Je dnes magnetická rezonance jednou ze základních vyšetřovacích metod v kardiologii?

Souhrnný článek přibližuje různé metodiky vyšetření srdce magnetickou rezonancí. Je kladen důraz na pestrost možností, které zde vyšetření srdce nabízí, vedle klasického morfologického zobrazení jsou diskutovány možnosti zobrazení kinetiky srdce s hodnocením funkčních parametrů obou komor, posouzení perfúze i viability myokardu.

Souhrn

Dále se dotkneme i zobrazení a kvantifikace toku a MR angiografických vyšetření. Jsou zmíněny i limitace a kontraindikace metody a rizika spojená s podáním gadoliniové kontrastní látky.

Summary

Weichet, J., Vymazal, J. Is magnetic resonance imaging one of the basic examination methods in cardiology today?

This review article describes different methodologies of heart examination by magnetic resonance imaging. Emphasis on the variety of potentialities offered by this heart examination is made; in addition to traditional morphological imaging options for displaying of heart kinetics with functional parameters of both chambers evaluation and myocardial perfusion and viability assessment are discussed. Furthermore, we will touch the imaging and quantification of flow and MR angiographic examinations. Limitations and contraindications of this method and risks associated with administration of gadolinium contrast agent are also mentioned.

Zobrazení srdce pomocí magnetické rezonance (MR) se rychle vyvinulo z původně vzácné a experimentální techniky do rutinního klinického vyšetření a zvláště v posledních několika letech se stalo významnou součástí vyšetřovacích postupů v kardiologii a kardiochirurgii. MR zobrazení srdce nabízí rozmanité možnosti a získává si rychle postavení jedné z nedílných vyšetřovacích metod srdce.

Technické aspekty MR zobrazení srdce

Základním předpokladem pro kvalitní vyšetření je MR přístroj s dostatečnou výbavou jak po stránce hardware (síla vnějšího magnetického pole, rychlost vzrůstu a maximální amplituda gradientního systému, dedikovaná vícekanálová povrchová cívka pro vyšetření srdce apod.), tak i po stránce software. Dnes jsou vyvinuty dedikované sekvence pro sledování kinetiky srdečních oddílů, kvantifikaci toku i software pro jejich kvalitativní a kvantitativní vyhodnocení. Pokud uvažujeme o vyšetřování srdce, je nutno podle toho vybrat a vybavit MR přístroj.

Kvalitní zobrazení srdce na MR zcela závisí na synchronizaci snímání obrazových dat s EKG křivkou, v případě arytmií se zde často dostáváme do velkých obtíží a některé nemocné, např. s fibrilací síní, lze vyšetřit obtížně. EKG křivka je navíc v silném magnetickém poli MR přístroje změněna (tzv. magneto-hydrodynamický efekt, který roste se silou pole MR přístroje) a u některých nemocných (např. s plicním emfyzémem) se dostáváme do problému získat alespoň částečně kvalitní křivku, použitelnou pro synchronizaci.

Většinou provádíme zobrazení při zadržení dechu (tzv. breath-hold technika), což vyžaduje dobrou spolupráci nemocného. Délka sekvencí (sběru dat) pro zobrazení jedné vrstvy se pohybuje v rozmezí 2-25 vteřin a po tuto dobu nesmí pacient dýchat, jinak je výsledný obraz degradován. Někdy lze použít spolu s EKG synchronizací i dechovou synchronizaci a vyšetřovat tak během volného dýchání. Nicméně tento postup je omezen jen na některé druhy sekvencí a je poměrně náročný na technické provedení i čas. Nelze jej tedy zdaleka použít vždy. Lze nicméně očekávat, že se v budoucnu právě takové techniky budou rozvíjet.

Během MR vyšetření při některých aplikacích podáváme intravenózně kontrastní látky na bázi chelátu gadolinia. Tyto kontrastní látky jsou obecně bezpečnější než jodové kontrasty v klasické rtg diagnostice. Nicméně v posledních několika letech bylo sporadicky (několik stovek hlášení celosvětově) popsáno závažné onemocnění v kauzální souvislosti s podáním těchto kontrastních látek. Jde o nefrogenní systémovou fibrózu s postižením pojiva. Toto onemocnění, připomínající sklerodermii, může mít těžký a někdy i fatální průběh (Vymazal, 2007).

