四维血流磁共振成像在肝脏疾病中的应用进展

肝脏血流受其复杂的血管解剖结构、较慢的血流速度和人体呼吸运动等因素的影响,运用超声、CT和二维相位对比MRI(two dimensional phase contrast MRI,2D PC MRI)进行评估较为困难。四维血流MRI(four dimensional flow MRI,4D Flow MRI)不仅能够对肝脏复杂的血流分布进行可视化研究,还能对其血流动力学异常进行量化分析,是评估肝脏血流动力学的重要影像学工具。本文主要介绍4D Flow MRI的技术原理及其目前在肝脏疾病中的应用研究,以期为临床了解相关疾病的病情进展及疗效评估提供更全面的影像学依据,为未来的研究方向提供参考。

四维血流磁共振成像在门静脉系统中的应用现状

磁共振成像在门静脉系统中的应用越来越受到重视,而四维血流磁共振成像作为一种新型磁共振技术,可以动态显示血管内血流动力学的变化。目前,该技术已广泛应用于全身各个血管系统检查中,其可以从形态学和血流动力学两方面对血流进行定性和定量分析,对疾病的诊断及其严重程度的判断具有重要意义。本文就四维血流磁共振成像在门静脉系统中的临床应用现状进行简要综述。

四维血流磁共振成像对颅内动脉狭窄卒中患者的诊断价值分析

目的探讨四维血流磁共振成像(4D flow MRI)技术在颅内动脉狭窄卒中(sICAS)患者动脉狭窄情况诊断中的临床价值。方法选取2022年1月至12月淄博市淄川区中医院收治的72例sICAS患者,根据狭窄程度将其分为A(<30%,27例)、B(30%~<50%,12例)、C(50%~<70%,15例)、D(≥70%,18例)共4个小组。所有患者均完成CT血管成像(CTA)检查、4D flow MRI检查与数字减影血管造影技术(DSA)检查。通过4D flow MRI检查结果进行可视化分析,探讨狭窄程度与动脉血流情况之间的关系;另以DSA结果为金标准,比较CTA、4D flow MRI在大脑中动脉(MCA)狭窄、大脑前动脉(ACA)狭窄中的诊断价值。结果随狭窄程度的增加,血流率呈现出先降低后升高再降低的变化趋势,A组患者血流率高于B、C、D组(P<0.05);随狭窄程度的增加,平均血流速度呈现出先降低后升高再降低的变化趋势,C组患者平均血流速度高于A组、B组、D组(P<0.05)。DSA检查显示:MCA狭窄47例。4D flow MRI与CTA诊断MCA狭窄的敏感度分别为100.00%、95.74%,差异无统计学意义(χ^(2)=2.043,P=0.153);特异度分别为96.00%、88.00%,差异无统计学意义(χ^(2)=1.087,P=0.297)。DSA检查显示:ACA狭窄25例。4D flow MRI与CTA诊断ACA狭窄的敏感度分别为96.00%、76.00%(χ^(2)=4.153,P=0.042);特异度分别为97.87%、85.11%(χ^(2)=4.919,P=0.027)。统计72例患者DSA检查结果,平均狭窄程度为(57.65±11.34)%。CTA检查的平均狭窄程度为(61.51±10.88)%,与DSA比较,差异有统计学意义(t=2.084,P=0.039)。4D flow MRI检查的平均狭窄程度为(58.47±12.65)%,与DSA比较,差异无统计学意义(t=0.410,P=0.682)。结论在sICAS患者诊断中,4D flow MRI技术可准确评估脑动脉血流并显示狭窄血管,对ACA狭窄的准确判断具有较高的诊断效能。

