朱志清 ZHU Zhiqing李夢(mèng)露 LI Menglu程流泉 CHENG Liuquan

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雙反轉(zhuǎn)恢復(fù)快速自旋回波序列心室血流高信號(hào)的診斷意義

朱志清 ZHU Zhiqing
李夢(mèng)露 LI Menglu
程流泉 CHENG Liuquan

Department of Radiology, PLA General Hospital, Beijing 100853, China

Address Correspondence to： CHENG Liuquan E-mail： cheng.liuquan@gmail.com

修回日期：2016-03-02

中國(guó)醫(yī)學(xué)影像學(xué)雜志

2016年 第24卷 第3期：182-186，192

Chinese Journal of Medical Imaging 2016 Volume 24 （3）： 182-186, 192

【摘要】目的 左心室內(nèi)的血流特征對(duì)于心臟功能的病理生理研究具有重要意義，本研究主要探討黑血對(duì)比序列雙反轉(zhuǎn)恢復(fù)快速自旋回波序列（DIR-FSE）中心內(nèi)膜下及心室腔內(nèi)血流高信號(hào)的診斷意義。資料與方法 選取2015年3-12月于解放軍總醫(yī)院放射診斷科行心臟MRI檢查的48例患者作為觀察組，并納入32例健康志愿者作為對(duì)照組。觀察兩組DIR-FSE中出現(xiàn)高信號(hào)的情況，并分析患者的臨床資料及MRI圖像，分析這種高信號(hào)的出現(xiàn)與肌小梁結(jié)構(gòu)的多少、心腔形態(tài)、心肌運(yùn)動(dòng)、瓣膜功能的相關(guān)性。結(jié)果 觀察組48例患者中，38例出現(xiàn)高信號(hào)，10例未見(jiàn)高信號(hào)。38例出現(xiàn)高信號(hào)患者中，心室腔內(nèi)高信號(hào)22例，附壁高信號(hào)7例，心尖段高信號(hào)9例。對(duì)照組32例健康志愿者中，1例出現(xiàn)附壁高信號(hào)，18例出現(xiàn)心尖段高信號(hào)，13例未見(jiàn)高信號(hào)。觀察組高信號(hào)的出現(xiàn)率高于對(duì)照組，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05）。結(jié)論 DIR-FSE中血流高信號(hào)可以作為心室血流異常的征象，對(duì)心臟疾病的診斷有一定的提示意義，有進(jìn)一步研究的必要。

【關(guān)鍵詞】心臟磁共振成像；快速自旋回波序列；血流動(dòng)力學(xué)

雙反轉(zhuǎn)恢復(fù)快速自旋回波序列（double inversion recovery fast spin echo sequence，DIR-FSE）黑血對(duì)比序列主要用于檢測(cè)心肌水腫和診斷心包疾?。?］。在各種心臟疾病中，DIR-FSE序列經(jīng)常出現(xiàn)心室內(nèi)血流信號(hào)抑制不全的現(xiàn)象，一般被作為偽影予以摒棄。然而，這種現(xiàn)象在GE、Philips、Siemens的MRI設(shè)備圖像上均可以觀察到，不是偶然現(xiàn)象（不包括采用半傅里葉采集的HASTE序列）。本研究擬對(duì)這種心室內(nèi)血流高信號(hào)進(jìn)行分析并解釋其出現(xiàn)的原因及意義，挖掘其潛在的臨床診斷價(jià)值。

1　資料與方法

1.1 研究對(duì)象 回顧性分析2015年3-12月于解放軍總醫(yī)院放射診斷科行心臟MRI檢查的48例患者，其臨床資料見(jiàn)表1。其中男33例，女15例；年齡13～76歲，平均（50.2±15.5）歲。同時(shí)招募34例健康志愿者作為對(duì)照組，醫(yī)療健康記錄明確，無(wú)系統(tǒng)性疾病、無(wú)心腦血管疾病、無(wú)心臟相關(guān)不適。經(jīng)MRI檢查排除2例，共納入32例，其中男17例，女15例；年齡24～66歲，平均（32.0±11.9）歲。本研究經(jīng)醫(yī)院倫理委員會(huì)批準(zhǔn)。

