冠心病影像诊断的新进展
作者：张挽时 徐家兴
单位：100036北京,解放军空军总医院磁共振科
关键词：
中华放射学杂志000620 过去的20余年，冠心病的影像学诊断有了很大发展。常用的方法有普通X线胸片、心电图、心动超声图、心脏核素扫描、心脏导管造影、血管内超声和CT、MRI检查等。这些技术之中，有些是检查心脏形态、结构，有些用于功能检查，有的则是针对冠状动脉血管有无狭窄、阻塞。电子束CT(EBCT)以及多层螺旋CT和MRI检查心血管疾病可能成为21世纪医学影像技术的一个热点[1]。
目前，应用广泛的无创性检查为心电图、心动超声图、心脏核素扫描(锝或铊)以及相应的负荷实验，而这些检查常常在冠状动脉有明显狭窄时才出现阳性变化。“金标准”仍然是冠状动脉造影术，它是创伤性检查，可以清楚显示心脏冠状动脉硬化造成的血管内腔不规则、狭窄，并且可做介入治疗，如球囊扩张、或(和)放置血管内支架。但是，如果硬化斑块位于血管的管壁内，没有改变管腔的形态，则可能漏诊。血管内超声是近年开展起来的一项新技术，它是在心导管的顶端放置一个超声探头，即换能器，发出超声波，探测冠状动脉的管壁，能发现有钙化和无钙化的动脉硬化斑块。用EBCT和螺旋CT来检查冠状动脉硬化已经有了一些研究[1-3]。EBCT又称超高速CT，50 ms内即可采集1幅图像。螺旋CT有很快的连续扫描速度，1998年推出多层面螺旋CT，每层部分扫描时间为300 ms。心脏是不停顿跳动的器官，高速扫描，加上心电门控，大大减少了心脏跳动所致的伪影，使心脏CT断层图像的质量有很大提高。冠状动脉钙化是冠状动脉硬化的一个标志，EBCT能检测出冠状动脉的钙盐沉积，测量出钙化的面积和密度，并以此作为评分，来估价冠状动脉的硬化程度；还可以发现早期的冠状动脉的钙盐沉积，提醒临床医生注意，并能随访这些钙化的面积和密度改变。冠状动脉钙化与冠状动脉狭窄、冠状动脉硬化斑块呈正相关性，但在预测明显狭窄时，显示中等的敏感性和较低的特异性。特别是对于老年组病人，依冠状动脉钙化评分来判断冠状动脉狭窄的程度仍然有限度。EBCT冠状血管造影与常规血管造影的对照研究显示，其对冠状动脉狭窄(≥50)的敏感性达80%，特异性为86%。心脏EBCT还可以用来测量心功能、射血分数、室壁运动异常等，增强扫描可显示急性心肌梗死的低密度、心腔内血栓形成及冠脉搭桥血管再通情况[1-5]。
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随着MR硬件和软件技术的发展，心脏的MR成像技术由研究阶段走向临床应用阶段。磁体的设计有了新的改进，用钢和铝的混合体，减轻了重量，使磁体短而内孔大。其主要指标如磁场均匀性有了很大提高，它的一致性、均匀性保证了平面回波、相位对比、压脂肪技术及三维快速梯度回波的快速成像和图像质量。保证有效地减少运动伪影，迅速完成快速扫描。磁场的均匀度用ppm(10-6)表示。另一个特性是运用了超导匀场技术，使磁场的稳定性增加，因为心脏磁共振检查需要快速检查序列，而这些序列都需要在极短时间启动梯度场和射频，消耗大量能量，会造成温度变化，使磁场的均匀性漂移。超导匀场避免了温度影响，保证了磁场稳定性[6]。
梯度场的性能是获取快速运动器官的高质量图像的重要条件，对心脏检查，梯度场由从前的23 mT、25 mT到目前的40 mT，而切换率(slew rate)增大至150 mT，甚至220 mT.M-1.ms-1。最新设计的专门用于心脏的相阵控线圈，提高了信噪比和空间分辨率。
, 百拇医药
