陳 輝，馬曉海*，謝國(guó)喜，趙 蕾，張曉詠，王占宏，趙軼軻，范占明

(1.首都醫(yī)科大學(xué)附屬北京安貞醫(yī)院醫(yī)學(xué)影像科，北京 100029；2.中國(guó)科學(xué)院深圳先進(jìn)技術(shù)研究院，廣東 深圳 518055；3.廣州醫(yī)科大學(xué)基礎(chǔ)學(xué)院，廣東 廣州 511416；4.西門子醫(yī)療東北亞地區(qū)科研合作團(tuán)隊(duì)，廣東 深圳 518055)

目前，心臟磁共振(cardiac MR， CMR)電影成像主要基于心電門控和節(jié)段采集技術(shù)，心律齊是高質(zhì)量成像的基礎(chǔ)[1]。心律失常患者心律不穩(wěn)定，可產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)偽影，導(dǎo)致檢查失敗或影響對(duì)心臟結(jié)構(gòu)及功能的準(zhǔn)確評(píng)價(jià)[2]。實(shí)時(shí)并行采集技術(shù)(temporal parallel acquisition technique, TPAT)采集速度快，對(duì)心律的依賴性相對(duì)較小，是常用的快速成像技術(shù)[3-4]，但其空間分辨率較低。本研究?jī)?yōu)化TPAT實(shí)時(shí)電影成像序列的部分參數(shù)，并與傳統(tǒng)CMR電影成像序列[平衡穩(wěn)態(tài)自由進(jìn)動(dòng)(balanced steady-state free-precession, bSSFP)]對(duì)比，探討其在心律失?；颊逤MR檢查中的應(yīng)用價(jià)值。

1 資料與方法

1.1 一般資料 收集2016年10月—2017年3月于我院接受CMR檢查的81例患者，男58例，女23例，年齡14～81歲，平均(53.0±13.5)歲。根據(jù)MR檢查中心律狀況，將其分為心律失常組(n=33)或心律正常組(n=48)。前者心臟RR間期不等長(zhǎng)，存在室性早搏、心房顫動(dòng)、二聯(lián)率等心律失常病變；后者心臟節(jié)律穩(wěn)定、RR間期等長(zhǎng)。

1.2 儀器與方法 采用 Siemens Verio 3.0T MR掃描儀，32通道表面相控陣心臟線圈，藍(lán)牙心電門控技術(shù)。掃描前對(duì)患者行屏氣訓(xùn)練。依次行bSSFP序列和優(yōu)化TPAT實(shí)時(shí)電影成像序列掃描，F(xiàn)OV 340 mm×289 mm，均采集左心室短軸及四腔、三腔、兩腔心長(zhǎng)軸位電影圖像，主要參數(shù)見表1。

1.3 圖像分析

1.3.1 心肌厚度測(cè)量 按照美國(guó)心臟病協(xié)會(huì)(American Heart Association， AHA)發(fā)布的17節(jié)段分型法[5]對(duì)左心室進(jìn)行分段，選擇bSSFP和優(yōu)化TPAT序列圖像的左心室心底、乳頭肌及心尖水平短軸層面，于舒張末期測(cè)量除心尖段以外左心室16節(jié)段的心肌厚度。

1.3.2 心功能分析 采用Siemens Syngo Argus后處理軟件，選取心臟舒張末期和收縮末期短軸位電影圖像，勾畫心內(nèi)、外膜邊界，軟件自動(dòng)計(jì)算心功能參數(shù)，包括左心室射血分?jǐn)?shù)(left ventricular ejection fraction， LVEF)、左心室舒張末期容積(left ventricular end diastolic volume， LVEDV)、左心室收縮末期容積(left ventricular end systolic volume， LVESV)、每搏輸出量(stroke volume， SV)、心輸出量(cardiac output， CO)和心肌質(zhì)量(MASS)，并將各參數(shù)除以體表面積，獲得標(biāo)準(zhǔn)化參數(shù)[6]。

