無(wú)錫明慈心血管病醫(yī)院影像科(江蘇 無(wú)錫 214000)

李 瓊 張青青 曹 勇吳 帆 胡議鐳 趙正鑌楊廣夫

心血管疾病為國(guó)內(nèi)外高發(fā)疾病，心血管病的磁共振成像(MRI)檢查已成為影像研究的熱點(diǎn)。MRI成像流體測(cè)量技術(shù)是一種無(wú)創(chuàng)、準(zhǔn)確的檢查方法，已應(yīng)用于臨床實(shí)踐。本文旨在利用相位對(duì)比法(phasecontrast MRI，PC-MRI)研究肺動(dòng)脈瓣前后的血流動(dòng)力學(xué)改變，以提高肺動(dòng)脈相關(guān)疾病的診斷及治療效果評(píng)價(jià)，尤其是特發(fā)性肺動(dòng)脈高壓(idiopathic pulmonary arterial hypertension，IPAH)的診斷和治療，為PAH的診斷提供有價(jià)值的無(wú)創(chuàng)檢查手段，建立國(guó)人肺動(dòng)脈瓣前后MRI正常標(biāo)準(zhǔn)范圍。

1 資料與方法

1.1 一般資料2016年10月至2016年12月間經(jīng)醫(yī)院倫理委員會(huì)批準(zhǔn)，選取健康成年自愿者33人，年齡19～38歲，平均年齡27.32歲。其中男性17人，年齡19～36歲，平均年齡26.35歲；女性16人，年齡21～38歲，平均年齡28.38歲。分別記錄受檢者身高、體重，計(jì)算體表面積(BSA)。

1.2 檢查方法MRI檢查使用Siemens公司SomatonAera 1.5T磁共振系統(tǒng)。線圈使用床下平板線圈1-3單元與體部1-3線圈單元結(jié)合，使用心電門(mén)控技術(shù)采集。影像數(shù)據(jù)處理使用Syngo工作站，Argus血流分析軟件。掃描方法包括定位掃描和流量掃描。定位掃描包括：橫切位Haste及冠狀位、矢狀位True FISP序列。Haste成像條件：TR 987ms，TE 27ms，F(xiàn)OV 340mm，F(xiàn)OV Phase 68.8%，Slice 8.0mm，Average 1。True FISP成像條件：TR 495.77ms，TE 1.65ms，F(xiàn)OV 340mm，F(xiàn)OV Phase 81.3%，Slice 6.0mm，Average 1。在矢狀位定位肺動(dòng)脈瓣，然后作垂直于肺動(dòng)脈瓣前后的電影相位對(duì)比序列。流量掃描定位于距離肺動(dòng)脈瓣前后1.5cm處(圖1、圖5)，流速編碼設(shè)為150cm/s。令被測(cè)試者屏氣，進(jìn)行通過(guò)平面(through-plane)的血流測(cè)量序列，序列條件為T(mén)R 42.96ms，TE 3.01ms，F(xiàn)OV 340mm，F(xiàn)OV Phase 81.3%，Slice 6.0mm，Average 1。檢查中記錄受檢者心率。

1.3 影像學(xué)分析及測(cè)量方法由三名經(jīng)驗(yàn)豐富的診斷醫(yī)師進(jìn)行分析，利用Argus血流分析軟件定位肺動(dòng)脈瓣前后通過(guò)平面的相位重聚圖像、幅度圖、相位對(duì)比圖像，見(jiàn)圖2-4、圖6-8。取血管橫斷面輪廓清晰者手動(dòng)定義血管分析的ROI，然后進(jìn)行血管評(píng)價(jià)，分別測(cè)量三次，最終數(shù)據(jù)取3次的平均值。Argus血流分析軟件顯示了血流測(cè)量數(shù)據(jù)，本組測(cè)量數(shù)據(jù)記錄包括下列數(shù)據(jù)的絕對(duì)值：肺動(dòng)脈瓣前后通過(guò)平面的PV(cm/s)、AV(cm/s)、AFPM(L/min)。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析使用SPSS 20.0軟件系統(tǒng)對(duì)男女兩組統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)進(jìn)行獨(dú)立樣本檢驗(yàn)(independent samples t-test)，如檢驗(yàn)發(fā)現(xiàn)組間無(wú)差異(P＞0.05)，則將男女兩組數(shù)據(jù)合組，分別統(tǒng)計(jì)各觀察數(shù)據(jù)的均值()和標(biāo)準(zhǔn)差(s)。對(duì)肺動(dòng)脈瓣前后的PV、AV及AFPM進(jìn)行配對(duì)樣本檢驗(yàn)(pairedsamples t-test)，檢驗(yàn)水平取P＜0.05認(rèn)為有顯著差異。通過(guò)Argiento P肺動(dòng)脈壓力公式[(mPAP)=1.37*CO+8.2mmHg(CO代表心流出量(L/min)]，計(jì)算mPAPA。通過(guò)Bernoulli方程，肺動(dòng)脈平均壓力[mPAP(mmHg)=4*Vmax2(m/s)+RAP]，計(jì)算mPAPB。利用配對(duì)樣本檢驗(yàn)比較兩組方程計(jì)算數(shù)據(jù)。