基于四维血流磁共振成像技术的胸主动脉夹层血流定性和定量分析

目的基于四维血流核磁共振成像(4D Flow MRI)技术探讨不同解剖形态胸主动脉夹层(TAD)的血流模式,并对血流动力学参数进行定性和定量分析。方法选取2017年复旦大学附属中山医院血管外科收治的3例TAD患者,均于亚急性期行腔内支架修复术(TEVAR),且术前均完成CTA和4D Flow MRI检查。于术后3、6、12个月及之后每年随访,至少行1次CTA检查。使用3D slider软件重建TAD的三维模型,选择主动脉不同平面对4D Flow MRI的数据进行后处理分析,可视化呈现不同解剖形态夹层的血流模式分布,定量化对比真、假两腔内不同平面处血流动力学参数的改变。结果随访中,3例患者术后均出现真腔扩张,胸主动脉段假腔内血栓化,继发破口附近假腔内仍有血流灌注。基于4D Flow MRI数据的定性分析显示,血流在原发破口处被分离为双向,分别进入真、假两腔,假腔内血流呈涡流形式。解剖形态不同的3例TAD患者中,真、假腔内血流动力学参数分布显著不同,真腔内呈高流速和高流量,低返流指数。病例1、病例2、病例3真腔内的平均流速均显著高于假腔(t值分别为5.61、3.09、2.81,P值分别为0.001、0.020、0.030)。病例1假腔内的峰值流量有高于真腔的趋势,但差异无统计学意义(t=2.03,P=0.088);病例2假腔内的峰值流量显著高于真腔(t=3.12,P=0.021);病例3假腔内的峰值流量有低于真腔的趋势,但差异无统计学意义(t=1.22,P=0.270)。病例1、病例2、病例3真腔内的峰值流速均显著高于假腔(t值分别为2.99、3.94、3.08,P值分别为0.024、0.007、0.037)。病例1真腔内的返流指数显著低于假腔(t=5.17,P=0.014);病例2真腔内的返流指数有高于假腔的趋势,但差异无统计学意义(t=0.92,P=0.391);病例3真腔内的返流指数有低于假腔的趋势,但差异无统计学意义(t=2.18,P=0.072)。结论基于4D Flow MRI技术可定量和定性分析TAD的真、假腔内血流模式和相关血流动力学参数。利用该技术分析不同解剖形态TAD的血流模式,将有助于为判断其预后提供血流动力学风险指标。

基于四维血流磁共振成像的胸主动脉夹层血流模拟分析

目的探讨胸主动脉夹层腔内修复术前后的血流动力学变化。方法采集2017年1月12日入院于复旦大学附属中山医院血管外科行腔内修复术的1例急性胸主动脉夹层患者术前和术后1年的CTA和四维血流核磁共振(4D flow MRI)检查数据。使用3D slider软件重建主动脉夹层三维模型,使用后处理软件分析4D flow MRI的原始数据。选取该胸主动脉夹层病例的正常升主动脉及降主动脉的不同平面进行腔内支架修复前后的血流量化分析。结果正常主动脉和主动脉夹层的血流分布形式可通过4D flow MRI的后处理技术进行可视化和定量化分析。在夹层的不同节段水平,真腔内血流方向均为正向,假腔内血流在收缩期多为正向血流,在舒张期、收缩期初期和末期多为反向血流。真腔内平均流速在整个心动周期均显著高于假腔内流速。腔内支架修复原发破口后,真腔内血流量较术前明显增多,流速较前增快;假腔内血流量及流速均显著减少。支架远端假腔内血流在整个心动周期均为反向,假腔内距离远端破口越近,血流量越大。结论4D flow MRI能够对本例胸主动脉夹层腔内修复前后的血流改变进行量化分析,并呈现复杂的血流形式。

四维血流磁共振成像应用于血管疾病血流动力学的研究进展

四维血流磁共振成像(4D flow MRI)技术的快速发展使得更多的临床工作者开始关注其在血管疾病中的应用价值。4D flow MRI可以同时获取血管解剖学与血流动力学信息, 并且动态展示血流动力学的变化, 包括血流速度、血流量、剪切力及动能等, 亦可通过流线图、迹线图等形式直观显示血流方向和血流状态, 对血管进行定性与定量分析, 可帮助探究血管疾病的病因及影响疾病进展的因素。本文就4D flow MRI的原理及其获得的血流动力学指标进行概述并讨论其临床应用。

从医学影像到临床诊疗:2023年心血管磁共振进展

心血管磁共振(cardiovascular magnetic resonance, CMR)具有无创、无辐射、多参数成像的优势,能够实现对心脏形态、功能和组织学信息的“一站式”评估,在心血管疾病的精准医疗中发挥着无可替代的重要作用。2023年CMR研究取得了长足的进展:组织特征成像、心肌应变分析等技术不断推陈出新,探索更多临床适应证,并逐步完成标准化应用转化;非缺血性心脏病、缺血性心脏病等领域的CMR应用在新版指南中备受重视,且优质循证证据不断涌现,鼓励其更多地参与到心血管临床管理之中。本文将从技术和临床应用两方面系统性回顾其中代表性成果,以期为现阶段医疗实践提供实时有效的指导。