除硬件的改进之外，还产生了一些新的脉冲序列。2倍或3倍翻转快速回波(IRFSE)心电门控技术，能抑制脂肪和血液信号，提供清楚的解剖图像，观察心脏和主动脉结构，又称黑血技术。另外一个序列是用心电门控技术和快速梯度回波，又称快速电影(FAST cine)即为白血技术，1次屏气，完成1个心动周期的多个层面的图像，既可以观察解剖又能评估心功能，常用于心肌病、瓣膜反流，也用来显示室壁运动。快速梯度序列回波链技术(FAST card)也是心电门控技术的一种，由回波链读出，每100 ms可采集1个图像，用于研究心脏灌注成像及负荷灌注成像，屏气12～16 s即可完成。可以完整地观察心脏的收缩期和舒张期，并且可以动态显示瓣膜的状态、三尖瓣和二尖瓣的返流、室间隔缺损等。快速采集使心脏的MR透视得以实现[6]。
急性心肌梗死主要表现为梗死部位在T2WI上呈高信号。动物实验研究表明，注射对比剂后可逆性损害心肌的MR弛豫时间无明显变化，不产生异常增强信号，而非可逆性损害的心肌显示异常增强[7]。慢性心肌梗死，由于纤维瘢痕形成，水分减少，则T1WI和T2WI均显示信号下降。局部室壁变薄，甚至形成室壁瘤，伴有反向运动或无运动。MRI可显示室壁瘤的部位、大小、有无血栓形成[6-8]。用网格标记(tagging)技术可准确检测梗死的部位，心脏MR电影可观测双侧心室体积、射血分数、二尖瓣返流等[6,8]。
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MR的一大优势在于可以做无创性的冠状动脉血管造影[8,9]。特别是近年来梯度场强的增加，可达40 ms，切换率大幅度提高，新型相阵控线圈应用、高速螺旋K空间轨道采集，新的磁共振对比剂增强、导航技术抑制呼吸运动所致的伪影等，这些新技术使冠状动脉血管造影的空间分辨率达0.5 mm[8]。能使MR血管造影显示冠状动脉狭窄的敏感性达81%。显示冠状动脉的长度:左主支(15±3) mm；左前降支(105±12) mm；左回旋支(44±6) mm；右冠状动脉(110±41) mm[10,11]。还可用相位血流测量法来测量冠状动脉的血流储备， 它可能是早期冠状动脉硬化性心脏病的指征，也是血管灌注和心脏功能数据。冠状动脉的MR血管造影还可用来观察搭桥血管的阻塞或通畅[12,13]。
用药物多巴酚丁胺(Dobutamine)负荷观察心肌功能储备，通过休息状态和药物负荷下，用MRI对比剂来测量心肌的灌注储备都在研究之中，这也是MRI检查冠心病的优势[3,6]。用代谢产物肌酸和钠成像来评价心功能也有一定进展。运用MR技术测定电子激活通路，可以提高心房纤颤和其他心律失常的治疗成功率。血管内导管携带微线圈与MR透视结合，实时观察血管状况是最新的MR介入研究之一，这些都是令人鼓舞的新进展。相信不久的将来，MR可能成为冠心病的一项常规检查。
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参考文献
1，Stanford W. Noninvasive imaging of the coronary arteries. Radiology, 1998,209(Suppl):22.
2，戴汝平，白桦，吕滨，等. 超高速CT在心血管疾病诊断中的应用. 中华放射学杂志， 1997，31：81-85.
3，张少雄，戴汝平，吕滨，等. 冠状动脉钙化超高速CT检查与冠状动脉造影的对比研究. 中华放射学杂志， 1997，31：388-391.
