，， ， ， ，，，智勇

(大連醫(yī)科大學(xué)附屬第一醫(yī)院放射科，遼寧 大連 116011)

目前體素內(nèi)不相干運(yùn)動(intravoxel incoherent motion， IVIM)已被用于評估諸多器官組織的微循環(huán)情況[1-3]。2003年，Callot等[4]于活體犬類心肌中證明IVIM技術(shù)可評估心肌微循環(huán)狀況。但I(xiàn)VIM成像技術(shù)對組織生理性運(yùn)動極度敏感，在心臟檢查中可導(dǎo)致心肌信號丟失，降低信號強(qiáng)度和SNR[5-7]，用于心臟成像仍存在一定難度[8]。2017年本課題組[9]對人活體心肌進(jìn)行了IVIM成像，但樣本量較小，未對正常人群成像的影響因素進(jìn)行細(xì)化。本研究進(jìn)一步探討中國正常人群心臟MR IVIM成像技術(shù)的影響因素。

圖1 正常志愿者，男，61歲，左心室短軸心尖部心臟IVIM成像，圖像質(zhì)量等級為Ⅱ級 A～I(xiàn).分別為b值為0、20、50、80、100、120、200、300、500 s/mm2的圖像；隨b值增加，左心室心肌信號衰減，左心室側(cè)壁信號明顯衰減，左心室心肌輪廓不清晰

1 資料與方法

1.1一般資料 納入2015年5月—2017年11月在我院接受3.0T MR心臟IVIM成像的99名正常志愿者，男46名，女53名，年齡20～77歲，平均(36.4±16.4)歲[男(34.7±15.0)歲，女(37.8±17.6)歲]，平均體質(zhì)量指數(shù)(body mass index， BMI)為(23.27±4.29)kg/m2[男(24.55±4.17)kg/m2，女(22.18±4.12)kg/m2]，平均心率(66.75±7.30)次/分[男(67.15±8.21)次/分，女(66.58±6.86)次/分]。納入標(biāo)準(zhǔn)：心電圖未見異常；常規(guī)MR檢查心臟結(jié)構(gòu)與功能未見異常。排除標(biāo)準(zhǔn)：存在心臟起搏器、心臟支架以及幽閉恐懼癥等相對或絕對MRI禁忌證者；糖尿病、血脂異常、高血壓、心肌梗死、心臟手術(shù)史者。本研究獲得我院倫理委員會批準(zhǔn)，所有受檢者均簽署知情同意書。

1.2儀器與方法 采用GE Signa HDxt 3.0T MR掃描儀，心臟專用8通道線圈，梯度場50 mT/m，梯度場切換率 150 mT/m/s。主要采集層面包括左心室長軸、短軸、流入流出道層面以及四腔心層面。采用快速平衡穩(wěn)態(tài)進(jìn)動序列完成主要采集層面的電影掃描。IVIM掃描中觸發(fā)延遲(trigger delay， TD)時間的選擇基于左心室四腔心層面的圖像，觀察并選取左心室舒張中晚期心肌運(yùn)動幅度相對最小的時間節(jié)點(diǎn)，以此作為選定的TD時間；IVIM成像時依據(jù)心率的變化進(jìn)行小幅度調(diào)整，以確定掃描的最佳TD時間。心臟IVIM成像均使用心電門控與呼吸門控，于呼氣末屏氣時，左心室短軸層面(心尖部、中間部、基底部)進(jìn)行掃描，TE 51.2 ms，TR 857 ms，b值取0、20、50、80、100、120、200、300、500 s/mm2，激勵次數(shù)分別為2、2、2、2、2、2、2、2、4，層厚8～10 mm，層間距0，矩陣96×128，F(xiàn)OV 35 cm×35 cm，TD 360～640 ms；總掃描時間19～24 s，受檢者心率50～80次/分。

1.3圖像分析 采用GE ADW 4.6工作站，由2名心血管專科影像醫(yī)師評估圖像質(zhì)量，意見不一致時由高年資心血管專科影像醫(yī)師做出最終評定。采用3級質(zhì)量等級評估IVIM圖像：Ⅰ級，左心室圖像質(zhì)量較差，存在嚴(yán)重心肌信號丟失或心肌未顯示，無法測量參數(shù)；Ⅱ級，左心室圖像質(zhì)量中等，可能存在部分模糊的心肌邊緣，或局部小范圍心肌信號缺失，但可完成整體心肌的參數(shù)測量；Ⅲ級，左心室圖像質(zhì)量較好，心肌輪廓與邊緣顯示清楚，測量準(zhǔn)確可靠。

