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临床指南·专家共识
2020年心血管磁共振学会标准化图像判读与后处理解读
王家鑫 尹刚 贺光军 赵世华

Cite this article as: Wang JX, Yin G, He GJ, et al. The standardized image interpretation and post-processing interpretation of SCMR: 2020 update. Chin J Magn Reson Imaging, 2020, 11(10): 843-847.本文引用格式:王家鑫,尹刚,贺光军,等. 2020年心血管磁共振学会标准化图像判读与后处理解读.磁共振成像, 2020, 11(10): 843-847. DOI:10.12015/issn.1674-8034.2020.10.002.


[摘要] 笔者前期就心血管磁共振学会(Society for Cardiovascular Magnetic Resonance,SCMR)2020年版心血管磁共振标准化成像方案进行了解读,本期将对2020年心血管磁共振标准化图像判读与后处理作进一步解读。诚然,心血管磁共振(cardiovascular magnetic resonance,CMR)临床应用越来越广泛,但是鉴于CMR检查技术和定量参数的多样性,如何保证CMR报告的规范化、全面性和准确性,对CMR的应用与推广的重要性不言而喻。笔者主要针对CMR图像判读和后处理的相关要求和标准进行解读,并适当地讨论了图像分析的缺陷,以期为国内同行提供相关参考和依据。
[Abstract] In the last issue, we interpreted the 2020 version of standardized cardiovascular magnetic resonance (CMR) imaging protocols published by Society for Cardiovascular Magnetic Resonance (SCMR). In this issue, we will further interpret the 2020 version of standardized image interpretation and post-processing. It is true that the clinical application of CMR is more and more extensive, but in view of the diversity of CMR techniques and quantitative parameters, agreement on specific standards for the interpretation and post-processing of CMR studies is required to ensure consistent quality and reproducibility of CMR reports. In order to provide relevant reference, in this article, we mainly interpreted the requirements and standards for image interpretation and post-processing and discussed the pitfalls of image analysis where appropriately.
[关键词] 心血管磁共振;图像判读;后处理;规范更新;专家共识
[Keywords] cardiovascular magnetic resonance;image interpretation;post-processing;criteria update;expert consensus

王家鑫 中国医学科学院阜外医院磁共振影像科,北京 100037

尹刚 中国医学科学院阜外医院磁共振影像科,北京 100037

贺光军* 《磁共振成像》杂志社有限公司,北京 100190

赵世华* 中国医学科学院阜外医院磁共振影像科,北京 100037

通信作者:赵世华,E-mail:cjr.zhaoshihua@vip.163.com 贺光军,E-mail:guangjunhe@126.com

利益冲突:无。


基金项目: 国家自然科学基金重点项目 编号:81930044 国家自然科学基金重点国际合作项目 编号:81620108015
收稿日期:2020-07-09
接受日期:2020-08-21
中图分类号:R445.2 
文献标识码:A
DOI: 10.12015/issn.1674-8034.2020.10.002
本文引用格式:王家鑫,尹刚,贺光军,等. 2020年心血管磁共振学会标准化图像判读与后处理解读.磁共振成像, 2020, 11(10): 843-847. DOI:10.12015/issn.1674-8034.2020.10.002.

       心血管磁共振(cardiovascular magnetic resonance,CMR)以其无创、无辐射及多序列、多平面、多参数等优势,已发展成为心血管结构与功能评价的金标准,其对血流灌注与组织特征的视觉呈现和在体定量也可谓独树一帜。但是,鉴于CMR检查技术和定量参数的多样性,需要就其图像判读和后处理建立统一具体的标准,以保证CMR报告的规范化、全面性和准确性。为此,本文将对心血管磁共振学会(Society for Cardiovascular Magnetic Resonance,SCMR)的2020年心血管磁共振标准化图像判读与后处理进行解读[1],提出图像判读和后处理的相关要求和标准,同时对部分CMR图像分析的缺陷加以讨论,以期为CMR图像的定性及定量分析提供指导与建议。