表1 48例患者的臨床資料

1.2 心臟MRI圖像采集 采用 GE SignaHDxt Twin 1.5T MRI掃描儀和Philips Multiva 1.5T MRI掃描儀，8通道心臟專(zhuān)用相控陣線圈，胸前導(dǎo)聯(lián)心電向量觸發(fā)。DIRFSE主要參數(shù)在2個(gè)設(shè)備上保持一致，包括：心電觸發(fā)舒張中期采樣，TR 2×RR間期，TE 42 ms，回波鏈長(zhǎng)度24個(gè)，視野35 cm×28 cm，矩陣256×192，層厚6 mm，層間距4 mm，短軸位采集，從左心室二尖瓣游離端到心尖，其余參數(shù)采用設(shè)備默認(rèn)值。其他還包括用于疾病診斷的短軸位、水平長(zhǎng)軸位、垂直長(zhǎng)軸位、左心室流出道層面的平衡穩(wěn)態(tài)進(jìn)動(dòng)電影成像序列（FIESTA或bSSFP序列），重建時(shí)相24個(gè)，視野32 cm×28 cm，矩陣228×194，層厚8 mm，層間距2mm，以及心肌延遲增強(qiáng)序列，注射對(duì)比劑后8～10 min開(kāi)始掃描，觸發(fā)延遲時(shí)間設(shè)置為舒張中期，翻轉(zhuǎn)時(shí)間根據(jù)Cine IR測(cè)得，視野32 cm×28 cm，矩陣200×171，層厚6 mm，層間距4 mm。

1.3 高信號(hào)的判斷標(biāo)準(zhǔn) 高信號(hào)定義為：在DIR-FSE序列圖像上，排除卷積偽影、呼吸偽影后，心內(nèi)膜下或心室腔內(nèi)出現(xiàn)高信號(hào)。將高信號(hào)劃分為3類(lèi)：A類(lèi)指心腔中部高信號(hào)，即在心腔中間無(wú)心肌或肌小梁結(jié)構(gòu)的區(qū)域出現(xiàn)血流信號(hào)抑制不充分的高信號(hào)（圖1）；B類(lèi)指附壁高信號(hào)，即在心內(nèi)膜面出現(xiàn)范圍超出肌小梁的血流抑制不充分的高信號(hào)（圖2），A類(lèi)高信號(hào)范圍較大包括附壁范圍時(shí)，記為A類(lèi)；C類(lèi)指單純心尖部高信號(hào)即排除左心室基底段及中間段外僅在心尖部?jī)?nèi)膜下或心室腔內(nèi)出現(xiàn)的血流抑制不充分的高信號(hào)（圖3）；心室腔內(nèi)及心內(nèi)膜下均未見(jiàn)異常血流信號(hào)，則記為無(wú)高信號(hào)（圖4）。

圖1 男，57歲，冠心病。MRI顯示左心室擴(kuò)張，心肌多節(jié)段（前壁、室間隔、下壁、心尖）運(yùn)動(dòng)異常，心肌厚度減薄，黑血序列對(duì)應(yīng)節(jié)段可見(jiàn)心內(nèi)膜下、心室腔中部異常血流高信號(hào)（箭）

圖2 男，46歲，體格檢查。MRI顯示左心室擴(kuò)大，心肌厚度減薄，彌漫性運(yùn)動(dòng)幅度減弱，心尖可見(jiàn)異常增粗的肌小梁，黑血序列左心室中間段及心尖段見(jiàn)心內(nèi)膜下附壁高信號(hào)（箭）

圖3 男，14歲，胸悶待查。MRI未見(jiàn)明確異常，僅黑血序列在心尖段見(jiàn)心內(nèi)膜下及心室腔內(nèi)高信號(hào)（箭）

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法 采用SPSS 17.0軟件，計(jì)量資料組間比較采用χ2檢驗(yàn)，P＜0.05表示差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2　結(jié)果

2.1 兩組高信號(hào)出現(xiàn)頻率比較 觀察組48例患者中，38例出現(xiàn)高信號(hào)，10例未見(jiàn)高信號(hào)。38例高信號(hào)患者中，A類(lèi)高信號(hào)22例，B類(lèi)高信號(hào)7例，C類(lèi)高信號(hào)9例。觀察組與對(duì)照組DIR-FSE中出現(xiàn)高信號(hào)情況比較見(jiàn)表2。觀察組中出現(xiàn)高信號(hào)的比例高于對(duì)照組，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（χ2=26.889，P＜0.05）。