表1 IVIM圖像分級結(jié)果(層)

表2 IVIM成功組與失敗組影響因素分析

圖2 正常志愿者，女，23歲，左心室短軸基底部心臟IVIM成像，圖像質(zhì)量為Ⅲ級 A～I(xiàn).分別為b值為0、20、50、80、100、120、200、300、500 s/mm2的圖像；左心室心肌輪廓較清晰，心肌信號無衰減，心腔內(nèi)血流抑制均勻，無偽影干擾

Ⅰ級為失敗圖像，Ⅱ級(圖1)和Ⅲ級(圖2)為成功圖像。同一受檢者左心室3層圖像(心尖、中間、基底部)均完整顯像并滿足Ⅱ級或Ⅲ級圖像質(zhì)量時歸入成功組，有1層及以上圖像(無論心尖、中間、基底部)符合Ⅰ級圖像質(zhì)量則歸入失敗組。成功組中，年齡≤35歲為青年亞組，>35歲為中老年亞組；根據(jù)BMI分為BMI<24 kg/m2亞組和24 kg/m2≤BMI<28 kg/m2亞組。

記錄影響IVIM成像的可調(diào)節(jié)參數(shù)TD、心率、TD/RR間期×100%。

1.4統(tǒng)計(jì)學(xué)分析 采用SPSS 22.0統(tǒng)計(jì)分析軟件。計(jì)量資料以±s表示。采用K-S檢驗(yàn)進(jìn)行正態(tài)分布分析。成功組與失敗組間年齡、性別、BMI、心率，中老年與青年亞組間、BMI<24 kg/m2與24 kg/m2≤BMI<28 kg/m2亞組間的TD時間呈非正態(tài)分布時采用Mann-WhitneyU檢驗(yàn)，呈正態(tài)分布時采用獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)。成功組中，TD時間與心率的相關(guān)性采用Spearman相關(guān)分析。以P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1IVIM圖像質(zhì)量評估 以心肌層面為基準(zhǔn)，對99名正常志愿者共計(jì)采集297層圖像，圖像總成功率為63.97%(190/297)，見表1。左心室中間部、基底部、心尖部的圖像成功率分別是66.67%(66/99)、64.65%(64/99)、60.61%(60/99)。

成功組54名，其中包括162層心肌層面，其中Ⅱ級心肌104層，Ⅲ級心肌58層。失敗組45名，包括135層心肌層面，其中Ⅰ級心肌107層，Ⅱ級心肌26層，Ⅲ級心肌2層。

2.2圖像成功率的影響因素分析 成功組受檢者心率低于失敗組，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(t=-3.11，P=0.003)。2組之間年齡、性別和BMI差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，見表2。失敗組中有3名受檢者心率均<60次/分。

成功組平均TD(520.93±67.10)ms，與心率呈負(fù)相關(guān)性(rs=-0.66，P<0.01)，見圖3。

成功組中，中老年亞組22名，青年亞組32名，中老年亞組TD[(554.55±60.77)ms]明顯高于青年亞組[(497.81±62.00)ms；t=-2.93，P=0.003]；BMI<24 kg/m2亞組36名，TD時間(519.71±59.48)ms，24 kg/m2≤BMI<28 kg/m2亞組18名，TD時間(535.00±64.28)ms；不同BMI亞組間TD差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(t=0.29，P=0.39)。成功組TD/RR間期為(55.77±5.51)%，較穩(wěn)定。

圖3 成功組TD與心率相關(guān)性散點(diǎn)圖

3 討論

目前國內(nèi)外學(xué)者逐漸在人類活體心臟上進(jìn)行IVIM成像，在無對比劑注入的情況下，IVIM成像也可以定量評估心肌微循環(huán)的灌注狀況[9-10]。但I(xiàn)VIM成像的穩(wěn)定性與成功率方面存在一定問題，嚴(yán)重制約此項(xiàng)技術(shù)的廣泛應(yīng)用。本研究針對正常人群分析此項(xiàng)技術(shù)的影響因素(包括年齡、性別、BMI、心率、TD、TD/RR間期等)，以尋找較為穩(wěn)定的調(diào)節(jié)參數(shù)。

