聚焦前沿 睿智分享：解读美国《心血管磁共振专家共识》

曾蒙苏，金 航

为进一步规范心血管磁共振(cardiovascular magnetic resonance，CMR)成像的临床应用，美国心脏病学会基金会(ACCF)联合ACR、AHA、NASCI和SCMR制定并颁布了《心血管磁共振专家共识》(以下简称《共识》)，其全文于5月17日在线发表于《循环》(Circulation)杂志，笔者拟对ACCF《共识》的重点内容进行解读，以期为国内同行规范使用CMR提供借鉴，主要从以下从4个方面介绍该共识的主要内容：CMR成像原理及特点、CMR对血管结构和功能的评估作用、CMR临床应用、CMR的安全性。

1 CMR成像原理及特点

CMR是通过对静磁场中的人体施加射频脉冲，使人体组织中的氢质子受到激发而产生磁共振现象，RF脉冲停止后，质子在弛豫过程中感应MR信号，对MR信号进行接收、空间编码和图像重建等处理过程后，获得MR图像。CMR的突出优势是可以使用多种类型的脉冲序列，进行心脏解剖结构成像、组织结构判断以及心血管功能分析。目前最常见的磁场强度为1.0 T，1.5 T以及3.0 T，一般来说，场强越高，所能达到的图像空间分辨率也可以更高，心血管结构轮廓显示更清晰，但是对于一些序列而言(如真实稳态自由进动序列)，3.0 T磁敏感伪影干扰较明显，对于扫描操作要求更高。《共识》中提到完整的CMR组成单元，包含机房、操作室等5个部分，特别值得一提的是，CMR检查室内需要特殊的设备，可以在高场强下工作，监测心率、血压，给予CMR对比剂或相关药物，这对于心血管患者的MR检查，尤其是进行负荷实验时，具有重要意义。综合分析CMR的优势，《共识》将其总结为4个方面：首先，无电离辐射，不使用放射性同位素或碘对比剂，其创伤性最小，适合多次检查进行疗效随访评价；其次，可以任意方位成像；第三，CMR是多模式的成像设备，可评估包括心血管解剖结构及功能在内的多种参数，可形象的称为“一站式”检查；第四，空间和时间分辨率均较高，可进行定量分析，包括心功能分析、梗死面积测量，血流测定等等。

2 CMR对血管结构和功能的评估作用

关于心血管形态的MR成像序列，大体上分为黑血和亮血两种基本序列。使用自旋回波序列进行成像，利用血液的流空效应，心脏及大血管腔内快速流动的血液呈无信号区，同管腔壁形成鲜明对比，称为“黑血”技术，可用于多方面的评价，包括先心病、胸主动脉病变、心脏肿瘤、心包病变。与自旋回波“黑血”成像技术相反，利用梯度回波序列进行成像时，心脏大血管腔内的血流表现为高信号，也称为“亮血”技术，快速梯度回波序列对CMR检查很重要，除了用于形态观察外，包括电影MRI、心肌灌注成像、心肌活性成像在内的多种技术均采用梯度回波序列。

电影成像技术(Cine MRI)是心血管MRI检查的重要技术。《共识》认为心脏电影成像可准确地测量射血分数、心室容积，被认为是评价心室容积和收缩功能的参考标准。由于Cine MRI获取的多相多层图像可以完整覆盖整个心脏，且所提供的是三维数据，无需像心动超声或心血管造影进行心脏容积计算时，须对心脏外形作出数学模式假定，也就是说，在心功能指标测定上MRI较心动超声或心血管造影更具优势。心肌组织标记技术通过对心脏施加一系列网状的饱和条带脉冲，这些条带将随着心肌的收缩运动而发生形态改变，联合使用电影扫描序列，可以提供更多的关于室壁运动的附加信息，可以比较客观地评价心脏收缩和舒张时的室壁运动异常。

心脏MR波谱技术方面的应用多集中在含31P的化合物上，包括ATP、PCr和Pi等，其中ATP和PCr具有较重要的意义，因为心肌细胞的能量供应情况可由这些代谢产物的变化反映出来，《共识》认为目前心脏MR波谱技术还不能作为常规应用工具。由于心脏MR波谱技术需要硬件和软件的支持，目前我们国内在这方面研究尚较少。

相位对比血流分析技术可获得血流流速和流量等动力学指标，在临床上有一定的应用价值，目前临床主要应用于主动脉病变(夹层、动脉瘤、缩窄)、肺动脉病变、冠脉桥血管及心脏瓣膜病变(狭窄、返流)的血流分析。

