蔣小鳳，雷楠，朱婭奇，李澤勇，朱麗，雷麗程，杜勇，付兵*

1.成都市第五人民醫(yī)院，四川成都 611130；2.川北醫(yī)學(xué)院附屬醫(yī)院放射科，四川南充 637000； *通訊作者 付兵 807789214@qq.com

心肌組織的水分子擴(kuò)散運(yùn)動和微循環(huán)灌注是評估患者心肌狀況和監(jiān)測治療效果的重要指標(biāo)[1]。隨著MRI 的發(fā)展，單b 值、多b 值擴(kuò)散加權(quán)成像（DWI）在心臟中的應(yīng)用越來越多，因其能夠在不使用造影劑的情況下獲得組織的擴(kuò)散和灌注信息[2]。本文擬對單、雙指數(shù)DWI 在心臟中的應(yīng)用進(jìn)展做一綜述。

1 單指數(shù)DWI 在心臟中的應(yīng)用

1.1 原理 在活體組織中，水分子的擴(kuò)散運(yùn)動包括細(xì)胞外、細(xì)胞內(nèi)和跨細(xì)胞運(yùn)動以及微循環(huán)灌注[3]。DWI是在單次激發(fā)回波平面成像技術(shù)上，加上擴(kuò)散敏感梯度脈沖顯示不同組織由于水分子擴(kuò)散速度不同而導(dǎo)致的信號差異。b 值較小時(shí)主要反映局部組織的微循環(huán)血流灌注，但測得的表觀擴(kuò)散系數(shù)（ADC）值不穩(wěn)定。b 值較大時(shí)，可較好地反映組織內(nèi)水分子的擴(kuò)散運(yùn)動，但圖像信噪比相對下降[3-5]。因此，臨床上需根據(jù)不同檢查部位選擇適當(dāng)?shù)腷 值。DWI 已經(jīng)廣泛應(yīng)用于臨床實(shí)踐，可提供受檢組織的微觀結(jié)構(gòu)信息，在缺血性腦卒中的檢測和腫瘤的良惡性鑒別、療效評估、預(yù)后預(yù)測方面具有重要作用[5]。

1.2 DWI 在心肌梗死中的應(yīng)用 近年DWI 已逐步應(yīng)用于心肌損傷檢查中，能夠發(fā)現(xiàn)心肌急性水腫區(qū)域，評價(jià)心肌損傷的程度和范圍[6-7]。Rapacchi 等[6]使用低b 值DWI 序列對健康志愿者進(jìn)行心臟掃描，采用主元分析（principal component analysis，PCA）及時(shí)間最大強(qiáng)度投影（temporal maximum intensity projection，TMIP）的結(jié)合應(yīng)用對標(biāo)記圖像進(jìn)行掃描；PCA 可提高圖像信噪比，TMIP 可恢復(fù)由時(shí)間波動引起的信號強(qiáng)度衰減，兩者結(jié)合使用使得圖像信噪比和對比度達(dá)到診斷水平。結(jié)果顯示ADC 圖在志愿者間具有良好的一致性，在自由呼吸和屏氣掃描采集參數(shù)間重復(fù)性較好。Kociemba 等[7]采用DWI 和T2-TIRM 對心肌水腫進(jìn)行檢測，結(jié)果顯示DWI 圖像測量水腫面積明顯大于T2-TIRM，推測DWI 可用于診斷心肌急性損傷， 減少了TIRM 圖像中慢血流導(dǎo)致的偽影。Jin 等[8]運(yùn)用豬急性心肌梗死（acute myocardial infarction，AMI）模型研究缺血心肌在DWI 上的信號改變，以組織病理學(xué)結(jié)果為“金標(biāo)準(zhǔn)”，對所有圖像進(jìn)行定性及定量分析，結(jié)果顯示DWI 較心肌壞死標(biāo)志物更早發(fā)現(xiàn)心肌異常，具有更高的特異性；且梗死心肌與正常心肌在DWI 上信號強(qiáng)度存在顯著差異。陳敏[9]利用中華小型豬模型探討DWI 序列在AMI 中的診斷價(jià)值，結(jié)果表明DWI 可在AMI 急性期發(fā)現(xiàn)梗死心肌擴(kuò)散異常，其表現(xiàn)早于心肌梗死標(biāo)志物，對AMI 早期診斷具有一定的價(jià)值。另外，Aliotta 等[10]利用SE 擴(kuò)散加權(quán)成像同時(shí)測量心臟組織T2 值和ADC 值，并將T2+ADC 與常規(guī)DWI 得到的ADC 圖進(jìn)行比較，結(jié)果顯示T2+ADC 對AMI 具有診斷價(jià)值，但與傳統(tǒng)DWI 相比，其診斷準(zhǔn)確性或掃描時(shí)間無明顯提高。Nguyen 等[11]研究顯示，DWI 診斷慢性心肌梗死無需造影劑，可能成為替代晚期釓增強(qiáng)（late gadolinium enhanced，LGE）的技術(shù)。

