兒童冠狀動脈MRI研究進展

伏 川，郭應坤，李學勝，文凌儀*

(1.四川大學華西第二醫院放射科，四川 成都 610041；2.出生缺陷與相關婦兒疾病教育部重點實驗室，四川 成都 610041)

冠狀動脈疾病是指先天性或后天性病因引起的冠狀動脈異常性疾病，兒童期雖不多見，但如未能妥善診治，可發展為缺血性心肌病、心肌梗死甚至猝死。早期診斷、合理治療可改善患兒預后。目前國內外指南[1-2]推薦評價冠狀動脈的影像學方法包括CT血管造影(CT angiography， CTA)、超聲心動圖、MR血管成像(MR angiography， MRA)，國內相關研究主要集中于CTA[3-4]，而MRA用于兒童冠狀動脈影像學檢查具有一定優勢。本文對冠狀動脈MRA用于兒童的研究進展進行綜述。

1 冠狀動脈MR成像

冠狀動脈 MR成像包括冠狀動脈MRA和管壁成像。MRA無需對比劑即可評價冠狀動脈解剖結構、管腔狹窄或擴張等；管壁成像主要用于評價冠狀動脈管壁厚度及斑塊形成情況，針對兒童的相關研究較少。

1.1 冠狀動脈MRA 冠狀動脈管徑細小而走行紆曲，且心臟和呼吸運動易影響MRA質量，MRA檢查需要空間分辨率足夠高，掃描覆蓋整個心臟，且冠狀動脈與周圍組織之間存在高對比度等條件， 才能充分顯示冠狀動脈[5]。目前臨床常用自由呼吸下全心掃描獲取冠狀動脈MRA，其圖像質量主要受呼吸門控和運動校正、心電門控及設備和掃描序列等因素的影響。

1.1.1 呼吸門控和運動校正 為實現覆蓋全心，完成1次冠狀動脈MRA需掃描數分鐘。目前臨床采用導航門控技術監測膈肌運動，以提取自由呼吸狀態下心臟相對靜止時期的數據，主要缺點是采集時間長、對技師經驗依賴性大。近年新的導航技術如自導航(self-navigation， SN)和基于圖像的導航(image-based navigation， iNAV)技術問世，用于兒童可直接評估心臟位移并加以校正、補償或提高掃描效率和空間分辨率[6-9]。

1.1.2 心電門控 冠狀動脈隨心臟搏動而不斷運動，心電門控可使數據采集與心動周期同步，并調整到冠狀動脈運動最少的周期[10]。為確定心動周期中的數據采集窗，可利用MR電影成像觀察冠狀動脈運動，通常觀察右側冠狀動脈運動最為緩慢的期相，以確定合適的觸發延遲時間。

1.1.3 設備和掃描序列 1.5T MR儀常使用穩態自由進動(steady-state free-precession， SSFP)序列進行冠狀動脈MRA。隨著3.0T MR儀的臨床普及，SSFP序列用于冠狀動脈MRA面臨挑戰。3.0T 場強可提供更高的信噪比(signal noise ratio， SNR)，但會增加偏共振效應，影響SSFP成像效果，故多采用快速小角度激發(fast low angled shot， FLASH)梯度回波序列。多通道表面線圈可優化采集范圍內不同部位信號接收，利用多線圈并行采集敏感性編碼技術可有效降低噪音，提高SNR并縮短掃描時間[11]。

1.1.4 其他 考慮到冠狀動脈周圍心肌和心包脂肪，為提高對比度，冠狀動脈MRA常需要在采集數據前進行準備脈沖掃描，包括脂肪抑制和T2準備脈沖。脂肪抑制可采用短T1反轉恢復(short T1 inversion recovery， STIR)或頻率飽和反轉恢復(spectral fat-saturation inversion recovery， SPIR)脈沖[5]。BASYIAANSEN等[12]研發了新型脂肪抑制脈沖——脂質不敏感二項失諧激發(lipid insensitive binomial off resonant excitation， LIBRE)，并將其成功用于冠狀動脈MRA。T2準備序列可抑制心肌信號及心外膜靜脈中的靜脈血流信號[5]。

1.2 管壁成像 兒童冠狀動脈管壁厚度僅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更為嚴格。不同于冠狀動脈MRA，進行冠狀動脈管壁成像時需抑制管腔內血流信號，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 兒童冠狀動脈MRA的難點及注意事項

