1.5T全心冠狀動脈磁共振成像診斷冠狀動脈狹窄的初步研究

張兆琪 戴沁怡 賀毅 北京安貞醫(yī)院 （北京 100039）

0.引言

MR是冠狀動脈無創(chuàng)性檢查手段之一。早期采用雙斜靶容積定位法進(jìn)行分段采集，因定位復(fù)雜、不易推廣。全心冠狀動脈MR成像(wholeheart coronary magnetic resonance angiography,WH CMRA)克服了定位復(fù)雜的缺點(diǎn)，但其診斷冠狀動脈狹窄的準(zhǔn)確性國內(nèi)報(bào)道較少〔1〕。筆者結(jié)合47例患者資料，評價WH CMRA在診斷冠狀動脈狹窄方面的價值和限度。

1.資料與方法

1.1 研究對象：

搜集2009年4月～2010年1月我院47例臨床就診患者的WH CMRA資料，與傳統(tǒng)冠狀動脈造影(conventional angiography, CAG)進(jìn)行對照分析。入選標(biāo)準(zhǔn)：（1）臨床疑診冠心病擬行冠狀動脈造影者；（2）竇性心律；（3）生命體征平穩(wěn)。排除標(biāo)準(zhǔn)：（1） MR掃描禁忌（起搏器等置入物、幽閉恐懼）；（2）心律失常；（3）病情危重（不穩(wěn)定心絞痛、急性心肌梗死）；（4）冠狀動脈搭橋術(shù)后患者。心率＞75次/min（bpm）者檢查前半小時口服美托洛爾12.5～25.0 mg，所有患者均知情同意。42例成功完成者中男30例，女12例，年齡29～78(57±13)歲，WH CMRA與CAG檢查的平均間隔時間 (5±2)d，期間未出現(xiàn)突發(fā)心血管事件，其中高血壓24例（57.1%），高血脂8例（19.0%），糖尿病13例（31.0%），吸煙史13例（31.0%），家族史13例（31.0%），有胸悶、心悸、活動后胸痛等癥狀38例（90.5%）。

1.2 MR設(shè)備和掃描方法：

采用西門子Sonata 1.5 T 超導(dǎo)MR系統(tǒng)，最大梯度 40 mT?m-1，爬升率 200mT?m-1?ms-1，12 通道心臟專用相控陣線圈，胸前導(dǎo)連觸發(fā)R波心電門控技術(shù)?；颊呷⊙雠P位，頭先進(jìn)，加以腹帶限制過度吸氣。WH CMRA掃描前經(jīng)四腔心電影成像觀察右冠狀動脈中段運(yùn)動軌跡，個體化冠狀動脈相對靜止期。掃描序列為非對比增強(qiáng)、心電門控觸發(fā)、呼吸導(dǎo)航、T2 預(yù)備脈沖并脂肪抑制的3D穩(wěn)態(tài)自由進(jìn)動序列。掃描參數(shù)：TR 3.40 ms ，TE1.71 ms，F(xiàn)A 90°，F(xiàn)OV 237 mm×330 mm，矩陣184×256，空間分辨率1.4 mm×1.4 mm×1.8 mm（插值0.7 mm×0.7 mm×0.9 mm，采用Grappa并行采集，加速因子2）。掃描區(qū)域施加局部勻場，3D容積掃描范圍自上而下涵蓋全部冠狀動脈樹。呼吸導(dǎo)航條手工放置在右膈頂，采用自動調(diào)整呼吸導(dǎo)航模式，導(dǎo)航默認(rèn)接受范圍±2.5 mm。

1.3 WH CMRA圖像分析和評價：

（1）冠狀動脈分段標(biāo)準(zhǔn)：參照美國心臟協(xié)會(American Heart Association,AHA)建議的樹狀結(jié)構(gòu)模型，將冠狀動脈分為右冠狀動脈（RCA）、左主干(LM)、左前降支（LAD）和