1.3 DWI 在肥厚型心肌?。?hypertrophic cardiomyopathy，HCM）中的應(yīng)用 Wu 等[12]采用定量心臟DWI 對HCM 患者的心肌纖維化進(jìn)行識別，并將其診斷性能與T1 mapping 和細(xì)胞外容積（extracellular volume，ECV）進(jìn)行比較，結(jié)果發(fā)現(xiàn)三者診斷能力無顯著差異。另外，DWI 和ECV 可以定量表征HCM LGE+和LGE-患者的纖維化程度，表明DWI 是檢測HCM 患者心肌纖維化的一種可行方法。另外，Nguyen 等[13]以ECV 為“金標(biāo)準(zhǔn)”，比較ADC 值與ECV 對HCM 患者纖維化區(qū)域檢測的敏感度、特異度、陽性預(yù)測值和陰性預(yù)測值，結(jié)果顯示ADC 與ECV 對纖維化的檢出水平基本一致，組內(nèi)相關(guān)性為0.83，表明DWI 對彌漫性心肌纖維化敏感，且能夠描述HCM 患者的纖維化程度。

1.4 DWI 在心臟其他方面的應(yīng)用 馬新偉等[14]研究雙反轉(zhuǎn)T2WI 脂肪抑制成像、DWI、靜息灌注及雙嘧達(dá)莫負(fù)荷心肌灌注對冠心病心肌活性的檢測價(jià)值，發(fā)現(xiàn)多模態(tài)磁共振心肌灌注成像能有效檢測冠心病心肌活性，對定性評價(jià)冠心病心肌缺血程度具有較高的診斷價(jià)值。Potet 等[15]運(yùn)用低b 值（b=50 s/mm2）DWI 檢測急性心肌炎患者局部和彌漫性心肌水腫，以LGE 圖像為“金標(biāo)準(zhǔn)”，結(jié)果提示低b 值DWI 可替代T2 STIR 加權(quán)序列，是檢測急性心肌炎患者局部或整體心肌水腫的可行方法。

1.5 局限性 ①由于呼吸運(yùn)動和心臟搏動，水分子在擴(kuò)散梯度持續(xù)時(shí)間內(nèi)的位移可導(dǎo)致信號嚴(yán)重丟失，圖像嚴(yán)重失真。②高b 值DWI 的應(yīng)用仍然困難，b 值越大，信號損失越顯著。③目前對于DWI 在急性心肌梗死中的應(yīng)用還處于初步實(shí)驗(yàn)階段，尚無判斷其準(zhǔn)確性的“金標(biāo)準(zhǔn)”，也無明確的閾值反映心肌水腫和心肌梗死。

2 雙指數(shù)DWI

2.1 原理 體素內(nèi)不相干運(yùn)動（intravoxel incoherent motion，IVIM）是在DWI 的基礎(chǔ)上，應(yīng)用雙e 指數(shù)模型的成像技術(shù)獲取相關(guān)參數(shù)（D、D*、f），可同時(shí)得到灌注和擴(kuò)散信息[16]。b 值需要大于4 個才能計(jì)算IVIM相關(guān)參數(shù)，而為了獲得穩(wěn)定的計(jì)算結(jié)果，實(shí)際應(yīng)用的b 值數(shù)據(jù)更多[17-18]。此外，由于灌注效應(yīng)主要集中于低b 值上，因此在低b 值區(qū)間需要采集更多數(shù)據(jù)以保證計(jì)算的準(zhǔn)確性。b 值較高時(shí)（b=200～1000 mm2/s）則基本反映單純水分子擴(kuò)散運(yùn)動。