心血管磁共振在肥厚型心肌病中的应用

肥厚型心肌病(HCM)是最常见的遗传性心脏病,具有遗传、临床表现异质性及预后多样性。心血管磁共振(CMR)不仅能精确地提供丰富的心肌组织信息,还能为临床了解疾病进程、指导临床决策及评估预后提供更多的影像学信息。就心肌扩散成像、血流动力学成像、心肌应变成像及CMR人工智能等CMR技术在HCM早期诊断、鉴别诊断、风险分层、预后评估等方面的应用价值及其局限性进行综述。

2023年SCMR 4D Flow心血管磁共振共识声明解读

血流动力学评估对于心血管疾病的诊断和治疗十分重要,四维心血管磁共振血流成像(four-dimensional cardiovascular magnetic resonance flow imaging,4D Flow CMR)可在一次采集中全面、准确地评估血流。2023年心血管磁共振学会(Society for Cardiovascular Magnetic Resonance,SCMR)在2015版4D Flow CMR共识声明的基础上更新发布了新版共识声明,为4D Flow CMR的采集参数的选择、后处理工作流程、整合入临床实践、推荐的出版标准提供建议,并定义了临床中心的最低质量保证和验证标准,以及对其局限性和未来展望进行讨论。笔者对新版共识声明进行解读与分析,旨在为未来4D Flow CMR广泛应用于临床及该领域研究方向提供参考。

颈动脉斑块血流动力学成像技术及新进展

颈动脉粥样硬化性狭窄是引起缺血性脑卒中(ischemic stroke,IS)的主要疾病之一,尽早发现狭窄并识别易损斑块可以显著改善疗效,降低致死率和致残率。血流动力学改变与斑块的形成、发展、破裂有着密切关系。利用血流动力学参数来评估动脉粥样硬化斑块破裂的风险及指导临床治疗方式的选择已经成为动脉粥样硬化精确诊疗的研究焦点。然而,血流动力学参数与斑块相互作用的机制尚未被完全阐明,血流动力学相关影像学技术也未广泛开展。本文通过对既往文献进行回顾,进一步梳理颈动脉斑块血流动力学的影像进展,以及血流动力学变化与斑块形成、发展、破裂之间的相互作用机制,并探讨了这些特征与缺血性卒中的关系,旨在评估综合分析斑块成分和血流动力学对颈动脉粥样硬化性狭窄引起脑卒中事件的预测价值。

4D flow MRI 在法洛四联症术后评估中的应用进展

法洛四联症修复术后(rTOF)患者可能出现心血管功能障碍,术后随访至关重要。四维血流磁共振成像(4D flow MRI)的出现提供了更多血流动力学及心脏功能学的定量参数,有利于临床医生了解rTOF患者病情。本文就4D flow MRI在rTOF患者中的应用进展进行综述。

