Магнитно-резонансная томография сердца - Cardiac magnetic resonance imaging
Магнитно-резонансная томография сердца | |
---|---|
МКБ-10-ПК | B23 |
МКБ-9-СМ | 88,92 |
Код ОПС-301 | 3-803 , 3-824 |
Магнитно-резонансная томография сердечно-сосудистой системы ( CMR , также известная как МРТ сердца ) - это технология медицинской визуализации для неинвазивной оценки функции и структуры сердечно-сосудистой системы . Обычные последовательности МРТ адаптированы для визуализации сердца с использованием стробирования ЭКГ и протоколов с высоким временным разрешением. Разработка CMR - это активная область исследований, в которой продолжается быстрое распространение новых и появляющихся методов.
Использует
Сердечно-сосудистая МРТ дополняет другие методы визуализации, такие как эхокардиография , КТ сердца и ядерная медицина . Этот метод играет ключевую роль в доказательной диагностике и лечении сердечно-сосудистых заболеваний. Его приложения включают оценку ишемии и жизнеспособности миокарда , кардиомиопатий , миокардита , перегрузки железом , сосудистых заболеваний и врожденных пороков сердца . Это эталонный стандарт для оценки структуры и функции сердца, он полезен для диагностики и хирургического планирования сложных врожденных пороков сердца.
В сочетании с вазодилататорным стрессом он играет роль в обнаружении и характеристике ишемии миокарда из-за заболевания, поражающего эпикардиальные сосуды и микрососуды . Позднее усиление гадолиния (LGE) и картирование T1 позволяют идентифицировать инфаркт и фиброз для характеристики кардиомиопатии и оценки жизнеспособности. Магнитно-резонансная ангиография может выполняться с контрастным веществом или без него и используется для оценки врожденных или приобретенных аномалий коронарных артерий и магистральных сосудов .
Препятствия на пути его более широкого применения включают ограниченный доступ к соответствующим образом оборудованным сканерам, нехватку технологов и клиницистов с необходимыми навыками для обслуживания, относительно высокие затраты и конкурирующие методы диагностики.
Риски
МРТ сердца не представляет особых рисков по сравнению с другими показаниями для визуализации и считается безопасным методом, позволяющим избежать ионизирующего излучения. Контрастное вещество на основе гадолиния часто используется при CMR и связано с нефрогенным системным фиброзом , в основном с использованием линейных соединений у пациентов с почечной недостаточностью. Совсем недавно были показаны доказательства внутричерепного отложения гадолиния, хотя о неврологических эффектах не сообщалось. Сообщалось о генотоксических эффектах МРТ сердца in vivo и in vitro, но эти результаты не были воспроизведены в более поздних исследованиях, и маловероятно, что они вызовут сложное повреждение ДНК, связанное с ионизирующим излучением.
Физика
CMR использует те же основные принципы получения и реконструкции изображений, что и другие методы МРТ . Визуализация сердечно-сосудистой системы обычно выполняется с синхронизацией сердца с использованием адаптации обычных методов ЭКГ. Кинопоследовательности сердца получают с использованием сбалансированной устойчивой свободной прецессии (bSSFP), которая имеет хорошее временное разрешение и собственный контраст изображения. Последовательности, взвешенные по T1, используются для визуализации анатомии и обнаружения внутримиокардиального жира. Картирование Т1 также было разработано для количественной оценки диффузного фиброза миокарда. Т2-взвешенное изображение в основном используется для выявления отека миокарда, который может развиться при остром миокардите или инфаркте. Фазово-контрастное изображение использует биполярные градиенты для кодирования скорости в заданном направлении и используется для оценки заболевания клапана и количественного определения шунтов .
Техники
Исследование CMR обычно включает набор последовательностей в протоколе, адаптированном к конкретным показаниям для экзамена. Исследование начинается с локализаторов, которые помогают в планировании изображения, а затем с набора ретроспективно-синхронизированных киносеансов для оценки бивентрикулярной функции при стандартной ориентации. Контрастная среда вводится внутривенно для оценки перфузии миокарда и LGE. Фазово-контрастное изображение можно использовать для количественной оценки фракции клапанной регургитации и объема шунта. Дополнительные последовательности могут включать Т1- и Т2-взвешенные изображения и МР-ангиографию. Ниже приведены примеры:
Функция сердца с использованием киносъемки
Функциональная и структурная информация получена с помощью видеопоследовательностей bSSFP . Они обычно ретроспективно управляются и имеют высокую контрастность при визуализации сердца из-за относительно высокого отношения Т2: Т1 крови по сравнению с миокардом. Изображения обычно планируются последовательно для получения стандартных плоскостей сердца, используемых для оценки. Турбулентный поток вызывает дефазировку и потерю сигнала, что позволяет качественно оценить клапанное заболевание. Кинеты по короткой оси левого желудочка собираются от основания до верхушки и используются для количественной оценки конечного диастолического и конечного систолического объемов, а также массы миокарда. Последовательности маркировки создают сетку, которая деформируется при сокращении сердца, что позволяет оценить деформацию.