回旋支（LCX）共4支；9節(jié)段劃分法為RCA近、中、遠(yuǎn)段 (RCA1、RCA2、RCA3)， LM，LAD近、中、遠(yuǎn)段 (LAD1、LAD2、LAD3) 和LCX近、遠(yuǎn)段 (LCX1、LCX2)。（2）圖像質(zhì)量分級標(biāo)準(zhǔn)：掃描完成后采用CoronaViz 后處理軟件(Siemens Corporate Research, Princeton, New Jersey)行冠狀動脈MPR重組，對圖像質(zhì)量進(jìn)行等級評價。共分4級：1級（嚴(yán)重偽影，管壁模糊或不可見，無法評價狹窄程度）；2級（可見冠狀動脈走行，邊緣中度模糊）；3級（冠狀動脈顯影清楚，邊緣略模糊）和4級（冠狀動脈顯影清楚，邊緣銳利）。2～4級為可評估血管。（3）冠狀動脈狹窄診斷標(biāo)準(zhǔn)：以冠狀動脈管腔狹窄程度≥50%作為診斷標(biāo)準(zhǔn)，當(dāng)同一段血管存在多處狹窄時以最重處為準(zhǔn)。在未知CAG檢查結(jié)果的前提下，由2名放射科醫(yī)師對圖像質(zhì)量和血管狹窄程度分別進(jìn)行評價，意見不一時由二者協(xié)商得出統(tǒng)一結(jié)論。分別以血管段、血管支和患者個體為單位，與CAG對照分析。圖像質(zhì)量為1級的血管段結(jié)果按陰性納入血管支或患者個體組，直徑＜2 mm的血管段不予評價。

1.4 CAG檢查方法和評價：

采用GE專用血管造影機(jī)。取股動脈（或橈動脈）入路分別行左、右冠狀動脈造影，左冠狀動脈常規(guī)6個投照體位：頭位、右前斜頭位、右前斜足位、足位、左前斜足位、左前斜頭位；右冠狀動脈2～3個體位：左前斜、頭位、右前斜頭位或右前斜足位。在未知WH CMRA結(jié)果的前提下，由2名放射科醫(yī)師按照相同的冠狀動脈分段法和狹窄診斷標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行評價。

1.5 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法：

采用SPSS for Windows 11.5軟件。計(jì)量資料用 表示，計(jì)數(shù)資料用百分?jǐn)?shù)表示；WH CMRA評價血管狹窄的準(zhǔn)確性采用四格表χ2檢驗(yàn)，分別計(jì)算敏感度、特異度、準(zhǔn)確度、陽性預(yù)測值（PPV）和陰性預(yù)測值（NPV）；WH CMRA評價圖像質(zhì)量和有無狹窄的一致性采用Kappa檢驗(yàn)，Kappa值>0.75認(rèn)為兩者有良好的一致性。

2.結(jié)果

圖1. 男，56歲。WH CMRA（左圖）顯示RCA2狹窄＜50%，后經(jīng)CAG（右圖）證實(shí)。

47例患者中42例(89.4%)成功完成WH CMRA及CAG檢查（圖1），4例因呼吸不穩(wěn)、1例因發(fā)熱不適中途退出，所有患者檢查后隨訪均無不良反應(yīng)。掃描時患者心率44～93 bpm[(67±10) bpm]，38例(90.5%)平均心率＜75 bpm，選用心臟舒張期采集數(shù)據(jù)39例(平均采集時相605～743 ms)、選用心臟收縮期采集數(shù)據(jù)3例 (平均采集時相264～382 ms)；呼吸導(dǎo)航采集效率15～55（34±8）%，掃描時間6.9～28.0 min[(13.5±4.6)min]；患者體質(zhì)指數(shù)（BMI）20.1～34.2(26.3±3.0)。CAG（≥ 50%）共 21例（50.0%），其中單支病變12例（28.6%），2支病變6例（14.3%），3支病變3例（7.1%）。

42例患者包括冠狀動脈支架術(shù)后2例（RCA 1枚/例，LCX 1枚/例），含支架的血管支受磁敏感偽影影響未能進(jìn)一步評價。 WH CMRA同時顯示非對稱性肥厚的左室心肌2例，冠狀動脈起源異常3例，左心室血栓1例和冠狀動脈肌橋1例。肥厚型心肌病和左心室血栓后經(jīng)超聲心動圖證實(shí)。

