3.0 T MR冠狀動脈血管成像增強前后圖像質(zhì)量的對比研究

宋 琴，翟 建，王均慶，高光健，劉清祥

(皖南醫(yī)學(xué)院附屬弋磯山醫(yī)院 醫(yī)學(xué)影像中心，安徽 蕪湖 241001)

冠狀動脈粥樣硬化性心臟病簡稱冠心病，是世界上發(fā)病率和病死率很高的疾病之一。因此，對冠心病進行早期發(fā)現(xiàn)、早期防治顯得尤為重要。冠狀動脈血管成像經(jīng)歷了DSA、CTA、MRA等幾個過程，DSA由于其空間分辨率及時間分辨率高，成為金標準，但它有創(chuàng)且存在一定風(fēng)險和并發(fā)癥;CT冠狀動脈血管成像已經(jīng)在臨床上廣泛應(yīng)用，其圖像質(zhì)量已非常完美，但因其輻射作用而具有潛在的致癌性，使其重復(fù)性檢查受到一定限制。含碘對比劑的過敏反應(yīng)、嚴重的鈣化影響管腔狹窄準確性的判斷等因素使其在臨床上的應(yīng)用也受到影響。冠狀動脈MR血管成像(coronary magnetic resonance angiography，CMRA)臨床應(yīng)用還不太成熟，但其具有巨大的潛力，它不僅能判斷冠狀動脈管腔的狹窄、血管壁的異常，而且對易損斑塊［1］的診斷有著獨特的優(yōu)勢。隨著3.0 T磁共振的進一步應(yīng)用，多種成像序列和呼吸、運動偽影抑制技術(shù)的開發(fā)，其空間分辨率及時間分辨率進一步得到提高。它有望成為冠狀動脈血管成像的一種新的檢查方法。本研究通過冠狀動脈血管成像增強前后圖像的比較，尋找顯示最佳圖像質(zhì)量的掃描方案。

1 資料與方法

1.1 臨床資料 2011年10月～2013年3月期間，21例健康志愿者納入本研究，其中男12例，女9例;年齡20～68歲，平均年齡(28.29±8.97)歲。納入標準:①檢查時心率≤70次/min;②無高血壓、高血脂、糖尿病等基礎(chǔ)病史，無冠心病等家族病史。病例排除標準:①磁共振檢查絕對禁忌癥，安裝心臟起搏器者、神經(jīng)刺激器植入者、體內(nèi)存有動脈瘤夾者、高燒患者等;②心律失常者;③藥物過敏史及腎功能不全者。所有受檢者均被告知相關(guān)情況并簽署知情同意書。

1.2 檢查設(shè)備與方法

1.2.1 檢查設(shè)備 采用GE HDxt 3.0 T超導(dǎo)型MR掃描儀，心臟專用8通道相控陣線圈，梯度切換率為200 mT/(m·ms)，最大梯度場強為80 mT/m。采用三維快速平衡穩(wěn)態(tài)進動序列(fast imaging employing steady state acquisition，F(xiàn)IESTA)。

1.2.2 掃描參數(shù) TR:4.7 ms，TE:2.2 ms，反轉(zhuǎn)角:75°，NEX:0.5 次，F(xiàn)OV:26 cm ×26 cm，矩陣:256×192，層厚:3 mm。

