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【答題得學(xué)分】置入傳統(tǒng)心臟電子器械患者行磁共振檢查的風(fēng)險評估

 yuyue3544 2021-09-25

本文刊于:中華心血管病雜志 2021,49(8) : 833-839

作者:宋燕燕趙世華

單位:中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院 北京協(xié)和醫(yī)學(xué)院 阜外醫(yī)院磁共振影像科 國家心血管病中心 心血管疾病國家重點實驗室

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摘要

磁共振的靜態(tài)磁場,、梯度磁場及射頻磁場可使心臟電子器械產(chǎn)生移位、發(fā)熱及功能改變,,一直以來置入傳統(tǒng)心臟電子器械(CIED)的患者被認為是磁共振成像(MRI)檢查的絕對禁忌證,。然而約50%~70%置入傳統(tǒng)CIED的患者后續(xù)仍存在MRI檢查的需求。近年來,,越來越多的研究表明通過合理的患者篩查及適當(dāng)?shù)钠餍党炭?,置入傳統(tǒng)CIED的患者可以安全地進行MRI檢查,既不會對患者造成傷害,,也不會導(dǎo)致CIED程控參數(shù)發(fā)生明顯變化,。該文將對置入傳統(tǒng)CIED的患者行MRI檢查安全性方面的最新研究進展予以綜述。
磁共振成像(MRI)具有無創(chuàng),、無輻射,、高軟組織分辨率及多角度成像等優(yōu)點,對于疾病的診療具有重要的臨床參考價值,,被認為是軟組織成像的金標準1],。心血管植入型電子器械(cardiovascular implantable electronic device,CIED),,如心臟起搏器和植入型心律轉(zhuǎn)復(fù)除顫器(ICD),,被臨床廣泛用于治療心律失常及慢性心力衰竭。然而考慮到置入CIED的患者暴露在MRI的靜磁場,、梯度磁場以及脈沖射頻磁場所產(chǎn)生的安全隱患,,置入CIED的患者通常被認為是MRI檢查的絕對禁忌證2]。2011年之后新型磁共振兼容型CIED開始應(yīng)用于臨床,,然而置入新型CIED的患者只占全部CIED置入患者的一小部分,。據(jù)統(tǒng)計,全球累計超過200萬患者裝有傳統(tǒng)CIED,,在我國約有15萬~20萬例患者,,并且其中約50%~70%置入傳統(tǒng)CIED的患者后續(xù)仍存在MRI檢查的需求3]。近年來,,越來越多的研究表明通過合理的患者篩查及適當(dāng)?shù)钠餍党炭?,既不會對患者造成傷害,也不會?dǎo)致CIED程控參數(shù)發(fā)生明顯變化(表1)[4-44],,置入傳統(tǒng)CIED的患者可以安全地進行MRI檢查[45, 46],。因此,,本文將對置入傳統(tǒng)CIED的患者行MRI檢查安全性方面的最新研究進展予以綜述。

