包裹式心脏表面线圈、体部相控阵线圈或体线圈。
受检者仰卧,头先进或足先进。心电门控或心电向量门控电极粘贴于胸前导联相应位置,或外周门控感应器夹于手指或脚趾。若使用呼吸门控感应器,将其绑于或用腹带加压于受检者腹部或胸部随呼吸动作起伏最明显的部位。线圈覆盖于胸前,长轴与人体及检查床长轴一致,并适度绑紧。定位线对线圈中心及两侧锁骨中线第五肋间水平连线。训练受检者吸气或呼气后闭气。嘱受检者在检查过程中勿动及不要咳嗽。
1.扫描序列:心脏大血管MRI检查的脉冲序列更多的以其功能而非组织对比划分,主要是黑血对比和亮血对比两种方式,分别以显示组织信号特征与解剖形态和心脏运动功能为目的。根据检查目的不同,可选用黑血序列、亮血序列及电影亮血序列等。黑血序列主要是双反转FSE(DIR-FSE)序列以及三反转(DIR-FSE-FS)用于鉴别心肌或心腔富含脂肪病变,对心脏肿瘤、心包和心肌病变的鉴别诊断具有重要意义。亦可采用幅度脂肪抑制反转恢复序列;亮血序列主要是梯度回波序列,以平衡稳态自由进动梯度回波(balance-SSFP)为主要序列,可以单相位成像以显示形态,也可以电影成像方式显示心脏的运动功能。
2.成像方位:心脏在胸腔的位置几乎因人而异,除了使用躯体标准正交轴平面即横轴位、冠状位和矢状位进行断层成像显示外,为了对心脏有一个统一的解剖描述,美国心脏协会(AHA)在年对心脏的断层解剖成像命名进行了统一,这种断层解剖成像和命名方式能准确显示各种重要的解剖标记,并采用统一的心肌节段命名方式,在遵循惯例和现存标准的前提下,使其适用于超声、核医学、CT和MRI等不同的影像设备。临床实践中常规采用左室长轴位(或称两腔心或垂直长轴位)、四腔位(水平长轴位)、短轴位、三腔心位(左室流入、流出道位)、主动脉瓣位及主动脉弓位、肺动脉瓣位及肺、静脉位等显示各相关的腔室及大血管,使获得的心脏断层图像与AHA推荐标准更加接近。统一标准定位方式在同一个体之间重复性更好,不同个体之间可比性好,有利于不同疾病状态下建立统一判断标准。
(1)横轴位成像:在冠状位定位像上设定横断面成像层面,与人体上-下轴垂直。扫描范围包含主动脉弓至心尖。相位编码取前-后方向。
(2)冠状位成像:在横断面像上设定冠状面成像层面,与受检者前-后轴垂直。相位编码取左-右向。
(3)矢状位成像:在横断面像上设定矢状面成像层面,使之与受检者前-后轴平行。相位编码取前后方向。
(4)平行于室间隔的左室长轴位(或称两腔心和垂直长轴位)成像:在最佳显示左右心室及室间隔的横断面图像上,设定扫描层面与室间隔平行一致。相位编码取前后方向。该方位可观察左心房、左心室、二尖瓣及左室流出道。
(5)四腔心位成像(或称水平长轴位):先作垂直长轴位成像,在其显示心尖及二尖瓣的层面上设定成像层面,扫描线平行心尖和二尖瓣中心连线。可显示左、右心房、心室。结合电影技术用于显示房间隔、室间隔缺损及二尖瓣、三尖瓣疾患以及左右心室和心房占位性病变。
(6)左室短轴位:先作垂直长轴位和平行长轴位成像,以其为定位像,使成像层面垂直于垂直长轴位,同时垂直于水平长轴即垂直于室间隔。主要显示后侧壁、室间隔、乳突肌,适用于心肌血供的评价及心功能分析。
(7)三腔心位(或称左室流入、流出道位):在短轴位同时显示左心室和主动脉瓣的层面,扫描线通过左室和主动脉瓣中点并通过主动脉。显示左室流入、流出道,即显示主动脉瓣和二尖瓣的情况,同时可显示左心室最大长轴径线。
(8)主动脉瓣位:在横轴面成像显示主动脉窦的层面,左冠状面成像并通过主动脉瓣,主要显示左室、左室流出道及主动脉瓣和升主动脉情况。
(9)主动脉弓位:在横轴面成像中同时显示升和降主动脉的层面,作斜矢状面,扫描线尽可能同时通过升主动脉、主动脉弓和降主动脉。显示主动脉弓全程的情况,用于主动脉疾病,如主动脉夹层的显示。