1.3.3 心肌應(yīng)變分析 以CVi42后處理軟件(Circle Cardiovascular Imaging, Calgary, Canada)加載優(yōu)化TPAT實(shí)時(shí)電影成像序列和bSSFP序列圖像，選取左心室舒張末期圖像，勾畫心內(nèi)、外膜邊界，獲得心肌應(yīng)變參數(shù)，記錄心肌徑向、圓周及長(zhǎng)軸應(yīng)變的峰值及平均值[7]。

1.3.4 圖像質(zhì)量評(píng)價(jià) 由2名高年資影像科醫(yī)師獨(dú)立以盲法評(píng)價(jià)圖像質(zhì)量，有分歧時(shí)經(jīng)協(xié)商達(dá)成一致。圖像質(zhì)量評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)[8]：1分，圖像質(zhì)量?jī)?yōu)秀，無偽影；2分，圖像質(zhì)量良好，輕微偽影；3分，圖像質(zhì)量中等，中度偽影；4分，圖像質(zhì)量差，明顯偽影，無法評(píng)價(jià)。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析 采用SPSS 19.0統(tǒng)計(jì)分析軟件。正態(tài)分布計(jì)量資料以±s表示，以配對(duì)t檢驗(yàn)比較兩個(gè)序列間心肌厚度、心功能參數(shù)、心肌應(yīng)變參數(shù)及CNR的差異；以配對(duì)秩和檢驗(yàn)比較圖像質(zhì)量評(píng)分。計(jì)數(shù)資料用頻數(shù)或百分率表示。P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

心律失常組中，房性心律失常17例，室性心律失常16例；心室率波動(dòng)程度為3～90次/分，平均 (31.55±22.72)次/分，心率變異率為(10.55±7.73)%。

心律正常組中，bSSFP序列與優(yōu)化TPAT實(shí)時(shí)電影成像序列所測(cè)量左心室各節(jié)段心肌厚度差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P均>0.05)；心律失常組中，除基底段后間隔壁及后側(cè)壁、心尖段前壁及側(cè)壁以外，其余節(jié)段差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P均<0.05)。

兩組中，兩個(gè)序列所測(cè)量LVEF、LVEDV、LVESV、SV、CO和MASS差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P均>0.05，表2)。

心律失常組中，bSSFP序列與優(yōu)化TPAT實(shí)時(shí)電影成像序列所測(cè)左心室心肌徑向及圓周應(yīng)變的峰值和平均值差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P均<0.05)；心律正常組中心肌徑向、圓周、長(zhǎng)軸應(yīng)變及心律失常組中長(zhǎng)軸應(yīng)變的峰值及平均值差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P均>0.05，表3)。

心律失常組中，優(yōu)化TPAT實(shí)時(shí)電影成像序列的圖像質(zhì)量?jī)?yōu)于bSSFP圖像(Z=5.939，P<0.001)；心律正常組中，bSSFP序列圖像質(zhì)量與優(yōu)化TPAT實(shí)時(shí)成像序列差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(Z=0.050，P=0.960)，見表4。兩組中CNR值差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P均>0.05，表3，圖1、2)。

3 討論

bSSFP序列是臨床常用的CMR電影序列，對(duì)于心律正常者，可利用心電及呼吸門控技術(shù)獲得清晰的圖像，但心律不齊者圖像質(zhì)量則較差。TPAT可縮短CMR掃描時(shí)間、改善圖像質(zhì)量，提高時(shí)間及空間分辨率[10]。TPAT技術(shù)無需采集全部K空間的自動(dòng)校準(zhǔn)信號(hào)(auto-calibration signal， ACS)線，可利用相鄰時(shí)間幀的K空間數(shù)據(jù)獲得完整的ACS線，重建出高時(shí)間及空間分辨率的圖像[3]。基于TPAT的單次屏氣電影成像在評(píng)價(jià)左心形態(tài)及功能方面與bSSFP序列一致性較好，但空間分辨率低于bSSFP序列[11]。本研究?jī)?yōu)化了TPAT序列參數(shù)，觀察其在心律失?；颊咧械膽?yīng)用價(jià)值。