檢查兒童冠狀動脈時，除面對技術挑戰外，還需考慮兒童不同于成人的生理和心理特點。相比成人，兒童對于檢查的配合度低，而心率和呼吸頻率快，掃描過程中需最大程度減少全身、心臟和呼吸運動的干擾。另外，兒童體型較小，為獲得與成人相當的圖像質量，需要更高的空間分辨率。學齡期以上兒童多可在檢查過程中保持靜止，并遵循醫務人員指令；但對新生兒、嬰兒、幼兒及發育遲緩的兒童，則不得不加以干預，以減少運動干擾。對于6月齡以下的嬰兒，可在自然睡眠期間進行掃描，但較難掌控。以藥物誘導深度鎮靜及全身麻醉下氣管插管和機械通氣均可作為干預選擇[16]，應結合年齡、配合度、家屬對干預措施的接受程度以及掃描方案所需時間等進行綜合考量，評價風險及獲益程度；同時需結合回顧性心電門控和分段采集心臟收縮末期或舒張中期數據，以減少心臟和呼吸運動干擾。由于冠狀動脈MRA檢查時間相對較長，通常在自由呼吸下進行掃描，常利用膈肌導航回波監測選取圖像重建，而新型SN和iNAV技術也已逐漸用于兒童冠狀動脈MRA[4-5]。

3 臨床研究進展

目前國際指南[2]關于兒童冠狀動脈 MRA的適應證包括疑診冠狀動脈先天解剖異常、冠狀動脈瘺、涉及冠狀動脈的先天性心臟病術后、經皮肺動脈瓣置換術前及血管炎(川崎病、大動脈炎或心臟移植術后)患兒等。

3.1 先天異常 冠狀動脈先天異常在所有人群中的發病率約0.21%～5.79%[17]，部分先天性心臟病也可合并冠狀動脈異常。正確評價冠狀動脈起源和走行有利于診斷疾病、術前制定手術方案及術后隨訪[18]。GIORGI等[19]于2002年報道采用冠狀動脈MRA評價兒童先天異常。近年研究不斷加深、拓展，已從最初的病案報道、可行性研究到驗證對比研究。TANGCHAROEN等[20]采用1.5T MR儀觀察100例先天性心臟病患兒(2個月～11歲)的冠狀動脈，發現對4個月以上患兒MRA成功率達88%，79%圖像質量可達到診斷要求，且其描述的冠狀動脈走行和起源與手術結果一致。MONNEY等[21]采用新型SN技術，以冠狀動脈MRA評價105例平均年齡為(23±12)歲的先天性心臟病患者，90%圖像達到診斷要求，使用對比劑后94%圖像達到診斷要求，且于成人和兒童所獲圖像質量相似。MAHANI等[6]分別采用CTA與應用SN技術的冠狀動脈MRA 觀察21例疑診冠狀動脈異常起源，發現MRA的陽性預測值為96%，敏感度92%，二者識別左側冠狀動脈主干差異無統計學意義。VELASCO FORTE等[7]采用iNAV技術行冠狀動脈MRA，各向同性分辨率達1.3 mm，于40名3個月～17歲兒童所獲圖像質量較膈肌導航MRA差異無統計學意義甚或更高，而掃描時間明顯減少。目前MRA已可準確評價兒童冠狀動脈走行，但用于嬰兒仍存在一定難度。

3.2 后天異常 引起兒童冠狀動脈后天異常的疾病有川崎病、大動脈炎、家族性高膽固醇血癥及與成人相似的冠狀動脈粥樣硬化性心臟病等。MR用于兒童冠狀動脈后天異常的研究較少，其中以川崎病累及冠狀動脈的研究相對較多。川崎病可累及全身中動脈，尤其是冠狀動脈，引起管腔擴張或狹窄閉塞、形成動脈瘤或血栓，是兒童冠狀動脈后天異常的最常見原因[22]。GREIL等[23-24]等參考CTA，采用MRA評價川崎病患兒的冠狀動脈，發現其發現CA瘤樣改變、狹窄和閉塞與CTA結果完全一致，而對冠狀動脈瘤直徑和長度的測量結果與CTA具有較高一致性。KIM等[25]對比川崎病患兒冠狀動脈MRA與CTA，發現二者診斷價值無明顯差異，但CTA可顯示更多冠狀動脈節段。隨著冠狀動脈血管壁成像技術的發展，近年有學者[26]嘗試利用3D快速自旋回波黑血序列對川崎病患兒行冠狀動脈血管壁成像，并與MRA結果進行對比，發現二者測量冠狀動脈瘤內徑具有較好的一致性。血管壁成像可顯示管壁病變，對探索川崎病及其他累及冠狀動脈管壁疾病的早期影像學改變以及評價管壁重塑等具有一定價值。

4 不足與展望

盡管冠狀動脈MRA可多參數、多序列及多平面成像，但較其他冠狀動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]，其臨床應用在一定程度上受到限制。未來將繼續優化已有序列，引進更先進的導航技術、圖像重建算法等，實現更高空間分辨率和更短的掃描時間。