本研究在左心室短軸位進(jìn)行3層心臟IVIM成像，以左心室的心肌層面為基準(zhǔn)，圖像總成功率63.97%，較既往研究[9]IVIM心臟成像的總成功率68.23%有所降低，提示隨著納入樣本量的增加，IVIM技術(shù)的穩(wěn)定性有所下降。本研究中左心室各部位IVIM成像的成功率從高到低依次為中間部66.67%，基底部64.65%，心尖部60.61%。心尖部成功率偏低的原因可能在于心尖部的心肌運(yùn)動幅度較中間部和基底部稍大；心尖部心肌距離肺組織較近，受呼吸運(yùn)動影響也略大；心尖部心肌受腹部尤其是胃腸道蠕動等影響也略重。另外，本組心臟IVIM成像失敗的受檢者中，在b值較高的情況下(b=500 s/mm2)，左心室心肌往往可以顯示清晰，但在b值較低時心肌信號卻顯示不清晰，最終制約了整體圖像成功率，原因可能是在掃描期間受檢者的心率或呼吸出現(xiàn)了波動，或與脈沖和磁場射頻的角度有關(guān)，尤其屏氣狀態(tài)不穩(wěn)定的情況下會嚴(yán)重影響心肌信號的衰減，尚需深入研究。

心臟本身不間斷的運(yùn)動狀態(tài)也影響心臟IVIM成像，因此，有效控制心臟節(jié)律和心率為成像的關(guān)鍵。心臟節(jié)律穩(wěn)定是圖像清晰、穩(wěn)定的前提條件，而心率也是制約IVIM成像的一個關(guān)鍵因素。既往研究[11]發(fā)現(xiàn)，當(dāng)心率<70次/分時，心臟IVIM成像的成功率升高。本研究分析結(jié)果也顯示，IVIM成像成功組的平均心率為(64.74±5.99)次/分，顯著低于IVIM成像失敗組的平均心率[(69.16±8.04)次/分，P=0.003]，提示心率是IVIM成像成功與否的一個重要影響因素。同時，本研究發(fā)現(xiàn)成功組和失敗組間年齡、BMI以及性別均無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異，提示年齡、性別和BMI不是影響IVIM成像成功與否的關(guān)鍵因素。

TD時間作為心臟IVIM成像的重要調(diào)節(jié)參數(shù)[6]，也會影響圖像的成功率，TD一般是在四腔心層面上，人為選定心臟舒張中晚期時心肌運(yùn)動幅度最小的時間節(jié)點(diǎn)，即心臟相對靜止期，與心率密切相關(guān)。心率較慢時，IVIM圖像的成功率有所升高，因TD時間較長，則采集IVIM圖像的時間較充足。本研究成功組中，中老年亞組的TD時間顯著高于青年亞組(P<0.05)，可能與中老年人群的整體心率稍慢有關(guān)，盡管心率慢，心臟相對靜止期長，成像成功率高，但總體的掃描時間也會延長，進(jìn)而延長患者的總體屏氣時間。本研究3名失敗組受檢者心率均<60次/分，但超長的掃描時間影響了成像質(zhì)量，此時受檢者屏氣成敗可能影響圖像的成功與否。

盡管TD時間是影響心臟IVIM成像的重要調(diào)節(jié)參數(shù)，但最終選擇還需注意心率的變化情況。本研究發(fā)現(xiàn)心率與TD呈負(fù)相關(guān)(rs=-0.66，P<0.01)，選用兩者的比值將是一個相對穩(wěn)定的參數(shù)，即TD占RR間期(心率)的百分比。本研究成功組的TD/RR間期為(55.77±5.51)%，即選擇RR間期的50%～60%的時間節(jié)點(diǎn)(心室舒張中晚期)作為TD時間更穩(wěn)定、合理，成功率也更高。TD/RR間期作為一個相對穩(wěn)定的參數(shù)，也更便于臨床實(shí)踐操作，但還需更多臨床實(shí)踐加以驗(yàn)證。

總之，對中國正常人群進(jìn)行IVIM成像可行，成功率的影響因素包括心率、TD和TD/RR間期，心率與TD呈負(fù)相關(guān)，TD/RR間期是一個相對穩(wěn)定的調(diào)節(jié)參數(shù)。