i februari 1987-numret av American Journal of Roentgenology, Sechtem et al. rapporterade den spännande potentiella tillämpningen av cine gradient-echo imaging för funktionell utvärdering av hjärtsjukdom. På en 1,5-T MR-skanner använde tekniken en EKG-gated gradient-echo pulse-sekvens med TR/TE, 21/12. EKG-Signalinformation och k-rymdbilddata förvärvades samtidigt och bearbetades retroaktivt för rekonstruktion av cirka 20 bilder per hjärtcykel. Nu allmänt känd som retrospektiv gating, var denna teknik ny i mitten till slutet av 1980-talet.
med hjälp av denna pulssekvens kunde helhjärttäckning uppnås via en stapel med 10 till 12 axiella cine-förvärv fördelade i steg om 10 mm. Men med ett enda fas-kodningssteg som utförs under varje r-r-intervall var avbildning nödvändigtvis lång men uppnåelig inom en halvtimme. Eftersom k-rymddata förvärvades asynkront med hjärtcykeln, måste retrospektiv interpolering utföras för att sortera om de förvärvade data till likvärdiga temporala positioner (bilder) inom hjärtcykeln. Bearbetningen vid den tiden utfördes offline och krävde ytterligare 30 minuter (5 minuter per cine-förvärv för de 5-6 förvärv som krävs för att avbilda 10-12-platserna). Även om det var primitivt enligt dagens standarder var detta en betydande prestation vid tidpunkten för artikeln. Betydelsen av Sechtem et al. artikel framgår av de mer än 180 gånger det har citerats i den publicerade litteraturen enligt en sökning i ISI Science Citation Web database.
i en serie av 14 friska frivilliga och 22 patienter, Sechtem et al. beskrev potentialen att använda cine gradient-echo imaging för att utvärdera regional väggrörelse, ventrikulär funktion (t.ex. utstötningsfraktion), valvulär funktion (för att inkludera uppskattning av regurgitantfraktioner) och intrakardiella shuntar—applikationer som nu har blivit rutinmässig praxis för många Mr-kliniker. Gradient-echo-tekniken gav ljus – blodsignal inom hjärtkamrar för förbättrad myokard till blodpooldifferentiering, som författarna postulerade uppstod från den överlägsna in-flödeskänsligheten hos pulssekvensen för omättat blod (flygtid fenomen), en hypotes som nu är etablerad dogma. De lyfte också fram cine gradient-echo pulse sequence förmåga att identifiera regioner med stört eller turbulent flöde som regioner med signalförlust (dvs., flödesstråle) från intravoxelflödesavfasning, en egenskap som fortsätter att vara ett primärt diagnostiskt verktyg vid screening för valvulär insufficiens eller stenos och för att bekräfta närvaron av en intrakardiell shunt eller en hemodynamiskt signifikant stenos .
de grundläggande principerna för Cine bright-blood imaging beskrivs av Sechtem et al. har överlevt den vetenskapliga granskningen av nästan 2 årtionden och har genomgått flera förbättringar också. 1991 beskrev Atkinson och Edelman ett effektivare och snabbare datainsamlingsschema där flera faskodade steg förvärvades under varje hjärtslag, nämligen genom segmentering av k-rymddata över färre hjärtcykler. K-space-segmentering minskar drastiskt cine-förvärvstiderna så att ett cine-förvärv med en skiva kan utföras under ett enda andetag. Även om denna utveckling gav ett prospektivt gated förvärv av hjärtventrikulär rörelse, förbättringar i instrumentering gav en sann segmenterad k-rymdteknik med retrospektiv interpolering och full täckning av hela R-R-intervallet .