Позднее повышение гадолиния
Контрастные вещества на основе гадолиния вводятся внутривенно, а визуализация с задержкой выполняется не менее чем через 10 минут для достижения оптимального контраста между нормальным и инфарктным миокардом. Последовательность инверсионного восстановления (IR) используется для обнуления сигнала от нормального миокарда. Жизнеспособность миокарда можно оценить по степени трансмурального усиления. Кардиомиопатические, воспалительные и инфильтративные заболевания также могут иметь отличительные черты неишемического LGE.
Перфузия
Аденозин используется как сосудорасширяющее средство через рецептор A 2A для увеличения разницы в перфузии между миокардиальными территориями, снабжаемыми нормальными и стенозированными коронарными артериями. Непрерывное внутривенное вливание вводится в течение нескольких минут до появления гемодинамических признаков расширения сосудов, затем вводится болюс контрастного вещества при получении изображений сердца восстановления насыщения с считыванием с высоким временным разрешением. Положительный результат очевиден при индуцируемом дефекте перфузии миокарда. Стоимость и доступность означают, что его использование часто ограничивается пациентами с промежуточной вероятностью до тестирования, но было показано, что он уменьшает ненужную ангиографию по сравнению с лечением, указанным в руководствах.
4D поток CMR
Обычная фазово-контрастная визуализация может быть расширена путем применения чувствительных к потоку градиентов в 3-х ортогональных плоскостях в трехмерном объеме на протяжении сердечного цикла. Такое четырехмерное изображение кодирует скорость потока крови в каждом вокселе объема, что позволяет визуализировать динамику жидкости с помощью специального программного обеспечения. Применяются при сложных врожденных пороках сердца и для исследования характеристик сердечно-сосудистого кровотока, однако они не используются в рутинной клинической практике из-за сложности постобработки и относительно длительного времени сбора данных.
Дети и врожденные пороки сердца
Врожденные пороки сердца - самый распространенный тип серьезных врожденных пороков . Точный диагноз важен для разработки соответствующих планов лечения. CMR может предоставить исчерпывающую информацию о природе врожденных пороков сердца безопасным способом без использования рентгеновских лучей или проникновения в организм. Он редко используется в качестве первого или единственного диагностического теста при врожденных пороках сердца.
Скорее, он обычно используется вместе с другими диагностическими методами. В целом, клинические причины для обследования CMR попадают в одну или несколько из следующих категорий: (1) когда эхокардиография (УЗИ сердца) не может предоставить достаточной диагностической информации, (2) как альтернатива диагностической катетеризации сердца, которая сопряжена с рисками, включая x - лучевое облучение, (3) для получения диагностической информации, для которой CMR предлагает уникальные преимущества, такие как измерение кровотока или идентификация сердечных масс, и (4) когда клиническая оценка и другие диагностические тесты несовместимы. Примеры состояний, при которых часто используется CMR, включают тетралогию Фалло , транспозицию магистральных артерий , коарктацию аорты , болезнь единственного желудочка сердца, аномалии легочных вен, дефект межпредсердной перегородки , заболевания соединительной ткани, такие как синдром Марфана , сосудистые кольца. , аномальное происхождение коронарных артерий и опухоли сердца.
