郭紅梅

心臟磁共振成像（Cardiac MR，CMR）近年來成為磁共振臨床應(yīng)用的一個(gè)新熱點(diǎn)，這主要源于磁共振成像具有更豐富的軟組織對(duì)比度，因而可以為心臟病變的診斷和鑒別診斷提供更豐富的影像學(xué)信息；隨著各廠家磁共振硬件平臺(tái)特別是梯度性能的不斷提升也使得磁共振心臟成像更簡(jiǎn)便易行。但是心臟磁共振成像也是所有磁共振成像中挑戰(zhàn)最大的部位，首先心臟掃描受雙重運(yùn)動(dòng)即呼吸運(yùn)動(dòng)和心臟自身跳動(dòng)影響，這對(duì)于患者和掃描者而言都是一個(gè)挑戰(zhàn)。從患者角度來看患者的屏氣能力、心律是否規(guī)整等都會(huì)直接影響最后的圖像質(zhì)量并進(jìn)而影響診斷性能；而對(duì)于掃描者而言能否成功訓(xùn)練屏氣配合度，合理設(shè)定各種掃描參數(shù)如心電門控變量、成像序列參數(shù)以及掃描規(guī)范化等往往是影響圖像質(zhì)量的更重要因素。在所有心臟磁共振成像序列中，心臟電影成像占有重要的臨床地位，因?yàn)樗軇?dòng)態(tài)反映心臟的功能狀態(tài)，而結(jié)合特定的分析尚能得到很多反映心功能的參量，如心輸出量、心室收縮、舒張末期容積等，故心臟電影成像也稱為心臟功能成像。本研究通過實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)調(diào)整掃描參數(shù)、心律藥物調(diào)控及不同勻場(chǎng)方法并回顧性分析圖像質(zhì)量，探討心臟電影掃描中的質(zhì)控因素。

1 材料與方法

1.1 研究對(duì)象選擇2014～2015年本院門診和住院部心臟磁共振檢查患者25例，男16例，女9例，年齡32～55 歲；其中冠心病18 例，肥厚性心肌病3 例，特發(fā)性心肌炎4例。在心臟電影掃描過程中根據(jù)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)調(diào)整參數(shù)：①調(diào)整VPS（每個(gè)心動(dòng)周期內(nèi)所采集的K 空間數(shù)目），并把門控狀態(tài)從回顧性門控切換到前瞻性門控，以確定當(dāng)前VPS下所允許采集的時(shí)相數(shù)。在VPS 調(diào)整中人為增加VPS 和減低VPS，分別做到若用前瞻性門控時(shí)所允許采集時(shí)相數(shù)小于或大于心臟電影采集時(shí)默認(rèn)的時(shí)相數(shù)20。②詳細(xì)記錄心律狀態(tài)：是否規(guī)整、心率次數(shù)以及當(dāng)前心率下若用前瞻性門控可允許采集的時(shí)相數(shù)；對(duì)于心率過快尤其是合并不齊者在臨床醫(yī)生指導(dǎo)下適當(dāng)服用倍他洛克，待心率平穩(wěn)后再次掃描；③對(duì)比不同勻場(chǎng)的影響：掃描時(shí)施加或不施加局部勻場(chǎng)。是否施加局部勻場(chǎng)對(duì)比僅在低VPS選項(xiàng)下進(jìn)行，以克服影響心臟電影圖像的復(fù)雜性。

1.2 設(shè)備和方法所用設(shè)備為GE 公司Signa 1.5T HDxt 磁共振，采用相控陣8 通道心臟專用線圈；采用呼吸門控和心電向量門控；掃描前進(jìn)行深入溝通并訓(xùn)練患者吸氣、呼氣以及屏氣；掃描序列為Fiesta Cine，TR3.7ms，TE1.6ms，采集矩陣224×256，F(xiàn)OV32cm，層厚8mm，層間距2mm，施加并行采集技術(shù)ASSET，每次屏氣時(shí)間9～11s。

1.3 質(zhì)控因素為更客觀地分析掃描參數(shù)和方法對(duì)電影圖像的影響，所有調(diào)整在相應(yīng)序列上均進(jìn)行注釋說明，同時(shí)盡量確保對(duì)比掃描時(shí)在同一屏氣時(shí)相進(jìn)行，序列對(duì)比時(shí)如心率發(fā)生變化進(jìn)行詳細(xì)記錄。