表1 bSSFP和優(yōu)化TPAT實(shí)時(shí)電影成像序列參數(shù)

表2 兩組bSSFP與優(yōu)化TPAT實(shí)時(shí)電影成像序列心功能參數(shù)比較(±s)

表2 兩組bSSFP與優(yōu)化TPAT實(shí)時(shí)電影成像序列心功能參數(shù)比較(±s)

組別LVEF(%)LVEDV(ml/m2)LVESV(ml/m2)SV(ml/m2)CO(L/min)MASS(g)心律失常組(n=33) bSSFP31．19±15．8483．85±56．2456．47±53．0521．48±9．463．01±1．3865．09±32．94 優(yōu)化TPAT32．62±18．1386．12±53．9470．48±62．0222．95±10．073．25±1．5763．25±33．39 t值-0．981-1．612-1．520-1．438-1．6510．526 P值0．3340．1170．1380．1600．1090．602心律正常組(n=48) bSSFP45．15±17．7876．36±32．6245．85±33．2729．88±11．914．13±1．8158．12±24．31 優(yōu)化TPAT45．03±17．4976．00±32．3945．81±33．1530．20±10．224．05±1．6557．78±27．81 t值0．3470．5690．112-0．4351．1690．221 P值0．7300．5720．9110．6660．2480．826

表3 兩組bSSFP與優(yōu)化TPAT實(shí)時(shí)電影成像序列心肌應(yīng)變指標(biāo)及CNR比較(±s)

表3 兩組bSSFP與優(yōu)化TPAT實(shí)時(shí)電影成像序列心肌應(yīng)變指標(biāo)及CNR比較(±s)

組別徑向應(yīng)變峰值(%)徑向應(yīng)變平均值(%)圓周應(yīng)變峰值(%)圓周應(yīng)變平均值(%)長(zhǎng)軸應(yīng)變峰值(%)長(zhǎng)軸應(yīng)變平均值(%)CNR心律失常組(n=33) bSSFP20．27±15．3921．56±15．28-12．06±6．60-10．70±8．93-10．70±5．96-5．31±10．11-5．86±1．48 優(yōu)化TPAT24．14±15．8525．99±15．38-13．71±6．31-14．27±5．91-10．94±4．66-3．42±8．56-6．10±1．85 t值-2．963-3．5452．6242．2520．295-0．7900．641 P值0．0070．0020．0150．0340．7710．4370．526心律正常組(n=48) bSSFP32．62±14．2734．36±14．74-17．62±5．85-17．95±5．78-13．21±6．34-14．69±5．35-6．11±1．52 優(yōu)化TPAT30．65±15．7733．07±15．38-16．65±6．20-17．12±5．67-12．79±7．09-13．85±4．70-7．23±5．0 t值0．5051．066-1．063-1．556-0．661-1．8601．627 P值0．6170．2940．2960．1300．5130．0720．110

圖1 患者男，67歲，心律正常組 A～C.分別為心臟四腔、兩腔及短軸bSSFP圖像，圖像質(zhì)量評(píng)分均為1分； D～F.分別為相應(yīng)層面優(yōu)化TPAT實(shí)時(shí)電影成像序列圖像，圖像質(zhì)量評(píng)分均為1分 圖2 患者男，46歲，心律失常組 A～C.分別為心臟四腔、兩腔及短軸bSSFP圖像，圖像質(zhì)量評(píng)分均為4分； D～F.分別為相應(yīng)層面優(yōu)化TPAT實(shí)時(shí)電影成像序列圖像，圖像質(zhì)量評(píng)分均為1分

