万征
主任医师,教授,博士生导师
医院介入心脏病学研究室主任
天津市心脏学会会长
天津市医学会心血管病分会主委
核磁共振成像(magneticresonanceimaging,MRI)是临床上重要的影像学诊断检查技术,具有高空间清晰度与分辨率、无射线辐射和不需注射碘对比剂等特点,在软组织、骨关节和心脏成像方面具有其它影像技术不可比拟的优势[1],但却不能用于检查安置心脏电子植入装置(cardiacimplantableelectricaldevice,CIED)的患者。据统计,美国大约有人装有CIED,其中50%~75%具有MRI检查指征[2]。近20年,人们在不断探索解决这一矛盾的途径,从个例探索到小规模研究[3-5],再到技术革新,总体结论是CIED患者进行MRI检查的获益大于风险[2]。年,AHA声明明确指出,几乎所有置入冠状动脉支架和人工心脏瓣膜与瓣环患者进行3.0T(Tesla,特斯拉,磁场强度单位)以下MRI检查都是安全的[6];但起搏器功能却仍可能受电磁效应的干扰,甚至损坏。年,第一台MRI兼容性起搏器上市,使CIED患者MRI检查的安全性得到进一步保障,本文将就近年来该领域的进展做一综述。特别说明,本文中CIED限定为心脏起搏器和植入式心脏复律除颤器(implantablecardiacdefibrillator,ICD)。
1.从基本原理看MRI对CIED的作用环节
MRI装置主要由磁体、谱仪和图像处理系统三部分构成。人体组织的氢原子核具有自旋特性,在通常情况下,其自旋轴呈任意取向而无规律,因而磁矩相互抵消,净磁矩为零。在MRI检查时,静磁场使氢原子核磁矩按磁力线方向排列,形成纵向净磁矩(也称宏观磁化向量,即单位体积中全部原子核的磁矩,图1A)[7]。当射频发生器向人体组织发射高频脉冲时,氢核即可产生共振效应,净磁矩横向偏转,并处于激活旋转状态,停止发放脉冲后,氢核将随即恢复至静磁场下的纵向排列状态(这一过程称为弛豫过程,relaxation,图1B),同时释放电信号。快速切换的梯度磁场以线性方式沿梯度线圈轴改变纵向磁矩,引起氢原子核Larmor频率的微小改变,这样就可以识别氢原子核在三维空间中的位置,从而对MR信号进行空间编码[7](图1C)。经图像处理系统对电信号进行分析即可获得MRI图像[8]。因此,在MRI检查时会同时存在静磁场、梯度磁场和射频磁场三种磁场(图1),其中临床使用的静磁场强度为0.5~5T,相当于地球磁场的~倍。而CIED中均含铁磁性金属元件,会与空间磁场相互作用,产生作用力、感应电流和电磁干扰等物理效应,可能损害、改变或干扰CIED本身或功能参数,以致造成一系列临床不良事件,这便是禁止CIED患者MRI检查的理论基础。
图1MRI的成像原理和系统中可能影响CIED的3种成份[7,9]:A.静磁场使人体中氢核沿Z轴纵向排列;B.射频(RF)脉冲使氢核共振,净磁矩横向偏转,脉冲停止后氢核重新纵向排列并释放电信号;C.沿Z轴和X轴施加快速变化的梯度磁场,以获取氢核的空间位置;D.3种磁场的宏观示意图。
2.MRI与CIED的相互作用
2.1磁力和磁矩效应:在MRI检查时,静磁场对CIED中的铁磁性元件(ferromagnetic芥子气软膏质量北京关于治疗白癜风医院