2.2 IVIM 在心臟中的應(yīng)用 目前IVIM 在心臟中的應(yīng)用大部分處于研究階段，多是關(guān)于心臟IVIM 成像的技術(shù)研究，以及小樣本健康志愿者IVIM 相關(guān)參數(shù)的測量。

2.2.1 IVIM 在動物和健康志愿者心臟中的應(yīng)用 2003年，Callot 等[19]在犬類動物的心臟中采用IVIM成像，測量左心室壁微循環(huán)。通過測量得到平均微流速[（400±40）μm/s]和血管體積分?jǐn)?shù)[（11.1±2.2）%]，同時(shí)測量了水分子平行及垂直于肌纖維方向的ADC值，首次證實(shí)在呼吸及心跳控制的情況下，心臟IVIM成像能夠反映心肌微循環(huán)狀態(tài)。Delattre 等[20]使用主元分析時(shí)間及最大強(qiáng)度投影重建技術(shù)進(jìn)行IVIM 成像，得到的IVIM 參數(shù)變異性較小，為無造影劑灌注成像提供了新視角。Spinner 等[21]使用貝葉斯技術(shù)BSP計(jì)算IVIM 參數(shù)，再與最小二乘法LSQ 估計(jì)的參數(shù)進(jìn)行比較，結(jié)果顯示，BSP 分析得到的心肌內(nèi)IVIM 參數(shù)值變異性較小，準(zhǔn)確性和可重復(fù)性較高。While[22]的研究同樣表明，與最小二乘法相比，貝葉斯模型能夠生成更直觀的IVIM 參數(shù)圖。此外，還有研究對正常人群心臟IVIM 成像成功率的影響因素[23]、正常人心臟IVIM 成像各參數(shù)值的測量比較[24]、正常人心臟IVIM 技術(shù)的應(yīng)用效果[25-26]等方面進(jìn)行了探討。

2.2.2 IVIM 在心臟疾病中的應(yīng)用 魏柯香[27]將IVIM用于評估HCM 的微循環(huán)功能障礙，發(fā)現(xiàn)無肥厚、無強(qiáng)化節(jié)段局部心肌的微循環(huán)功能發(fā)生異常改變，提示IVIM 成像參數(shù)可無創(chuàng)、早期提示HCM 的微循環(huán)障礙。何秀超[28]將IVIM 技術(shù)運(yùn)用于急性ST 段抬高型心肌梗死經(jīng)皮冠狀動脈介入治療患者，發(fā)現(xiàn)可行性和重復(fù)性較好，能用于臨床定量評價(jià)。Mou 等[29]將IVIM 應(yīng)用于健康志愿者及幾種心臟損害相關(guān)疾病的患者，包括10例HCM 及20例糖尿病、高血壓患者，發(fā)現(xiàn)心臟損害相關(guān)疾病患者的D*值明顯小于健康志愿者。李世蘭等[30]研究顯示，IVIM 成像有助于無創(chuàng)地評估糖尿病患者的心肌微循環(huán)情況，具有一定的臨床價(jià)值。

2.3 IVIM 的局限性 心臟IVIM 成像研究較少，關(guān)于其成像方法及測量標(biāo)準(zhǔn)尚無統(tǒng)一共識。缺乏相關(guān)參數(shù)明確的參考值，也無明確的閾值反映心肌灌注血流量減少。不同的成像技術(shù)，如單次SE-EP 或并行采集技術(shù)采集的心臟IVIM 圖像各參數(shù)也會具有差異。不同種族、性別、年齡的受檢者生理構(gòu)造存在一定的差異，測量結(jié)果影響因素是否與采取的b 值不同、磁場強(qiáng)度及擴(kuò)散方向有關(guān)，尚需進(jìn)一步驗(yàn)證。

綜上所述，心臟單、雙指數(shù)DWI 可以更敏感地監(jiān)測心臟組織水分子擴(kuò)散及微循環(huán)灌注情況，在心臟疾病的研究與臨床應(yīng)用中具有廣闊的前景。目前需進(jìn)一步克服呼吸及心臟運(yùn)動對掃描圖像質(zhì)量的影響，且缺乏多中心、大樣本、前瞻性隨機(jī)對照研究，對確立心臟DWI 的作用及提升其臨床應(yīng)用價(jià)值具有重要意義。