儿童冠状动脉MRI研究进展

伏 川，郭应坤，李学胜，文凌仪*

(1.四川大学华西第二医院放射科，四川 成都 610041；2.出生缺陷与相关妇儿疾病教育部重点实验室，四川 成都 610041)

冠状动脉疾病是指先天性或后天性病因引起的冠状动脉异常性疾病，儿童期虽不多见，但如未能妥善诊治，可发展为缺血性心肌病、心肌梗死甚至猝死。早期诊断、合理治疗可改善患儿预后。目前国内外指南[1-2]推荐评价冠状动脉的影像学方法包括CT血管造影(CT angiography， CTA)、超声心动图、MR血管成像(MR angiography， MRA)，国内相关研究主要集中于CTA[3-4]，而MRA用于儿童冠状动脉影像学检查具有一定优势。本文对冠状动脉MRA用于儿童的研究进展进行综述。

1 冠状动脉MR成像

冠状动脉 MR成像包括冠状动脉MRA和管壁成像。MRA无需对比剂即可评价冠状动脉解剖结构、管腔狭窄或扩张等；管壁成像主要用于评价冠状动脉管壁厚度及斑块形成情况，针对儿童的相关研究较少。

1.1 冠状动脉MRA 冠状动脉管径细小而走行纡曲，且心脏和呼吸运动易影响MRA质量，MRA检查需要空间分辨率足够高，扫描覆盖整个心脏，且冠状动脉与周围组织之间存在高对比度等条件， 才能充分显示冠状动脉[5]。目前临床常用自由呼吸下全心扫描获取冠状动脉MRA，其图像质量主要受呼吸门控和运动校正、心电门控及设备和扫描序列等因素的影响。

1.1.1 呼吸门控和运动校正 为实现覆盖全心，完成1次冠状动脉MRA需扫描数分钟。目前临床采用导航门控技术监测膈肌运动，以提取自由呼吸状态下心脏相对静止时期的数据，主要缺点是采集时间长、对技师经验依赖性大。近年新的导航技术如自导航(self-navigation， SN)和基于图像的导航(image-based navigation， iNAV)技术问世，用于儿童可直接评估心脏位移并加以校正、补偿或提高扫描效率和空间分辨率[6-9]。

1.1.2 心电门控 冠状动脉随心脏搏动而不断运动，心电门控可使数据采集与心动周期同步，并调整到冠状动脉运动最少的周期[10]。为确定心动周期中的数据采集窗，可利用MR电影成像观察冠状动脉运动，通常观察右侧冠状动脉运动最为缓慢的期相，以确定合适的触发延迟时间。

1.1.3 设备和扫描序列 1.5T MR仪常使用稳态自由进动(steady-state free-precession， SSFP)序列进行冠状动脉MRA。随着3.0T MR仪的临床普及，SSFP序列用于冠状动脉MRA面临挑战。3.0T 场强可提供更高的信噪比(signal noise ratio， SNR)，但会增加偏共振效应，影响SSFP成像效果，故多采用快速小角度激发(fast low angled shot， FLASH)梯度回波序列。多通道表面线圈可优化采集范围内不同部位信号接收，利用多线圈并行采集敏感性编码技术可有效降低噪音，提高SNR并缩短扫描时间[11]。

1.1.4 其他 考虑到冠状动脉周围心肌和心包脂肪，为提高对比度，冠状动脉MRA常需要在采集数据前进行准备脉冲扫描，包括脂肪抑制和T2准备脉冲。脂肪抑制可采用短T1反转恢复(short T1 inversion recovery， STIR)或频率饱和反转恢复(spectral fat-saturation inversion recovery， SPIR)脉冲[5]。BASYIAANSEN等[12]研发了新型脂肪抑制脉冲——脂质不敏感二项失谐激发(lipid insensitive binomial off resonant excitation， LIBRE)，并将其成功用于冠状动脉MRA。T2准备序列可抑制心肌信号及心外膜静脉中的静脉血流信号[5]。

1.2 管壁成像 儿童冠状动脉管壁厚度仅0.2～0.6 mm[13]，因此管壁成像要求空间分辨率更高、控制呼吸和心脏搏动更为严格。不同于冠状动脉MRA，进行冠状动脉管壁成像时需抑制管腔内血流信号，以凸显管壁和心肌组织，多采用快速自旋回波、梯度回波或SSFP序列[14-15]。