心肌灌注MRI功能成像主要采用对比剂团注首次通过法，目前临床上应用最多的是利用对比剂T1增强效应的脉冲序列。《共识》指出，心肌灌注MRI需包含静息和负荷状态两组扫描，常用药物有腺苷和潘生丁，这样CMR可获得心肌血流灌注储备情况，对于缺血性心脏病具有很高的诊断价值，也可用于冠脉支架术后患者的疗效评价和随访。除了使用血管扩张剂的负荷灌注成像，在缺血性心脏病的诊断中，Cine MRI可在多巴酚丁胺药物负荷下完成以提高检出率，因为缺血区室壁节段运动异常是心肌缺血的一个早期征象。

磁共振血管成像(MRA)为无创性影像检查，MRA针对不同部位的血管和要求，可采用多种方式，均可使用二维或三维数据采样，如时间飞跃法(TOF)、相位对比法(PC)、磁共振对比剂增强MRA(CE MRA)、“黑血”序列管腔及管壁成像、高分辨率稳态自由进动三维采样成像。《共识》指出，目前MRA在某些部位已有较大的临床应用价值或相对较成熟，主要包括颈动脉、主动脉、肾动脉和外周血管成像。

CMR具有另一个独特的优势，就是可以利用质子的T1、T2和T2*弛豫时间，进行心肌或血管组织定性。T1图像常用于增强扫描分析，而T2和T2*图像常用于非增强的扫描分析。如T2WI的CMR图像对于局部心肌组织水含量增高非常敏感，T2*弛豫时间和心肌组织内的铁含量密切相关，成为铁含量相关标记技术的基础。注射钆对比剂数分钟后，钆剂于坏死心肌或纤维化心肌组织间隙中聚集，其含量将超过正常心肌组织，CMR扫描时出现典型的“延迟强化”，心肌坏死瘢痕组织的透壁程度，关系到冠脉血管再通后心功能的恢复以及预后情况。《共识》指出，除了心肌梗死灶引起的延迟强化外(通常心内膜下分布为主)，还有其他强化形式，包括心外膜下分布、心肌壁中层的强化，这些被认为与心肌感染性疾病所致炎症相关，心肌淀粉样变性也可导致钆剂聚集引起延迟强化。

3 CMR临床应用

《共识》对CMR的临床应用作了较详细的论述，涉及多个方面，包括心力衰竭、冠状动脉疾病、缺血性心肌病、非缺血性心肌病和心肌炎、心脏瓣膜病变、心脏占位、缩窄性心包炎、先天性心脏病、肺动脉疾病、心房颤动、外周动脉、颈动脉、胸主动脉及肾动脉病变。心力衰竭患者，CMR可用于评价左右心室腔的大小和形态、收缩舒张功能，进行延迟增强扫描还有助于心力衰竭病因的诊断分析，虽然目前心脏MR波谱技术尚不成熟，《共识》认为波谱技术在评价心衰患者心肌代谢方面具有潜在的应用价值。

与其他血管成像相比，MR冠脉成像在技术上难度更高：冠脉管腔细小、走行纡曲，持续不断的运动干扰(呼吸、心脏搏动)，受到周围高信号的脂肪组织包绕。因此，CMR冠脉成像时需要应用心电门控减轻心脏搏动伪影，应用屏气或导航技术控制呼吸伪影，需要应用脂肪抑制技术提高冠脉显示清晰度，CMR冠脉成像的优势在于无电离辐射、可不使用对比剂成像，目前在评价冠脉起源变异、冠状动脉瘤方面的应用较成熟，《共识》谈到在评价冠脉管腔狭窄方面，目前CMR的研究资料基于具有高危险因素、拟行DSA检查的人群，这些资料多来源于少数几个专门的研究中心，而基于表现为胸痛进行筛查患者的研究资料尚欠缺，有些出色的专门学术机构，运用较成熟，已能够用于冠脉多支病变患者的诊断，另外，由于严重钙化会对冠脉CTA管腔狭窄程度判断产生干扰，CMR在这方面具有一定的优势。