Je třeba zdůraznit, že se vždy jednalo o pacienty s porušenými renálními funkcemi a většinou šlo o pokročilé renální selhání. U nemocných s renální insuficiencí je tedy nutno dbát zvýšené opatrnosti, indikaci MR vyšetření s gadoliniovou kontrastní látkou pečlivě zvážit a zvolit moderní kontrastní látku s pevnou vazbou gadolinia v chalátu, kde riziko tohoto onemocnění je pravděpodobněji nižší.

Jednou z největších výhod MR technologie je pestrost možností zobrazení. Na rozdíl od rentgenových a CT vyšetření, kdy kontrast obrázků závisí v podstatě výlučně na zeslabení procházejícího rtg záření, a tedy elektronové denzitě tkáně, je v MR kontrast výsledného zobrazení dán kombinací několika parametrů – jmenovitě je to zejména protonová denzita, T1 a T2 relaxační čas tkáně, ale např. i pohyb protonů během akvizice dat. MR tak umožňuje provést během jednoho vyšetření několik různých sekvencí cílených na různé fyziologické či patologické stavy srdce. Základní techniky MR zobrazení srdce jsou prezentovány v následující stati.

Funkční zobrazení srdce v pohybu

Jde o zobrazení kinetickými sekvencemi v různých, zcela libovolných rovinách. Standardně však provádíme kinetické sekvence v obvyklých rovinách, používaných v kardiologii, tedy v dlouhé ose levé komory srdeční vertikálně a horizontálně (dvou- a čtyřdutinové zobrazení), v krátké ose od apexu po bázi sérii 8-12 vrstev a dále dle potřeby řezy na pravou komoru, na výtokový trakt obou komor, roviny jednotlivých srdečních chlopní atd. (Obr. 1AB).

Obr. 1A – Dvojdutinová projekce

Obr. 1B – Čtyřdutinová projekce

Používáme rychlé sekvence gradientního echa nebo nově kompletně balancované gradientní sekvence (akronymy výrobců např. TrueFISP, FIESTA, balanced FFE) s EKG synchronizací na jeden nádech pacienta. R-R interval na EKG je rozdělen na určitý počet fází a v každé fázi se nabírají data pro jeden obrázek vyšetřované vrstvy. Po uběhnutí dostatečného R-R intervalů (náběru všech potřebných dat) je pro každou fázi rekonstruován obrázek a vytvořením kinetické smyčky z těchto obrázků dostáváme pohybovou studii dané vrstvy. Časové rozlišení závisí na počtu fází, čím vyšší, tím lépe, ale jsme limitováni délkou sekvence, kdy pacient musí vydržet bez dýchání. Běžně se pohybujeme okolo 20 fází a časové rozlišení je pak cca 50 ms.

Je to druhá volba vyšetření kinetiky srdce po echokardiografii -např. v případech, kdy tato není dostatečně výtěžná (není zde omezení akustickým oknem apod.). Poměrně jednoduše lze tímto způsobem provést volumometrii obou komor srdce a velmi přesně spočítat fyziologické parametry, jako ejekční frakcí, srdeční výdej apod. Lze provést i hodnocení viability dobutaminovým stresem obdobně jako u dobutaminové echokardiografie, což na MR naráží na některé překážky (MR kompatibilní injektor, spolupráce kardiologa a radiologa, výrazné prodloužení vyšetření s rizikem horší spolupráce pacienta při dlouhém pobytu v MR přístroji, např. u klaustrofobiků), ale je to proveditelné a na některých pracovištích běžně využívané vyšetření.

Morfologické zobrazení srdce

Zde používáme klasické i moderní MR sekvence v T1 a T2 vážení. Zatímco u kinetických studií je krev v dutinách srdečních světlá, zde preferujeme techniku tzv. tmavé krve, kdy je stěna srdeční dobře ohraničena a redukujeme artefakty z proudící krve. Vynulování signálu tekoucí krve se docílí použitím dvou inverzních pulsů následujících po sobě. Data pro jednu vrstvu jsou snímána opět během několika R-R intervalů vždy ve stejném časovém okně, které nastavíme většinou na diastolu komor, ale může být i v systole komor. Různými metodami lze selektivně potlačit signál tuku.