2 結(jié) 果

2.1 男女兩組年齡比較男性17例，平均年齡(26.35±5.49)歲，女性16例，平均年齡(28.38±6.75)歲，經(jīng)過(guò)獨(dú)立樣本檢驗(yàn)，P=0.299(＜0.05)，將男女合組，計(jì)算年齡平均值為(27.23±6.04)歲。

2.2 男女瓣前PV、AV、AFPM的比較見(jiàn)表1。肺動(dòng)脈瓣前男女兩組的PV、AV、AFPM組間比較無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異，合組后統(tǒng)計(jì)瓣前PV、AV、AFPM的(±s)。

2.3 男女瓣后PV、AV、AFPM的比較見(jiàn)表2。肺動(dòng)脈瓣后男女兩組的PV、AV、AFPM組間比較無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異，合組后統(tǒng)計(jì)瓣后PV、AV、AFPM的(±s)。

2.4 男女瓣前后PV、AV及AFPM的比較見(jiàn)表3。肺動(dòng)脈瓣前后的PV、AV無(wú)顯著統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(P＞0.05)，瓣前后AFPM有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(P＜0.05)。

2.5 男女瓣前后壓力的比較本組通過(guò)Argiento肺動(dòng)脈壓力公式分別計(jì)算肺動(dòng)脈瓣前后的壓力(mPAPA)，發(fā)現(xiàn)肺動(dòng)脈瓣后壓力高于瓣前壓力，其差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＜0.05)。

2.6 主肺動(dòng)脈壓力的比較本組根據(jù)Argiento方程和Bernoulli方程分別得出mPAPA和mPAPB，比較，其差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＜0.05)，見(jiàn)表4。

3 討 論

3.1 肺動(dòng)脈血流測(cè)量的意義肺動(dòng)脈血流測(cè)量為觀察肺動(dòng)脈瓣前后的血流動(dòng)力學(xué)改變，本文試圖使用MRI為肺動(dòng)脈相關(guān)疾病的無(wú)創(chuàng)檢查建立正常檢查標(biāo)準(zhǔn)和診斷依據(jù)。肺動(dòng)脈高壓(pulmonary arterial hypertension，PAH)是以肺動(dòng)脈壓力升高為臨床特征的一種病理生理狀態(tài)，是臨床常見(jiàn)的綜合征，PAH是以右心導(dǎo)管術(shù)為金標(biāo)準(zhǔn)，定義為靜息狀態(tài)下，肺動(dòng)脈平均壓≥25mmHg(1mmHg=0.133kPa)[1]。而特發(fā)性肺動(dòng)脈高壓(IPAH)是指原因不明的肺血管阻力不斷升高，右心負(fù)荷不斷加重逐漸導(dǎo)致右心功能衰竭的一種惡性肺血管疾病。IPAH起病隱匿，無(wú)特異性，臨床容易誤診漏診。而當(dāng)IPAH進(jìn)一步發(fā)展為右心功能衰竭，患者致殘、致死的幾率明顯提高。有研究報(bào)道，大約有超過(guò)20%的早期IPAH患者得到明確診斷的時(shí)間超過(guò)2年，而這種延遲診斷在年齡小于36歲，并且有共存疾病的患者中普遍存在[2]。IPAH患者，調(diào)查顯示發(fā)病年齡在20～50歲之間，女性較為多見(jiàn)，及早診斷有助于改善患者預(yù)后[3]。所以，本研究選取了20～40歲的健康年輕人。

3.2 IPAH的診斷方法目前，IPAH的診斷方法包括很多；其中對(duì)PH診斷和治療起關(guān)鍵作用的是超聲心動(dòng)圖(echocardiogram,ECG)和右心導(dǎo)管術(shù)(right heart catheterization,RHC)。

