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研究快报
磁共振自由呼吸三维延迟强化序列探测左室瘢痕的初步临床应用
尹刚 赵世华 陆敏杰 程怀兵 马宁 赵涛

DOI:10.3969/j.issn.1674-8034.2011.03.015.


[关键词] 快速梯度回波脉冲序列;自由呼吸;瘢痕;左室;心肌梗死
[Keywords] Turbo-FLASH;Free-breathing;Scar;Left ventricular;Myocardial infarction

尹刚 中国医学科学院阜外心血管病医院,北京 100037

赵世华* 中国医学科学院阜外心血管病医院,北京 100037

陆敏杰 中国医学科学院阜外心血管病医院,北京 100037

程怀兵 中国医学科学院阜外心血管病医院,北京 100037

马宁 中国医学科学院阜外心血管病医院,北京 100037

赵涛 中国医学科学院阜外心血管病医院,北京 100037

通讯作者:赵世华,E-mail: cjr.zhaoshihua@vip.163.com


第一作者简介:
        尹刚(1985-),男,大学本科,助理工程师。E-mail:cardiacbmeyg@163.com

基金项目: 国家自然科学基金项目 81071199 首都医学发展科研基金联合攻关项目 2009-1004
收稿日期:2011-04-02
接受日期:2011-04-28
中图分类号:R445.2;R542.2 
文献标识码:B
DOI: 10.3969/j.issn.1674-8034.2011.03.015
DOI:10.3969/j.issn.1674-8034.2011.03.015.

       对比剂延迟强化(Late Gadolinium Enhancement, LGE)磁共振成像技术已经广泛应用于临床,并在冠心病和心肌病诊断和鉴别诊断中发挥了重要作用。目前常规采用T1加权二维(2D)相位敏感重建(PSIR)磁矩预准备快速小角度梯度回波(Turbo-FLASH)序列技术较为成熟,但存在以下几处不足:①每次扫描只能得到一个层面,因此要完成整个左室扫描需重复多次;②扫描时需要屏气;③每次扫描只能得到一个位置和方向的信息,不能重建出左室模型,无法全方位多角度显示瘢痕。新开发的三维(3D)PSIR Turbo-FLASH序列通过三维采集一次扫描就能够全部得到所需数据信息,克服了2D扫描预设层面及角度选择等局限性,因此具有无限开发潜力。目前这项技术国内尚未开展,近期我们通过该项技术对30例临床高度怀疑心肌梗死(心梗)的患者实施了检查,并与2D PSIR Turbo-FLASH序列进行了对比分析,旨在评估3D PSIR Turbo-FLASH序列在鉴别左室瘢痕时的可行性和有效性。

1 材料与方法

       30例临床疑似心梗的患者,经肘前静脉注入钆对比剂(剂量0.2 mmol/kg,速率2 ml/s)10分钟后,行常规二维PSIR Turbo-FLASH序列扫描。随后立即行三维PSIR Turbo-FLASH序列扫描,MR图像由两名经验丰富的放射科医师采用双盲法分析。首先对总体质量进行优劣等级评分(0:很差,无法诊断;1:一般,有伪影可能影响诊断;2:良好,有伪影但不影响诊断;3:优秀,无伪影)。然后按照美国心脏学会17节段法,MR医师通过视觉分析对左室LGE的面积和透壁程度进行半定量评价:无瘢痕的为0,瘢痕占节段面积1/4及以下的为1,1/4~1/2的为2,1/2~3/4的为3, 3/4及以上的为4,然后对17节段打分相加得单个患者的瘢痕面积评分;观察各节段无瘢痕为0,心内膜下(≤50%)为1,透壁(>50%)为2,然后对17节段打分相加得单个患者的透壁程度评分。瘢痕组织的定量评价通过Siemens Argus测量LGE体积获得,具体为二维图像取平行于心脏短轴的一组切面,三维图像按照二维短轴图像的方向和层厚重建出一组切面,在每个切面上手动描记瘢痕,自动依据总的像素数和图像分辨率及层厚计算出瘢痕体积。

2 结果

2.1 检查时间及图像总体质量

       30例患者接受了二维和三维序列扫描,其中,2例患者出现心律不齐,膈肌导航的呼吸效率差,未完成三维扫描,5例无LGE表现。其余23例出现有意义的强化并且都成功获得二维和三维LGE图像(见图1图2),本研究对其进行了后续分析与统计。23例患者二维LGE(包含2个长轴层面,覆盖左室的8±2个短轴层面)平均扫描时间为4.1±0.7 min。三维LGE平均扫描时间为7.3±2.1 min,平均呼吸效率为46%。2D和3D LGE整体图像质量积分分别为2.57±0.59和2.39±0.66,两者无显著统计学差异(Z=-0.93,P=0.35)。

图1  二维PSIR Turbo-FLASH序列图像
图2  三维PSIR Turbo-FLASH序列同层厚重建图像 图1、2均可清楚显示对比剂延迟强化,但三维图像重建能多角度地任意显示不同层面的强化。两组图像质量无明显差异;二维图像信噪比较高,但由于背景噪声的抑制,三维图像的边界更清晰
Fig 1  2D PSIR Turbo-FLASH images;
Fig 2  3D PSIR Turbo-FLASH reformatted images Fig 1 and Fig 2 show similar imaging quality for late gadolinium enhancement (LGE). However, 3D images can demonstrate LGE by different visual angles arbitrarily. There is no significant difference in imaging quality between two sets of images. The SNR of 2D images is higher than 3D images, but border at area of LGE is clearer in Fig 2 because of background noise reduction.

2.2 瘢痕面积及透壁程度和体积的比较分析

       2D和3D LGE面积积分分别为24.48±10.83和29±11.56 (Z=-1.41,P=0.16);2D和3D LGE透壁程度积分分别为16.87±6.48和18.87±6.76 (Z=-1.17, P=0.24)。因此无论瘢痕面积及透壁程度在二维和三维扫描时均无显著性差异

       3D LGE的体积31.65±13.86 cm3显著高于2DLGE的体积23.46±10.61 cm3 (t=-7.383, P<0.001)。

       2D和3D LGE瘢痕定量分析呈现良好的相关性(r=0.94,P<0.001),对LGE体积进行线性回归分析,结果显示三维和二维之间有良好的依存性(Y=2.851+1.228X, R2=0.883)。

3 结论

       自由呼吸下三维PSIR Turbo-FLASH序列与常规二维序列相比,两者图像质量无差别。半定量分析显示两者的瘢痕面积及透壁程度亦无统计学差异,但三维测得的LGE体积比二维体积大。概括起来,3D PSIR Turbo-FLASH序列与传统的2D LGE对比,具有以下优势:①一次采集数据可用于多平面重建得左室立体结构,有助于全面检测瘢痕组织,减少遗漏;②扫描时无需屏气;③在层面方向上空间分辨率高,层面厚度仅需2 mm,理论上有助于发现更多细小的病灶。与2D LGE相比,其局限主要是①扫描时间稍长;②对于心率不齐较敏感;③患者呼吸配合不佳会导致时间进一步延长、图像质量差,甚至扫描失败。

       总之,三维延迟强化扫描技术在图像质量以及在瘢痕面积及其透壁程度的定性分析上与二维技术没有差别,但三维扫描能够提供更多的信息,特别是完成扫描后进行图像分析时具有任意选择层面的优势,有助于全面显示病灶。

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