Дефект межпредсердной перегородки с дилатацией правого желудочка по CMR
Частичное аномальное дренирование легочной вены методом CMR
Обследование CMR у детей обычно длится от 15 до 60 минут. Во избежание нечетких изображений ребенок во время обследования должен оставаться неподвижным. В разных учреждениях существуют разные протоколы педиатрической CMR, но большинство детей в возрасте 7 лет и старше могут сотрудничать в достаточной степени для качественного обследования. Если заранее дать ребенку соответствующее возрасту объяснение процедуры, это повысит вероятность успешного исследования. После надлежащей проверки безопасности родители могут быть допущены в комнату со сканером МРТ, чтобы помочь своему ребенку пройти обследование. Некоторые центры позволяют детям слушать музыку или смотреть фильмы через специализированную аудиовизуальную систему, совместимую с МРТ, чтобы уменьшить беспокойство и улучшить сотрудничество. Однако присутствие спокойного, ободряющего и поддерживающего родителя обычно дает лучшие результаты с точки зрения педиатрического сотрудничества, чем любая стратегия отвлечения или развлечения, за исключением седации. Если ребенок не может в достаточной степени сотрудничать, может потребоваться седация с помощью внутривенных лекарств или общая анестезия. У очень маленьких детей обследование можно проводить, когда они находятся в естественном сне. Новые методы захвата изображений, такие как поток 4D, требуют более короткого сканирования и могут привести к снижению потребности в седации.
Увеличенный правый желудочек с плохой функцией у пациента с восстановленной тетрадой Фалло с помощью CMR
Различные типы сердечных магнитов
Большая часть CMR выполняется на обычных сверхпроводящих системах МРТ при напряжении 1,5 или 3 Тл. Визуализация при напряженности поля 3T обеспечивает более высокое отношение сигнал / шум, которое можно обменять на улучшенное временное или пространственное разрешение, что очень полезно при исследованиях перфузии при первом проходе. Однако более высокие капитальные затраты и влияние нерезонансных артефактов на качество изображения означают, что многие исследования обычно выполняются при 1,5Т. Получение изображений при напряженности поля 7T - это растущая область исследований, но она не является широко доступной.
Текущие производители МРТ-сканеров для кардиологии включают Philips, Siemens, Hitachi, Toshiba, GE.
История
Явление ядерного магнитного резонанса (ЯМР) было впервые описано в молекулярных пучках (1938) и объемном веществе (1946), работа позже была отмечена присуждением совместной Нобелевской премии в 1952 году. Дальнейшие исследования изложили принципы времен релаксации, ведущие к ядерная спектроскопия . В 1971 г. Хэзлвуд и Чанг сделали первое сообщение о разнице времен релаксации воды в миокарде и чистой воды в спин-эхо-ЯМР . Это различие составляет физическую основу контракта изображения между клетками и внеклеточной жидкостью. В 1973 году было опубликовано первое простое ЯМР-изображение, а в 1977 году - первая медицинская визуализация, которая вышла на клиническую арену в начале 1980-х. В 1984 году медицинская визуализация ЯМР была переименована в МРТ. Первоначальные попытки визуализации сердца были затруднены дыхательным движением и движением сердца, что было решено с помощью стробирования сердечной ЭКГ, более быстрых методов сканирования и визуализации при задержке дыхания. Были разработаны все более изощренные методы, включая киносъемку и методы для характеристики сердечной мышцы как нормальной или аномальной (жировая инфильтрация, отек, железо, острый инфаркт или фиброз).
По мере того, как МРТ становилась все более сложной, а ее применение в визуализации сердечно-сосудистой системы становилось все более сложным, SCMR был создан (1996 г.) с академическим журналом (JCMR) в 1999 г. По аналогии с развитием « эхокардиографии » на основе УЗИ сердца, термин «Сердечно-сосудистый магнитный резонанс» (CMR) был предложен и получил признание в качестве названия для этой области.
CMR все чаще признается в качестве метода количественной визуализации для оценки сердца. Отчетность об экзаменах CMR включает ручную работу и визуальную оценку. В последние годы с развитием методов искусственного интеллекта ожидается, что отчетность и анализ МРТ сердца станут более эффективными, чему способствуют автоматические инструменты глубокого обучения .
Обучение
Сертификат компетентности в CMR можно получить на трех уровнях, с разными требованиями для каждого. Для уровня 3 требуется 50 часов утвержденных курсов, проведено не менее 300 занятий, сдача письменного экзамена и рекомендация научного руководителя.
Рекомендации
Внешние ссылки
- Общество сердечно-сосудистого магнитного резонанса Архивировано 2020-11-04 в Wayback Machine
- Журнал сердечно-сосудистого магнитного резонанса
- Атлас нормального строения и функции сердца по CMR
- Имея CMR-сканирование, заархивированное 27 февраля 2021 года на Wayback Machine
- Технический праймер для МРТ сердца
- ReviseMRI.com
- Серия лекций по физике корпуса
- основы МРТ
- Репетитор МРТ