2 儿童冠状动脉MRA的难点及注意事项

检查儿童冠状动脉时，除面对技术挑战外，还需考虑儿童不同于成人的生理和心理特点。相比成人，儿童对于检查的配合度低，而心率和呼吸频率快，扫描过程中需最大程度减少全身、心脏和呼吸运动的干扰。另外，儿童体型较小，为获得与成人相当的图像质量，需要更高的空间分辨率。学龄期以上儿童多可在检查过程中保持静止，并遵循医务人员指令；但对新生儿、婴儿、幼儿及发育迟缓的儿童，则不得不加以干预，以减少运动干扰。对于6月龄以下的婴儿，可在自然睡眠期间进行扫描，但较难掌控。以药物诱导深度镇静及全身麻醉下气管插管和机械通气均可作为干预选择[16]，应结合年龄、配合度、家属对干预措施的接受程度以及扫描方案所需时间等进行综合考量，评价风险及获益程度；同时需结合回顾性心电门控和分段采集心脏收缩末期或舒张中期数据，以减少心脏和呼吸运动干扰。由于冠状动脉MRA检查时间相对较长，通常在自由呼吸下进行扫描，常利用膈肌导航回波监测选取图像重建，而新型SN和iNAV技术也已逐渐用于儿童冠状动脉MRA[4-5]。

3 临床研究进展

目前国际指南[2]关于儿童冠状动脉 MRA的适应证包括疑诊冠状动脉先天解剖异常、冠状动脉瘘、涉及冠状动脉的先天性心脏病术后、经皮肺动脉瓣置换术前及血管炎(川崎病、大动脉炎或心脏移植术后)患儿等。

3.1 先天异常 冠状动脉先天异常在所有人群中的发病率约0.21%～5.79%[17]，部分先天性心脏病也可合并冠状动脉异常。正确评价冠状动脉起源和走行有利于诊断疾病、术前制定手术方案及术后随访[18]。GIORGI等[19]于2002年报道采用冠状动脉MRA评价儿童先天异常。近年研究不断加深、拓展，已从最初的病案报道、可行性研究到验证对比研究。TANGCHAROEN等[20]采用1.5T MR仪观察100例先天性心脏病患儿(2个月～11岁)的冠状动脉，发现对4个月以上患儿MRA成功率达88%，79%图像质量可达到诊断要求，且其描述的冠状动脉走行和起源与手术结果一致。MONNEY等[21]采用新型SN技术，以冠状动脉MRA评价105例平均年龄为(23±12)岁的先天性心脏病患者，90%图像达到诊断要求，使用对比剂后94%图像达到诊断要求，且于成人和儿童所获图像质量相似。MAHANI等[6]分别采用CTA与应用SN技术的冠状动脉MRA 观察21例疑诊冠状动脉异常起源，发现MRA的阳性预测值为96%，敏感度92%，二者识别左侧冠状动脉主干差异无统计学意义。VELASCO FORTE等[7]采用iNAV技术行冠状动脉MRA，各向同性分辨率达1.3 mm，于40名3个月～17岁儿童所获图像质量较膈肌导航MRA差异无统计学意义甚或更高，而扫描时间明显减少。目前MRA已可准确评价儿童冠状动脉走行，但用于婴儿仍存在一定难度。

3.2 后天异常 引起儿童冠状动脉后天异常的疾病有川崎病、大动脉炎、家族性高胆固醇血症及与成人相似的冠状动脉粥样硬化性心脏病等。MR用于儿童冠状动脉后天异常的研究较少，其中以川崎病累及冠状动脉的研究相对较多。川崎病可累及全身中动脉，尤其是冠状动脉，引起管腔扩张或狭窄闭塞、形成动脉瘤或血栓，是儿童冠状动脉后天异常的最常见原因[22]。GREIL等[23-24]等参考CTA，采用MRA评价川崎病患儿的冠状动脉，发现其发现CA瘤样改变、狭窄和闭塞与CTA结果完全一致，而对冠状动脉瘤直径和长度的测量结果与CTA具有较高一致性。KIM等[25]对比川崎病患儿冠状动脉MRA与CTA，发现二者诊断价值无明显差异，但CTA可显示更多冠状动脉节段。随着冠状动脉血管壁成像技术的发展，近年有学者[26]尝试利用3D快速自旋回波黑血序列对川崎病患儿行冠状动脉血管壁成像，并与MRA结果进行对比，发现二者测量冠状动脉瘤内径具有较好的一致性。血管壁成像可显示管壁病变，对探索川崎病及其他累及冠状动脉管壁疾病的早期影像学改变以及评价管壁重塑等具有一定价值。

4 不足与展望

尽管冠状动脉MRA可多参数、多序列及多平面成像，但较其他冠状动脉成像方法采集速度较慢、空间分辨率较低，易受患者年龄及心率等影响[27]，其临床应用在一定程度上受到限制。未来将继续优化已有序列，引进更先进的导航技术、图像重建算法等，实现更高空间分辨率和更短的扫描时间。