对于缺血性心脏病的评价，CMR可联合应用负荷首过灌注、心功能分析以及延迟增强多种扫描技术，主要用于：评价可疑有缺血性心脏病，然而静息ECG无异常发现或不能进行运动ECG检查；用于冠脉介入治疗之前的术前评估；患者预后评估。关于CMR心肌灌注扫描，特别值得一提的是，在临床应用时，相关的医师和技术人员需要接受适当的培训，能够进行负荷灌注扫描，才能获得良好的诊断效果。低剂量多巴酚丁胺负荷实验评价静息状态无收缩运动的节段，评估其收缩功能储备情况，这对于冠脉再通后心室功能恢复的术前评估具有重要意义，该方法的安全性及有效性已有较多研究报道，重要的并发症(如持续性室性心动过速)发生率少于0.1%，和心动超声相似。负荷灌注及电影扫描对于评估患者的预后具有一定价值。CMR延迟增强扫描具有高空间分辨率和组织分辨率的优势，对于急慢性缺血导致的心肌坏死及纤维化，有助于确定其部位和大小，评价梗死灶的透壁程度，甚至可用于冠脉介入术后心肌微梗死灶的评估，这对于冠心病患者术前及预后评估均具有重要价值，另外，延迟增强扫描对于急性心梗后左室重构情况的评价也有一定价值。《共识》提及了MR波谱技术在诊断早期心肌缺血方面潜在的优势。

CMR可用于评估非缺血性心肌病患者，非缺血性心肌病包括遗传性(肥厚型心肌病、致心律失常性右室心肌病、左室致密化不全等)、混合性(扩张型心肌病、限制型心肌病等)、获得性(心肌炎等)，明确心肌病的病因对于诊断、治疗及预后判断均有重要价值，CMR作为一种无创性的检查手段，可以确定心室腔的大小和结构、左右心室的收缩功能、灌注、组织构成情况，有助于病因分析诊断。CMR在显示和分析这些心肌病变特异相关的组织方面，确实具有其独特的优势，如显示急性心肌炎水肿高信号、致心律失常性右室心肌病心肌组织脂肪化的检测、心肌T2*定量分析和随访血色素沉着病患者、延迟增强显示扩张型心肌病的纤维灶等。

CMR可用于心脏瓣膜病变患者的评估，分析瓣膜狭窄、返流、穿孔、赘生物以及人工瓣膜情况，除了分析瓣膜本身病变外，CMR还可用于评价瓣膜病变对左室功能造成的影响，包括左室收缩功能、心腔大小容积、心肌质量、射血分数，这些数据对于治疗方案的制定具有重要价值。目前国内在这方面的临床应用主要用心脏超声进行诊断，CMR相对操作费时、较繁琐。

CMR对于心脏占位性病变确实具有很高的诊断价值，可用于病变的定位、定性诊断，判断其向外浸润的情况，CMR扫描时可先使用黑血序列(包括T1WI和T2WI)进行多方位的扫描，然后使用电影扫描序列进行多轴位扫描，覆盖全心，再需要进行增强扫描。

对怀疑有缩窄性心包炎患者进行CMR检查，其优势在于两个方面：直接显示心包、测量其厚度；评价其带来的病理生理改变。

关于CMR在先天性心脏病术前及术后中的应用，《共识》强调了3方面的内容和优势：病变解剖的显示(包括各房室和大血管的对接通联关系)，病理生理改变(包括心脏和大血管的血流分析)，心室功能的分析(用于评价心脏代偿情况)。CMR对于复杂性先心病的应用价值尤显突出，由于复杂性先心病心室形态怪异，MRI评价心室(尤其是右心室)几何形态及其功能要较其他影像技术更为准确。另外值得一提的是，对于小儿先心病患者，由于CMR没有电离辐射，《共识》创作委员会认为，只要患者有断层影像检查的指征、且有专业人员进行操作分析时，可优先使用CMR检查。

CMR可用于肺动脉急慢性栓塞性病变、肺动脉狭窄(如同先天性心脏病)、获得性肺动脉病变(如医源性假性动脉瘤)的诊断。关于肺动脉栓塞的CMR检查，《共识》认为，目前虽有文献报道提示CMR具有一定的价值，但还缺乏大样本随机、多中心的研究报道，当其他检查结果不确定或者存在CTA禁忌证的患者，可使用CMR检测肺动脉栓塞，CMR除了使用对比剂充盈显示肺动脉，肺血流灌注成像、下肢和盆腔静脉的成像也有助于诊断。

CMR可用于房颤患者左心房形态大小和功能的评价，《共识》的创作委员会认为，随着CMR检查技术的不断发展，延迟增强扫描技术有可能在这方面具有较高的应用价值，可用于确定心房壁纤维化组织，对于CMR是否能有效地识别房颤患者左心耳内的血栓这个问题，《共识》认为有待进一步研究，并且需要一个标准的扫描方案，对于电生理检查之前或之后的肺静脉解剖的评价，则推荐使用CMR检查。

《共识》较详细地论述了CMR在大血管的应用情况，包括颈动脉、胸主动脉、肾动脉及下肢动脉的CMR检查，主要用于评价动脉瘤、夹层、斑块溃疡，评价狭窄的部位和程度，进行术前和术后评估，一般情况下，CMR进行这方面检查时，需要使用钆对比剂。另外，CMR在这方面可能具有的独特优势，包括相位对比血流分析、斑块病变成分的成像分析。