       本建议适用于成年患者的临床CMR检查,包括结构与功能检查,如血流灌注、心肌组织特征、瓣膜与血流检查。本文着重讨论了CMR图像定量分析的具体方法,其中有些检查的定量分析是必要的(例如T2*评估铁超载),而有些检查的定量分析可以提供更多数据但并非必需(例如心肌灌注)。目前,人工智能定量分析技术正逐步嵌入CMR分析软件,其临床价值也在被不断挖掘,未来将会为这一领域带来巨大影响。

1 总体建议与要求

       CMR检查应当用于推荐的适应证,数据采集和报告应当符合SCMR的建议[2,3]。所有图像分析均应使用未压缩或无损压缩的源图像,还应考虑到序列类型、空间分辨率、对比剂等对图像的影响。定量分析时需保证图像质量,以确保测量值的准确性。对于疾病时间进程的连续评估,采集和分析方法须保持一致。

       图像分析者应当进行充分培训,具备足够的临床经验,熟悉正常影像数据,以避免对变异的过度诠释,熟练掌握后处理软件的运用,他们的身份与责任应适当地记录在报告中。

       经批准用于图像分析的后处理软件,应具备以下功能:①完善的医学数字成像和通信功能,截图与记录功能;②播放电影图像,并可对单个或整组图像进行缩放、平移、修改对比度;③手动或自动勾画心内膜和心外膜轮廓,容积计算;④房室环位置校正;⑤可同时查看相同位置的电影、钆对比剂延迟增强(late gadolinium enhancement,LGE)和灌注图像;可同时查看相同区域的短轴和长轴图像;可同时查看相同位置不同时间的图像,用于连续评估;⑥流速与流量测定;⑦基于美国心脏协会(American Heart Association,AHA)分段模型的心肌标准化分段;⑧信号强度(signal intensity,SI)定量分析及其衍生分析;⑨心率、血压、身高、体重、体表面积等数据的输入与校正。

2 各类检查具体建议与要求

2.1 左室腔评价

2.1.1 目视分析

       查看所有电影图像,确认图像正常连续,检查伪影。动态评估左心室(left ventricle,LV)整体功能,评估左右心室及其周围结构以及心腔间血流动力学交互作用如分流等。评估左室节段功能,根据收缩期室壁增厚的程度和形式可分为运动过强、正常运动、运动减退、运动消失、矛盾运动,应使用与冠脉供血区相对应的标准LV节段命名法描述节段性室壁运动异常。

2.1.2 定量分析

       在整组短轴图像中选择左室血池容积最小的时相作为收缩末期,选择左室血池容积最大的时相作为舒张末期。应注意,左室收缩不同步时可能出现偏差,参考二尖瓣和主动脉瓣的开闭状态有助于选择时相。

       勾画心内膜和心外膜轮廓,自动勾画轮廓时须检查结果是否合理。当近端最基底层面仅包含少量新月形心肌时,仅勾画出可见心肌的心外膜轮廓,配以心内膜轮廓成环。同样,在远端心尖部切面只有心肌没有血池时,仅勾画心外膜轮廓。

       乳头肌和小梁属心肌组织,应作为左室质量的一部分包含在心肌中,这一点在以左室肥厚为特征的疾病中尤为重要。在临床实践中,乳头肌也可被归在血池容积中,但测量结果及其参考范围必须在相同条件下获得。流出道属于血池容积的一部分,当基底层面上有主动脉瓣叶时,轮廓要包含流出道,画至主动脉瓣叶水平。值得注意的是,二尖瓣向心尖收缩会导致基底下移,舒张末期含有左室腔的切面在收缩末期可能只包括左心房,而无左室腔,应通过观察室壁增厚和收缩期室腔回缩或根据基底层室腔应至少有50%被心肌包绕这一定义来判断是否为左室腔。

       根据每层心内膜和心外膜面积以及层厚和层间距算出总容积,计算以下参数:LV舒张末容积、LV收缩末容积、LV每搏输出量、LV射血分数、心输出量、LV质量、除射血分数外所有参数的体表面积指数。计算左室质量,用心外膜总容积减去心内膜总容积,再乘以心肌密度(1.05 g/mL)得出左室质量。在基底部短轴层面或三腔心切面上计算腔径和LV室壁厚度,测量最大室壁厚度时要垂直室壁,测量心尖壁厚应使用长轴图像,因为短轴图像与室壁不垂直,结果不准确。应注意严重心律不齐的患者,收缩末容积常被高估,从而射血分数被低估。此外,若图像有严重伪影,应在报告中说明。