4，Moshage WE, Achenbach S, Seese B, et al. Coronary artery stenoses: three-dimensional imaging with electrocardiographically triggered, contrast agent-enhanced, electron- beam CT. Radiology, 1995,196:707-714.
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5，Rumberger JA, Siemons B, Fitzpatrick LA, et al. Coronary artery calcium area by electron-beam computed tomography and coronary atherosclerotic plaque area: a histopathologic correlative study. Circulation, 1995, 92: 2157-2162.
6，Link KM, Zerhouni EA. Cardiac imaging. In: Potchen EJ,Haacke EM,Siebert JE, eds. Magnetic resonance angiography. St Louis: Mosby, 1993.573-594.
7，高元桂，蔡幼铨，蔡祖龙,主编.磁共振成像诊断学.北京：人民军医出版社，1993.446.
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8，Pettigrew RT. Coronary artery disease assessed with MR and CT: at which shop to shop. Radiology, 1998,209(Suppl):123.
9，Van Geuns RJ, Rotterdam, Wielopolski PA, et al. MR coronary angiography, breath hold volume coronary angiography with target volume(VCATS) compare with a respiratory gated technique. Radiology, 1998,209(Suppl):304.
10，Sandstede JJ, Pabst T, Beer M, et al. Three-dimensional MR coronary angiography using the navigator technique compared with a conventional coronary angiography. AJR, 1999,172:135-139.
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11，McConnell MV, Khasgiwala VC, Savord BJ, et al. Comparison of respiratory suppression methods and navigator locations for MR coronary angiography. AJR, 1997,168:1369-1375.
12，Kalden P, Kreitner KF, Wittlinger T, et al. Assessment of coronary artery bypass grafts: value of different breath-hold MR imaging techniques. AJR,1999,172:1359-1364.
13，Galjee MA, van Rossum AC, Doesburg T, et al. Value of magnetic resonance imaging in assessing patency and function of coronary artery bypass grafts: an angiographically controlled study. Circulation, 1996,93: 660-666.
(收稿日期:1999-08-23), http://www.100md.com
单位：100036北京,解放军空军总医院磁共振科
关键词：
中华放射学杂志000620 过去的20余年，冠心病的影像学诊断有了很大发展。常用的方法有普通X线胸片、心电图、心动超声图、心脏核素扫描、心脏导管造影、血管内超声和CT、MRI检查等。这些技术之中，有些是检查心脏形态、结构，有些用于功能检查，有的则是针对冠状动脉血管有无狭窄、阻塞。电子束CT(EBCT)以及多层螺旋CT和MRI检查心血管疾病可能成为21世纪医学影像技术的一个热点[1]。
