兒童冠狀動(dòng)脈MRI研究進(jìn)展

伏 川，郭應(yīng)坤，李學(xué)勝，文凌儀*

(1.四川大學(xué)華西第二醫(yī)院放射科，四川 成都 610041；2.出生缺陷與相關(guān)婦兒疾病教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，四川 成都 610041)

冠狀動(dòng)脈疾病是指先天性或后天性病因引起的冠狀動(dòng)脈異常性疾病，兒童期雖不多見(jiàn)，但如未能妥善診治，可發(fā)展為缺血性心肌病、心肌梗死甚至猝死。早期診斷、合理治療可改善患兒預(yù)后。目前國(guó)內(nèi)外指南[1-2]推薦評(píng)價(jià)冠狀動(dòng)脈的影像學(xué)方法包括CT血管造影(CT angiography， CTA)、超聲心動(dòng)圖、MR血管成像(MR angiography， MRA)，國(guó)內(nèi)相關(guān)研究主要集中于CTA[3-4]，而MRA用于兒童冠狀動(dòng)脈影像學(xué)檢查具有一定優(yōu)勢(shì)。本文對(duì)冠狀動(dòng)脈MRA用于兒童的研究進(jìn)展進(jìn)行綜述。

1 冠狀動(dòng)脈MR成像

冠狀動(dòng)脈 MR成像包括冠狀動(dòng)脈MRA和管壁成像。MRA無(wú)需對(duì)比劑即可評(píng)價(jià)冠狀動(dòng)脈解剖結(jié)構(gòu)、管腔狹窄或擴(kuò)張等；管壁成像主要用于評(píng)價(jià)冠狀動(dòng)脈管壁厚度及斑塊形成情況，針對(duì)兒童的相關(guān)研究較少。

1.1 冠狀動(dòng)脈MRA 冠狀動(dòng)脈管徑細(xì)小而走行紆曲，且心臟和呼吸運(yùn)動(dòng)易影響MRA質(zhì)量，MRA檢查需要空間分辨率足夠高，掃描覆蓋整個(gè)心臟，且冠狀動(dòng)脈與周?chē)M織之間存在高對(duì)比度等條件， 才能充分顯示冠狀動(dòng)脈[5]。目前臨床常用自由呼吸下全心掃描獲取冠狀動(dòng)脈MRA，其圖像質(zhì)量主要受呼吸門(mén)控和運(yùn)動(dòng)校正、心電門(mén)控及設(shè)備和掃描序列等因素的影響。

1.1.1 呼吸門(mén)控和運(yùn)動(dòng)校正 為實(shí)現(xiàn)覆蓋全心，完成1次冠狀動(dòng)脈MRA需掃描數(shù)分鐘。目前臨床采用導(dǎo)航門(mén)控技術(shù)監(jiān)測(cè)膈肌運(yùn)動(dòng)，以提取自由呼吸狀態(tài)下心臟相對(duì)靜止時(shí)期的數(shù)據(jù)，主要缺點(diǎn)是采集時(shí)間長(zhǎng)、對(duì)技師經(jīng)驗(yàn)依賴(lài)性大。近年新的導(dǎo)航技術(shù)如自導(dǎo)航(self-navigation， SN)和基于圖像的導(dǎo)航(image-based navigation， iNAV)技術(shù)問(wèn)世，用于兒童可直接評(píng)估心臟位移并加以校正、補(bǔ)償或提高掃描效率和空間分辨率[6-9]。

1.1.2 心電門(mén)控 冠狀動(dòng)脈隨心臟搏動(dòng)而不斷運(yùn)動(dòng)，心電門(mén)控可使數(shù)據(jù)采集與心動(dòng)周期同步，并調(diào)整到冠狀動(dòng)脈運(yùn)動(dòng)最少的周期[10]。為確定心動(dòng)周期中的數(shù)據(jù)采集窗，可利用MR電影成像觀察冠狀動(dòng)脈運(yùn)動(dòng)，通常觀察右側(cè)冠狀動(dòng)脈運(yùn)動(dòng)最為緩慢的期相，以確定合適的觸發(fā)延遲時(shí)間。

1.1.3 設(shè)備和掃描序列 1.5T MR儀常使用穩(wěn)態(tài)自由進(jìn)動(dòng)(steady-state free-precession， SSFP)序列進(jìn)行冠狀動(dòng)脈MRA。隨著3.0T MR儀的臨床普及，SSFP序列用于冠狀動(dòng)脈MRA面臨挑戰(zhàn)。3.0T 場(chǎng)強(qiáng)可提供更高的信噪比(signal noise ratio， SNR)，但會(huì)增加偏共振效應(yīng)，影響SSFP成像效果，故多采用快速小角度激發(fā)(fast low angled shot， FLASH)梯度回波序列。多通道表面線圈可優(yōu)化采集范圍內(nèi)不同部位信號(hào)接收，利用多線圈并行采集敏感性編碼技術(shù)可有效降低噪音，提高SNR并縮短掃描時(shí)間[11]。