       快速定量分析:面积-长度法,即使用双平面(如两腔心和四腔心)或旋转的多个长轴位图像进行快速定量分析。常用方法为:①单长轴位法:LV容积=0.85×LV室腔面积2/LV长度,其中LV长度是二尖瓣环中点到心内膜轮廓心尖端的距离,通常使用四腔心图像;②双平面法:LV容积=0.85×(四腔心LV室腔面积×二腔心LV室腔面积)/LV长度。其中,垂直长轴位可代替二腔心。③多长轴位法:即使用一组围绕左室中心纵轴旋转的长轴图像来计算容积,使用6个平面计算出的结果与短轴像算法并无差异。在没有严重节段性室壁运动异常时,面积-长度法评估更快,且不受基底下降影响,但准确性不及常规方法,其结果与经胸超声近似。应注意在报告中说明具体分析方法。

       相关研究:实时电影采集发展迅速,对心律不齐和屏气不佳者有诸多益处。3D电影采集也在不断发展,以加快扫描。实时成像和3D电影采集的后处理技术也在不断革新。左室心肌动力(如应变、旋转、峰值速度时间)的定量评估可通过多种成像技术(如标记、受激回波位移编码、应变编码、组织相位图、特征跟踪)配合特定的后处理软件来实现,是近年来的研究热点。

2.2 右室腔评价

2.2.1 目视分析

       查看所有电影图像,确认图像正常连续,检查伪影以及右心室(right ventricle,RV)覆盖范围。评估整体功能和心室间交互作用。根据收缩期室壁运动评估节段功能(室间隔、游离壁),可分为运动过强、正常运动、运动减退、运动消失、矛盾运动。局部定性分析应着重评估RV游离壁、流出道和下壁的室壁运动,这与特定的临床征象和诊断紧密相关。

2.2.2 定量分析

       在整组短轴位或横轴位电影图像中选择右室血池容积最小的时相作为收缩末期,选择右室血池容积最大的时相作为舒张末期。而后勾画心内膜轮廓,轮廓描记不能超过肺动脉瓣水平,自动勾画轮廓时须检查结果是否合理。值得注意的是,覆盖右室的横轴位电影显示三尖瓣平面最佳,短轴位电影则描记下壁最佳。

       根据每层RV面积以及层厚和层间距算出总容积,肌小梁和乳头肌通常算入容积中。计算以下参数:RV舒张末容积、RV收缩末容积、RV射血分数、RV每搏输出量、心输出量、除射血分数外所有参数的体表面积指数,可根据临床需要加以甄选和处理。常规不做RV质量的定量评估,仅在特定患者中考虑(如肺动脉高压)。

       在没有分流或瓣膜反流时,RV和LV的每搏输出量近似相等(支气管动脉供血以及乳头肌纳入会造成微小差别),但LV每搏输出量结果通常比RV更可靠,故可使用左室结果来验证右室。

2.3 心肌灌注成像分析

2.3.1 目视分析

       同时显示灌注图像和相应的LGE图像。查看增强前和峰值增强图像,调整窗口、对比度、亮度,使左室心肌内对比显示最佳,确保心肌在对比剂到达前接近全黑,左室腔信号不得溢出心肌的最大窗宽。组内其他图像应用相同的对比度、亮度和窗口设置。

       检查负荷期间心率、血压变化以及症状学反应,判断血流动力学负荷反应是否充足,负荷期间还可以使用"脾脏关闭"的方法来判断[4]

       根据局部对比确定相对低灌注区,应在心内膜区和心外膜区之间、相同切面不同节段之间以及切面之间进行对比。团注对比剂的到达以及首次通过左室心肌的过程是识别灌注缺损的关键。

       负荷图像可单独诊断可诱导性灌注缺损,也可结合静息图像加以验证。可诱导性灌注缺损一般只出现在负荷图像中,如果在负荷和静息图像上都看到灌注缺损,则可能是伪影或其他原因(例如心肌瘢痕)所致。需注意,静息图像的伪影较负荷图像更不明显甚至不存在,而判断心肌瘢痕必须结合LGE。