目前，应用广泛的无创性检查为心电图、心动超声图、心脏核素扫描(锝或铊)以及相应的负荷实验，而这些检查常常在冠状动脉有明显狭窄时才出现阳性变化。“金标准”仍然是冠状动脉造影术，它是创伤性检查，可以清楚显示心脏冠状动脉硬化造成的血管内腔不规则、狭窄，并且可做介入治疗，如球囊扩张、或(和)放置血管内支架。但是，如果硬化斑块位于血管的管壁内，没有改变管腔的形态，则可能漏诊。血管内超声是近年开展起来的一项新技术，它是在心导管的顶端放置一个超声探头，即换能器，发出超声波，探测冠状动脉的管壁，能发现有钙化和无钙化的动脉硬化斑块。用EBCT和螺旋CT来检查冠状动脉硬化已经有了一些研究[1-3]。EBCT又称超高速CT，50 ms内即可采集1幅图像。螺旋CT有很快的连续扫描速度，1998年推出多层面螺旋CT，每层部分扫描时间为300 ms。心脏是不停顿跳动的器官，高速扫描，加上心电门控，大大减少了心脏跳动所致的伪影，使心脏CT断层图像的质量有很大提高。冠状动脉钙化是冠状动脉硬化的一个标志，EBCT能检测出冠状动脉的钙盐沉积，测量出钙化的面积和密度，并以此作为评分，来估价冠状动脉的硬化程度；还可以发现早期的冠状动脉的钙盐沉积，提醒临床医生注意，并能随访这些钙化的面积和密度改变。冠状动脉钙化与冠状动脉狭窄、冠状动脉硬化斑块呈正相关性，但在预测明显狭窄时，显示中等的敏感性和较低的特异性。特别是对于老年组病人，依冠状动脉钙化评分来判断冠状动脉狭窄的程度仍然有限度。EBCT冠状血管造影与常规血管造影的对照研究显示，其对冠状动脉狭窄(≥50)的敏感性达80%，特异性为86%。心脏EBCT还可以用来测量心功能、射血分数、室壁运动异常等，增强扫描可显示急性心肌梗死的低密度、心腔内血栓形成及冠脉搭桥血管再通情况[1-5]。
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随着MR硬件和软件技术的发展，心脏的MR成像技术由研究阶段走向临床应用阶段。磁体的设计有了新的改进，用钢和铝的混合体，减轻了重量，使磁体短而内孔大。其主要指标如磁场均匀性有了很大提高，它的一致性、均匀性保证了平面回波、相位对比、压脂肪技术及三维快速梯度回波的快速成像和图像质量。保证有效地减少运动伪影，迅速完成快速扫描。磁场的均匀度用ppm(10-6)表示。另一个特性是运用了超导匀场技术，使磁场的稳定性增加，因为心脏磁共振检查需要快速检查序列，而这些序列都需要在极短时间启动梯度场和射频，消耗大量能量，会造成温度变化，使磁场的均匀性漂移。超导匀场避免了温度影响，保证了磁场稳定性[6]。
梯度场的性能是获取快速运动器官的高质量图像的重要条件，对心脏检查，梯度场由从前的23 mT、25 mT到目前的40 mT，而切换率(slew rate)增大至150 mT，甚至220 mT.M-1.ms-1。最新设计的专门用于心脏的相阵控线圈，提高了信噪比和空间分辨率。
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除硬件的改进之外，还产生了一些新的脉冲序列。2倍或3倍翻转快速回波(IRFSE)心电门控技术，能抑制脂肪和血液信号，提供清楚的解剖图像，观察心脏和主动脉结构，又称黑血技术。另外一个序列是用心电门控技术和快速梯度回波，又称快速电影(FAST cine)即为白血技术，1次屏气，完成1个心动周期的多个层面的图像，既可以观察解剖又能评估心功能，常用于心肌病、瓣膜反流，也用来显示室壁运动。快速梯度序列回波链技术(FAST card)也是心电门控技术的一种，由回波链读出，每100 ms可采集1个图像，用于研究心脏灌注成像及负荷灌注成像，屏气12～16 s即可完成。可以完整地观察心脏的收缩期和舒张期，并且可以动态显示瓣膜的状态、三尖瓣和二尖瓣的返流、室间隔缺损等。快速采集使心脏的MR透视得以实现[6]。
急性心肌梗死主要表现为梗死部位在T2WI上呈高信号。动物实验研究表明，注射对比剂后可逆性损害心肌的MR弛豫时间无明显变化，不产生异常增强信号，而非可逆性损害的心肌显示异常增强[7]。慢性心肌梗死，由于纤维瘢痕形成，水分减少，则T1WI和T2WI均显示信号下降。局部室壁变薄，甚至形成室壁瘤，伴有反向运动或无运动。MRI可显示室壁瘤的部位、大小、有无血栓形成[6-8]。用网格标记(tagging)技术可准确检测梗死的部位，心脏MR电影可观测双侧心室体积、射血分数、二尖瓣返流等[6,8]。
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MR的一大优势在于可以做无创性的冠状动脉血管造影[8,9]。特别是近年来梯度场强的增加，可达40 ms，切换率大幅度提高，新型相阵控线圈应用、高速螺旋K空间轨道采集，新的磁共振对比剂增强、导航技术抑制呼吸运动所致的伪影等，这些新技术使冠状动脉血管造影的空间分辨率达0.5 mm[8]。能使MR血管造影显示冠状动脉狭窄的敏感性达81%。显示冠状动脉的长度:左主支(15±3) mm；左前降支(105±12) mm；左回旋支(44±6) mm；右冠状动脉(110±41) mm[10,11]。还可用相位血流测量法来测量冠状动脉的血流储备， 它可能是早期冠状动脉硬化性心脏病的指征，也是血管灌注和心脏功能数据。冠状动脉的MR血管造影还可用来观察搭桥血管的阻塞或通畅[12,13]。