Zerhouni et al. och Young och Axel introducerade den mer avancerade metoden för myokardiell märkning för hjärtväggsrörelse genom placering av en serie radiofrekvensmättnadsband (eller taggar) över cine-bilderna före initiering av systole. Deformation av taggarna över hjärtcykeln, nämligen systole, möjliggjorde utvärdering av myokardiell översättning och rotation och de mer komplexa rörelserna associerade med hjärtvridning. Bristen på taggdeformation motsvarade dessutom ett dåligt fungerande myokardium.
 visa större version (191K) |
Fig. 1A-68-årig man med aortainsufficiens. (Se även Fig. S1E, video, i kompletterande data på www.ajronline.org) på Cine steady-state Free-precession bilder i tre kammare vy (systole, A; tidig till sen diastol, B-D) en regurgitant flödesstråle (pilhuvud, B) som överensstämmer med aortainsufficiens ses under diastol som härrör från aortaklaffen tillbaka till vänster ventrikel. Ao = aorta, LA = vänster atrium, LV = vänster ventrikel.
|
 visa större version (189K) |
Fig. 1B-68-årig man med aortainsufficiens. (Se även Fig. S1E, video, i kompletterande data på www.ajronline.org) på Cine steady-state Free-precession bilder i tre kammare vy (systole, A; tidig till sen diastol, B-D) en regurgitant flödesstråle (pilhuvud, B) som överensstämmer med aortainsufficiens ses under diastol som härrör från aortaklaffen tillbaka till vänster ventrikel. Ao = aorta, LA = vänster atrium, LV = vänster ventrikel.
|
 visa större version (189K) |
Fig. 1C-68-årig man med aortainsufficiens. (Se även Fig. S1E, video, i kompletterande data på www.ajronline.org) på Cine steady-state Free-precession bilder i tre kammare vy (systole, A; tidig till sen diastol, B-D) en regurgitant flödesstråle (pilhuvud, B) som överensstämmer med aortainsufficiens ses under diastol som härrör från aortaklaffen tillbaka till vänster ventrikel. Ao = aorta, LA = vänster atrium, LV = vänster ventrikel.
|
 visa större version (188K) |
Fig. 1D-68-årig man med aortainsufficiens. (Se även Fig. S1E, video, i kompletterande data på www.ajronline.org) på Cine steady-state Free-precession bilder i tre kammare vy (systole, A; tidig till sen diastol, B-D) en regurgitant flödesstråle (pilhuvud, B) som överensstämmer med aortainsufficiens ses under diastol som härrör från aortaklaffen tillbaka till vänster ventrikel. Ao = aorta, LA = vänster atrium, LV = vänster ventrikel.
|
på senare tid har Cine-avbildning utförts med hjälp av balanserad steady-state-fri procession – även känd som sann snabb avbildning med steady-state precession (TrueFISP, Siemens Medical Solutions terminologi), snabb avbildning med steady-state-förvärv (FIESTA, GE Healthcare terminologi) och balanserat snabbt fälteko (Balanced—FFE, Philips Medical Systems terminologi)-där både det primära gradient-ekot kombineras med efterföljande omfokuserade ekon för att ge ökad bildsignal. Detta åstadkoms genom att upprätthålla ett nollgradientmoment för alla tre fysiska axlarna i varje TR-intervall .
 visa större version (151K) |
Fig. 2A-70-årig man med hypertrofisk kardiomyopati. (Se även Fig. S2E, video, i kompletterande data på www.ajronline.org) fokal hypertrofi (asterisker) av basal anterior och anteroseptal vägg i vänster ventrikel noteras på diastolisk kortaxel steady-state free-precession (ssfp) bild.
|
 visa större version (180K) |
Fig. 2B-70-årig man med hypertrofisk kardiomyopati. (Se även Fig. S2E, video, i kompletterande data på www.ajronline.org) på cine ssfp-bilder i trekammarvy (diastol, B; tidigt till mitten av systole, C och D) noteras förtjockat basalt myokardium (asterisk, B) att vara associerat med en flödesstråle (pilhuvud, C och D) under systole, i överensstämmelse med vänster ventrikulär utflödeskanal obstruktion.
|
 visa större version (68K) |
Fig. 2C-70-årig man med hypertrofisk kardiomyopati. (Se även Fig. S2E, video, i kompletterande data på www.ajronline.org) på cine ssfp-bilder i trekammarvy (diastol, B; tidigt till mitten av systole, C och D) noteras förtjockat basalt myokardium (asterisk, B) att vara associerat med en flödesstråle (pilhuvud, C och D) under systole, i överensstämmelse med vänster ventrikulär utflödeskanal obstruktion.