       可诱导性灌注缺损有以下特征:①常发生于对比剂首次到达左室心肌时;②持续时间超过峰值心肌增强,可达数个RR间期;③超过两个像素宽度;④通常心内膜下累及更为突出;⑤所累及节段的室壁通常呈梯度透壁形式,即心内膜下最密集,向心外膜下逐渐稀疏;⑥随着时间的推移,缺损由心外膜下向心内膜下消退;⑦负荷时存在,而静息时不存在;⑧与单支或多支冠状动脉的供血分布相符。应结合AHA分段模型来描述可诱导性灌注缺损的位置、范围和透壁性,显示与LGE所示瘢痕相关的灌注缺损范围。

       心内膜下黑带伪影是假阳性报告的常见原因,其信号低于基线心肌信号,而真正的灌注缺损不会比基线心肌信号更低,这种细微的差别很难从视觉上发现,分析可疑伪影ROI的SI-时间曲线有助于鉴别。黑带伪影在对比剂到达左室血池时最明显,仅在心肌峰值强化前短暂持续,且主要出现在相位编码方向上,大约一个像素宽。如果静息与负荷图像出现黑带,而LGE图像上没有对应的瘢痕,也表明其为伪影。

       目视分析的缺陷:①多支病变可能使得成像平面的全部或大部分区域呈低灌注,从而导致假阴性结果。事实上,即使所有冠脉供血区都受到影响,在供血区的中心位置观察到的缺损往往更为严重。此外,在多支病变中常可以清楚地看到心内膜和心外膜的梯度样信号差异。动态灌注数据的定量分析有助于进一步发现多支病变时心肌灌注储备的整体减少;②糖尿病、系统性高血压等疾病所致心肌微血管病变可能会引起心内膜下整体灌注减少,从而导致假阳性结果。提示微血管病变的特征是存在左室向心性肥厚和跨冠脉供血区的向心性心内膜下灌注缺损;③负荷试验血管扩张不足可能导致假阴性结果;④心肌到表面线圈的距离也会影响信号强度,可能导致错误判读,根据线圈灵敏度进行采集校正可以减小这一影响。

2.3.2 定量分析

       定量分析在临床实践中需求较少,但在怀疑有多支病变或血管扩张反应不足时可以弥补目视分析。应针对具体序列及对比方案确定正常范围,时间分辨率建议为一个RR间期,此外,还需考虑到潜在的饱和效应。

       半定量分析:即仅描述心肌灌注的SI而不估计心肌血流量。首先从连续图像中选择一个在所有心腔之间均具有良好对比度的图像。在该图像上勾画左室内外膜轮廓并推广到其余图像,由于平面内运动,需要校正轮廓或图像配准。在LV血池中设一单独的ROI,ROI需排除乳头肌和血流伪影,首选基底层面。而后在LV心肌中选择一个参考点用于节段分割(通常选择右室交界点),作出心肌各节段的SI-时间曲线。可考虑对心内膜和心外膜分层并再次分析。常用的半定量参数为:①心肌SI曲线最大上升斜率,以LV上升斜率标准化;②心肌SI曲线峰值时间;③上述参数的负荷/静息比值,即心肌灌注储备指数;④上升积分,即SI-时间曲线下面积。半定量分析没有绝对定量心肌血流量,并且SI会受到与线圈距离的影响,这是其局限性所在。

       定量分析:即通过处理心肌灌注的SI曲线获得心肌血流量估计值。应采用适当的脉冲序列和对比方法进行数据采集,采集方法的要求取决于分析方法,目前,通常需要至少一个质子密度图像并生成未被对比剂饱和的输入函数[5,6]。采集图像后参照半定量分析方法勾画轮廓,而后导出动态SI数据进行下一步处理;全自动方法可自行生成心肌灌注的像素图,无需用户输入。具体分析方法有多种,包括基于模型的方法[7,8]和无需模型的方法[9,10],笔者在此不予具体解读。

2.4 左室LGE

2.4.1 目视分析

       一般来说,LGE图像的目视分析可满足大多数临床需求。调整窗口和亮度应使得噪声仍可被检测到且LGE区域不饱和。需注意,如果幅值图像上正常心肌有轻微的腐蚀表现(边界最黑而中间稍亮),说明反转时间设置得太短,将会低估LGE的真实范围,通常应设置较长的反转时间。