1.2.3 檢查方法 對心率＞70次/min的患者檢查前30 min口服β受體阻滯劑25～50 mg，使檢查時心率≤70次/min。受檢者取仰臥位，體位偏右，心臟接近磁場中心，線圈中心置于左心室中心。右手中指夾指脈、放置呼吸導(dǎo)航及加壓腹帶。先使用FIESTA序列定位標準四腔心層面、右室和左室長軸位。然后采用心電門控使得成像時間處于冠狀動脈運動相對靜止的舒張中期，呼氣末屏氣20 s完成一個序列掃描。在標準四腔心層面經(jīng)過右冠狀動脈(RCA)和左冠狀動脈回旋支(LCX)斷面連線定位顯示RCA和LCX(主動脈根部層面);在已獲得的圖像基礎(chǔ)上沿著已顯圖像走行方向定位顯示左冠狀動脈主干(LM)、左冠狀動脈前降支(LAD)近段、LCX近段及遠段，右室長軸位沿房室溝定位顯示RCA近段、中段及遠段，完成冠狀動脈九段掃描［2］。以上掃描圖片作為A組。采用MR專用高壓注射器注入釓貝葡胺(莫迪司)0.5 mmol/ml，劑量為0.2 mmol/kg［3］，注射流率 0.5 ml/s，之后以相同流速注入20 ml生理鹽水。注射對比劑后1 min內(nèi)按照平掃的步驟開始由主動脈根部層面進行掃描，按步驟完成冠狀動脈九段掃描，以上掃描圖片作為B組。注射對比劑15 min時再次由主動脈根部層面開始掃描，然后按步驟完成整個掃描。以上掃描圖片作為C組。

1.2.4 圖像處理 感興趣區(qū)大小約為70 mm2，分別放置在A、B、C三組原始圖像的主動脈根部、前胸壁肌肉內(nèi)、前胸壁前方空氣內(nèi)，測量主動脈根部信號強度、胸壁肌肉的信號強度及背景(空氣)噪聲標準差，根據(jù)以下公式分別計算A、B、C三組圖像的信噪比(SNR)及對比噪聲比(CNR)［4］。

1.3 統(tǒng)計分析 采用SPSS 17.0軟件包進行統(tǒng)計分析。計量資料以均數(shù)±標準差(±s)表示，A、B、C三組SNR、CNR比較采用F檢驗，組間兩兩比較用q檢驗。P＜0.05表示差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

2 結(jié)果

本組21例健康志愿者均順利完成檢查，注入對比劑后無不良反應(yīng)及相關(guān)并發(fā)癥發(fā)生。A、B、C三組的SNR差異有高度統(tǒng)計學(xué)意義(P＜0.01)。三組的SNR進行兩兩比較，且B組和C組SNR明顯高于A組，差異均有統(tǒng)計學(xué)意義(P＜0.05)。B組SNR稍高于C組，差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P＞0.05)。

A、B、C三組的CNR差異均有高度統(tǒng)計學(xué)意義(P＜0.01)。三組的CNR進行兩兩比較，且B組和C組CNR明顯高于A組，差異均有統(tǒng)計學(xué)意義(P＜0.05)。B組CNR稍高于C組，差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P ＞0.05)。

表1 A、B、C三組SNR及CNR方差分析比較Tab 1 Comparison of SNR and CNR in the three groups by variance analysis

3 討論

CRMA使用的對比劑不含碘，有較好的軟組織對比及任意方位成像，具有無電離輻射、無創(chuàng)性、可重復(fù)性等優(yōu)勢［5－7］，尤其適用于妊娠婦女、兒童及碘對比劑過敏者的檢查。

圖1 平掃、增強后1 min及增強后15 min的SNR、CNR測量

3.1 采用3.0TMR靶容積掃描是冠狀動脈顯示成功的關(guān)鍵 通常全心冠狀動脈成像方式是采樣大范圍覆蓋整個心臟的掃描，僅需一次采集就基本上能顯示冠狀動脈主干及分支近段、中段、部分遠段，但其對冠狀動脈三級及以上的分支顯示較差，其原因是分支血管較細，圖像的空間分辨率還不能達到各向同性體素的效果。本研究是采用靶容積冠狀動脈掃描，先進行標準四腔心層面以及右室和左室長軸位定位，分步采樣，逐步完成。可對冠狀動脈的一支或部分進行定位掃描，多次定位采集才能完成整個冠狀動脈掃描，可以采取不同角度去采集圖像，明顯提高了圖像質(zhì)量。金航等［8］認為，靶容積掃描的圖像質(zhì)量及圖像銳利度明顯優(yōu)于全心冠狀動脈掃描，也有利于對血管狹窄及斑塊的評價。

