體素內(nèi)不相干運動擴散加權(quán)磁共振成像在心臟成像中的應(yīng)用

張學(xué)強，相世峰，楊素君，楊振，侯博，石建平，霍雙

(邯鄲市中心醫(yī)院，河北邯鄲056001)

擴散加權(quán)磁共振成像(DWI)技術(shù)逐漸成為一種常規(guī)的影像學(xué)檢查，應(yīng)用于全身各個系統(tǒng)。體素內(nèi)不相干運動(IVIM)依據(jù)多擴散敏感因子(b值)雙指數(shù)模型，通過多參數(shù)測量反映活體組織的擴散和灌注信息，已成為國內(nèi)外臨床研究的熱點[1～3]。但目前應(yīng)用于心臟領(lǐng)域檢查仍面臨諸多挑戰(zhàn)，由于呼吸運動及心臟搏動等原因，使得擴散梯度持續(xù)時間內(nèi)水分子移位較大，心肌信號丟失嚴重。隨著磁共振技術(shù)的發(fā)展以及3.0T高場強磁共振機器的應(yīng)用，使IVIM技術(shù)應(yīng)用于心臟心肌的檢查中已經(jīng)變得可能，其可定量測定心肌血流灌注和細胞組織內(nèi)水分子的擴散情況。本研究擬對IVIM-DWI在心肌成像方面的應(yīng)用進行探討。

1 資料與方法

1．1 臨床資料 選取2016年5月～2017年8月健康志愿者12例，男7例、女5例，年齡23～53歲，平均年齡35.7歲，心率為50～82 次/min，心律大致齊。納入標準：①既往無心肺腦血管病史者；②全部病例均行磁共振增強(CE-MRI)檢查，證實無心肌損傷及纖維化者。排出標準：①嚴重心腦血管病變等無法配合的患者；②無法行CE-MRI檢查者(包括幽閉恐懼癥、體內(nèi)置入起搏器或除顫器等)。所有受試者均簽署知情同意書。

1.2 掃描方法 采用SIEMENS SKYRA 3.0T磁共振掃描儀、相控陣表面線圈和心電門控技術(shù)。常規(guī)采集黑血序列橫斷面和冠狀面、True FISP序列多層面電影(左室四腔面、兩腔面、通過左窒流出道的左室長軸面和自房室瓣環(huán)到心尖部連續(xù)9～12層短軸)。所有受試者均行心肌延遲增強序列。行心臟短軸的多個低b值DWI序列掃描，擴散敏感梯度場參數(shù)b值分別為0、20、60、100、150、200、600 s/mm2。掃描參數(shù)如下：頻率編碼掃描野306 mm，相位編碼掃描野為75%，重復(fù)時間為2 200.0 ms，回波時間67 ms，層厚為8 mm, 層間隔為1.5～3.5 mm，激勵次數(shù)為8.00次，局部勻場，使用心電門控，呼氣末屏氣掃描。

1.3 圖像分析 由2位從事心血管影像診斷的高年資醫(yī)師將IVIM序列所得數(shù)據(jù)傳至Syngo.via工作站，采用相應(yīng)軟件包進行處理，參照短軸延遲強化圖像，在DWI(b值=120 s/mm2)的圖像中分別在經(jīng)室間隔基底部、中部的心臟短軸位圖像分別于室間隔前部、后部及側(cè)壁各選取1個興趣區(qū)，得到擴散系數(shù)(D值)、灌注系數(shù)(D＊值)和灌注分數(shù)(f值)參數(shù)的偽彩圖像，記錄第2、3、5、8、9、11節(jié)段心肌各參數(shù)值。IVIM-DWI圖像分級標準：Ⅰ級，存在嚴重變形偽影，有一個或多個b值圖像心肌信號丟失嚴重，不能進行定量測量；Ⅱ級，局部有少量偽影，各b值圖像心肌顯示清楚，不影響興趣區(qū)的測量；Ⅲ級，沒有偽影干擾，各b值圖像心肌顯示清楚，輪廓清晰銳利。本實驗中圖像均符合Ⅱ級或Ⅲ級標準，可以測量。

2 結(jié)果

所有病例得到左室短軸位6個b值DWI原始圖像，b值為0 s/mm2時，心腔血流信號呈高信號，心肌信號呈稍高信號。隨著b值增加，心腔血流信號減低逐漸變?yōu)闊o信號，心肌信號亦逐漸減低， b值為600 s/mm2時心肌信號較低，并得到D值、D＊值和f值偽彩圖。左心室不同節(jié)段心肌D值、D＊值和f值差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)。第5、11節(jié)段心肌D值較2、3、8、9心肌節(jié)段低，兩兩比較差異具有統(tǒng)計學(xué)意義(P均<0.05)，第5、11節(jié)段心肌D值差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)；第5、11節(jié)段心肌D＊值和f值較2、3、8、9心肌節(jié)段高，兩兩比較差異具有統(tǒng)計學(xué)意義(P均<0.05)，第5、11節(jié)段心肌D＊值和f值差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P均>0.05)。見表1。