       LGE区表现为明显比零化心肌亮的高SI区,可根据这一特点进行诊断,但至少要在其他正交平面上和(或)在更改读出方向后获得的同一平面图像上验证LGE区。

       LGE常见有以下两种类型:①冠脉疾病型:累及心内膜下,且与冠脉灌注范围一致;②非冠脉疾病型:局限于中层或心外膜,通常不累及心内膜下,如果出现心内膜下整体受累,也考虑为非CAD型。

       使用AHA17分段模型描述LGE位置和范围。估计每个节段的LGE平均透壁程度(0%、1%~25%、26%~50%、51%~75%、76~100%)。在急性心梗患者中,将心内膜下和心肌中层的低增强无复流区作为梗死面积的一部分。此外,LGE图像应与已获得的电影图像和灌注图像比较,以正确识别心肌缺血和心肌活性。

       LGE目视分析的缺陷:①心电门控不良、屏气不佳时以及成像平面上的胸腔积液、胃液等长T1物质会引起明亮的伪影;②非相位敏感反转恢复图像上的长T1(低于零交叉点的区域)组织可能出现增强;③有时很难将无复流区或附壁血栓与存活心肌相鉴别;④对比不足时诊断欠佳。

2.4.2 定量分析

       包括手动面积测量法、N倍标准差(n-SD)技术和半峰全宽技术,主要用于测量LGE范围以及灰色区域范围(用于科研)。主观目视分析仍然是识别零化不佳、伪影、无复流区以及勾画心内外膜轮廓的先决条件。

       手动面积测量法:勾画心内外膜轮廓,手动测量每一层面的LGE面积并求和。用LGE总面积乘以层厚与层间距之和,再乘以心肌比重,可得出LGE的近似质量,可用于计算LGE与心肌总质量的比值。

       n-SD技术:勾画心肌ROI的心内外膜轮廓,手动选择正常心肌的黑色ROI区域,定为参考SI。而后选择正常心肌与LGE的分界阈值,应注意,瘢痕组织与正常心肌的相对信号比受到对比剂种类、剂量、注射时间以及场强、序列类型和潜在损伤本身等其他变量因素的影响,因此不存在适用于所有情况的分界阈值,需要手动选择。对于自动阈值,目前推荐5倍SD作为阈值起点用于心梗,尚缺乏足够的证据来确定非缺血性LGE的阈值。随后自动确定心肌内LGE,需要手动校正,纳入无复流区,排除伪影和左室血池。该技术易受表面线圈灵敏度的空间变化影响。

       半峰全宽技术:手动选择包含最大信号区域的ROI,勾画心肌ROI的心内外膜轮廓。而后使用瘢痕组织内心肌ROI信号强度图最大信号一半处的全宽,作为正常心肌和LGE的阈值。确定LGE区后需要手动校正,纳入无复流区,排除伪影和左室血池。该技术同样易受表面线圈灵敏度的空间变化的影响,但比n-SD技术要小,可重复性比n-SD技术更高,但该技术识别斑片状或灰色LGE区不如n-SD技术准确。

2.5 T1 mapping

2.5.1 目视分析

       首先应检查各T1加权源图像和最终T1 mapping诊断图像的质量,检查伪影和配准。而后根据场地特异性正常值范围设置合适的查表,显示彩色T1 mapping图,或者在适当的图像处理后以灰阶显示,从而突出异常区域。

2.5.2 定量分析

       整体要求:评估整体和弥漫性疾病时,在心室中部短轴图像上的室间隔区谨慎选择一个ROI,不能包含LGE所评估的局灶性纤维化区,如果心室中部ROI有伪影或者结果不确定,可用基底部ROI进行验证;对于局灶性病变,还需在异常区域画出额外的ROI;ROI不能小于20像素。在灰度图像上画ROI可以减少偏差。自动生成ROI时应验证其位置和大小。分析图像时,应考虑到心率和磁场不均匀性等干扰因素对Mapping技术的影响。Mapping结果应包括数值绝对值、Z分数以及本CMR系统的正常范围。