Tyto sekvence používáme k posouzení anatomie srdce nebo např. k charakterizaci srdečních tumorů. T1 vážené sekvence a tukově saturované sekvence lze použít pro potvrzení přítomnosti tukové degenerace myokardu u arytmogení kardiomyopatie pravé komory (ARVC), ale většinou jde o drobné okrsky v relativně tenké stěně pravé komory, což u MR zobrazení s prostorovým rozlišením okolo 1 mm činí velké obtíže. Podání kontrastní látky intravenózně a následné zopakování T1 vážené sekvence nám umožní posoudit přítomnost a charakter sycení patologických útvarů v srdci, což je velmi přínosné v diferenciální diagnostice tumor/trombus (Obr. 2). Na T2 vážených obrázcích detekujeme především edém tkání – zvýšený obsah vody. Toto zobrazení se využívá u akutních stavů, např. u akutního infarktu myokardu či probíhající myokarditidy (Obr. 3). Kvantifikace toku

Obr. 2 – Aneuryzma hrotu, přecházející na přední stěnu, s přisedlým trombem, který se – na rozdíl od aneuryzmatu – nesytí po aplikaci kontrastní látky

Obr. 3 – Neischemický, centrální typ postkontrastního zvýraznění při myokarditidě

Magnetická rezonance může pomocí určitých technik selektivně zobrazit pohybující se objekty bez použití kontrastních látek, což se standardně využívá v MR angiografických vyšetřeních mozku nebo karotid, méně často i v jiných vaskulárních aplikacích. Pro zobrazení v oblasti hrudníku ale není tato technika vhodná vzhledem k vlastnímu rychlému pohybu celého srdce. Při použití tzv. fázově kontrastní sekvence můžeme selektivně zobrazit tok v libovolně určené rovině nebo kolmo na ni. Jde o zobrazení pohybujících se objektů v principu obdobně jako při dopplerovské ultrasonografii (echografii), kdy kódujeme různé rychlosti pohybu barevnými odstíny, resp. v tomto případě odstíny šedi, kdy tok jedním směrem se zobrazuje na škále šedá-bílá, tok opačným směrem na škále šedá-černá.

Metoda má také analogické artefakty jako dopplerovská ultrasonografie (aliasing); oproti ní má nevýhodu výrazně horšího časového i prostorového rozlišení, ale nejsme omezeni akustickým oknem, a tedy odpadá problém s úhlem insonace. Na MR vždy zvolíme směr kolmý na tok, a tak omezíme možnost vlivu úhlu na naměřené hodnoty. Při správném nastavení fázově kontrastních sekvencí lze tedy měřit rychlost toku a objem protékající krve za minutu. Využití této metodiky je vcelku logicky vhodné pro posouzení chlopenních vad, zkratů, vrozených srdečních vad atd.

Perfúze myokardu

Toto vyšetření provádíme s i. v. aplikací bolu gadoliniové kontrastní látky (běžně podáváme 10-15 ml jednomolárního kontrastu). Tato kontrastní látka volně proniká do intercelulárního prostoru, ale neprochází buněčnou membránou intracelulárně. Používáme kontinuální snímání několika vrstev myokardu v krátké ose levé komory gradientní sekvencí v T1 vážení, které je spuštěno s přítokem kontrastní látky do srdce, a sledujeme tedy pronikání kontrastu do myokardu (first pass technika). Lze provést perfúzní vyšetření v klidu a při farmakologické zátěži (např. adenozinem či dipyridamolem podáním i. v.). Stresové vyšetření je ale organizačně a časově dosti náročné, na našem pracovišti je běžně neprovádíme, ale na některých zahraničních klinikách patří do standardního protokolu vyšetření srdce na MR.

Viabilita myokardu – zobrazení jizvy

Jde o selektivní zobrazení tkáně, která akumuluje gadoliniovou kontrastní látku pomalu, ale dlouho ji zadržuje (tzv. pozdní sycení – late enhancement, delayed enhancement). Je prokázáno, že z viabilního myokardu je kontrastní látka rychle vymyta, zatímco do nekrotické, jizevnaté či fibrózní tkáně proniká pomaleji, ale je zde zadržována (v rozpadajících se buňkách s porušenou membránou u nekrózy – např. akutního infarktu myokardu, nebo mezi kolagenními vlákny v jizvě a fibrózní tkáni). Výborná korelace rozsahu nekrózy i jizvy zobrazené na MR s patologickým preparátem byla publikována ve studiích na zvířatech (Kim, 1999).