筆者體會，在靶容積冠狀動脈掃描操作中應(yīng)注意心律要齊、心率≤70次/min;觀察心臟在舒張期的運動情況時，找到冠狀動脈觸發(fā)延遲時間，呼氣末屏氣掃描，這些是影響冠狀動脈成像圖像質(zhì)量的重要因素。

3.2 使用血管內(nèi)對比劑釓貝葡胺對冠狀動脈顯示情況及圖像質(zhì)量的影響 FIESTA序列可以在不使用對比劑的情況下，使血管呈亮信號，但其容易產(chǎn)生飽和效應(yīng)，不能準確判斷冠狀動脈的血管管腔直徑。另外由于對射頻脈沖(RF)不均勻性以及運動敏感度的提高，F(xiàn)IESTA序列容易產(chǎn)生偽影，血液的SNR及CNR都較低，而對比劑的應(yīng)用可以彌補上述缺陷。釓貝葡胺對比劑是順磁性對比劑，可顯著縮短血液T1時間，注入對比劑后，血液的T1值快速恢復(fù)［9］，T1 值由1 200 ms迅速縮短為50 ～200 ms，這大大增加了血液中T2/T1值。對比劑強化的血液為明顯的高信號，而周圍組織為低信號，血液高信號與周圍組織低信號形成鮮明對比。冠狀動脈血管成像對比劑的選擇取決于能否保證冠狀動脈血管與周圍心肌的對比。有研究報道，釓貝葡胺中含有苯氧基，具有親脂性，可與血漿蛋白特別是白蛋白發(fā)生微弱的、高度可逆性的結(jié)合，明顯提高了氫質(zhì)子的弛豫率，使得釓貝葡胺的弛豫率及縮短T1能力明顯高于其他釓類順磁性對比劑［10］。另外釓貝葡胺屬于血管內(nèi)對比劑，因其分子結(jié)構(gòu)較大，不易通過毛細血管床漏入組織間隙，相對于血管外對比劑可在血管腔內(nèi)保持較長時間的短T1效應(yīng)，從而保證掃描時間窗。同時血管內(nèi)對比劑能夠延遲其在血池內(nèi)半衰期，為高分辨率MR冠狀動脈血管成像提供較長時間窗［11］。

在冠狀動脈圖像質(zhì)量上評價標準有很多，SNR、CNR、血管銳利度、血管的分支、分段顯示、血管內(nèi)徑及血管長度測量等，其中SNR、CNR是評價圖像質(zhì)量的重要可靠指標［12］。本研究使用釓貝葡胺血管內(nèi)對比劑后，無論是1 min還是15 min后圖像的SNR、CNR都高于未使用對比劑圖像的SNR、CNR，這表明使用對比劑能明顯提高3.0T MR冠狀動脈血管成像的圖像質(zhì)量，與一些國內(nèi)外學(xué)者研究結(jié)果相符，Bi等［13］認為，使用對比劑與不使用對比劑的MR冠狀動脈圖像比較，其SNR、CNR分別提高了53%、30.5%。本研究中注入對比劑15 min后與1 min后掃描圖像SNR及CNR比較，兩組圖像SNR及CNR差異無統(tǒng)計學(xué)意義，筆者考慮可能是本研究采用血管內(nèi)對比劑劑量較大0.2 mmol/kg，注射速度較慢0.5 ml/s，得以維持較長時間血池的短T1效應(yīng)有關(guān)。血管內(nèi)對比劑為MR冠狀動脈多期掃描而保持相對高質(zhì)量圖像提供一種有效的檢查方法。

總之，本研究采用靶容積掃描方法是一種簡單有效、穩(wěn)定可行的方法，單獨掃描在15 min內(nèi)能夠完成冠狀動脈九段掃描。使用對比劑的冠狀動脈圖像質(zhì)量優(yōu)于不使用對比劑的冠狀動脈圖像，雖然注入對比劑后兩組圖像的SNR及CNR差異在統(tǒng)計學(xué)上無意義，但是注入對比劑后1 min圖像的SNR及CNR比15 min后圖像的SNR及CNR值稍高，因此以注入對比劑后1 min開始掃描圖像質(zhì)量為佳。

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