4 CMR的安全性

总体上讲，CMR的安全性较高，但也存在一定的风险，《共识》将其来源分为3大类：MR扫描室内金属物体飞射；体内的心血管植入设备；对比剂相关的问题。由于磁场一直存在，外来铁磁性物体进入MR室后，存在被吸入磁体的危险，这个过程中有可能伤及室内的人员，因此，MR室外应该设有明显标志，禁止外来金属物体进入。关于体内植入设备CMR检查的安全性问题，《共识》提到，有几个方面的因素：CMR扫描仪的静磁场很强大，对于铁磁性的物体可能会造成移位，进行CMR扫描时，梯度磁场的快速切换，会在金属线或导丝中产生电流，可能会导致心律失常；除了磁场因素外，射频脉冲被人体吸收后，会导致患者体温升高, 从而引起植入物金属元件触点的温度升高，这些脉冲也有可能干扰某些电子元件；另外植入物CMR安全性还与其位置、植入后时间的长短、固定状态、磁场的强度有关。《共识》提到，完全用非磁性材料制作的植入物，如300系列不锈钢、钛合金、镍钛合金，由于没有电子元件或磁性物质，可以在植入后立即进行CMR检查。对于具有弱磁性的物体，CMR安全性还没有完全确立，如果植入后立即扫描，CMR有可能造成这些植入物的移位，但对于固定良好的植入物，一般不会产生移位，如心脏人工瓣膜，其受到的心脏搏动及血流冲击的力量，远大于CMR对这种弱磁性物体的作用力。一般而言，对于具有弱磁性的植入物，如果确实需要CMR检查，可等待一段时间后(如植入6周以后)，再考虑CMR检查。《共识》较详细的介绍了冠脉支架、主动脉支架、心脏起搏器、下腔静脉滤器、心内植入物、血流动力支撑装置等CMR检查安全性问题，如非磁性的冠脉支架，进行CMR检查通常是安全的，但不建议在3.0T场强下扫描，另外，对于药物洗脱支架，其CMR安全性问题仍有待商榷，又如心脏起搏器和主动脉气囊反搏器，由于含有复杂的电磁元件，是CMR检查的禁忌证。

关于体内植入物的安全性问题，由于植入物种类繁多，其发展变化也较块，对于某一具体的植入物设备，特别是遇到不熟悉的植入物时，在进行CMR检查前，需要从该物品的包装说明书或CMR安全网站或手册中查询，以确定安全性的问题。

磁共振成像钆对比剂常用于CMR检查，包括灌注、延迟增强、肿瘤增强成像扫描。关于钆剂的安全性，除了过敏反应外，《共识》提到肾源性系统性纤维化(NSF)的问题，非常罕见，但是为钆剂较严重的并发症，可在慢性肾病的基础上，引起急性甚至严重的肾功能衰竭，尚可累及胸膜、心包、肺、关节以及斜纹肌(包括膈肌和心肌)。除了慢性肾病外，NSF的高危险因素还包括严重的肝衰竭或肝移植、肾移植、血液高凝性、深静脉血栓以及外科手术所致软组织损伤。因此，对于肾功能受损的患者，特别是对于老年患者、慢性肾病或慢性肾功衰患者、肾移植患者，需慎重考虑CMR增强检查，对于严重肝脏疾病以及肝移植相关的肝肾综合征的患者，也不建议增强CMR检查。

曾蒙苏教授点评：

心血管病患者在国内逐年增多，但是目前国内开展CMR检查的医疗单位尚不多，对CMR的认识尚欠缺，目前国内1.5 T MR扫描仪已经普及，3.0 T MRI的装机也不在少数，实际上已能够进行常见心血管疾病的诊断工作。该《共识》较客观、全面地阐述了目前心血管MR成像的应用情况，值得国内同行借鉴，我们认为可以根据各自单位的心血管病种优势、临床诊疗特色，开展相应的CMR检查，尤其应大力开展血管MRA，缺血性心脏疾病心肌MR灌注和存活的研究，后者的临床研究和应用，更值得放射医师的关注，如何在国内大型医院中开展，逐步缩短与国外的差距，乃需要心血管科医师和放射科医师的共同努力和相互协作下完成。我们也有理由相信，今后随着MR更多接受通道的列阵线圈技术的应用、MR成像技术的不断发展完善，心血管MR成像必定大有作为，希望将来CMR检查能在国内更多的单位开展，心血管疾病的诊断水平也能得到进一步提高。