42例患者包括可顯示的血管158支355段(355/378, 93.9%)，有23段(6.1%)未能評價，原因包括圖像質(zhì)量1級(17段，4.5%)、支架干擾(5段，1.3%)和冠狀動脈起源異常(1段：無LM，0.3%)。以血管支數(shù)為單位RCA、LM、LAD和LCX的圖像質(zhì)量分別為（3.2±0.7）、（3.2±0.9）、（3.1±1.0）和（2.9±1.0）級；以血管段數(shù)為單位可評估血管占各段百分比為RCA1 93.6%、RCA2 90.3%、RCA3 82.3%， LM 91.0%， LAD1 87.3%、LAD2 82.2%、LAD3 68.3% ，LCX1 84.6%和LCX2 72.2%。

以患者數(shù)、血管支和血管段為單位，評價WH CMRA診斷冠狀動脈狹窄的敏感度、特異度、PPV、NPV和準(zhǔn)確度見表1，2。

WH CMRA評價圖像質(zhì)量和有無狹窄的兩者一致性檢驗(yàn)Kappa值分別為0.79和0.81。

CAG檢出冠狀動脈狹窄21例，其中16例行支架置入治療，1例轉(zhuǎn)外科搭橋，2例肥厚型梗阻性心肌病患者經(jīng)室間隔化學(xué)消融術(shù)治療，其余均經(jīng)藥物治療。此外CAG發(fā)現(xiàn)冠狀動脈起源異常3例、冠狀動脈肌橋2例。

表1. 非對比增強(qiáng)全心冠狀動脈MRA診斷冠狀動脈狹窄（≥ 50%）的準(zhǔn)確性分析

表2. 非對比增強(qiáng)全心冠狀動脈MRA評價冠狀動脈狹窄(≥ 50%)的準(zhǔn)確性

3.討論

3.1 序列原理：

WH CMRA采用3D穩(wěn)態(tài)自由進(jìn)動(Steady State Free Procession,SSFP)脈沖序列，即 “亮血序列”，無需注入對比劑即可獲得血管圖像。但是，它僅反映冠狀動脈的自然血流信號而非血管形態(tài)變化，對狹窄的判斷基于血流信號的下降，表現(xiàn)為管腔狹窄、信號減低或消失，對是否有顯著性狹窄(≥50% )僅作出定性診斷而非定量測量。

3.2 圖像質(zhì)量：

是診斷的先決條件，同時受多種因素影響。①心臟搏動。為克服心臟搏動偽影，個體化冠狀動脈相對靜止期是理想手段。入選期相受心率影響，絕大多數(shù)在心臟舒張中期。Kim等〔2〕提出RCA空間運(yùn)動軌跡最為復(fù)雜，相對靜止期較其余冠狀動脈晚而持續(xù)時間短，故多以RCA中段為觀察點(diǎn)；另有研究表明美托洛爾能在降低心率的同時延長相對靜止期，多數(shù)學(xué)者建議心率控制在70～75 bpm以內(nèi)為佳。②呼吸運(yùn)動 。呼吸導(dǎo)航的應(yīng)用簡化了掃描步驟，但自由呼吸幅度不一致嚴(yán)重影響采集效率，重者致使檢查失敗。使用腹帶能夠限制患者過度吸氣，提高呼吸導(dǎo)航效率。③BMI。是根據(jù)體重和身高求出的數(shù)值（kg/m2）。過度肥胖者，脂肪抑制不徹底或不均勻，直接影響冠狀動脈的觀察。本研究結(jié)果顯示近心尖處的LAD3圖像質(zhì)量最差，與此相關(guān)。④膈肌運(yùn)動。結(jié)果中3主支血管遠(yuǎn)段顯示率均較近中段低，考慮除血管直徑因素外，膈肌運(yùn)動使冠狀動脈運(yùn)動形式更為復(fù)雜，在血管遠(yuǎn)段更易出現(xiàn)偽影。⑤其他。受空間分辨率的限制，臨界或者局限病變易導(dǎo)致漏診；此外，部分容積效應(yīng)和伴行靜脈干擾也是影響因素。為此，Bi〔3〕等提出通過逐層觀察原始圖像和多角度重建，有助于減少誤診。

