Магнитно-резонансная томография сердца

В этой статье описана роль МРТ сердечно-сосудистой системы в современной клинической кардиологии, а также широко применяющиеся для обследования сердечно-сосудистой системы методы. Благодаря последним проводят исследования анатомического строения и функции органов сердечно-сосудистой системы, кровообращения, объема и массы желудочков, патологии миокарда и реакции их на нагрузку.

Изначально МРТ использовалась для оценки анатомического строения сердечно-сосудистой системы, в том числе для изучения крупных сосудов, врожденных пороков сердца, структуры перикарда и миокарда, но позднее появилась необходимость исследования для выявления заболеваний миокарда. Это открыло новые направления в изучении возникновения ИМ и прогноза для жизни при ИБС, а также фенотипирования при кардиомиопатии с различным распределением очагов поражения. Сейчас при помощи данной технологии исследуется прогностическое значение фиброза миокарда. По сравнению с вентрикулографией с нагрузкой МРТ становится все чаще используемым методом для оценки ишемии. Особенно привлекательной является визуализация перфузии миокарда, обладающая высокой разрешающей способностью при отсутствии рентгеновской нагрузки на пациента. МРТ в настоящее время идеально подходит и для визуализации сосудов сердца, даже при коронаротромбозах. Исследования при ОКС с использованием новых методов диагностики позволяют оценить зоны риска при визуализации ранних изменений стенок сосудов на начальных стадиях атеросклероза. Применение МРТ нашло свое применение и в кардиохирургии. Но вопрос о том, может ли МРТ заменить рутинные рентгенологические методы, остается открытым.

Основные принципы

Целью этого обзора является упрощение понимания использования МРТ в кардиологии.

Магнитный резонанс зависит от взаимодействия между некоторыми атомами и радиоволнами в присутствии магнитного поля. В клинической практике визуализация практически выполняется только при использовании водорода, в изобилии находящегося в воде и жирах. Небольшое избыточное количество атомов водорода выравнивается в магнитном поле и может быть возбуждено резонансной частотой радиоволн (63 МГц с анализатором на 1,5 Тесла). После импульса возбуждения упорядоченная структура намагничивания распадается (релаксация) и выделяется энергия как радиосигнал (эхо-сигнал). Сложное оборудование преобразовывает этот эхо-сигнал в изображения, которые представляют собой схему проекций радиосигналов. Контрастность ткани зависит от времени задержки от периода возбуждения до считывания сигнала (время эхо-сигнала; TE) и времени между импульсом радиоволн (время повтора; TR). Встречаются два типа релаксации, известные как Т1 и Т2. Они сильно различаются между разными тканями. У анализатора МРТ имеется магнит, обладающий сверхпроводимостью, градиенты проводящие электрические импульсы и обеспечивающие дополнительные непостоянные магнитные поля, радиочастотный передатчик и приемник, связанные с радио катушками для передачи и получения радиосигналов, а также компьютер. Изображения сформированы с использованием ЭКГ как пускового механизма.

Сканер на основе координированных действий множественных индивидуальных процессов создает изображения и управляет этим "оркестром" с получением последовательности просмотра. Компоненты последовательности включают подготовительный импульс (оценивает контрастность между тканями), импульс возбуждения (ограничивает область возбуждения), градиент и импульс намагниченности (формирование эхо - отображения) и считывание сигнала (сбор данных). Последовательности спин - эхо дают анатомические изображения с венозной кровью, а последовательности градиент - эхо дают повторы изображения. Предимпульс восстановления инверсии ценен для диагностики инфаркта, так как имеет высокоинтенсивный сигнал на Т1. Считывание сигнала при МРТ обычно достаточно быстрое для того, чтобы получить изображение при задержке дыхания, а также более быстрые методы включают резкое падение угла сканирования (FLASH), устойчивое состояние со свободной прецессией (SSFP), спиралью и эхопланарным отображением (EPI). Скорость записи отображает каждый пиксель в изображении именно как скорость, а не как величину сигнала. Это используется для измерения скорости и потока путем внедрения продукта в течение долгого времени при средней скорости в сосуде и его поперечного сечения. Для коронарной МРТ эхонавигатор используется, чтобы исправить артефакты от движения диафрагмы при дыхании во время исследования. МРТ - ангиография визуализирует полость сосуда после в/в инъекции, основанной на введении гадолиния как контрастного вещества. Последовательность, названная сечением и измеряющая сокращение миокарда, визуализируется в диастоле.