       评估细胞外容积(extracellular volume,ECV)时需要在对比剂给药前(初始T1)和给药后(通常给药后>10 min接近稳态)采集T1 mapping,两组图需使用相同的后处理步骤。计算ECV时,需在初始和对比后T1 mapping的血池中心处勾画ROI,排除乳头肌和小梁。此外,还需获得当天的红细胞压积数据,如果没有,可以根据血池的初始T1值估计红细胞压积[11]。ECV以%表示,其公式为:

       报告中应引述脉冲序列类型、参考范围和钆对比剂(如果使用)的种类和剂量。各参数的正常范围应在同等条件下获得,常用正常平均值±2SD。

2.6 T2加权图像

2.6.1 目视分析

       T2加权图像的目视分析旨在检出SI显著增加的区域,即游离水含量增加的水肿区。心肌SI的目视定性分析足够用于心肌显著局灶性损伤的疾病,如急性缺血性损伤或梗死、急性心肌炎、应激性心肌病和结节病。图像分析前应检查伪影,调整心肌组织对比度和亮度,以最小化正常心肌的SI(应仍可检出噪声)并最大化高信号心肌的SI,而不出现过亮。

       水肿区域常表现为解剖边界上清晰可见的高SI区,并且符合预期的局部分布形式(跨壁性、心内膜下、心外膜下、局灶性),可在两个垂直图像上验证。需注意,若要将T2WI高信号解读为水肿,应同时将图像与局部功能和其他病理改变如瘢痕/纤维化以及浸润等相比较。

       目视分析的缺陷:①表面接收线圈灵敏度分布不均匀可能导致距离线圈较远的区域出现错误的低SI或较近的区域出现错误的高SI。若无有效的SI校正算法来平衡整个接收场的信号强度,可使用大体线圈使信号接收更均匀,但信噪比较低;②心律不齐或心肌过平面运动可使局部出现错误的低SI伪影;③若低速血流抑制不足,会导致血液呈高SI,通常沿心内膜下边界。以上3种情况在黑血三反转恢复自旋回波图像中尤为明显。

2.6.2 半定量分析

       根据心肌ROI与骨骼肌的信号比进行SI半定量分析,可以弥补目视分析的缺陷。首先勾画出左室心内外膜轮廓。在距离心脏和线圈接收场中心最近的骨骼肌处画一大面积的ROI (短轴位时首选前锯肌),而后在可疑心肌区域画出ROI,并将其SI除以骨骼肌SI得出T2信号比。以1.9为临界值可用于黑血三反转恢复自旋回波[12],但是由于SI及比值会受到脉冲序列尤其是回波时间和扫描系统的影响,建议使用场地特异性临界值。此外,还可以基于参数计算生成彩色编码图,突出显示高SI信号比区。

2.7 T2 mapping

2.7.1 目视分析

       检查各T2加权源图像和最终T2 mapping的图像质量,检查伪影和显著运动。而后根据场地特异性正常值范围设置合适的查表,显示彩色T2 mapping图,或者在适当处理后以灰阶显示,从而突出异常区域。

2.7.2 定量分析

       T2 mapping的整体要求与T1 mapping相同,请参考前述。

2.8 T2*图像

2.8.1 目视分析

       T2*图像的目视分析旨在检查图像质量,以保证定量分析的准确性。

2.8.2 定量分析

       T2*图像始终需要定量分析,且需要经批准的定量分析软件。

       在左室中部短轴图像上画出室间隔ROI,注意避开血池和近端血管。室间隔ROI可避免来自组织界面的磁化率伪影。

       作出ROI心肌平均SI与TE的散点图,SI将随着TE的增加呈下降趋势,而后进行曲线拟合。值得注意的是,SI衰减时间会随着铁负荷的增加而下降(T2*缩短),在严重铁超载患者中,较高TE的SI可能会低于背景噪声,导致曲线尾部趋于平直从而低估T2*,可通过移除较大TE值的点来截断曲线进行校正,此外,使用双反转恢复序列也可减小这一影响。

