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五、MSCT和MRI在心脏瓣膜病的应用
心脏瓣膜病是指心脏瓣膜受到各种致病因素损伤或先天发育畸形所导致的单个或多个瓣膜的功能或结构异常,表现为瓣膜口狭窄或关闭不全。该病通常分为先天性和获得性两类,获得性心瓣膜病以风湿性及老年退行性多见。近年来随着人口老龄化,退行性心瓣膜病的发生率日益增加。随着技术的进步,MSCT与MRI技术对心脏瓣膜病的对心脏瓣膜病的诊断价值逐步提高。
(一)心脏瓣膜病的MSCT和MRI诊断方法
平扫MSCT用于显示瓣膜、瓣环及血管壁钙化,并计数钙化积分,评估瓣膜病变程度。增强MSCT采用回顾性心电门控,应用电影CT和相位两种显示模式,且所采集数据通过2D、3D和4D软件分析及各种后处理技术,重建斜矢状位或斜冠状位长、短轴二腔、四腔心层面图像,从而精确定位瓣膜,清晰显示瓣叶形态、运动、心腔大血管改变,并能半定量测量血流动力学参数,进而评估反流或狭窄程度以及心功能,还能监测人工瓣膜功能,进而显示其诸如血栓、瓣周漏、再狭窄和赘生物及钙化等并发症。电影CT动态显示瓣膜的形态、运动、血液的喷射或反流、房室壁运动,更准确测量各种血流动力学参数并评价心功能。反转灰阶4D MSCT技术利用4D数据分析软件以10%间期在0%~90%时相上重建,增强血流呈黑色,而瓣膜及其附属结构等软组织为亮白色,与常规增强MSCT 相比其密度分辨率高,有助于准确计算狭窄瓣膜面积、狭窄瓣口径线及精确评估反流程度。
20世纪90年代晚期,随着MRI迅猛地发展,CMR技术不仅可以应用于心脏病的形态学诊断,而且在对于心脏功能的定量分析方面也取得了进展。MRI 可以评估瓣膜功能、心室大小及心肌质量等。特别是在心脏瓣膜疾病的诊断和定量评价以及心脏瓣膜手术后的随访中发挥了越来越重要的作用。它在心脏瓣膜病诊断和评价与治疗中的作用越来越受到重视。黑血序列具有较高的空间分辨率和软组织分辨率,快速流动的血液呈黑色流空信号,与心血管壁及瓣膜组织信号形成鲜明的对比,主要提供解剖形态及空间定位信息。电影MRI包括亮血电影序列和流速编码电影序列,它们可以显示心脏瓣膜狭窄和关闭不全时的异常血流(分流、反流、射流及湍流等)因质子相位离散而表现的信号缺失;还可获得血流容积曲线图,反映出反流容积、反流分数、心室搏出量、狭窄瓣膜面积、射流的峰速度及跨瓣压差等数据,可以对心脏瓣膜病做出定性和定量分析。
(二)心脏瓣膜病的MSCT、MRI表现
1.瓣膜狭窄
增强MSCT(4D MSCT)及MRI均可清晰显示狭窄瓣膜结构及引发的血流动力学特征和心肌改变。二尖瓣狭窄表现为瓣叶增厚、瓣口面积缩小、腱索短缩、乳头肌增厚、左心室扩大、肺静脉扩张、右心室增大、肺动脉扩张及左心房附壁血栓等征象。主动脉瓣狭窄表现为主动脉瓣瓣叶增厚钙化、二瓣畸形、瓣口面积减小,左心室壁增厚或室腔扩张室壁变薄,升主动脉瓣狭窄后扩张;严重狭窄可相继出现左心房肥厚增大,肺血管扩张及右心系统改变。肺动脉狭窄突出表现为右心室壁增厚、室腔扩张及肺动脉狭窄后扩张。在电影CT/MRI上,二尖瓣狭窄表现为舒张期二尖瓣口开放幅度减小、瓣膜运动受限、二尖瓣漂向左室流出道的异常瓣膜运动;主动脉瓣狭窄表现为收缩期主动脉瓣开放幅度及瓣口面积减小;肺动脉瓣和三尖瓣狭窄也有类似表现。MSCT平扫可敏感显示二尖瓣瓣叶、瓣环及左心房壁、主动脉瓣、主动脉管壁和冠状动脉的钙化。MRI可通过信号缺失位置初步判断主动脉瓣狭窄位于瓣上、瓣、瓣下。狭窄瓣膜口、狭窄瓣膜面积跨瓣压差射流峰速度及钙化积分因瓣膜狭窄程度而异,从而表现出不同程度的相关性。但狭窄瓣膜所致的血流动力学改变失代偿时,心功能改变表现为射血分数、每搏输出容积及心室容积异常。
2.瓣膜关闭不全
增强MSCT及MRI可显示瓣膜增厚、纤维化及钙化,左心房、左心室扩大(二尖瓣关闭不全),右心房、右心室及三尖瓣环扩大(三尖瓣)。瓣膜关闭不全时,电影CT或电影MRI表现为瓣膜口不能合拢。在心动周期不同时相高速反流的血液在电影CT、亮血电影MRI及流速编码电影MRI表现为高密度、信号缺失及黑色逆行血流信号。反流束收缩期自二尖瓣口流向左心房代表二尖瓣关闭反流,舒张期自主动脉口射入左心室反映了主动脉瓣关闭不全,收缩期从三尖瓣口喷入右心房则提示三尖瓣关闭不全,而肺动脉瓣关闭不全则表现为舒张期自肺动脉口流向右心室的异常血流。MSCT和MRI均可计算反流面积或容积、反流分数,从而反映反流的程度。同样,当心功能失代偿时,相应心室EF、搏出量及心输出量均降低。
3.人工瓣膜的MSCT和MRI应用价值
MDCT重建图像及MRI均能较好地显示人工瓣膜的形态、瓣位,且能及时发现并发症,进而评价其功能。MSCT更有利于显示心内膜炎及生物瓣膜的钙化。
MSCT有较高的时间和空间分辨率,图像采集时间段,瓣膜解剖结构显示良好(尤其对钙化敏感),且可半定量的评价心功能。MSCT缺点是辐射剂量较大,软组织分辨率不及MRI,需注射碘对比剂且后处理时间长。MRI的优点是软组织分辨率高,可精确显示解剖形态信息,可定量和半定量反映瓣膜病变的程度级心功能,无辐射且不需要用对比剂,缺点是成像时间长,钙化病变的显示不理想。另外MSCT和MRI的图像质量均受患者心率影响,心率过快和心律失常的患者,图像质量欠佳,但随着MRI和CT技术的进步,这方面问题正逐步解决。因而MSCT和MRI都可以定性定量评估心脏瓣膜病,指导临床选择合适的治疗方式,把握手术时机。