Vyšetření provádíme s odstupem 5, lépe 10-20 minut po i. v. aplikaci kontrastu, lze jej tedy doplnit s odstupem po provedení perfúzní studie. Používáme sekvence inverzního echa s individuálně nastaveným inverzním časem pro vynulování signálu zdravého myokardu. Jedná se principiálně o obdobnou MR techniku, jakou je potlačení signálu tuku (STIR) a vodObr. tekutiny (FLAIR).
V tomto případě je inverzní čas nastaven na potlačení signálu zdravého myokardu, tj.
200-300 ms. Dobré nastavení inverzního času je zde zásadní a někdy je jeho určení obtížné, přesto jde o poměrně robustní techniku, která umožňuje velmi dobré a přesné přímé zobrazení rozsahu jizvy po infarktu myokardu.

Dobré prostorové rozlišení MR okolo 1 mm umožňuje odlišit transmurální jizvy od subendokardiálních a s použitím dedikovaného software i kvantifikovat rozsah neviabilního a viabilního myokardu (Obr. 4). Je prokázáno, že pozitivní efekt revaskularizace u ischemického postižení srdce úzce souvisí s rozsahem postižení myokardu zjištěného na MR Stejná sekvence se také uplatňuje u různých neischemických postižení myokardu (Obr. 5), kdy zobrazíme sytící se okrsky v myokardu u zánětlivých kardiomyopatií, hypertrofické kardiomyopatie, amyloidózy srdce apod.

Obr. 5 – Neischemický, centrální charakter postkontrastního zvýraznění při amyloidóze

Ischemické a neischemické postižení myokardu lze dobře odlišit podle charakteru pozdního sycení, ischemické léze vždy postihují myokard směrem od endokardu k epikardu, zatímco neischemický typ sycení myokardu je většinou centrální nebo difúzní (Lim, 2007). Zajímavá práce u pacientů s myokarditidami koreluje typ a lokalizaci sytících se lézí v myokardu s etiologickým agens zánětlivého postižení.

MR angiografie, MR koronarografie

Zobrazení velkých tepen hrudníku, především aorty, plicnice a jejich větví či plicních žil, je možné s použitím kontrastní MR angiografie, tedy při i. v. aplikaci gadoliniové kontrastní látky a snímání během průtoku kontrastu vyšetřovanými cévami. Jde o principiálně podobné vyšetření jako CT angiografie, která je však zatížena ionizujícím zářením; MR má ale horší prostorové rozlišení a je výrazně náchylnější k různým artefaktům, proto se domníváme, že CT angiografie by zatím měla být metodou první volby pro zobrazení velkých tepen hrudníku.

MR angiografii indikujeme z důvodu radiační ochrany spíše u mladých nemocných a není-li možné podat jodovou kontrastní látku intravenózně. Na rozdíl od CT koronarografie není zobrazení koronárních tepen na MR zatím rutinně možné v přijatelné kvalitě, tato metoda je stále ve stadiu vývoje a není použitelná v klinické praxi. Další inovace sekvencí i vývoj kontrastních látek snad v blízké budoucnosti MR koronarografii posune blíže k běžnému použití.

Závěr

Je třeba připomenout, že i MR má určitá omezení a ne všechny nemocné lze vyšetřit v dobré kvalitě. Absolutní kontraindikací je nadále implantovaný kardiostimulátor či kardioverter, kochleární implantát, relativní kontraindikací pak přítomnost různých kovových materiálů v těle a klaustrofobie; zde je nutno předem ověřit možnost vyšetření s lékařem na MR pracovišti. V poslední době se však objevují kardiostimulátory, které jsou za přesně definovaných podmínek s MR přístrojem kompatibilní.

Jejich použití je však zatím na počátku rutinního klinického užití a při vyšetření pacienta s takovým typem kardiostimulátoru je třeba dbát přísných a přesně definovaných pravidel (Vymazal, 2009).
Jak jsme se snažili v tomto článku ukázat, patří dnes podle našeho názoru MR vyšetření srdce do základní palety zobrazovacích metod v kardiologii. V Nemocnici Na Homolce patří MR srdce k rutinním vyšetřením od roku 2003 a v posledních letech zhruba 200-300 pacientů ročně. Pestré možnosti MR zobrazení srdce a rozšiřující se množství MR přístrojů jistě povedou v budoucnu k širšímu užití tohoto vyšetření.

O autorovi: MUDr. Jiří Weichet, Ph. D., prof. MUDr. Josef Vymazal, DrSc.
Nemocnice Na Homolce, Radiodiagnostické oddělení

e-mail: Jiri. Weichet@homolka.cz

Ohodnoťte tento článek!