的脉冲序列。2倍或3倍翻转快速回波(IRFSE)心电门控技术,能抑制脂肪和血液信号,提供清楚的解剖图像,观察心脏和主动脉结构,又称黑血技术。另外一个序列是用心电门控技术和快速梯度回波,又称快速电影(FAST cine)即为白血技术,1次屏气,完成1个心动周期的多个层面的图像,既可以观察解剖又能评估心功能,常用于心肌病、瓣膜反流,也用来显示室壁运动。快速梯度序列回波链技术(FAST card)也是心电门控技术的一种,由回波链读出,每100 ms可采集1个图像,用于研究心脏灌注成像及负荷灌注成像,屏气12~16 s即可完成。可以完整地观察心脏的收缩期和舒张期,并且可以动态显示瓣膜的状态、三尖瓣和二尖瓣的返流、室间隔缺损等。快速采集使心脏的MR透视得以实现[6]

  急性心肌梗死主要表现为梗死部位在T2WI上呈高信号。动物实验研究表明,注射对比剂后可逆性损害心肌的MR弛豫时间无明显变化,不产生异常增强信号,而非可逆性损害的心肌显示异常增强[7]。慢性心肌梗死,由于纤维瘢痕形成,水分减少,则T1WI和T2WI均显示信号下降。局部室壁变薄,甚至形成室壁瘤,伴有反向运动或无运动。MRI可显示室壁瘤的部位、大小、有无血栓形成[6-8]。用网格标记(tagging)技术可准确检测梗死的部位,心脏MR电影可观测双侧心室体积、射血分数、二尖瓣返流等[6,8]

  MR的一大优势在于可以做无创性的冠状动脉血管造影[8,9]。特别是近年来梯度场强的增加,可达40 ms,切换率大幅度提高,新型相阵控线圈应用、高速螺旋K空间轨道采集,新的磁共振对比剂增强、导航技术抑制呼吸运动所致的伪影等,这些新技术使冠状动脉血管造影的空间分辨率达0.5 mm[8]。能使MR血管造影显示冠状动脉狭窄的敏感性达81%。显示冠状动脉的长度:左主支(15±3) mm;左前降支(105±12) mm;左回旋支(44±6) mm;右冠状动脉(110±41) mm[10,11]。还可用相位血流测量法来测量冠状动脉的血流储备, 它可能是早期冠状动脉硬化性心脏病的指征,也是血管灌注和心脏功能数据。冠状动脉的MR血管造影还可用来观察搭桥血管的阻塞或通畅[12,13]

  用药物多巴酚丁胺(Dobutamine)负荷观察心肌功能储备,通过休息状态和药物负荷下,用MRI对比剂来测量心肌的灌注储备都在研究之中,这也是MRI检查冠心病的优势[3,6]。用代谢产物肌酸和钠成像来评价心功能也有一定进展。运用MR技术测定电子激活通路,可以提高心房纤颤和其他心律失常的治疗成功率。血管内导管携带微线圈与MR透视结合,实时观察血管状况是最新的MR介入研究之一,这些都是令鼓舞的新进展。相信不久的将来,MR可能成为冠心病的一项常规检查。

参考文献

  1,Stanford W. Noninvasive imaging of the coronary arteries. Radiology, 1998,209(Suppl):22.

  2,戴汝平,白桦,吕滨,等. 超高速CT在心血管疾病诊断中的应用. 中华放射学杂志, 1997,31:81-85.

  3,张少雄,戴汝平,吕滨,等. 冠状动脉钙化超高速CT检查与冠状动脉造影的对比研究. 中华放射学杂志, 1997,31:388-391.

  4,Moshage WE, Achenbach S, Seese B, et al. Coronary artery stenoses: three-dimensional imaging with electrocardiographically triggered, contrast agent-enhanced, electron- beam CT. Radiology, 1995,196:707-714.

  5,Rumberger JA, Siemons B, Fitzpatrick LA, et al. Coronary artery calcium area by electron-beam computed tomography and coronary atherosclerotic plaque area: a histopathologic correlative study. Circulation, 1995, 92: 2157-2162.

  6,Link KM, Zerhouni EA. Cardiac imaging. In: Potchen EJ,Haacke EM,Siebert JE, eds. Magnetic resonance angiography. St Louis: Mosby, 1993.573-594.

  7,高元桂,蔡幼铨,蔡祖龙,主编.磁共振成像诊断学.北京:民军医出版社,1993.446.

  8,Pettigrew RT. Coronary artery disease assessed with MR and CT: at which shop to shop. Radiology, 1998,209(Suppl):123.

  9,Van Geuns RJ, Rotterdam, Wielopolski PA, et al. MR coronary angiography, breath hold volume coronary angiography with target volume(VCATS) compare with a respiratory gated technique. Radiology, 1998,209(Suppl):304.

  10,Sandstede JJ, Pabst T, Beer M, et al. Three-dimensional MR coronary angiography using the navigator technique compared with a conventional coronary angiography. AJR, 1999,172:135-139.

  11,McConnell MV, Khasgiwala VC, Savord BJ, et al. Comparison of respiratory suppression methods and navigator locations for MR coronary angiography. AJR, 1997,168:1369-1375.

  12,Kalden P, Kreitner KF, Wittlinger T, et al. Assessment of coronary artery bypass grafts: value of different breath-hold MR imaging techniques. AJR,1999,172:1359-1364.

  13,Galjee MA, van Rossum AC, Doesburg T, et al. Value of magnetic resonance imaging in assessing patency and function of coronary artery bypass grafts: an angiographically controlled study. Circulation, 1996,93: 660-666.

(收稿日期:1999-08-23)


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