Безопасность МРТ превосходит и выгодно отличается в сравнении с рентгеновскими методами исследования. Однако при МРТ могут встречаться свои проблемы. Так, предметы, являющиеся ферромагнетиками, могут притягиваться к магниту, становясь движущимися снарядами, и, следовательно, быть потенциально опасными для пациента. Проблемными предметами являются ножницы, шприцы и кислородные баллоны. Поэтому правила безопасности должны быть строго соблюдены. Второй проблемой являются медицинские имплантаты и электронные устройства. Большинство металлических имплантатов реагируют на магнитное поле, включая все протезы клапанов сердца и коронарные стенты, а также ортопедические имплантаты. Могут вызывать проблемы и некоторые цереброваскулярные зажимы, поэтому для этих пациентов требуется совет специалиста по неврологии о возможности проведения МРТ. Высокое магнитное поле может воздействовать на устройства электроники, такие как кардиостимуляторы. Кроме того, стимулирующие провода могут взаимодействовать с радиочастотными волнами и значительно нагреваться. Наличие этих приборов является противопоказанием для проведения МРТ. Хотя недавно проведенные исследования показали, что у больных с кардиостимуляторами при особых обстоятельствах МРТ может быть безопасной. Также были одобрены совместимые с МРТ кардиостимуляторы, которые прошли клиническое испытание.

Морфологические и функциональные показатели

МРТ является высокоточным методом в определении параметров, используемых для характеристики кардиальных функций миокарда (таких как объемы желудочков, фракции выброса), массы желудочков и диаметра крупных сосудов. МРТ независима от акустических интервалов, которые могут ограничить ЭхоКГ, и получает изображения в параллельных плоскостях, осуществляющих анализ последовательности данных, свободных от ошибок, вызванных наложением плоскостей, что является источником многих неточностей при перекрестной ЭхоКГ. Возможность последовательного повторения МРТ выше, чем у ЭхоКГ. Это делает ее идеальным инструментом для динамического обследования пациентов в течение длительного времени, минимизирует время при исследовании эффектов применения препаратов, влияющих на функции сердца при СН или артериальной гипертензии.

Хотя определить объемы желудочков при помощи МРТ и 2D - методики, применяемой в ЭхоКГ, возможно, предпочтительно использовать 3D - метод, при котором нет необходимости делать геометрические предположения. Из-за образования последовательности визуализации изображений коротких осей, объемы и масса ЛЖ измерены для каждой части и суммированы для всего желудочка (правило Симпсона). Доступны полу - автоматические методы, минимизирующие время анализа и автоматически коррелирующие плоскость вершины сигнала клапана между диастолой и систолой. Поскольку количественная информация относительно функциональной способности обоих желудочков необходима практически для всех пациентов, в большинстве центров МРТ обычно используется вертикальная осевая плоскость, покрывающая оба желудочка в единой форме отображения. Поскольку ПЖ более неправильной формы, чем ЛЖ, единственным обоснованным подходом для того, чтобы количественно определить объемы ПЖ, является использование дополнения к методу Симпсона. У пациентов заболевания часто вовлекают ПЖ, поэтому МРТ оказывается очень полезным.

Высокая точность МРТ для измерений объемов желудочков позволяет корректировать и несердечные факторы, влияющие на обычные объемы измерений. Они включают площадь поверхности тела (влияющая в самом простом приближении на вычисления отклонения массы тела), пол и возраст. Нормальные объемы и графики были изданы для ЛЖ и ПЖ. Они показывают значительные воздействия всех трех некардиальных переменных для сердечных объемов и функции, за исключением фракции изгнания, у которой нет никакой значимой зависимости от площади поверхности тела. Это, по-видимому, потому, что эффекты тела обследуемых уравновешены эффектами воздействия на КДО и КСО. Нормальные показатели для сердечных объемов и функций оказались особенно полезными в исследовании ранних стадий кардиомиопатии и плановых обследований пациентов с СН для того, чтобы оценить динамику эффективность лечения.

Исследование регионального движения стенки сильно облегчено высококачественной визуализацией, полученной у большинства пациентов при использовании киноповтора устойчивого состояния со свободной прецессией. Расстройства движения стенки лучше заметны, и оценить их можно с большей точностью по сравнению с ЭхоКГ. Могут быть получены важные параметры, такие как регионарная толщина и утолщение стенки. Однако качество изображения зависит от способности пациента задерживать дыхание и нарушений сердечного ритма. Использованием миокардиальных методов маркировки, деформации маркировочной сети обеспечивается оценка сердечного напряжения, ротации и растяжения. Полагают, что для различия нормального миокарда и миокарда с нарушенной функцией применение 2D - анализа даже лучше, чем измерение утолщения стенки. Хотя миокардиальная маркировка обеспечивает новые возможности изучения сердечной физиологии, она в настоящее время редко используется в клинической практике. Исследование при МРТ функции миокарда должно применяться тогда, когда качество ЭхоКГ снижается из-за факторов, связанных с пациентом. Кроме того, МРТ с высоким качеством изображения должна использоваться при несоответствии между клиническими данными и эхокардиограммой.