用药物多巴酚丁胺(Dobutamine)负荷观察心肌功能储备，通过休息状态和药物负荷下，用MRI对比剂来测量心肌的灌注储备都在研究之中，这也是MRI检查冠心病的优势[3,6]。用代谢产物肌酸和钠成像来评价心功能也有一定进展。运用MR技术测定电子激活通路，可以提高心房纤颤和其他心律失常的治疗成功率。血管内导管携带微线圈与MR透视结合，实时观察血管状况是最新的MR介入研究之一，这些都是令人鼓舞的新进展。相信不久的将来，MR可能成为冠心病的一项常规检查。
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参考文献
1，Stanford W. Noninvasive imaging of the coronary arteries. Radiology, 1998,209(Suppl):22.
2，戴汝平，白桦，吕滨，等. 超高速CT在心血管疾病诊断中的应用. 中华放射学杂志， 1997，31：81-85.
3，张少雄，戴汝平，吕滨，等. 冠状动脉钙化超高速CT检查与冠状动脉造影的对比研究. 中华放射学杂志， 1997，31：388-391.
4，Moshage WE, Achenbach S, Seese B, et al. Coronary artery stenoses: three-dimensional imaging with electrocardiographically triggered, contrast agent-enhanced, electron- beam CT. Radiology, 1995,196:707-714.
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5，Rumberger JA, Siemons B, Fitzpatrick LA, et al. Coronary artery calcium area by electron-beam computed tomography and coronary atherosclerotic plaque area: a histopathologic correlative study. Circulation, 1995, 92: 2157-2162.
6，Link KM, Zerhouni EA. Cardiac imaging. In: Potchen EJ,Haacke EM,Siebert JE, eds. Magnetic resonance angiography. St Louis: Mosby, 1993.573-594.
7，高元桂，蔡幼铨，蔡祖龙,主编.磁共振成像诊断学.北京：人民军医出版社，1993.446.
, http://www.100md.com
8，Pettigrew RT. Coronary artery disease assessed with MR and CT: at which shop to shop. Radiology, 1998,209(Suppl):123.
9，Van Geuns RJ, Rotterdam, Wielopolski PA, et al. MR coronary angiography, breath hold volume coronary angiography with target volume(VCATS) compare with a respiratory gated technique. Radiology, 1998,209(Suppl):304.
10，Sandstede JJ, Pabst T, Beer M, et al. Three-dimensional MR coronary angiography using the navigator technique compared with a conventional coronary angiography. AJR, 1999,172:135-139.
, 百拇医药
11，McConnell MV, Khasgiwala VC, Savord BJ, et al. Comparison of respiratory suppression methods and navigator locations for MR coronary angiography. AJR, 1997,168:1369-1375.
12，Kalden P, Kreitner KF, Wittlinger T, et al. Assessment of coronary artery bypass grafts: value of different breath-hold MR imaging techniques. AJR,1999,172:1359-1364.
13，Galjee MA, van Rossum AC, Doesburg T, et al. Value of magnetic resonance imaging in assessing patency and function of coronary artery bypass grafts: an angiographically controlled study. Circulation, 1996,93: 660-666.
(收稿日期:1999-08-23), http://www.100md.com