3.2.1 ECG是臨床診斷IPAH的最常用手段。ECG測(cè)量肺動(dòng)脈收縮壓(PASP)是基于三尖瓣返流的存在，利用多普勒測(cè)量三尖瓣返流的最大噴射流速(TRV)，再根據(jù)Bernoulli方程PASP=(4*TRV2)+RAP計(jì)算肺動(dòng)脈壓，其中RAP是根據(jù)下腔靜脈隨大小和呼吸流量的變化所測(cè)得的右房壓力值。當(dāng)PASP大于36，小于等于50，而TRV介于2.8～3.4之間，不能排除PAH的可能，需要RHC進(jìn)一步確診[4]；另外，有研究表明，與RHC比較，ECG測(cè)得的PASP值可以有±10mmHg的差異。另外，超聲聲窗的選擇、對(duì)血流方向的校正及滲透深度的局限性，超聲醫(yī)師的技術(shù)差別，都可以影響肺動(dòng)脈壓力的測(cè)量[5]?；诖耍珽CG雖然有優(yōu)勢(shì)，但因誤差的存在，也給臨床診斷IPAH帶來(lái)一定的局限性。

表1 男女瓣前PV、AV、AFPM的比較

表2 男女瓣后PV、AV、AFPM的比較

表3 瓣前、瓣后PV、AV、AFPM的比較

表4 兩種計(jì)算肺動(dòng)脈壓力方法的比較

3.2.2 而RHC作為金標(biāo)準(zhǔn)有下列限制：RHC是一種有創(chuàng)的介入檢查，過(guò)程復(fù)雜，可能導(dǎo)致血管壁、心臟瓣膜以及心室壁損傷，對(duì)患者造成一定的痛苦。在不同時(shí)間段、病人的不同狀態(tài)時(shí)期，右心導(dǎo)管術(shù)測(cè)量的值不一致，其精確性有待進(jìn)一步提高。RHC測(cè)量中由于適當(dāng)零基準(zhǔn)點(diǎn)的選擇和呼吸擺動(dòng)的矯正，使得測(cè)量值有-15～+9mmHg的波動(dòng)范圍，其精確度有限?；诖?，RHC的可重復(fù)性不高，病人依從性也不高，限制了它在隨診復(fù)查時(shí)的應(yīng)用。

基于PAH診斷手段的不足，本研究旨在使用MRI的方法，為早期診斷PAH、并對(duì)肺動(dòng)脈高壓病人隨診提供更加準(zhǔn)確，快捷又無(wú)創(chuàng)的檢查手段。

3.3 PC-MRI在肺動(dòng)脈血流動(dòng)力學(xué)的應(yīng)用MRI是一種無(wú)創(chuàng)的、無(wú)電離輻射、直觀的、可重復(fù)性的檢查手段，其流體測(cè)量技術(shù)已經(jīng)在臨床工作中普遍應(yīng)用。幅度圖像可以顯示血流信號(hào)，而相位圖像用于定量分析血流方向、流速和流量。近年來(lái)，有關(guān)肺動(dòng)脈血流測(cè)量國(guó)內(nèi)外報(bào)道很多。有學(xué)者將MRI測(cè)量結(jié)果與ECG結(jié)果比較，認(rèn)為PC-MRI可以準(zhǔn)確測(cè)量肺動(dòng)脈的血流速度和血流量，對(duì)評(píng)價(jià)肺動(dòng)脈血流動(dòng)力學(xué)的改變具有一定價(jià)值；有學(xué)者比較了PAH患者近端肺動(dòng)脈血流動(dòng)力學(xué)，發(fā)現(xiàn)不同類型PAH患者血流動(dòng)力學(xué)存在差異，且PC-MRI可以有效地檢測(cè)PAH患者近端肺動(dòng)脈的血流動(dòng)力學(xué)狀態(tài)[6]；還有學(xué)者研究了流體測(cè)量模型的動(dòng)力學(xué)改變，認(rèn)為PC-MRI能夠準(zhǔn)確反映主、肺動(dòng)脈的血流情況，并將主動(dòng)脈、肺動(dòng)脈起始部?jī)粞髁窟M(jìn)行比較，發(fā)現(xiàn)主、肺動(dòng)脈起始部?jī)粞髁坎町悷o(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義[7]。