圖4 女，59歲，左心室心肌非對(duì)稱(chēng)性節(jié)段性肥厚。黑血序列心室腔內(nèi)未見(jiàn)異常高信號(hào)

2.2 高信號(hào)出現(xiàn)的原因 通過(guò)分析MRI圖像總結(jié)其可鑒定原因分為肌小梁結(jié)構(gòu)、心腔形態(tài)、心肌運(yùn)動(dòng)、瓣膜功能4個(gè)方面，見(jiàn)表3。單純肌小梁增多多出現(xiàn)為C類(lèi)心尖高信號(hào)，其他心肌病導(dǎo)致的代償性肌小梁增多或擴(kuò)張型心肌病伴隨心肌致密化不全則多見(jiàn)A類(lèi)或B類(lèi)高信號(hào)；心室變形以擴(kuò)張型心肌病為例心室擴(kuò)張、心肌變薄多出現(xiàn)A類(lèi)或B類(lèi)高信號(hào)，以肥厚型心肌病為例心室擴(kuò)張或縮小、心肌肥厚多無(wú)高信號(hào)產(chǎn)生；心肌運(yùn)動(dòng)異常以心肌梗死為例多出現(xiàn)A類(lèi)或B類(lèi)高信號(hào)；二尖瓣瓣膜功能受損，關(guān)閉不全或狹窄可見(jiàn)A類(lèi)高信號(hào)；有臨床癥狀，但MRI形態(tài)、運(yùn)動(dòng)、結(jié)構(gòu)未見(jiàn)異常，多出現(xiàn)C類(lèi)心尖段高信號(hào)。A類(lèi)高信號(hào)多有心室變形及心肌運(yùn)動(dòng)異常；B類(lèi)高信號(hào)多有肌小梁增多、心室變形及心肌運(yùn)動(dòng)異常。

表2 兩組DIR-FSE中出現(xiàn)高信號(hào)情況比較

表3　觀察組MRI圖像高信號(hào)的可鑒定原因

3　討論

基于ECG觸發(fā)的DIR-FSE序列是心臟MRI的常用序列，主要用于顯示心肌組織的T2和T1信號(hào)特征。為了控制血流信號(hào)偽影，在數(shù)據(jù)采集前施加一個(gè)非層面選擇的180°反轉(zhuǎn)恢復(fù)（inversion-recovery，IR）脈沖，并繼之一個(gè)層面選擇的180°IR脈沖，流動(dòng)的質(zhì)子在接受第一個(gè)IR脈沖后流出成像平面，不產(chǎn)生信號(hào)；而相對(duì)靜止的質(zhì)子接受2個(gè)IR脈沖，產(chǎn)生信號(hào)，由此實(shí)現(xiàn)血流信號(hào)的抑制，形成“黑血”對(duì)比。在臨床應(yīng)用中，經(jīng)常出現(xiàn)血流信號(hào)抑制不充分的情況，這種抑制不充分的血流信號(hào)往往被當(dāng)作“偽影”進(jìn)行解釋。本課題組觀察發(fā)現(xiàn)，這種血流信號(hào)抑制不充分的現(xiàn)象，更傾向于有心臟疾病。理論上，從脈沖序列的構(gòu)成中可以合理推測(cè)，當(dāng)IR實(shí)施的空間位置、2個(gè)IR間隔發(fā)生變化時(shí)，血流信號(hào)可能出現(xiàn)殘余。然而，當(dāng)IR等脈沖參數(shù)不變時(shí)，如果血流的流速降低沒(méi)有流出成像層面、在層面內(nèi)湍流時(shí)，也可能導(dǎo)致這種緩慢的血流接受2個(gè)IR脈沖從而產(chǎn)生信號(hào)。為排除這種高信號(hào)發(fā)生的偶然性，首先在不同廠商的設(shè)備上使用類(lèi)似的序列進(jìn)行測(cè)試，并得到可重復(fù)性的結(jié)果。此外，對(duì)同一患者采用兩種不同參數(shù)下的黑血序列，進(jìn)一步排除呼吸及心臟運(yùn)動(dòng)等偽影的干擾。

