心脏应激测试是心血管疾病诊断和预后评估的关键工具，其方式包含运动和药物磁共振成像(MRI)。与运动心电图相比，使用运动心脏磁共振成像显著提高了冠状动脉疾病(CAD)诊断的准确性。
运动心脏磁共振将心脏磁共振成像与踏车的运动信息结合起来，踏车固定在磁共振检查床上，患者在完成运动之后立即进行心脏磁共振成像，使用运动替代药物，是一项较新的心脏应激测试方法。运动测试是许多心脏病(包括瓣膜性心脏病和先天性心脏病)的诊断工具，并避免了药物可能引起的副作用和不良事件，因此目前的指南建议在可行的情况下将运动应激作为压力成像的首选方法。
仰卧踏步在1995年首次公开使用，使用0.5T全身扫描仪来测量主动脉血流的运动变化。1998年使用商业化的核磁测功计进行研究，在1.5T扫描仪使用荷兰Lode研发的核磁测功计。荷兰Lode作为全球知名测功计研发企业，成功研发世界第一台适用于高磁场环境的测功计，真正实现运动负荷替代药物应激。此时的核磁测功计采用上/下运动的仰卧踏步形式。与踏车相比，使用踏步运动的好处在于减少上身运动，从而降低运动伪影，并减少了腿部运动的限制。
核磁功率车采用仰卧踏车的圆周运动形式，车体采用特殊设计及材料，保证在1.5/3 Tesla MRI中不会产生伪影干扰。负荷控制采用电磁涡流制动系统，提供高控制精确性和设备运行稳定性。核磁功率车的控制单元，可根据需求的不同运动负荷，通过软件实现远端控制。
我们一起从几篇文章了解运动心脏磁共振的应用。
摘自：
Le et al. Journal of Cardiovascular Magnetic Resonance (2017) 19:7
DOI 10.1186/s12968-017-0322-1
背景
运动心脏磁共振具有巨大的临床应用潜力，但由于缺乏兼容设备和强大的实时成像技术，其发展受到了限制。运用运动心脏磁共振Ex CMR方案，在核磁扫描仪内的功率车上进行踏车，并评估其在运动员和非运动员表现的区别。
方法
对11名运动员进行顺畅呼吸下实时CMR扫描(1.5T Aera, Siemens)，其中男性5名，中位年龄29岁）。16名健康志愿者作为对照组(其中男性7名，中位年龄26岁)。所有受试者在CMR兼容的功率车(品牌:荷兰Lode)上进行踏车训练和扫描，初始工作负荷为25W，之后每分钟增加25W。20人也通过心肺运动试验(CPET)评估运动能力，并评估了10人扫描-再次扫描的重复性，至少间隔7天。
结果
运动心脏磁共振(ExCMR)具有良好的扫描-再扫描重复性(心脏指数CI：0.2 ± 0.5L/min/m2)和观察者间重复性(心室容积ventricular volumes: 1.2 ± 5.3mL)。Ex CMR和CPET的CI具有良好的相关性和一致性。尽管休息时的值相似，但与健康个体相比，运动员的运动CI增加了。运动峰值CI，图像采集持续13-17秒，在区分运动员和健康志愿者方面优于休息状态，并具有与VO2max相似的性能。
结论
一种创新的扫描仪内Ex CMR方案，使用实时CMR，具有高度重复性。可用于心脏和循环生理研究的临床应用。
背景
在试图区分运动过程中心脏功能的正常和病理变化时，准确的测量至关重要，但成像方式很少根据有创运动标准进行评估。本研究试图在最大运动期间通过心脏CMR进行心室容积量化的新方法进行验证。
运动方案
预试验阶段
受试者躺在CMR内，使用具有可调电动阻力的功率车(Lode 格罗宁根 荷兰)进行运动。在安静状态下获得CMR图像，然后在两种运动负荷获得图像，其中低强度运动，对应心率100至120次/分；高强度运动，低于最大强度，对应心率140至170次/分。每个运动阶段维持约6分钟(1分钟达到稳态，4分钟和5分钟图像采集)。在所有阶段，图像都是在不限制呼吸的过程获得的。
验证阶段
该阶段包括心肺运动试验和运动CMR。心肺运动试验在立式功率车(Jaeger 德国)进行，从50W开始并逐级增加(25 W/min)直到力竭。心肺运动试验采用每次呼吸法。主要测量结果包括安静的摄氧量(VO2)、最大运动时的最大摄氧量(VO2 max)和最大输出功率(W)。
约24小时后进行运动CMR。运动前，将一根7F肺动脉导管插入颈内静脉，在透视下引导至近端右主肺动脉，并在桡动脉放置一根20号动脉导管。然后将这些导管连接到压力传感器和血流动力学监测器，从而能够收集动脉和混合静脉血样本，通过直接 Fick 方程确定CO。预试验中，受试者使用功率车在CMR内进行仰卧运动。不限制呼吸，图像在休息时、以及前一天测试确定的最大功率的25%、50%和66%时采集。后面将它们称为安静、低强度、中强度和最大强度。每个运动阶段保持约3至4分钟，1分钟达到生理稳态，2至3分钟用于图像采集。在立位踏车时66%最大功率对应仰卧位的最大运动。
可重复性阶段
1小时后进行第三轮运动。受试者休息1小时后重复相同的运动方案(安静、低、中和最大强度)。
结论
通过将运动心脏磁共振CMR与心肺运动试验相结合，定义了一种在运动期间测量心室容积的方法，该方法具有高度重复性和准确性。以这种方式计算的CO与通过直接Fick方法获得的CO相当，但具有显著优势。运动心脏磁共振避免了对动脉和中心静脉的有创采样，通过评估RV和LV容积的变化，提供了运动期间心室充盈、射血和心室间相互作用的更完整描述。这与RV和肺循环的病理密切相关，这些病理很难通过其他成像方式进行评估。
背景
Fontan患者在运动期间达到较低的峰值心率。这种受损的变时反应是否反映了窦房结的病理或心脏血流动力学改变的结果尚不确定。本研究评估了Fontan患者相对于健康对照组在运动过程中心率加速相对于代谢需求和心输出量的充分性。
方法和结果
30名受试者(20名健康对照者和10名Fontan患者)在仰卧踏车运动至接近力竭期间，通过肺动脉和桡动脉导管同时接受了心脏磁共振成像和有创压力记录。通过确定运动引起的心脏指数、每搏输出量和心率相对于摄氧量(VO2)的增加而增加的程度，评估心脏指数、每搏输出量和心率储备的充分性。与对照组相比，Fontan患者的心率储备较低(71±21 vs 92±15次/分)。相比之下，心率相对于运动负荷和VO2的增加高于对照组。与对照组相比，心脏指数相对于VO2的变化相似，但Fontan患者的ΔHR/ΔVO2增加，Δ每搏输出量/ΔVO2降低。Fontan患者在运动期间的每搏输出量早期显著降低，对应于低峰值 HR 时心输出量的平台期。
结论
Fontan患者的变时反应与运动强度相关，表明窦房功能正常。然而，心室充盈和每搏输出量的过早减少，导致心输出量早期进入平台期，超过该平台期之后心率的进一步增加在生理上是不可信的。因此，心脏充盈异常而非窦房结功能障碍解释了Fontan 患者的心率储备减少。
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