(10)肺动脉瓣位:在横轴面成像显示肺动脉主干的层面,扫描线平行肺动脉主干并通过右室流出道。主要显示右室及其流出道和肺动脉瓣的情况。
1.常规增强:一般采用SE序列做心脏增强扫描,必要时加脂肪抑制技术,对心脏肿瘤、心包和心肌病变的诊断与鉴别诊断具有重要意义。
2.心肌灌注和心肌延迟强化成像:心脏检查更多实施心肌灌注和心肌延迟强化成像,即心肌活性评价。延迟增强扫描配合心肌灌注成像,可提供组织灌注和细胞膜功能方面的信息,通过曲线拟合和分析换算可以得到微观灌注水平的交换率参数,间接反映心肌结构、细胞连接、细胞完整性、心肌灌注、心室功能。
(1)心肌灌注:检查利用顺磁性造影剂首次通过心肌血管床导致的弛豫增强效应形成的信号变化判断心肌的血流灌注状态。灌注是毛细血管床水平微观运动过程,反映毛细血管床的血流状况,如心肌梗死区域心肌已经死亡,则无灌注;而低灌注区在冠状动脉搭桥或者介入治疗之后功能可以恢复。
现多采用磁化准备梯度回波T1WI灌注序列,一般在两个RR间期完成4~6个层面采集,图像畸变和伪影较少,通过并行采集技术提高时间和空间分辨率。心肌灌注中造影剂给药方式十分重要,建议一般按0.1mmol/kg给药,在5~8秒内注射完毕,然后以15~20ml生理盐水冲洗,以保证在单次循环内完成造影剂注射。
(2)心肌延迟强化成像:目前多数Gd造影剂为细胞外造影剂,在正常心肌内被迅速廓清;当心肌发生凝固性坏死或纤维化时,细胞膜的完整性被破坏,造影剂通过渗透的方式进入梗死的部位并有聚积,其廓清时间较正常心肌慢,当使用T1WI序列在8~20分钟扫描时,正常与梗死心肌因造影剂的分布差别从而形成T1WI对比差异。
一般建议的参数是按0.2mmol/kg给药,给药后8~20分钟扫描,TI时间在~毫秒,扫描时需要根据图像对比度做出即时的调整。如采用PSIR序列无需根据心率造影剂注射后延迟时间进行调节。
心脏扫描层厚5~8mm,层间隔为0或为相应层厚的10%~20%,FOV~mm。采用心电门控或外周门控及呼吸门控技术。如行心功能分析采集短轴位电影图像从心底即二尖瓣口至心尖,等层厚等间距成像。
1.心电门控技术:心脏MRI通常需要安装心电门控触发采集,它是用于心脏制动即减少心血管搏动及血流伪影行之有效的方法。其基本原理是以心电图R波作为触发点,选择适当的触发延迟时间,即R波与触发脉冲之间的时间,可以获得心动周期任一相位上的图像。在导联心电时应注意勿使导线卷曲,应拉直平行于静磁场。心电电极采用心脏导联贴于胸前,外周门控感应器夹于示指或拇指或脚趾。
2.与心电有关的参数选择:TR在多时相中一个时间间隔单时相扫描序列为一个或数个R-R间期。延迟时间(TD)选择“shortest”或“minimum”(最短或最小),或设定于一个R-R间期的特定时间。门控不应期值选择决定于TR,且受心律的影响,门控不应期为(0.7~0.9)×N,N为TR内含R-R间期的个数。心律齐时选0.9×N,心律不齐选0.7×N。心律不应期拒绝窗:设定为50%~70%。时相数:GRE中设1~64,SE中设1~8。时间间隔时间可设置“shortest”“longest”(最长)或根据需要设置。
3.呼吸运动的控制与补偿:屏气扫描可以选择呼气末屏气或吸气末屏气,以最大限度保持膈肌位置的恒定。呼吸运动另外一种控制方式是呼吸导航回波触发。其基本原理是利用肺-肝界面信号差异触发扫描,在肺-肝界面施加柱状选择性激发脉冲,通过肺(空气)和肝脏的信号差异定位膈肌位置,从而在指定的阈值范围实现选择性触发或者进行图像空间位置编码。利用导航回波触发的自由呼吸采样,有利于提高空间分辨力和改进时间分辨力。