3.3 狹窄評價：

圖2：男/63歲。 WH CMRA（左圖）顯示三支病變，彌漫狹窄≥50%，后經(jīng)CAG（右圖）證實(shí)。

MR診斷冠狀動脈狹窄的準(zhǔn)確性各家報(bào)道不一。Kim等〔4〕經(jīng)多中心合作對109例患者檢出冠狀動脈近中段狹窄的準(zhǔn)確度為93%，國內(nèi)外報(bào)道〔1，4，5〕MR 檢出冠狀動脈狹窄的總體敏感度和特異度介于65%～90%、74%～94%之間，陰性預(yù)測值較高，本結(jié)果與國內(nèi)外報(bào)道一致。此外，MR對評價LM和多支血管病變具有較高的準(zhǔn)確性，本結(jié)果中LM未出現(xiàn)假陽性和假陰性，9例多支病變患者M(jìn)R均檢出。

除圖像質(zhì)量影響外，尚有其他因素造成結(jié)果的假陽性或假陰性，分析如下：非對比增強(qiáng)WH CMRA僅反映自然血流信號，如果正常血管喪失層流特性、轉(zhuǎn)為湍流或渦流，則造成假陽性，稱血流相關(guān)偽影〔6〕，本文出現(xiàn)8段，分別位于狹窄以遠(yuǎn)4段、大血管分叉處2段、粥樣硬化擴(kuò)張?zhí)?段和右冠狀動脈起源于左竇1段；此外，因斑塊成分（脂質(zhì)池、出血、鈣化或血栓）復(fù)雜，WH CMRA上斑塊可以表現(xiàn)為類似管腔的高信號，易漏診造成假陰性〔7〕，本文出現(xiàn)1段。

3.4 MR優(yōu)勢：

“亮血序列”無需使用對比劑，適用于碘過敏及腎功能衰竭者； 由Weber等〔8〕提出的WH CMRA，較傳統(tǒng)三點(diǎn)定位和雙斜靶容積定位法操作簡單、無需屏氣、涵蓋范圍廣；因鈣化導(dǎo)致的CT結(jié)果誤判，相比之下MR能更準(zhǔn)確地反映管腔狹窄程度〔9〕；WH CMRA在顯示冠狀動脈的同時，還可觀察心臟結(jié)構(gòu)（心肌肥厚、心腔內(nèi)血栓）和起源異常等，并經(jīng)電影評價心功能。

3.5 影像比較：

①對比增強(qiáng)WH CMRA能夠有效避免血流相關(guān)偽影，縮短掃描時間并提升信噪比。但圖像受增強(qiáng)的靜脈干擾，空間分辨率沒有顯著提高，Qi Yang等〔10〕經(jīng)62例對照顯示其敏感度、特異度和準(zhǔn)確度為94.1%、82.1%和88.7%。②3.0T MR因提高場強(qiáng)而提升信噪比。但高場MR對磁場不均勻性更為敏感， SAR (specif i c absorption ratio) 值明顯增高，研究顯示兩者對診斷冠狀動脈狹窄的準(zhǔn)確性沒有顯著性差異〔11〕。

3.6 研究限度：

①共4例患者(8.5%)因呼吸因素導(dǎo)致檢查失敗，應(yīng)進(jìn)一步提高呼吸導(dǎo)航效率、擴(kuò)大其適用范圍。②屬單中心研究、總樣本量不足50例，結(jié)果的可靠性有待多中心、大樣本的深入研究。③空間分辨率尚未做到各相同性。④未涉及閉塞病變，未能分析閉塞血管的信號特點(diǎn)。

結(jié)論：WH CMRA是一項(xiàng)有潛力的無創(chuàng)性檢查技術(shù)，對檢測冠狀動脈狹窄具有較高的陰性預(yù)測值和中度敏感度。但WH CMRA分辨率較低、掃描時間長、受限因素多，目前不適于臨床普及。隨著黑血管壁成像、靶向?qū)Ρ葎┖陀布O(shè)備的研發(fā)，MR將成為診斷冠狀動脈疾病的重要無創(chuàng)性檢查手段。

致謝

感謝西門子公司金利新和Renate Jerecic博士對序列安裝和使用方面所做的貢獻(xiàn)，感謝美國西北大學(xué)李德彪教授對掃描參數(shù)提出的寶貴意見。

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