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一,、MRI對置入傳統(tǒng)CIED患者的影響
1.CIED移位:MRI的靜態(tài)磁場可通過極化氫質(zhì)子的旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生縱向磁矢量和氫質(zhì)子進動,,從而對鐵磁性材料產(chǎn)生力矩效應(yīng)并導(dǎo)致CIED移位。然而,,目前所有型號的CIED由于減少了鐵磁體并代之以鈦金屬材料,,因此磁矩小到可忽略不計。2001年,,Luechinger等47]在1.5 T MRI系統(tǒng)中研究了CIED的力矩效應(yīng),,結(jié)果顯示所測量的起搏器磁力范圍為0.05~3.60 N。此外,,1995年以后推出的起搏裝置扭矩水平明顯更低,,測量到的加速度低于重力強度(<9.81 N/kg)。盡管在1995年以前的老式CIED中發(fā)現(xiàn)了更高的引力水平(約1.03~5.85 N),,但之后生產(chǎn)的CIED的引力只有老式型號的五分之一。Naehle等43]在3.0 T MRI系統(tǒng)中發(fā)現(xiàn),,傳統(tǒng)CIED設(shè)備的最大磁力為2.15 N,,最大加速度為1.65 N/kg,且其最大扭矩為17.8×10?3 N·m,。
2.熱損傷:人體內(nèi)射頻磁場的波長在1.5 T場強下約為50 cm,,在3.0 T場強下約為25 cm,當(dāng)CIED的導(dǎo)線長度是該波長的整數(shù)倍且存在少量裸露導(dǎo)線時,,共振效應(yīng)會使裸露導(dǎo)線尖端高能量聚集,,從而導(dǎo)致與裸露導(dǎo)線接觸處的心肌組織發(fā)生熱損傷和瘢痕形成,從而使起搏閾值升高并誘發(fā)心律失常,,甚至在嚴重情況下引起心房或心室穿孔,。體外實驗證明射頻磁場可致導(dǎo)線尖端不同程度的發(fā)熱(7.0~63.1 ℃)48, 49]。然而在體內(nèi)實驗中,,Luechinger等50]對豬進行了MRI掃描,,其導(dǎo)線頂端與心肌交界處溫度升高至20 ℃,,但隨后的組織學(xué)分析中未能發(fā)現(xiàn)熱誘導(dǎo)所致心肌組織損傷,。Roguin等49]在動物實驗(犬)中發(fā)現(xiàn)模型溫度未升高且不存在組織熱損傷。Naehle等43]先在體外模擬3.0 T磁場下對患者進行頭部掃描,,發(fā)現(xiàn)導(dǎo)線尖端溫度最高升高2.98 ℃(平均值0.16 ℃),,之后在體掃描后發(fā)現(xiàn)所有患者的降鈣素原水平?jīng)]有明顯升高,,血清肌鈣蛋白水平和鉛阻抗也沒有發(fā)生變化,這說明在3.0 T的頭部MRI檢查過程中,,并沒有出現(xiàn)鉛尖發(fā)熱導(dǎo)致心肌損傷的臨床相關(guān)現(xiàn)象,。這可能與流動血液的冷卻效應(yīng)是一種保護機制,,可防止活體受試者的導(dǎo)線尖端溫度大幅升高和造成組織損傷有關(guān)。
3.CIED功能改變:置入傳統(tǒng)CIED的患者行MRI檢查出現(xiàn)CIED功能改變是最常見的不良事件,。大多數(shù)CIED內(nèi)置的簧片開關(guān)會隨著外部磁場變化而自動打開或關(guān)閉,,從而導(dǎo)致異常起搏,并且由MRI系統(tǒng)發(fā)射的射頻脈沖和快速變化的梯度磁場也可能在CIED導(dǎo)聯(lián)內(nèi)產(chǎn)生電壓脈沖,,使CIED錯誤感知,,從而抑制起搏器正常起搏。在置入CIED的患者中,,如果電磁干擾被錯誤感知為室性心律失常,,可能會發(fā)生不適當(dāng)?shù)碾姄?sup>[51, 52]。電磁干擾還可能導(dǎo)致通電復(fù)位,,這是一種重置CIED的備用編程模式,,CIED可能會因過度感應(yīng)電磁干擾而導(dǎo)致起搏抑制不當(dāng),或因心動過速恢復(fù)正常而導(dǎo)致電擊不當(dāng),,并且可能會縮短電池壽命,。
二、置入傳統(tǒng)CIED患者行MRI檢查的風(fēng)險評估

自1983年P(guān)avlicek等2]首次評估了MRI檢查對CIED的影響后,,置入傳統(tǒng)CIED一直被認為是MRI檢查的絕對禁忌證,。直至2013年歐洲心臟病協(xié)會將置入傳統(tǒng)CIED行MRI檢查列為Ⅱb類推薦53]。隨著大量的研究進一步證實置入傳統(tǒng)CIED患者行MRI檢查的安全性,,2017年心律失常協(xié)會發(fā)布的專家共識提出置入傳統(tǒng)CIED患者可行MRI檢查(推薦等級Ⅱa,,證據(jù)等級B)54]

