心血管MRI新技术在心脏瓣膜病中的应用进展

范俊生，李亮府，张 坤(通讯作者)

（呼和浩特市第一医院医学影像科 内蒙古 呼和浩特 010030）

心脏瓣膜病是临床常见的一种心脏病，是老年人高发疾病，临床中主要是由于缺血坏死、退行性变化或者炎症导致患者出现多个或者单个瓣膜结构障碍，进而发展为心脏瓣口狭窄或者关闭不全[1]。心脏瓣膜的结构或者功能异常可导致血流动力学紊乱，使患者出现呼吸困难、疲劳、乏力等症状，严重时甚至导致患者出现心功能不全、心律失常和心绞痛的并发症，限制患者的活动，影响患者的生活质量[2]。临床中现有诊断措施主要有心脏彩超、X线检查和心电图，彩超可诊断患者瓣膜关闭或者狭窄情况，诊断患者疾病的轻重，但有一定的局限性，缺乏对患者病情的全面评估，本文研究心血管MRI技术在心脏瓣膜中的应用进展。

1 心血管MRI

心血管MRI（cardiovascular MRI, CMRI），俗称心脏MRI,是一种非侵入式医学成像技术，不仅可对心脏病进行形态学诊断，而且可定量化分析心脏功能，全面评估心血管的结构和功能。通过优化MRI技术，解决心血管系统成像的难点，利用优化序列，可以解决快速成像和心电门控等问题，通过不同技术的组合，可全面评估心血管系统的结果、形态和功能。CMRI在心脏瓣膜病的诊断和定量分析起到极其重要的作用，可评估心室大小、心肌质量和瓣膜功能等[3]，在对心脏瓣膜病的治疗过程中的作用越来越受到重视，心血管MRI新技术在诊断和治疗心脏瓣膜病上提供了更加充分的依据。

2 2D Flow MRI评估VHD血流动力学改变

磁共振相位对比发成像（phase contrast magnetic resonance imaging, PC-MRI）可准确评估血流方向、流量和流速，且可重复性较高，利用流体流动所致宏观横向磁化矢量相位变化抑制背景、突出血管信号，是基于流体内质子相位变化的成像技术[4]，成像原理根据沿梯度场血液流动过程中质子的相位变化，形成不同图像的成像技术，通常获得振幅图和相位图两种图像，解剖定位一般应用振幅图，主要含有信号强度的信息；像素点自旋的平均速度由相位图显示，可定量测量血流流动的流量和流速[5]。运用Bernoulli公式可计算压力阶差，在评价患者心功能、瓣膜狭窄情况、瓣膜反流情况、射血分数及先心病分离的情况上有较高应用价值[6]。传统的2D PC-MRI成像存在一定的局限性，只能激发一个2D层面的图像，且在峰值流速，易出现信号缺失和定位不准确等情况，且需多次采集瓣膜的不同平面，需要较长时间。

3 4D Flow MRI评估VHD血流动力学

4D Flow MRI技术弥补了2D Flow MRI的不足，成像更为准确，可直观显示血管和心腔的血流特征。在整个心脏周期，通过在3个不同空间维度的编码，进而提供3D流速场，可供时间分辨。通过对血管系统的全覆盖，综合评估患者血管血流动力学。研究数据表明，4D Flow MRI技术可以准确量化心脏瓣膜病的反流量和反流分数，可准确测量二尖瓣反流和三尖瓣反流患者的量化指标，且可以从压差、TKE、跨瓣峰值流速多角度获得信息。4D Flow MRI可在心脏瓣膜疾病（VHD）中提供解剖、功能信息、能量损耗、TKE和WSS等参数，可提供细微血流异常状况，有助在心脏瓣膜病病情进展过程中影响血流动力学变化和管壁及心腔的变化[7]。

4 T1-Mapping及细胞外间质容积分数（ECV）评估心脏瓣膜早期心肌纤维化

心脏瓣膜增加左心室的负荷，进而导致患者出现心肌肥厚和心肌纤维化等症状。心肌磁共振延迟强化技术（late gadolinium enhancement, LGE）可以准确识别心肌纤维化，且LGE高度的准确性、特异性和无创性，被广泛认可。但对于弥漫性心肌纤维化，LGE很难准确记录边界，很难判断心肌纤维化的程度[8]。T1-Mapping属于磁共振定量技术，可测量某一组织T1值，MOLLI序列是目前应用较为成熟的序列，优点是对固定时项数据进行采集，进而可有效减少时耗，提高测量的准确性，且重复率高。细胞外间质容积分数（ECV）平扫T1-Mapping及增强后T1-Mapping计算得来，ECV是指细胞外基质容积占整个心肌组织容积的百分比，可直接测量细胞外空间钆基，可反映导致心肌细胞外间质发生改变的疾病。

磁共振心肌T1-Mapping可无创测量心肌和血液的T1值和增强后T1-Mapping值、ECV值两者共同准确评估弥漫性程度，相较于LGE技术具有较大的优势，ECV与心肌间质状态有很大的相关性，心肌弥漫性纤维化程度的增加，可引起ECV数值增加，EVC相较于平扫和增强后的T1-Mapping更具有稳定性，ECV监测有助了解患者的心肌纤维化进程，在临床中评价慢性心肌梗死、心肌炎和非缺血性心肌病的纤维化的应用越来越广泛，T1-Mapping 在诊断和筛查急、慢性心肌梗死的敏感性上高达96%，在临床中应用价值越来越广泛[9]，在心脏瓣膜病诊断和预后评价中有重要作用。

5 CMRI心肌应变评估VHD室壁运动异常

心脏瓣膜病导致瓣膜功能发生异常，进而诱发心腔内血流动力学紊乱，最终造成心脏瓣膜患者心肌运动功能受损。左心室射血分数是评价左心室收缩功能障碍的重要参数。CMRI通过测量反流体积（regurgitate volue, RV）评估二尖瓣反流状况，即SSFP（稳态自有进动）电影成像可获得左室每搏输出量与相位对比（phase contrast, PC）成像获得的正向血流之间的差值，CMRI SSFP-PC评估术后左室重构与MR严重程度有较强的相关性[10]。CMR应变分析准确性和对比度高，可克服采集角度、操作者技术水平和声窗的限制等。可对局部和整体心机应变从三个方向评估，识别亚1临床期心功能异常。

6 小结

心血管MRI（CMRI）具有无创地、无辐射、空间分辨率高等特点，可评估心脏的结构、功能和组织学特征。CMRI不仅用于心脏病的形态学的诊断，也可用于定量分析。心脏电影序列可实时评价心室大小、瓣膜功能和心肌质量，且重复性较高。心脏瓣膜病主要是由于左室血流动力学超载，左心室压力或者容量负荷导致的弥漫性心肌纤维化。2D/4D Flow MRI主要是判断血流模式、血流速度和压差等相关血流动力学参数；T1 mapping/ECV对主动脉瓣狭窄的弥漫性心肌纤维化可量化，可通过T1值和E C V值准确评估主动脉瓣狭窄的程度；心肌早期功能障碍可通过心肌应变技术检测。随着心血管MRI技术的不断改进和普及，在心脏瓣膜病上的应用价值更加显著。