基于4D Flow CMR技术评价心肌纤维化对肥厚型心肌病患者左室舒张功能障碍的影响

目的采用四维血流(four-dimensional flow,4D Flow)心脏磁共振成像(cardiac magnetic resonance,CMR)技术对肥厚型心肌病(hypertrophic cardiomyopathy,HCM)患者是否存在左心室舒张功能障碍进行评估,探讨心肌纤维化对HCM患者左心室舒张功能的影响。材料与方法前瞻性纳入44例HCM患者,根据患者是否合并晚期钆增强(late gadolinium enhancement,LGE)分为HCM LGE(+)组(25例)和HCM LGE(-)组(19例),同期纳入31例健康对照者。三组人群进行3.0 T磁共振稳态自由进动序列及4D Flow序列扫描。采用CVI42后处理软件进行分析,包括心功能参数、二尖瓣血流速度参数。使用单因素方差分析或Mann-Whitney U检验对三组受试者临床资料及影像学参数进行比较;并对二尖瓣水平舒张早期平均血流速度(E)与舒张期整体室壁峰值厚度(global peak wall thickness,GPWT)、左心室质量(left ventricular mass,LVmass)进行相关性分析。结果HCM患者的LVmass及GPWT均大于健康对照组,且伴有心肌纤维化较不伴有心肌纤维化的HCM患者的GPWT增大更加明显[HCM LGE(+)组vs.HCM LGE(-)组vs.健康对照组];[LVmass:157.34(122.24,194.38)g vs.148.29(131.79,189.83)g vs.85.73(73.00,94.02)g;GPWT:20.04(16.76,24.99)mm vs.17.46(16.19,19.99)mm vs.9.47(8.35,10.92)mm](P<0.001);伴有心肌纤维化的HCM患者舒张早期平均血流速度峰值(E峰)低于不伴有心肌纤维化的HCM患者,且均较健康对照组低[HCM LGE(+)组vs.HCM LGE(-)组vs.健康对照组:(30.03±11.33)cm/s vs.(38.05±12.03)cm/s vs.(47.44±10.82)cm/s](P<0.001);而舒张晚期平均血流速度峰值(A峰)在三组间均无显著性差异;且伴有心肌纤维化的HCM患者较健康对照组的E/A值明显减低(1.10±0.61 vs.1.74±0.85)(P<0.05)。舒张期早期二尖瓣水平的平均血流速度与GPWT和LVmass均呈负相关(r=-0.593/r=-0.371,P<0.001/P=0.001)。结论基于4D Flow CMR不仅可以从三维角度对血流速度进行准确测量,同时能从血流动力学方面定量评估HCM患者的左室舒张功能障碍及心肌纤维化对HCM患者左心室舒张功能的影响。

4D Flow CMR定量分析心内血流动力学研究进展

心血管疾病是全球范围内患病率和致死率较高的疾病之一,而评估心内复杂的血流动力学也是心血管疾病诊断和治疗的重要组成部分。近年来,四维血流心脏磁共振成像(four-dimensional flow cardiac magnetic resonance,4D Flow CMR)作为一种无创成像技术可全面且回顾性地评估心脏解剖结构和心功能,允许在心脏区域进行测量,并通过血流动能(kinetic energy,KE)、血流组分、涡流等参数量化、可视化心脏血流动力学变化。本文将从4D Flow CMR技术原理及数据处理、4D Flow CMR衍生的血流动力学参数对心内血流动力学分析的研究现状、4D Flow CMR技术最新进展及其临床应用的发展方面进行综述,以期为今后4D Flow CMR技术探究心脏疾病的心内血流动力学提供新角度,并为心血管疾病的进展及预后提供相应生理和病理方面的参考。

基于四维磁共振血流加速度成像的血管狭窄模型压力梯度的评估

目的探讨使用四维磁共振血流加速度成像技术在不同空间分辨率下重建压力梯度的可靠性和准确性。方法构建一种血管狭窄的流体模型,并使用四维磁共振速度成像序列和课题组自主研发的四维加速度成像序列对该模型进行扫描,扫描的空间分辨率有0.63 mm×0.63 mm×0.63 mm和0.89 mm×0.89 mm×0.89 mm两种,采集得到流体模型在两种不同空间分辨率下的速度和加速度数据,根据Naver-Stokes方程,使用中心有限差分方法计算得到流体模型狭窄两端的压力梯度,并以压力传感器测量的压力差为标准,计算Fréchet距离和最大相对误差以及进行回归分析等来对其准确性和相关性进行评估。结果两种空间分辨率下,直接加速度计算的压力梯度都比速度求导计算的压力梯度误差更小、准确性更高:在0.63 mm分辨率下,直接加速度计算和速度求导计算的压力梯度变化曲线与压力传感器得到的曲线之间的Fréchet距离d_(f)分别为0.84和1.32,最大相对误差(ε_(max))分别为13.9%和21.2%,在0.89 mm分辨率下d_(f)分别为1.33和1.60,ε_(max)分别为29.4%和33.2%。空间分辨率对压力梯度的计算有明显影响:0.63 mm和0.89 mm分辨率下,加速度与速度计算得到的压力梯度回归斜率k分别为0.72和0.62以及0.51和0.44,R^(2)分别为0.97和0.91以及0.91和0.72。结论四维磁共振血流加速度成像重建压力梯度具有很大潜力,得到的压力梯度的准确性比速度求导计算得到压力梯度的准确性更高,同时结果误差还随分辨率的增高而减小。