因此，本研究推測(cè)在DIR-FSE序列上，心臟短軸位心腔血流信號(hào)抑制不充分，可能是心腔內(nèi)血流緩慢或紊亂的表現(xiàn)，當(dāng)血流在層面內(nèi)流動(dòng)，或緩慢血流在信號(hào)讀出時(shí)未流出層面，可以呈現(xiàn)血流信號(hào)抑制不全而表現(xiàn)為高信號(hào)的現(xiàn)象。當(dāng)肌小梁增多影響血流速度心腔擴(kuò)張導(dǎo)致心室內(nèi)異常渦流、心肌病變導(dǎo)致局部渦流，瓣膜損傷導(dǎo)致的血液反流或噴射破壞正常流場(chǎng)時(shí)可以導(dǎo)致高信號(hào)的發(fā)生，與既往超聲相關(guān)血流動(dòng)力學(xué)研究［2-7］結(jié)果一致。本研究收集的研究對(duì)象多數(shù)有心臟疾病，出現(xiàn)DIR-FSE高信號(hào)的頻率較高，多數(shù)高信號(hào)均能夠找到明確的病因，證實(shí)了這種高信號(hào)是一種病理生理的提示。然而，心肌增厚多無(wú)高信號(hào)產(chǎn)生，則可能與心臟的整體功能如射血分?jǐn)?shù)、前后負(fù)荷、流速峰值等相關(guān)，馬小靜等［8］通過(guò)超聲在肥厚型心肌病患者的左心室血流動(dòng)力學(xué)評(píng)價(jià)的研究中發(fā)現(xiàn)，肥厚型心肌病患者血流處于高能狀態(tài)，其速度階差顯著增高；夏紀(jì)筑等［9］通過(guò)原發(fā)性高血壓患者的左心室血流動(dòng)力學(xué)的超聲研究發(fā)現(xiàn)，其渦流強(qiáng)度增大且密集。然而超聲觀察到的血流動(dòng)力學(xué)改變?cè)贛RI圖像上如何體現(xiàn)有待進(jìn)一步研究。本研究中心肌增厚結(jié)果中出現(xiàn)的1例A類(lèi)高信號(hào)為擴(kuò)張型心肌病合并致密化不全，另1例B類(lèi)高信號(hào)為肥厚型心肌病合并代償性肌小梁增多。而肌小梁增多常見(jiàn)心尖段高信號(hào)，其結(jié)果中出現(xiàn)的1例B類(lèi)高信號(hào)為肌小梁增多伴左心室輕度擴(kuò)張。故異常血流信號(hào)由多種因素相互作用共同產(chǎn)生，分析時(shí)應(yīng)綜合考慮。

在健康志愿者中，心尖部高信號(hào)出現(xiàn)概率亦較高，可能與DIR-FSE采集的時(shí)間及心室腔內(nèi)的血流狀態(tài)相關(guān)，DIR-FSE在舒張終末期采集信號(hào)，而在超聲向量血流成像技術(shù)對(duì)正常人心動(dòng)周期不同時(shí)相左心室腔內(nèi)流場(chǎng)的研究［10-12］發(fā)現(xiàn)，在舒張中期，左心室流出道心尖向主動(dòng)脈口速度向量遞增，渦流圖顯示幾乎充滿整個(gè)左心室腔的大渦流，形態(tài)規(guī)則，近中軸相對(duì)于靠心肌壁側(cè)密集，少數(shù)在二尖瓣后葉及心尖部可見(jiàn)小渦流；舒張晚期心尖部向二尖瓣口的速度向量逐漸變小，且心尖部速度向量明顯較前時(shí)相縮短。在渦流圖中，舒張晚期二尖瓣下可見(jiàn)小渦流。因此，少數(shù)正常人由于舒張終末期心尖部的血流緩慢及小渦流而存在的心尖部?jī)?nèi)膜下高信號(hào)是可以解釋的。然而結(jié)果中存在主訴有胸悶、心律失?；颊進(jìn)RI檢查中心肌結(jié)構(gòu)形態(tài)、運(yùn)動(dòng)未見(jiàn)異常，但在心尖部亦可見(jiàn)高信號(hào)，則心尖部的高信號(hào)與患者癥狀是否有關(guān)聯(lián)尚需進(jìn)一步研究。