|
 visa större version (179K) |
Fig. 2D-70-årig man med hypertrofisk kardiomyopati. (Se även Fig. S2E, video, i kompletterande data på www.ajronline.org) på cine ssfp-bilder i trekammarvy (diastol, B; tidigt till mitten av systole, C och D) noteras förtjockat basalt myokardium (asterisk, B) att vara associerat med en flödesstråle (pilhuvud, C och D) under systole, i överensstämmelse med vänster ventrikulär utflödeskanal obstruktion.
|
steady-state free-precession (ssfp) pulssekvens har ett signalberoende på vävnads-T2/T1-förhållandet och är således mindre beroende av blodflöde för vaskulär illustration. Detta ger förbättrad visualisering av både endokardiella och epikardiella gränser på ssfp-bilder för väggrörelse och kammarstorleksutvärderingar. Dessa nya pulssekvenser har också korta TR – och TE-tider (t.ex.TR/TE, 2/0. 9) som möjliggör snabba förvärvstider (t. ex. 6 sekunder) och till och med realtidsundersökningsundersökningar. SSFP-metoden beskrevs först i mitten av 1980-talet ; det har emellertid inte varit förrän de senaste tekniska förbättringarna i instrumentering och gradienthårdvara att denna teknik har fått betydande rutinmässig klinisk användning (Fig. 1A, 1b, 1c, 1D, 2a, 2b, 2c och 2D och kompletterande fikon. S1E och S2E finns på www.ajronline.org). ssfp-pulssekvenser kännetecknas av korta sekvenser TR-tider på grund av känslighet för off-resonanseffekter och som möjliggör snabba Cine-förvärvstider. Den övre gränsen för TR bestäms av graden av lokal magnetfältinhomogenitet.
Cine faskontrast är en annan teknik som på många sätt är ett derivat av Cine gradient-echo imaging . I cine faskontrast ersätts varje K-space förvärvssegment med ett par gradient-eko förvärv som växlar polariteten hos en flödeskodningsgradient. Denna process upprepas över hela hjärtcykeln som i cine gradient-echo-förvärvet. Att ta fasskillnaden mellan de två förvärven ger en bild med en fas som är direkt proportionell mot flödeshastigheten och flödesriktningen, vilket möjliggör kvantifiering av blodflödet över hjärtcykeln. Flöde kvantifiering i alla tre riktningar kan bestämmas av så få som fyra flödeskodningsexperiment per k-rymdlinje, vilket minskar den totala förvärvstiden med hjälp av fyrpunktsbehandling . Genom användning av liknande k-rymdförbättringar, såsom segmenterade k-rymdförvärvsscheman, kan cine-faskontrast nu också utföras under andningshållning. Med hjälp av den modifierade Bernoulli-ekvationen möjliggör denna teknik också uppskattning av flödestryckgradienter över regioner med luminal förträngning .
betydande förbättringar har skett under de nästan 2 decennierna sedan Sechtem et al. beskrev deras lovande nya teknik för hjärtfunktionsutvärdering med hjälp av en cine gradient-eko-pulssekvens. Cine MR är en kommersiellt tillgänglig teknik som är ett grundläggande verktyg för alla kliniska Mr-metoder. Även om hastigheten och bildkvaliteten har utvecklats snabbt, rusar den nuvarande utvecklingscykeln mot den automatiska utvärderingen av de stora Cine MR-datamängderna som kan ge mer än 40 bilder per förvärvsplats. En mängd automatiserade segmenteringsverktyg finns för närvarande tillgängliga, men de flesta kräver fortfarande åtminstone någon mänsklig interaktion för att ge exakta kvantitativa mätningar för hjärtfunktion. Det är tänkbart att dessa funktioner kommer att automatiseras helt inom en snar framtid, vilket möjliggör ytterligare uppnåendet av en fylligare potential för cine MR-utvärderingar av kardiovaskulär funktion.