1.4 圖像分析在不告知具體掃描參數(shù)或掃描方法前提下由3位副主任醫(yī)師對(duì)圖像質(zhì)量進(jìn)行盲評(píng)并綜合討論后進(jìn)行評(píng)分，圖像質(zhì)量?jī)?yōu)異5 分，良好4 分，模糊或偽影干擾嚴(yán)重3分。

2 結(jié)果

2.1 不同VPS 對(duì)比對(duì)比兩組不同VPS心臟電影圖像，25例高VPS電影圖像中評(píng)分為5分者4例，評(píng)分為4分者8例，圖像分辨率尚可但圖像偏模糊，13例評(píng)分為3 分，圖像明顯模糊；在25 例低VPS 心臟電影圖像中評(píng)分為5分者19例，評(píng)分為4分者3例，評(píng)分為3分者3例，而回顧分析心電記錄評(píng)分4分以下者掃描過程中心率欠平穩(wěn)，變化幅度大，為70～120次/min。

2.2 心律調(diào)整前后對(duì)比25 例患者中有8 例心率過快且明顯不齊，在臨床醫(yī)師指導(dǎo)下給予倍他洛克，服藥后心率平穩(wěn)后掃描。8例患者服藥前低VPS掃描下評(píng)分均為4 分以下，服藥后除2 例掃描中心率仍大幅度變化的患者在低VPS 下掃描評(píng)分仍為3分，其余6例在低VPS下掃描評(píng)分均達(dá)5分。

2.3 不同勻場(chǎng)方法對(duì)比不同勻場(chǎng)方法對(duì)比僅在低VPS 下進(jìn)行。在施加局部勻場(chǎng)的25 例圖像中22 例圖像信號(hào)強(qiáng)度均勻，血流信號(hào)亮度均一，未見磁敏感偽影；有3例圖像中可見血流信號(hào)不均勻，其中有2例為服藥后心率仍明顯不齊者，另外1例為掃描中患者不能良好屏氣；在未施加局部勻場(chǎng)的25例患者中，有17 例血流信號(hào)不均勻，其中7 例在左心室后壁心肌見到因磁敏感偽影導(dǎo)致的心肌信號(hào)丟失，2例用藥后心率仍明顯不齊的患者血流信號(hào)混雜，余8例圖像質(zhì)量尚可。

3 討論

在所有心臟掃描序列中心臟電影序列是用來評(píng)價(jià)心臟功能的序列，在各種心臟病變?cè)\斷和鑒別診斷中都具有重要的臨床價(jià)值。但由于心臟電影成像受呼吸、心跳雙重運(yùn)動(dòng)影響，且在所有廠家均采用穩(wěn)態(tài)自由運(yùn)動(dòng)序列，而該序列對(duì)磁場(chǎng)均勻度有較高的要求。這些因素導(dǎo)致心臟電影成像對(duì)質(zhì)量控制有更高的要求。

3.1 門控參數(shù)的設(shè)定

3.1.1 前瞻性門控 數(shù)據(jù)在特定觸發(fā)波后特定點(diǎn)來采集的心電門控技術(shù)為前瞻性門控技術(shù)，其數(shù)據(jù)采集在觸發(fā)延遲后進(jìn)行。顯而易見在前瞻性門控時(shí)不是整個(gè)心動(dòng)周期都進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，因此在心臟電影序列不采用這樣的門控技術(shù)，但需要知道如何在前瞻性門控和回顧性門控之間進(jìn)行轉(zhuǎn)換，這樣有助于確定相對(duì)于某一心率時(shí)VPS是否合適[1]。

3.1.2 回顧性門控 回顧性門控?cái)?shù)據(jù)采集在整個(gè)心動(dòng)周期進(jìn)行，但系統(tǒng)會(huì)記錄QRS波群。在圖像重建時(shí)系統(tǒng)會(huì)以QRS 波群中的R 波為標(biāo)記，將距離此R波相同時(shí)間段的數(shù)據(jù)用于重建這一特定時(shí)相的心臟圖像，以此類推就得到一組時(shí)相不同的心臟圖像，連續(xù)播放就是心臟電影圖像。