       在1.5 T场强下,正常心脏T2*临界值为40 ms,若T2*< 20 ms则表明心脏铁超载,当T2*<10 ms时,心力衰竭发生的风险将会增加。

       目前尚不推荐在3.0 T下行T2*成像评估铁超载心肌病,因为T2*会随场强的增加而缩短,从而导致更多曲线拟合问题,而且尚缺乏相关的临床证据。

2.9 血液流动图像

2.9.1 目视分析

       电影图像可以提供血流及其周围结构的重要信息,由瓣膜反流、狭窄以及分流引起的异常血流的方向、时间历程和大致程度的信息尤为重要。平衡稳态自由进动(balanced steady-state free precession,bSSFP)可以清楚地显示喷射束中心的相对高信号区与喷射束中心边界剪切层的低信号区。应注意,由于流动效应,梯度回波电影的信号增加或减弱程度不同于bSSFP。

       平面内或通过平面的相位对比流速图也可以提供血流的方向、大小和时间进程以及形态学特点,有助于寻找异常血流的病因,因此常用于先天性心脏病。后处理软件生成的彩色血流图可以直观地显示喷射束的方向和形态。

       目视分析的缺陷:①对图像的定位和方向要求高,特别是在评估高速血流时;②对速度编码值(velocity encoding,VENC)范围设置要求高。设置过高时,可能无法直观显示喷射血流,导致结果不准确且信噪比更低;设置过低时,则可能出现马赛克样图像;③如果层厚过大,则高流速会被低流速和静止组织平均,从而无法正确显示血流状态;④对带有金属装置的患者成像,可能会出现信号丢失伪影;⑤空间和时间分辨率须设置恰当,空间分辨率设置原则是把目标血管分成8~16个像素,时间分辨率应设为每个心动周期至少有11~16帧。

2.9.2 定量分析

       同时查看相位图像和幅值图像。调整窗口、亮度和对比度,使ROI边界清晰。检查图像质量,确保不会出现超过VENC对比或者几乎没有对比度(即VENC过高)。而后在每个相位图像和幅值图像上勾画感兴趣血管的边界。

       直接计算的参数包括前向和反向血流量、瞬时流量、平均流速与峰值流速。衍生参数包括:①净流量(mL)=前向流量-反向流量;②反流分数(%)=(反向流量/前向流量)×100%;③心输出量(L/min)=[净流量(mL)×心率(bpm)]/1000;④心脏指数=心输出量/体表面积;⑤双肺的局部血流量:由各肺动脉分支的心输出量测量值推出。

       对于房室瓣反流量,可通过以下两种方法获得:①通过房室瓣的舒张期血流量减去通过相关半月瓣的收缩期前向流量;②经电影图像测得的心室每搏输出量减去通过相关半月瓣的收缩期前向流量。

       对于主动脉反流量,若存在主动脉扩张,则定量结果可能不准确。在没有显著的主动脉-肺侧支血流时的替代方法是,用主动脉瓣的前向血流量减去肺动脉的净流量或减去腔静脉总回流量。值得注意的是,由于支气管动脉约占主动脉输出的5%,此法会得到稍高估的结果。

       对于分流量,可以在肺动脉处以及主动脉窦管交界处行血流测量得到每搏输出量,进而计算Qp/Qs,估计心脏分流。也可直接测量通过分流缺口的血流量。

       定量分析的缺陷:①对VENC设置要求较高;②对携带辅助装置的患者成像,可能出现信号丢失伪影;③峰值流速可能会被ROI的邻近像素平均从而低估真实流速;④噪声会影响测量值的准确性;⑤峰值流速常位于最小截面处,而成像平面不一定恰好位于此处,从而导致低估;⑥由于空间整合(ROI内)和时间(整个心动周期)的累积效应,背景相位偏移会显著影响流量测量,并且血管扩张会增大此误差;⑦垂直于血流方向的成像平面的方位会显著影响峰值流速的测量。

3 小结

       综上所述,随着CMR新序列和新技术的不断发展,多种检查方案和定量参数不断涌现,使得CMR不仅能够实时动态地反映心脏结构及功能,还能特征性识别心肌组织学改变,其参数定量技术也已展现出重要价值和巨大潜力。针对CMR图像判读和后处理提出相关要求和标准将会使得CMR报告更加规范、全面和准确,从而进一步推广CMR的临床应用,充分考虑CMR图像分析的影响因素和缺陷也将有助于临床医师更加客观、全面地进行图像判读和后处理工作。

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