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联心共振,守护童“心”:uAIFI平台助力儿童心脏磁共振精准快速检查
心脏磁共振(cardiac magnetic resonance,CMR)具有无创、无辐射以及多序列、多参数、任意平面成像等优势,是对心脏结构、功能、血流灌注及组织特征综合评估的强力手段。但在实际临床工作中,心脏磁共振成像面临着定位复杂、扫描时间长、后处理复杂等问题,而儿童心脏磁共振检查与成年人相比困难更多,今天我们将利用两例儿童心肌炎病例为大家介绍联影心脏磁共振解决方案的应用优势。
心肌炎是儿童非缺血性心肌病变中最常见的疾病之一,定义为心肌组织的炎症,可由多种病原体(病毒、细菌、螺旋体、原虫等)、过敏或自身免疫疾病、暴露于毒素和药物等原因引起。其主要病理生理改变为心肌水肿、心肌充血和毛细血管渗漏以及心肌坏死和纤维化。临床表现差异较大,常见症状包括胸痛、疲乏以及心动过速等。早期、及时地明确诊断对临床治疗及预后至关重要。

中华医学会儿科学分会心血管学组牵头撰写的《儿童心肌炎诊断建议(2018年版)》首次把心脏磁共振成像呈现典型心肌炎表现作为儿童心肌炎的一项主要临床诊断依据。CMR呈现典型心肌炎表现,指具备以下3项中至少2项,即路易斯湖标准:(1)提示心肌水肿,T2加权像显示局限性或弥漫性高信号;(2)提示心肌充血及毛细血管渗漏,T1加权像显示早期钆增强;(3)提示心肌坏死和纤维化,T1加权像显示至少1处非缺血区域分布的局限性晚期延迟钆增强(late gadolinium enhancement,LGE)。

随着磁共振技术的发展,定量参数成像如T1 mapping、T2 mapping、细胞外容积(extracellular volume,ECV)能明显提高CMR诊断心肌炎的敏感性。同年,美国心脏病学会杂志上发表的《非缺血性心肌炎症心血管磁共振检查专家共识》更新了路易斯湖标准,建议同时符合以下两个主要标准:基于T2的标准阳性(T2加权像或T2 mapping)和基于T1的标准阳性(LGE、T1 mapping或ECV)。

儿童心脏检查困境:

CMR检查作为心肌炎的主要临床诊断依据之一,已经成为心肌炎诊断与评估中常用的无创性检查方法。然而,在实际临床工作中,儿童CMR检查常常面临诸多困难,例如:(1)整个CMR检查耗时较长,传统CMR检查全流程大约需要1小时;(2)儿童在检查过程中呼吸配合欠佳,无法长时间地反复多次屏气,导致图像出现运动伪影;(3)后处理手动心功能分析耗费时间长,且数据主观性强,不能很好地重复利用;(4)传统的心脏线圈或者腹部线圈较厚重、可塑性差,无法较好贴合患儿身体,导致信噪比明显降低,同时患儿检查过程中舒适感不佳。以上困境需要有针对性的技术对其进行改进,从而实现快速高清儿童CMR成像,有效提高儿童心脏检查的成功率。


01技术优势与价值



为了改善儿童心脏磁共振成像检查,临床中常使用以下技术:

(1)光梭心脏电影成像uCS Cine:

可在一次屏气的时间内完成全心短轴电影成像,减少由于反复多次屏气带来的伪影,提高图像质量,大大提高了心脏成像的可行性。

(2)心脏黑血成像技术ACS T2W fs db:

FSE序列成像过程中,回波链长度对于图像对比度具有重要影响。传统黑血成像过程中为了能够实现屏气,通常采用较长的回波链,这使得该序列图像对比度变差、图像模糊,显然不利于发现心肌炎所导致的心肌水肿改变。

联影磁共振成像设备通过以人工智能AI为核心的多维度联合加速成像技术ACS应用于心脏FSE黑血序列,可实现单次屏气16s全心黑血成像;相比于传统序列,扫描时间更短,也能够实现更高分辨率的心肌黑血成像。

(3)一键式心功能智能分析:

CMR是左右心室功能评估的“金标准”,但是传统的CMR后处理需要医生手动进行心功能分析,耗费时间长且数据主观性强,不能很好地重复利用。联影的心功能智能分析能够全自动提取左、右心室轮廓,自动计算心功能参数,并自动得到牛眼图用于评估心肌厚度,很大程度上节省了心功能后处理分析的时间,同时能够保证分析结果的可重复性。

(4)超柔线圈SuperFlex Coil:

超柔线圈从线圈导环材质到包覆材质做了全面革新,非常地轻薄柔软,不需要绑带,能够轻松贴合在患儿体表。联影超柔线圈包括不同大小的型号,可以根据不同体型的患儿选择合适的线圈型号,有助于提高图像信噪比以及患儿检查舒适感。

02病例分享

病例一:

男性,12岁,因“发热、胸闷4天”入院,入院后查血清学指标高敏心肌肌钙蛋白I(hs-cTnI)升高(5305.9 pg/ml),肌酸激酶MB型同工酶(CK-MB)升高(9.8 ng/ml),心电图提示窦性心律不齐、偶发多源性早搏,EB病毒DNA测定明显升高。抗感染、丙球、激素治疗5天后患者症状好转,hs-cTnI(30.4 pg/ml)、CK-MB(0.3 ng/ml)恢复到正常水平,并行CMR检查(图1),三个月后复查CMR(图2)

图1病例一患者首次心脏磁共振检查图像所见:uCS Cine电影序列显示左心室增大,LVEF 67%,ACS黑血T2W fs db可见左心室侧壁、前间壁心肌水肿,T1 mapping提示左心室侧壁T1值升高(1300 ms),ECV提示左心室侧壁ECV值增高(36.2%),PSIR左心室侧壁广泛心外膜下及心肌中层强化,提示有心肌坏死/纤维化。自动化心功能分析结果表明相关参数在正常范围内。

图2 病例一患者治疗3个月后复查心脏磁共振成像所见:ACS黑血T2W fs db示心肌水肿已经吸收,T1 mapping提示左心室侧壁T1值(1280 ms)、ECV(28.1%)较前有所减低,左心室侧壁PSIR较前强化程度减低,提示仍然存在心肌纤维化。自动化心功能分析结果表明相关参数在正常范围内。复查扫描的图像表现进一步证实了联影磁共振成像设备具有较好的稳定性和可重复性。这样的表现无论对于临床诊断还是疗效评估都是至关重要的。

该病例的心脏磁共振成像图中,黑血成像能清晰显示水肿高信号,这归功于ACS加持下更合理的回波链长度,即使在单次屏气的时间内完成扫描,也依然确保了优异的T2对比度权重。同时,依托于更优异的磁场均匀度以及多维脂肪抑制技术的细节优化,联影磁共振黑血成像通常采用化学位移法脂肪抑制技术,避免了传统三反转(TIR)所导致的图像信噪比降低,这也是联影磁共振黑血成像技术能够确保更优异的信噪比和对比度的原因。该病例延迟强化的典型强化改变也是确诊心肌炎诊断的基础,而延迟强化序列不仅对于对比剂注射剂量、延迟强化扫描开始时间有较高的要求,同时对于序列本身的信噪比也有较高的依赖性。这里,超柔线圈所带来的高信噪比是获得优异延迟强化图像的重要硬件基础。T1 mapping对于主磁场均匀度和B1场均匀度都有较高的依赖性,该病例扫描中优异的T1 mapping表现说明联影磁共振设备无论是序列本身还是硬件性能都达到了非常高的水平。

病例二:

男性,14岁,因“胸痛2天”入院,入院后查血清学指标hs-cTnI升高(31901.0 pg/ml),肌酸激酶(CK)升高(1344 U/L),5天后复查hs-cTnI有所降低(682.4 pg/ml)。心电图提示下壁、前壁、前侧壁ST段抬高改变。对患者行CMR检查(图3)

图3 病例二患者心脏磁共振检查图像所见:uCS Cine电影序列显示心脏大小正常,LVEF 74%,可见少量心包积液,ACS黑血T2W fs db可见左心室下侧壁心肌水肿,T1 mapping提示左心室下侧壁初始T1值(1332 ms)升高,PSIR左心室侧壁广泛心外膜下强化,提示有心肌坏死/纤维化

病例二所获得的心脏磁共振图像同样表明了基于ACS的单次屏气黑血成像具有特别优异的T2对比权重,可以清晰显示心肌炎性病变所导致的水肿高信号,这对于确诊心肌炎提供了确凿的影像学证据。同时该病例也获取了典型的延迟强化和T1 mapping图像,这些都是建立在超柔线圈所提供的更高信噪比、硬件系统更加优异的基础之上。


03 总结分享


联影磁共振设备所搭载uAIFI平台包含一系列的先进技术,以快速精准成像的优势,以更短的扫描时间,完成临床工作中疑似心肌炎的儿童患者的CMR检查,同时优化图像质量,为临床诊断儿童心肌炎提供重要依据,开启儿童影像检查新篇章。
参考文献:
[1] 中华医学会儿科学分会心血管学组,中华医学会儿科学分会心血管学组心肌炎协作组,中华儿科杂志编辑委员会,等. 儿童心肌炎诊断建议(2018年版). 中华儿科杂志,2019,57(2):87-89. DOI:10.3760/cma.j.issn.0578-1310.2019.02.004.
[2] Ferreira VM, Schulz-Menger J, Holmvang G,et al. Cardiovascular Magnetic Resonance in Nonischemic Myocardial Inflammation: Expert Recommendations. J Am Coll Cardiol. 2018;72(24):3158-3176. doi:10.1016/j.jacc.2018.09.072.
[3] Friedrich MG,Sechtem U,Schulz-Menger J, et al. Cardiovascular magnetic resonance in myocarditis:A JACC White Paper[J]. J Am Coll Cardiol,2009,53(17):1475-1487. DOI: 10.1016/j.jacc.2009.02.007.
[4] 袁新宇.磁共振检查在儿童心肌炎诊疗中的应用价值.中国实用儿科杂志,2020,35(05):343-348. DOI:10.19538/j.ek2020050604.

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