3.4 本組肺動(dòng)脈瓣前后測(cè)量結(jié)果比較

3.4.1 正常人肺動(dòng)脈瓣前后的PV、AV無(wú)顯著差異。本組計(jì)算的是一個(gè)心動(dòng)周期的肺動(dòng)脈瓣血流數(shù)據(jù)，瓣膜開(kāi)放時(shí)，瓣前后的PV、AV無(wú)顯著差異表明肺動(dòng)脈和右心室壓力的一致性，右心室的結(jié)構(gòu)和功能的改變對(duì)肺動(dòng)脈壓力的改變至關(guān)重要，這與國(guó)內(nèi)外相關(guān)研究一致[8]；PAH患者可以通過(guò)CMR檢查評(píng)價(jià)右心結(jié)構(gòu)和功能改變，提示PAH的嚴(yán)重程度和預(yù)后。另外，數(shù)據(jù)表明肺動(dòng)脈瓣后的平均流速AV無(wú)性別差異，這與相關(guān)研究有所不同，Paola等學(xué)者發(fā)現(xiàn)男性的最大運(yùn)動(dòng)負(fù)荷和心臟指數(shù)較女性高，這可能與不同種族人群男女心臟大小及心功能相關(guān)。肺動(dòng)脈瓣前后的AFPM存在差異，說(shuō)明在心臟收縮過(guò)程中肺動(dòng)脈瓣前后存在返流。返流是由于右心室與肺動(dòng)脈之間的壓力差發(fā)生變化所致，存在于大部分正常人和心臟病人中。通過(guò)PC-MRI可以繪制返流量與時(shí)間的動(dòng)態(tài)曲線，從而觀察PAH病人隨心動(dòng)周期返流量改變特點(diǎn)，從而測(cè)量肺動(dòng)脈壓力的高低。

圖1 肺動(dòng)脈瓣前定位圖。圖2 肺動(dòng)脈瓣前1.5cm相位重聚圖。圖3 肺動(dòng)脈瓣前1.5cm幅度圖。圖4 肺動(dòng)脈瓣前1.5cm相位對(duì)比圖。圖5 肺動(dòng)脈瓣后定位圖。圖6 肺動(dòng)脈瓣后1.5cm相位重聚圖。圖7 肺動(dòng)脈瓣后1.5cm幅度圖。圖8 肺動(dòng)脈瓣后1.5cm相位對(duì)比圖。

3.4.2 根據(jù)Forouzan研究推薦的Argiento P公式來(lái)計(jì)算PAP[9]，即主肺動(dòng)脈壓(mPAP)=1.37*CO+8.2mmHg，CO為心流出量(L/min)，該公式是Argiento等學(xué)者通過(guò)ECG研究正常健康人在運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下增加的CO與MPAP的線性關(guān)系得出的線性方程，經(jīng)此方程還可推導(dǎo)出肺動(dòng)脈收縮壓和舒張壓力。本組得出mPAPA為(14.89±1.09)mmHg。而B(niǎo)ernoulli方程是臨床廣泛運(yùn)用的流體力學(xué)公式，ECG計(jì)算各房室瓣的最大壓差均運(yùn)用此公式計(jì)算。本組利用肺動(dòng)脈瓣后的峰值流速計(jì)算壓力差，再結(jié)合右房壓力估算值，計(jì)算出mPAPB值(7.42±0.81)mmHg，與RHC金標(biāo)準(zhǔn)比較，本組Argiento P公式計(jì)算的數(shù)據(jù)在其范圍內(nèi)，而B(niǎo)ernoulli方程得出的數(shù)據(jù)較右心導(dǎo)管術(shù)測(cè)量值偏小，表明簡(jiǎn)化的Bernoulli方程在無(wú)瓣膜返流情況下準(zhǔn)確性有待探討。

本組研究表明，Argiento P公式及Bernoulli方程均能利用PC-MRI所測(cè)量數(shù)據(jù)得出肺動(dòng)脈壓力值。Argiento P公式是利用流量計(jì)算壓力，而簡(jiǎn)化的Bernoulli方程利用的是肺動(dòng)脈返流速度計(jì)算的；二者相比較,即為流量與流速的關(guān)系，這與肺動(dòng)脈瞬時(shí)橫截面積相關(guān)，而肺動(dòng)脈血管的管徑隨心動(dòng)周期不斷變化中，Argiento P公式更能準(zhǔn)確反映瞬時(shí)肺動(dòng)脈壓力變化，而簡(jiǎn)化的Bernoulli方程中RAP也是估算值，精確度不夠。可見(jiàn)，Argiento P公式計(jì)算的正常肺動(dòng)脈壓力值更接近現(xiàn)階段RHC的金標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)。

4 本組存在的局限性

本組選取的健康成年人年齡在20-40歲組青年人，缺乏小兒及老年組的數(shù)據(jù)，今后我們要加大數(shù)據(jù)采集，建立不同年齡正常人群的血流測(cè)量值的正常范圍。且本組研究i缺乏MRI與ECG、RHC橫向的比較研究，今后，本組擬收集臨床相關(guān)疾病導(dǎo)致的PH患者，同時(shí)進(jìn)行MRI、ECG或RHC的檢查，比較這三種檢查方法為臨床診斷肺動(dòng)脈疾病提供更加方便、準(zhǔn)確的診斷手段。

綜上所述，利用PC-MRI可以方便、簡(jiǎn)易、重復(fù)地對(duì)肺動(dòng)脈瓣前后血流動(dòng)力學(xué)進(jìn)行測(cè)量，是研究肺動(dòng)脈相關(guān)疾病的重要手段。