心脏是功能器官,功能成像分析是其必需的检查内容。用于心脏MRI功能成像的脉冲序列主要是亮血对比序列,包括梯度回波电影成像序列和梯度回波心肌标记电影成像序列。采集获得的短轴位电影图像可进行心功能分析处理,包括左心功能和右心功能,由于左心更容易受疾病影响,对于左心功能的研究比较全面。左室全心功能指左室的泵功能,由心肌的收缩力和负荷状态决定,并遵从左室压力-容积曲线关系。MRI能直接测量的功能参数包括射血分数(EF)、每搏输出量(SV)、收缩末容积、舒张末容积、左室充盈率与排空率、心肌质量。
心肌灌注的图像分析同样基于冠状动脉血供分段的解剖特性,因此心肌灌注成像多选择短轴位成像,分析的方法包括定性和定量分析。定性分析通过电影回放的方式从视觉上判断低灌注的区域;定量分析与心肌局部功能分析方式类似,在描记出心内膜和心外膜的分界和以前室沟划分心肌阶段后,测量每个阶段心肌信号随时间变化的曲线,并通过积分方式计算心肌血流速度、血流量、最大增强斜率和造影剂的平均通过时间等心肌灌注参数。
1.形态学平扫:显示心脏大血管形态和MR信号特征,包括心肌、心腔、瓣膜、心包、血管壁、血管腔等结构。用黑血技术,心肌和血管壁呈中等灰色信号强度,心腔和血管腔呈流空黑色信号,如果在采双反转FSE序列上心肌呈高信号,或者怀疑心包病变、致心律不齐的右室发育不良等,需加增脂肪抑制的三反转FSE序列,此时图像应抑脂均匀。采用亮血技术,心肌和血管壁仍呈中等灰色信号强度,心腔和血管腔则呈白色高信号,应尽量避免由于磁敏感效应和血液流动而产生伪影。以上序列都需适当调节TR或TD时间,使采集窗落在心动周期的收缩末期或舒张中期,相对制动心跳或血管搏动和呼吸运动。各腔室及大血管扫描方位统一按AHA心脏的断层解剖成像命名,且断层角度和方位标准。提供真实可靠的诊断依据。
2.功能电影成像:显示心脏的全心功能和心肌局部功能成像与分析、瓣膜的运动、心脏与心肌的形态学检查。一般采用梯度回波Balance-SSFP序列,也可采用施加网格状脉冲进行心肌标记成像,每个RR周期15~20心动时相。全心功能测量需短轴位6~8mm层厚、连续层面覆盖从心尖到心底房室沟水平,房室沟水平不能省略,因此层面可以同时显示3~4个心脏瓣膜;心脏运动功能观察还要补充平行于室间隔的左室长轴位、四腔位、三腔心位、左室流出道位、右室流出道位,部分复杂疾病状态,心脏发生扭曲转位时,可加扫横轴位帮助解剖结构识别。心脏电影功能成像需患者心律整齐,严重心律失常患者电影图像质量难以控制。
3.心肌灌注:利用Gd造影剂首过效应显示心肌毛细血管床的灌注状态,采用IR-FGRE序列,每两个RR间期完成4~6个层面采集,图像畸变和伪影较少。采用短轴位成像,成像范围从心尖至房室沟。剂量0.1mmol/kg,注射速率4~6ml/s,30~50时相。短轴位成像标准,亮血信号强度,无呼吸和心脏运动伪影。
4.延迟强化:利用Gd造影剂延迟渗透进入凝固坏死的心肌,显示心肌梗死或纤维化的存在和范围以及心脏肿瘤的增强扫描。采用反转快速梯度回波序列(IR-FGRE)或相位敏感反转梯度回波序列(PSIR)。在心肌灌注后补充造影剂达到0.2mmol/kg,延迟10分钟后开始扫描,以短轴位和四腔位为成像方位,由于注射Gd造影剂后影响正常心肌T1值,IR-FGRE序列需要根据造影剂注射后的延迟时间和心率实时调整T1时间以抑制正常心肌信号。PSIR序列无需根据心率造影剂注射后延迟时间进行调节。无呼吸和运动伪影,诊断信息真实可靠。
本文整理自《放射医学技术》考试教材
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