2011年,,Nazarian等16]開展了首個多中心研究來評估置入傳統(tǒng)CIED的患者行MRI檢查的安全性,,在這次研究中總共納入438例置入傳統(tǒng)CIED的患者,包括置入起搏器者237例(54%)及置入ICD者201例(46%),,然而這項研究排除了置入起搏器依賴型ICD患者,、新放置導(dǎo)線(<6周)的患者以及廢棄導(dǎo)線或置入心外膜導(dǎo)線的患者,最終有3例(0.7%)患者出現(xiàn)急性電復(fù)位,,但在長期隨訪中,,這3例患者均無器械功能障礙。近年來發(fā)表在新英格蘭醫(yī)學(xué)雜志的兩項大樣本,、多中心,、前瞻性研究進一步證實置入傳統(tǒng)CIED患者接受1.5 T MRI檢查的安全性。MagnaSafe試驗研究納入了1 000例置入起搏器的患者和500例置入ICD的患者,,所有患者均行非胸部MRI檢查,,檢查期間無死亡、無電極導(dǎo)線故障或室性心律失常發(fā)生,,只在少數(shù)檢查中出現(xiàn)導(dǎo)線阻抗,、起搏閾值,、電池電壓、P波和r波振幅改變異常,,且都未導(dǎo)致臨床不良事件29],。此研究還對置入不同CIED的患者分別給出了簡化的MRI掃描方案:(1)起搏器:當(dāng)固有心率≥40次/min,將設(shè)備設(shè)置為非起搏模式(ODO/OVO),;當(dāng)固有心率<40次/min,,設(shè)置為非同步模式(DOO/VOO);(2)ICD:關(guān)閉抗心律失常治療功能,,同時設(shè)置模式為DOO/VOO,。Nazarian等30]對1 509例置入傳統(tǒng)CIED的患者進行了2 103次1.5 T MRI檢查,研究過程中無嚴重不良事件發(fā)生,,在長期隨訪中,,P波振幅下降的發(fā)生率為4%,心房奪獲閾值升高為4%,,左,、右心室奪獲閾值升高分別為3%及4%,但均無臨床意義,。近期Munawar等55]發(fā)表的一項薈萃分析,,納入了35項研究、共計5 625例患者,、7 196次MRI檢查,有0.7%的患者出現(xiàn)不適癥狀,,0.1%出現(xiàn)電子元件損壞,,0.4%出現(xiàn)異常起搏及1.4%出現(xiàn)電重置,未發(fā)生死亡,、導(dǎo)線損壞及ICD異常放電,。

三,、特殊情況的風(fēng)險評估

1.3.0 T掃描:由于3.0 T MRI的場強較1.5 T更強,對CIED的影響更大,,所以置入傳統(tǒng)CIED的患者行3.0 T掃描時需要更加謹慎。目前,,最新一代的MRI兼容型CIED可應(yīng)用于3.0 T MRI,然而關(guān)于置入傳統(tǒng)CIED患者行3.0 T MRI檢查安全性的相關(guān)研究非常少,。Naehle等43]納入了44例置入傳統(tǒng)CIED的患者,所有患者均接受了3.0 T MRI掃描頭部,,結(jié)果顯示無不良臨床事件發(fā)生,,且導(dǎo)線阻抗或起搏閾值均未發(fā)生明顯變化,。Horwood等27]評估了40例置入非MRI兼容型CIED和具有各種MRI禁忌證的患者行MRI掃描的安全性,,其中6例行3.0 T MRI掃描,結(jié)果顯示其設(shè)備參數(shù)均未發(fā)生明顯變化,。

2.胸部MRI掃描:由于CIED設(shè)備暴露在磁體中心可能存在更大的安全隱患,,所以大多數(shù)評估置入傳統(tǒng)CIED患者行MRI檢查的安全性研究都排除了胸部MRI掃描,。如上述MagnaSafe試驗僅評估了非胸部成像29],,且首個上市的新型MRI兼容CIED也排除了胸部掃描,。然而在評估置入傳統(tǒng)CIED的患者行胸部掃描的安全性研究中16,,24,27,,43],,納入患者沒有發(fā)生任何不良事件,。其次,,胸部成像可能出現(xiàn)偽影從而影響圖像質(zhì)量,。Sasaki等56]發(fā)現(xiàn)左側(cè)置入ICD患者的MRI圖像失真度更高,,而對置入起搏器的患者或右側(cè)置入ICD患者的掃描圖像未受到明顯影響,。目前脈沖序列的飛速發(fā)展有望減少MRI掃描中因置入ICD所產(chǎn)生的偽影57],。