組別1分2分3分4分心律失常組(n=33) bSSFP1(3．03)6(18．18)18(54．55)8(24．24) 優(yōu)化TPAT16(48．48)15(45．45)2(6．06)0心律正常組(n=48) bSSFP28(58．33)16(33．33)4(8．33)0 優(yōu)化TPAT28(58．33)17(35．42)1(2．08)2(4．17)

本研究心律正常組中，優(yōu)化TPAT實(shí)時(shí)電影成像序列與bSSFP序列所測(cè)室壁厚度、心功能及左心室應(yīng)變參數(shù)差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義提示優(yōu)化TPAT序列與bSSFP序列評(píng)價(jià)心臟結(jié)構(gòu)及功能的一致性較好。心律失常組中，兩個(gè)序列所測(cè)12個(gè)心肌節(jié)段的室壁厚度差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，提示心律不齊對(duì)兩個(gè)序列的測(cè)量值均有影響；兩個(gè)序列測(cè)量心功能參數(shù)差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，提示優(yōu)化TPAT實(shí)時(shí)電影成像序列在心律失常患者心功能的評(píng)價(jià)方面與常規(guī)序列一致；兩個(gè)序列測(cè)量左心室徑向及圓周應(yīng)變的峰值和平均值差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，提示心律不齊對(duì)心臟短軸運(yùn)動(dòng)的影響較大，影響對(duì)心臟形態(tài)及結(jié)構(gòu)的評(píng)價(jià)；心臟長(zhǎng)軸應(yīng)變的峰值和平均值差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，可能是由于心律不齊對(duì)心臟長(zhǎng)軸運(yùn)動(dòng)影響相對(duì)較小。Bak等[12]對(duì)心律失?；颊咝袉未纹翚獾腡PAT電影成像及多次屏氣bSSFP序列成像，發(fā)現(xiàn)兩個(gè)序列間心功能參數(shù)LVEDV、LVESV及SV差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，而心肌節(jié)段性室壁運(yùn)動(dòng)差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義；本研究結(jié)果與之存在一定差異，分析原因可能與所采用掃描參數(shù)不同有關(guān)。Bak等[12]研究中所用單次屏氣TPAT序列的時(shí)間分辨率為80.40 ms，低于本研究，同一心動(dòng)周期內(nèi)所采集圖像幀數(shù)較少。

優(yōu)化TPAT序列可進(jìn)行自由呼吸掃描，但為與bSSFP序列保持一致，本研究采用單層屏氣掃描。本研究心律正常組中，兩個(gè)序列圖像評(píng)分及CNR差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，與Bak等[12]的研究結(jié)果一致；心律失常組中，優(yōu)化TPAT序列圖像質(zhì)量?jī)?yōu)于bSSFP序列圖像。優(yōu)化TPAT序列時(shí)間分辨率高，掃描時(shí)間短，對(duì)心律的依賴性較小，可獲得質(zhì)量較好的圖像。

本研究的不足：①樣本量相對(duì)較小，未對(duì)不同心律失?；颊叩男呐K形態(tài)及功能參數(shù)進(jìn)行分層研究；②掃描時(shí)采用設(shè)備自帶心電監(jiān)護(hù)儀，精確程度低于12導(dǎo)聯(lián)心電圖；③發(fā)生室性二聯(lián)律時(shí)，MR設(shè)備會(huì)誤認(rèn)心電觸發(fā)R波，影響測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性。

綜上所述，優(yōu)化TPAT實(shí)時(shí)電影成像序列無需心電和呼吸門控，可大幅縮短掃描時(shí)間。在心律正常者中，對(duì)心臟結(jié)構(gòu)及功能的評(píng)價(jià)與傳統(tǒng)CMR電影序列有較好的一致性；在心律失常患者中，其圖像質(zhì)量?jī)?yōu)于傳統(tǒng)CMR電影bSSFP序列。對(duì)心律失?；颊?，推薦使用優(yōu)化TPAT實(shí)時(shí)電影成像序列。

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