4D-Flow-MRI在腹部血管血流动力学中的潜在应用价值

腹部的诸多疾病可以导致脏器血流动力学的异常。四维血流(4D-Flow)MRI不仅能够显示腹部血管床的血流分布,还能对血流动力学异常进行量化,是评估腹部血管血流动力学异常的重要工具之一。本文综述了4D-Flow-MRI的技术特点及其在腹部的潜在临床应用价值。

CMR在法洛四联症术后评估中的应用

心脏磁共振(CMR)是法洛四联症(TOF)术后评估的一站式影像诊断工具。随着四维血流CMR技术、CMR-特征追踪技术和纵向弛豫时间定量成像等新技术的发展和应用,CMR可以同时实现心肌运动、血流动力学及心肌组织定量评估,特别对于评价术后TOF(rTOF)早期的血流动力学改变,早期预判rTOF的功能异常,以及反映心肌纤维化与rTOF心律失常的关系是非常有价值的。就上述CMR新技术及其在TOF术后的应用进行综述。

4D Flow MRI在主动脉瓣疾病中的研究进展

主动脉瓣疾病是一种较为常见的心脏瓣膜病,与主动脉瓣疾病相关的血流动力学环境改变可以引起升主动脉血流模式改变,这与主动脉壁重构和主动脉病变的发展有关。4D Flow MRI提供了获取先进血流动力学指标的机会,使主动脉血流动力学的全面可视化和量化成为可能。本综述介绍在主动脉瓣疾病的背景下,应用4D Flow MRI进行血流可视化和量化血流动力学指标的研究进展。

4D Flow MRI在肥厚型心肌病中的应用研究进展

四维血流磁共振成像(four-dimensional flow magnetic resonance imaging,4D Flow MRI)是近年快速发展的一种在体无创血流定量成像技术,应用于心脏大血管,头颈部及周围血管等血流动力学研究。肥厚型心肌病(hypertrophic cardiomyopathy,HCM)是临床常见的原发性、遗传性心脏病。本文主要介绍4D Flow MRI的成像原理及目前其在HCM中的应用研究相关文献,拟总结利用4D Flow MRI技术获得的HCM血流动力学参数特征,为HCM患者进行早期干预和治疗提供影像学证据。

应用4D-FLOW MRI血流成像评价颅内囊状动脉瘤血流动力学状态特征

目的应用四维血流磁共振成像(4D-FLOW MRI)技术,研究颅内囊状动脉瘤及瘤颈周围载瘤动脉内血流动力学变化特征。方法经头颅CT血管造影(CTA)或磁共振血管造影(MRA)诊断为颅内囊状动脉瘤患者68例;应用4D-FLOW技术扫描并重建后进行血流动力学分析。在载瘤动脉的囊状动脉瘤入口截面处、囊状动脉瘤沿血流方向最大截面处、囊状动脉瘤出口截面处以及对侧动脉的对称位置分别手动勾画血管边缘轮廓,自动获取血流动力学参数。采用配对t检验比较载瘤动脉与对侧动脉之间的血流动力学参数。根据囊状动脉瘤最大径和尺寸比(SR)分组,采用独立样本t检验分析不同分组载瘤动脉血流动力学参数的差异。结果载瘤动脉与对侧动脉比较,颅内囊状动脉瘤入口截面最大壁剪切应力(WSS)、平均WSS、最大轴向WSS-最大周向WSS小于对侧对称截面;囊状动脉瘤沿血流方向最大截面处最大WSS、平均WSS、平均轴向WSS、平均轴向WSS-平均周向WSS在载瘤动脉中较小,载瘤动脉中的最大能量损失和平均能量损失显著高于对侧动脉,上述差异均具有统计学意义(P<0.05)。在载瘤动脉中最大径>5 mm组的囊状动脉瘤入口截面最大轴向WSS和平均轴向WSS大于最大径≤5 mm组;与SR≤2组对比,SR>2组囊状动脉瘤入口截面平均轴向WSS更大,差异均具有统计学意义(P<0.05)。结论应用4D-FLOW MRI技术可动态显示颅内囊状动脉瘤及瘤颈周围载瘤动脉内的血流环境,量化评估血流动力学特征,在探索颅内囊状动脉瘤形成因素中具有重要价值。