1.1.4 其他 考慮到冠狀動(dòng)脈周?chē)募『托陌?，為提高?duì)比度，冠狀動(dòng)脈MRA常需要在采集數(shù)據(jù)前進(jìn)行準(zhǔn)備脈沖掃描，包括脂肪抑制和T2準(zhǔn)備脈沖。脂肪抑制可采用短T1反轉(zhuǎn)恢復(fù)(short T1 inversion recovery， STIR)或頻率飽和反轉(zhuǎn)恢復(fù)(spectral fat-saturation inversion recovery， SPIR)脈沖[5]。BASYIAANSEN等[12]研發(fā)了新型脂肪抑制脈沖——脂質(zhì)不敏感二項(xiàng)失諧激發(fā)(lipid insensitive binomial off resonant excitation， LIBRE)，并將其成功用于冠狀動(dòng)脈MRA。T2準(zhǔn)備序列可抑制心肌信號(hào)及心外膜靜脈中的靜脈血流信號(hào)[5]。

1.2 管壁成像 兒童冠狀動(dòng)脈管壁厚度僅0.2～0.6 mm[13]，因此管壁成像要求空間分辨率更高、控制呼吸和心臟搏動(dòng)更為嚴(yán)格。不同于冠狀動(dòng)脈MRA，進(jìn)行冠狀動(dòng)脈管壁成像時(shí)需抑制管腔內(nèi)血流信號(hào)，以凸顯管壁和心肌組織，多采用快速自旋回波、梯度回波或SSFP序列[14-15]。

2 兒童冠狀動(dòng)脈MRA的難點(diǎn)及注意事項(xiàng)

檢查兒童冠狀動(dòng)脈時(shí)，除面對(duì)技術(shù)挑戰(zhàn)外，還需考慮兒童不同于成人的生理和心理特點(diǎn)。相比成人，兒童對(duì)于檢查的配合度低，而心率和呼吸頻率快，掃描過(guò)程中需最大程度減少全身、心臟和呼吸運(yùn)動(dòng)的干擾。另外，兒童體型較小，為獲得與成人相當(dāng)?shù)膱D像質(zhì)量，需要更高的空間分辨率。學(xué)齡期以上兒童多可在檢查過(guò)程中保持靜止，并遵循醫(yī)務(wù)人員指令；但對(duì)新生兒、嬰兒、幼兒及發(fā)育遲緩的兒童，則不得不加以干預(yù)，以減少運(yùn)動(dòng)干擾。對(duì)于6月齡以下的嬰兒，可在自然睡眠期間進(jìn)行掃描，但較難掌控。以藥物誘導(dǎo)深度鎮(zhèn)靜及全身麻醉下氣管插管和機(jī)械通氣均可作為干預(yù)選擇[16]，應(yīng)結(jié)合年齡、配合度、家屬對(duì)干預(yù)措施的接受程度以及掃描方案所需時(shí)間等進(jìn)行綜合考量，評(píng)價(jià)風(fēng)險(xiǎn)及獲益程度；同時(shí)需結(jié)合回顧性心電門(mén)控和分段采集心臟收縮末期或舒張中期數(shù)據(jù)，以減少心臟和呼吸運(yùn)動(dòng)干擾。由于冠狀動(dòng)脈MRA檢查時(shí)間相對(duì)較長(zhǎng)，通常在自由呼吸下進(jìn)行掃描，常利用膈肌導(dǎo)航回波監(jiān)測(cè)選取圖像重建，而新型SN和iNAV技術(shù)也已逐漸用于兒童冠狀動(dòng)脈MRA[4-5]。

3 臨床研究進(jìn)展

目前國(guó)際指南[2]關(guān)于兒童冠狀動(dòng)脈 MRA的適應(yīng)證包括疑診冠狀動(dòng)脈先天解剖異常、冠狀動(dòng)脈瘺、涉及冠狀動(dòng)脈的先天性心臟病術(shù)后、經(jīng)皮肺動(dòng)脈瓣置換術(shù)前及血管炎(川崎病、大動(dòng)脈炎或心臟移植術(shù)后)患兒等。