表1 左心室不同節(jié)段心肌D值、D＊值和 f 值測量結(jié)果

3 結(jié)論

DWI是目前惟一能夠觀察活體組織內(nèi)水分子微觀運動的成像方法，是目前功能MRI技術(shù)中應(yīng)用最成熟和最重要的檢查方法[1,2]，但傳統(tǒng)的DWI技術(shù)并未對組織內(nèi)水分子的不同運輸模式加以區(qū)分，基于IVIM理論用雙指數(shù)模型通過多個b值的DWI成像，并對不同b值圖像中相應(yīng)體素內(nèi)的測量值進行擬合，得到D值、D＊值和f值等參數(shù)，能準確反映心肌血流灌注和水分子擴散情況[2～5]。

對于IVIM而言，b值的選擇非常重要。b值越高對水分子擴散運動越敏感，更接近水分子真實的擴散運動。而用于心臟的難點主要在于呼吸運動和心臟搏動導(dǎo)致圖像解剖變形、失真，影響測量的準確性，導(dǎo)致信號丟失嚴重[6～8]。隨著磁共振軟硬件技術(shù)的發(fā)展和呼吸導(dǎo)航技術(shù)、心電門控技術(shù)與DWI序列的兼容，這一難點正在逐漸被克服，本研究采用心臟短軸DWI成像，選取6個0～200 s/mm2的低b值，1個最高b值600 s/mm2，掃描圖像質(zhì)量較為穩(wěn)定，感興趣區(qū)的參數(shù)測量較為可靠，篩選了12例健康志愿者的圖像均達到Ⅱ級或Ⅲ級標準，心肌信號未見明顯丟失，且心肌輪廓清晰，臨床應(yīng)用中可重復(fù)性和臨床價值較高，但要進一步推廣還需進行大量深入研究。

左心室不同節(jié)段分別由左冠狀動脈前降支、回旋支及右冠狀動脈供血，大多數(shù)國人以冠狀動脈右優(yōu)勢型為主，所以左心室前壁、前室間隔主要由左冠狀動脈前降支供血；左心室下壁及下間隔主要由右冠狀動脈供血，左心室側(cè)壁主要由回旋支供血。左室目前國際上通用“17個節(jié)段分析法”[9～12]，由于心尖部較薄、短軸DWI成像前壁及下壁易產(chǎn)生輕度偽影，DWI圖像參數(shù)值干擾較大，未納入本組測量指標。本試驗中測量左室近中部心肌節(jié)段參數(shù)值，2、8段代表前降支供血，3、9段代表右冠狀動脈供血，5、11段代表回旋支供血[13～15]。

試驗中獲得的左室不同節(jié)段心肌D值、D＊值和f值不全相等，部分心肌間存在統(tǒng)計學(xué)差異，D值2、8段及3、9段左室心肌﹥5、11段左室心肌，其中前降支供血、右冠狀動脈供血與回旋支供血的D值間差異有統(tǒng)計學(xué)意義，前降支供血、右冠狀動脈供血D值間差異無統(tǒng)計學(xué)意義；D＊值和f值與D值相反，結(jié)果2、8段及3、9段左室心肌﹤5、11段左室心肌，其中前降支供血、右冠狀動脈供血與回旋支供血的D＊值和f值間差異有統(tǒng)計學(xué)意義，前降支供血、右冠狀動脈供血D＊值間差異無統(tǒng)計學(xué)意義。由此可知，本試驗中多個低b值DWI序列下獲得的D值、D＊值和f值可能與心肌灌注血流量有關(guān)。已有研究表明左冠狀動脈血流量一般大于右冠狀動脈，且左前降支血流量最大，優(yōu)勢型對其影響不大，但因正常人中冠狀動脈優(yōu)勢型不同，而大多數(shù)國人以右優(yōu)勢型多見，右冠狀動脈血流量常大于左旋支血流量，本試驗中前降支、右冠狀動脈供血區(qū)D值高于左旋支， D＊值和f值則低于左旋支，與其他研究結(jié)果相近，但前降支與右冠狀動脈參數(shù)值無明顯差異。因此，此結(jié)果對提示心肌不同血供、血流量有一定價值。 本次研究對心肌IVIM-DWI技術(shù)應(yīng)用進行了初步探討，對不同節(jié)段心肌D值、D＊值和f值進行對比分析，能定量反映心肌的擴散狀態(tài)及血流灌注狀態(tài)，結(jié)果提示具有一定意義，但樣本量較小，今后應(yīng)該擴大樣本量，改進成像技術(shù)，提高圖像質(zhì)量，并對全部心肌節(jié)段進一步對比分析，探討與心肌灌注及延遲強化的關(guān)系。

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