DIR-FSE黑血序列中左心室內(nèi)高信號(hào)的產(chǎn)生與心腔內(nèi)的血流渦流狀態(tài)有關(guān)。Kheradvar等［13］提出心室內(nèi)的渦流信息有助于評(píng)價(jià)心室有效的泵血功能。心室內(nèi)的渦流狀態(tài)與心臟形態(tài)及運(yùn)動(dòng)密切相關(guān)，正常的渦流形態(tài)代表著健康的心臟［14-15］。隨著MRI技術(shù)及軟件的發(fā)展，國(guó)內(nèi)外學(xué)者應(yīng)用MRI對(duì)心腔內(nèi)血流進(jìn)行定量測(cè)量及定性觀察。Kanski等［16］采用4D FLOW方法分析心力衰竭患者的血流能量曲線，并且提出血流也許可以成為量化心力衰竭的一種新方法。但目前由于4D FLOW檢查時(shí)間及后處理過(guò)程的限制，尚處于科研階段，未能應(yīng)用于臨床。然而DIR-FSE黑血序列作為臨床常規(guī)序列，對(duì)血流狀態(tài)的提示具有一定的意義。目前，超聲在心肌應(yīng)變及心室渦流方面的研究開(kāi)展較早且比較成熟，在各種心肌病及內(nèi)分泌、風(fēng)濕免疫疾病等早期累及心臟均有深入研究［2-12,17-19］。相比之下，MRI能夠獲得更高的空間分辨率，提高測(cè)量的準(zhǔn)確性。本課題組在今后的研究中將對(duì)心腔內(nèi)血流、心室形態(tài)變化、心肌運(yùn)動(dòng)等進(jìn)行定量測(cè)量和描述，進(jìn)而從MR的角度探求心腔內(nèi)的血流與心肌結(jié)構(gòu)、心室形態(tài)、心肌運(yùn)動(dòng)、瓣膜形態(tài)及整體心功能之間的關(guān)系。

總之，左心室內(nèi)血流高信號(hào)提示為一種病理狀態(tài)，是左心室內(nèi)血流動(dòng)力學(xué)紊亂的表現(xiàn)，這種異常的渦流可能是部分心臟疾病的原因，也可能是結(jié)果，具有深入研究的意義。

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（本文編輯張春輝）

作者單位解放軍總醫(yī)院放射診斷科 北京 100853

Doi：10.3969/j.issn.1005-5185.2016.03.007

通訊作者程流泉

基金項(xiàng)目

國(guó)家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目（81471660）。

中圖分類(lèi)號(hào)

R445.2

收稿日期：2016-01-19

High Signal from Intraventricular Flow on Double Inversion Recovery Fast Spin Echo Sequence

【Abstract】Purpose The turbulent flow pattern in the left ventricle cavity is of great significance to reveal the pathophysiology of cardiac function. In the study we aims to investigate the diagnostic value of the high signal from intraventricular flow on double inversion recovery fast spin echo sequence （DIR-FSE）.Materials and Methods Fortyeight patients and 32 healthy volunteers had routine cardiac MRI examinations and were enrolled in the study. The frequency and pattern of flow-induced intraventricular high signal on the DIR-FSE were correlated with the ventricular trabeculae, the ventricular contour, myocardial motion and the valves function.Results The intraventicular high signal could be classified as intracavity, mural, apical region. 38 of the 48 patients had intraventricular high signal on DIR-FSE. Of them, 22 were intracavity, 7 were mural and 9 were apical. On the 32 healthy controls, 1 had mural and 18 had apical high signal. The frequency of high signal on patients were different than the controls where P＜0.05. Conclusion The high signal from intraventricular flow on DIR-FSE is a sign of abnormal blood flow patterns. It may be a marker of cardiac dysfunction and need further investigation.

【Key words】Cardiac magnetic resonance imaging； Turbo spin echo sequences；Hemodynamics