3.1 先天異常 冠狀動(dòng)脈先天異常在所有人群中的發(fā)病率約0.21%～5.79%[17]，部分先天性心臟病也可合并冠狀動(dòng)脈異常。正確評(píng)價(jià)冠狀動(dòng)脈起源和走行有利于診斷疾病、術(shù)前制定手術(shù)方案及術(shù)后隨訪[18]。GIORGI等[19]于2002年報(bào)道采用冠狀動(dòng)脈MRA評(píng)價(jià)兒童先天異常。近年研究不斷加深、拓展，已從最初的病案報(bào)道、可行性研究到驗(yàn)證對(duì)比研究。TANGCHAROEN等[20]采用1.5T MR儀觀察100例先天性心臟病患兒(2個(gè)月～11歲)的冠狀動(dòng)脈，發(fā)現(xiàn)對(duì)4個(gè)月以上患兒MRA成功率達(dá)88%，79%圖像質(zhì)量可達(dá)到診斷要求，且其描述的冠狀動(dòng)脈走行和起源與手術(shù)結(jié)果一致。MONNEY等[21]采用新型SN技術(shù)，以冠狀動(dòng)脈MRA評(píng)價(jià)105例平均年齡為(23±12)歲的先天性心臟病患者，90%圖像達(dá)到診斷要求，使用對(duì)比劑后94%圖像達(dá)到診斷要求，且于成人和兒童所獲圖像質(zhì)量相似。MAHANI等[6]分別采用CTA與應(yīng)用SN技術(shù)的冠狀動(dòng)脈MRA 觀察21例疑診冠狀動(dòng)脈異常起源，發(fā)現(xiàn)MRA的陽(yáng)性預(yù)測(cè)值為96%，敏感度92%，二者識(shí)別左側(cè)冠狀動(dòng)脈主干差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。VELASCO FORTE等[7]采用iNAV技術(shù)行冠狀動(dòng)脈MRA，各向同性分辨率達(dá)1.3 mm，于40名3個(gè)月～17歲兒童所獲圖像質(zhì)量較膈肌導(dǎo)航MRA差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義甚或更高，而掃描時(shí)間明顯減少。目前MRA已可準(zhǔn)確評(píng)價(jià)兒童冠狀動(dòng)脈走行，但用于嬰兒仍存在一定難度。

3.2 后天異常 引起兒童冠狀動(dòng)脈后天異常的疾病有川崎病、大動(dòng)脈炎、家族性高膽固醇血癥及與成人相似的冠狀動(dòng)脈粥樣硬化性心臟病等。MR用于兒童冠狀動(dòng)脈后天異常的研究較少，其中以川崎病累及冠狀動(dòng)脈的研究相對(duì)較多。川崎病可累及全身中動(dòng)脈，尤其是冠狀動(dòng)脈，引起管腔擴(kuò)張或狹窄閉塞、形成動(dòng)脈瘤或血栓，是兒童冠狀動(dòng)脈后天異常的最常見(jiàn)原因[22]。GREIL等[23-24]等參考CTA，采用MRA評(píng)價(jià)川崎病患兒的冠狀動(dòng)脈，發(fā)現(xiàn)其發(fā)現(xiàn)CA瘤樣改變、狹窄和閉塞與CTA結(jié)果完全一致，而對(duì)冠狀動(dòng)脈瘤直徑和長(zhǎng)度的測(cè)量結(jié)果與CTA具有較高一致性。KIM等[25]對(duì)比川崎病患兒冠狀動(dòng)脈MRA與CTA，發(fā)現(xiàn)二者診斷價(jià)值無(wú)明顯差異，但CTA可顯示更多冠狀動(dòng)脈節(jié)段。隨著冠狀動(dòng)脈血管壁成像技術(shù)的發(fā)展，近年有學(xué)者[26]嘗試?yán)?D快速自旋回波黑血序列對(duì)川崎病患兒行冠狀動(dòng)脈血管壁成像，并與MRA結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，發(fā)現(xiàn)二者測(cè)量冠狀動(dòng)脈瘤內(nèi)徑具有較好的一致性。血管壁成像可顯示管壁病變，對(duì)探索川崎病及其他累及冠狀動(dòng)脈管壁疾病的早期影像學(xué)改變以及評(píng)價(jià)管壁重塑等具有一定價(jià)值。

4 不足與展望

盡管冠狀動(dòng)脈MRA可多參數(shù)、多序列及多平面成像，但較其他冠狀動(dòng)脈成像方法采集速度較慢、空間分辨率較低，易受患者年齡及心率等影響[27]，其臨床應(yīng)用在一定程度上受到限制。未來(lái)將繼續(xù)優(yōu)化已有序列，引進(jìn)更先進(jìn)的導(dǎo)航技術(shù)、圖像重建算法等，實(shí)現(xiàn)更高空間分辨率和更短的掃描時(shí)間。