磁共振心血管电影成像

1. 基础概念与成像原理
   磁共振心血管电影成像，简称心脏电影，是一种利用磁共振成像技术，结合心电图门控，对心脏运动进行动态、可视化评估的检查方法。其核心在于“电影”二字，即它能生成一系列连续播放的心脏图像，如同电影般展示整个心动周期（从一次心跳开始到下一次心跳开始）内心脏结构和功能的动态变化。其基本原理是：利用心电图的R波作为触发信号，将每个心动周期划分为数十个等分的时间点（时相）。在每个时相点，系统都采集一次心脏特定切面的图像数据。由于一次心跳时间很短，无法在单次心跳内完成所有时相数据的采集，因此需要连续采集数百个心动周期的同一时相数据并进行叠加，以获得信噪比足够高的清晰图像。最终，将所有不同时相采集到的图像按时间顺序排列并快速播放，就形成了动态的“电影”图像。常用序列为稳态自由进动序列，因其能提供高信噪比和优异的血液-心肌对比。

2. 核心技术与成像过程
   实现高质量心脏电影成像，需要多项技术的精准协同。

   • 心电图门控：这是技术核心。将电极片贴在患者胸部，实时监测心电信号。R波被用作每次数据采集开始的触发点，确保所有图像数据均与心脏活动的特定时相同步。
   • 呼吸门控/屏气配合：呼吸运动是主要干扰源。通常要求患者在数据采集的10-15秒内屏住呼吸，以消除呼吸伪影。
   • 成像切面规划：这是准确评估的关键。通常在多个标准化切面进行成像，最核心的是短轴切面（垂直于心脏长轴，将左心室切成一系列从基底到心尖的“圆片”）和长轴切面（平行于心脏长轴，如二腔心、三腔心、四腔心切面）。短轴切面是定量分析心室容积和功能的基础。
   • 数据采集与重建：系统在每个心动周期的每个预设时相，采集特定心脏切面的“K空间”数据。通过多次心跳（通常5-15次）采集同一时相的数据并平均，最终重建出该时相的图像。重复此过程完成所有时相，再按时间顺序组合成动态图像序列。

3. 临床应用与功能评估
   心脏电影成像是无创性评估心脏结构和功能的金标准之一，主要提供以下信息：

   • 心室容积与射血分数：通过短轴电影序列，在舒张末期和收缩末期逐层勾画左心室内膜轮廓，软件可自动计算出左心室舒张末期容积、收缩末期容积，并进一步得出每搏输出量和最重要的功能指标——左心室射血分数。这是评估心脏泵血能力的关键参数。
   • 室壁运动分析：动态图像可直接观察心脏各节段心肌在收缩期的增厚程度和向心运动情况。医生可据此判断是否存在节段性室壁运动异常，这是诊断心肌缺血、心肌梗死的重要依据。
   • 心脏腔室大小与形态：清晰显示各心房、心室的大小，以及室间隔、心室壁的厚度，用于诊断心肌肥厚、心室扩张等。
   • 瓣膜功能与血流：虽然主要依赖相位对比电影序列进行定量，但常规心脏电影也能直观显示心脏瓣膜的启闭情况，并可对瓣膜反流等进行半定量评估。
   • 心肌质量：通过勾画舒张末期左心室外膜和内膜轮廓，可以计算出左心室心肌的体积，进而得到心肌质量。

4. 高级应用与衍生技术
   标准心脏电影是基础，在其上发展出更精细的评估技术：

   • 应变分析与心肌标记：在心肌上施加磁化“标记线”或通过后处理算法追踪心肌组织的运动，可以定量评估心肌的应变（变形能力），如纵向应变、圆周应变和径向应变。应变是比射血分数更早、更敏感的心肌功能损伤指标。
   • 实时电影成像：无需心电图门控，以极快的速度连续采集图像。适用于心律不齐无法进行稳定心电门控的患者，或用于评估血流动力学随呼吸的变化。
   • 负荷心脏磁共振：在给予药物（如多巴酚丁胺）增加心脏负荷的状态下进行心脏电影成像，可诱发潜在的节段性室壁运动异常，用于检测隐匿的冠心病，评估心肌存活性。
   • 四维血流成像：在三维空间加时间维度上对心脏和大血管内的血流进行编码和可视化，是评估复杂血流动力学的重要工具。

5. 优势、局限与展望

   • 优势：无电离辐射、无创、可重复性好；软组织对比度极佳；是容积和功能评估的准标准；可进行一站式多参数评估（结合延迟强化、灌注等）。
   • 局限：检查时间相对较长；对患者配合度（屏气、心律）要求高；装有非磁共振兼容起搏器等金属植入物的患者禁忌。
   • 展望：未来发展趋势包括更快的采集技术（如压缩感知）以缩短扫描时间、提高时间分辨率；人工智能自动分割与定量分析，提高评估效率和一致性；以及更精细的力学和血流动力学参数的整合，向更全面、个性化的心脏功能表型评估方向发展。