3.廢棄導(dǎo)線:在MRI檢查中,,廢棄導(dǎo)線一直也是MRI檢查的禁忌證。體外實驗結(jié)果表明,,在MRI掃描中,,與連接了起搏器的導(dǎo)線相比,,未連接的導(dǎo)線尖端發(fā)熱增加,,并且其發(fā)熱程度與導(dǎo)線的長度,、末端是否帶帽及導(dǎo)線路徑有關(guān),。Padmanabhan等58]對80例體內(nèi)存在廢棄導(dǎo)線的患者行1.5 T MRI掃描,,未出現(xiàn)任何臨床并發(fā)癥和設(shè)備參數(shù)的改變,并且所檢測患者的心肌肌鈣蛋白T均未見明顯變化,,證明體內(nèi)廢棄導(dǎo)線滯留的患者行1.5 T MRI檢查是安全的,。另外3項小樣本量研究59, 60, 61]也評估了廢棄導(dǎo)線滯留患者行MRI檢查的安全性,,患者均未發(fā)生不良臨床事件。因此推測,,雖然導(dǎo)線尖端發(fā)熱增加,,但流動血液的冷卻作用可防止導(dǎo)聯(lián)尖端溫度大幅升高而造成組織損傷。

四,、置入傳統(tǒng)CIED患者行MRI掃描的流程推薦

當(dāng)置入傳統(tǒng)CIED患者需要行MRI檢查時,,首先應(yīng)該聯(lián)合心內(nèi)科及影像科醫(yī)生綜合評估患者所置入的設(shè)備、設(shè)備編程及患者病情,。掃描前,對于起搏依賴的患者(心率<40次/min),,為了避免掃描期間電磁信號干擾導(dǎo)致的起搏抑制,,設(shè)備應(yīng)調(diào)至非同步起搏模式(DOO,,VOO),;對于起搏不依賴的患者(心率≥40次/min),,設(shè)備應(yīng)調(diào)至非起搏模式(ODO,,OVO)。掃描期間,,醫(yī)護人員需嚴密監(jiān)測患者的心律,、血壓和脈搏,。掃描結(jié)束后,,立即檢查患者的設(shè)備參數(shù),,并將設(shè)備調(diào)至掃描前狀態(tài),,若檢查前后參數(shù)無明顯改變(起搏電極閾值增加<1.0 V,,P波或R波幅值降低≤50%,,起搏電極阻抗變化≤50 Ω及電擊阻抗變化<5 Ω),,患者于檢查后3~6個月內(nèi)于門診隨訪一次即可,。若患者任何一項變化值超過上述上限值,,則患者需要分別于掃描后1周及3,、6個月進行門診隨訪,,必要時醫(yī)生可對設(shè)備重置,。

綜上所述,,置入傳統(tǒng)CIED的患者可以在1.5 T MRI下安全進行非胸部成像,,關(guān)于置入傳統(tǒng)CIED患者行3.0 T MRI檢查安全性的相關(guān)研究較少,雖然小樣本量研究未發(fā)生不良臨床事件,,但是仍然需要更大的樣本量去驗證,。置入CIED不是MRI檢查的絕對禁忌證,當(dāng)前可對內(nèi)科醫(yī)生,、心電生理專家及影像科醫(yī)生進行培訓(xùn),了解傳統(tǒng)CIED的臨床應(yīng)用流程以及注意事項,,使置入傳統(tǒng)CIED的患者在臨床實踐中能安全順利地進行MRI檢查,。

  利益沖突   所有作者均聲明不存在利益沖突

思考題(單選題)

1. 既往磁共振成像(MRI)檢查的絕對禁忌證包括以下哪個( )
A. 體內(nèi)有金屬異物,,如假牙,、節(jié)育環(huán)等
B. 精神病患者,、帶有多種生命監(jiān)護儀器的急診和危重患者、不能較長時間保持體位不動的患者
C. 妊娠3個月內(nèi)的早期妊娠者
D. 體內(nèi)安裝,、攜帶以下物品及裝置的患者:包括心臟起搏器,、自動電復(fù)律除顫器,、心臟支架等

2. 置入傳統(tǒng)心血管電子器械的患者后續(xù)仍存在MRI檢查的需求大概約( )
A. 10%~30%
B. 30%~50%
C. 50%~70%
D. 70%~90%

3. 哪年之后生產(chǎn)的新型心血管電子器械可以直接應(yīng)用于臨床( )
A. 2001年
B. 2005年
C. 2011年
D. 2013年

4. 磁共振的哪個磁場可對鐵磁性材料產(chǎn)生力矩效應(yīng)并導(dǎo)致其移位( )
A. 靜磁場
B. 梯度磁場
C. 脈沖射頻磁場
D. 動態(tài)磁場

5. 植入傳統(tǒng)心血管電子器械患者行MRI檢查時,以下哪種情況存在時需要特別注意( )
A. 3.0 T掃描
B. 胸部掃描
C. 廢棄導(dǎo)線
D. 以上情況都對

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