3.1.3 VPS 選擇 VPS（Views per segment）是指在每個(gè)心動(dòng)周期內(nèi)所采集的K 空間數(shù)目。心臟電影成像采用的是節(jié)段K空間采集技術(shù)，但是受心率限制其實(shí)在每個(gè)心動(dòng)周期內(nèi)所采集的K 空間數(shù)目是有限制的，如果心率過快則VPS過長(zhǎng)時(shí)每個(gè)心動(dòng)周期無法采集更多時(shí)相的數(shù)據(jù)，而在心臟電影成像默認(rèn)的重建時(shí)相數(shù)是可以人為規(guī)定的，如默認(rèn)的時(shí)相數(shù)為20個(gè)時(shí)相，而當(dāng)切換為前瞻性門控時(shí)發(fā)現(xiàn)當(dāng)前心率在現(xiàn)有VPS下只能采集15個(gè)時(shí)相，這就提示VPS過長(zhǎng)。而圖像重建時(shí)系統(tǒng)會(huì)人為插值處理，因而會(huì)導(dǎo)致圖像模糊[2]。

3.2 心率的影響在進(jìn)行心臟電影成像時(shí)采用的是回顧性門控，圖像重建時(shí)會(huì)把處于相同時(shí)間段的數(shù)據(jù)整合用于重建出這個(gè)時(shí)間點(diǎn)的圖像[3]。門控技術(shù)從根本上講就是在絕對(duì)運(yùn)動(dòng)中尋求相對(duì)靜止。理論上距離R 波相同時(shí)間段時(shí)心臟應(yīng)該處于相同的運(yùn)動(dòng)時(shí)相，但這是在心率穩(wěn)定不變的前提下才成立。如果在心臟電影掃描時(shí)心率不斷變化，意味著每個(gè)心動(dòng)周期的時(shí)間也在變，從而導(dǎo)致距離R波相同時(shí)間點(diǎn)時(shí)心臟運(yùn)動(dòng)并非在同一時(shí)相。這里并沒有在絕對(duì)運(yùn)動(dòng)中找到真正的相對(duì)靜止，因此即便是離R波相同時(shí)間的K空間數(shù)據(jù)代表的卻是不同的運(yùn)動(dòng)時(shí)相，這是導(dǎo)致心臟電影圖像模糊的原因[4]。事實(shí)上在進(jìn)行心臟電影成像時(shí)心率快慢和是否規(guī)整是決定圖像質(zhì)量的重要因素。對(duì)于那些心律不齊的患者應(yīng)在臨床醫(yī)師指導(dǎo)下適當(dāng)調(diào)整心率，這是確保優(yōu)異心臟電影圖像的基礎(chǔ)。

3.3 是否施加局部勻場(chǎng)心臟電影成像所采用的成像序列是真正穩(wěn)態(tài)自由進(jìn)動(dòng)序列[5]。這個(gè)序列在不同廠家有不同的名稱如GE 公司稱之為FIESTA 序列，西門子公司稱之為True FISP，而飛利浦公司稱之為Balanced FFE（bFFE），盡管名稱不同但成像原理是相同的。這個(gè)序列有兩個(gè)突出特點(diǎn)：一是在三個(gè)方向施加流動(dòng)補(bǔ)償梯度并實(shí)現(xiàn)1-2-1 平衡設(shè)計(jì)；二是在該序列掃描系統(tǒng)會(huì)采用系統(tǒng)所能采集的最短TR 和最短TE，這樣就確保了穩(wěn)態(tài)形成。該序列具有血亮、水亮、脂肪亮的特點(diǎn)，因?yàn)檠橇恋?，因此心臟電影序列也稱之為亮血序列。由于該序列的TR 極短，因此從一系列TR來看這一序列所采集的回波信號(hào)實(shí)際上是由兩類不同性質(zhì)的回波信號(hào)所組成：自由感應(yīng)衰減（FID）信號(hào)和射頻回波信號(hào)[6]。這種特定的回波信號(hào)組成導(dǎo)致這一序列對(duì)磁場(chǎng)均勻度要求極高，只有在足夠好的磁場(chǎng)均勻度時(shí)才確保射頻脈沖的中心頻率和質(zhì)子的進(jìn)動(dòng)頻率能最大限度的重疊，這是確保血亮的重要前提。在心臟電影成像中為了減少因?yàn)樾呐K周圍肺內(nèi)氣體所帶來的磁敏感影響，掃描時(shí)需要施加局部勻場(chǎng)。在GE磁共振平臺(tái)這種局部勻場(chǎng)相當(dāng)于點(diǎn)分辨法勻場(chǎng)，施加小范圍勻場(chǎng)是確保心臟電影成像成功的基礎(chǔ)。