心臟磁共振延遲強化技術(shù)進(jìn)展

成濤 陳康 王遠(yuǎn)軍 黃小華

延遲強化是心臟磁共振（cardiac magnetic resonance,CMR）檢查最重要的技術(shù)，對于診斷缺血性心肌病、肥厚型心肌病及擴張型心肌病等非缺血性心肌病都具有重要意義[1-2]。目前，CMR延遲強化技術(shù)是無創(chuàng)性診斷缺血性心肌病變的金標(biāo)準(zhǔn)，即使只有左心室2%面積大小的異常強化組織也能夠被檢測出。常規(guī)相位敏感反轉(zhuǎn)恢復(fù)（phase sensitive inversion recovery，PSIR）序列是目前CMR評估心肌病變最常用的延遲強化序列，但由于病人屏氣、心率及血池信號的影響容易導(dǎo)致影像模糊及出現(xiàn)偽影[3]。目前，臨床應(yīng)用的單次激發(fā)PSIR(single-shot PSIR，SS-PSIR)序列、自由呼吸運動偽影校正PSIR （motion-correction PSIR，MOCO-PSIR)序列和非血流依賴黑血延遲強化（flow-independent dark-blood delayed enhancement，F(xiàn)IDDLE）序 列 能 有 效 提 升CMR延遲強化的影像質(zhì)量，可作為常規(guī)PSIR的替代解決方法。其中，SS-PSIR和MOCO-PSIR序列通過抑制呼吸及心臟運動偽影來提高影像質(zhì)量。SSPSIR序列在常規(guī)PSIR基礎(chǔ)上將多次采集變?yōu)閱未尾杉? s內(nèi)就能完整地采集一層影像，因此單次激發(fā)就可在一個心動周期內(nèi)獲得一層完整影像。MOCO-PSIR序列則是在SS-PSIR序列基礎(chǔ)上進(jìn)一步增加了呼吸運動校正技術(shù)，能夠在同一層面完成多次采集并選出偽影較少的影像。而FIDDLE序列主要是對血池信號抑制，通過一系列額外的磁化準(zhǔn)備脈沖（包括T2準(zhǔn)備、磁化傳遞、自旋鎖定等）來實現(xiàn)對血池信號的抑制，以增強對心內(nèi)膜下病變的顯示。本文就上述序列在呼吸、心臟運動偽影及技術(shù)中的進(jìn)展進(jìn)行綜述。

1 呼吸運動偽影抑制技術(shù)

目前常用的呼吸運動偽影抑制技術(shù)主要有兩種，一種是呼吸導(dǎo)航技術(shù)，另一種是快速成像和偽影校正技術(shù)。呼吸導(dǎo)航技術(shù)不受屏氣時長限制，采用膈肌導(dǎo)航呼吸門控技術(shù)進(jìn)行3D全心成像，雖具有較高分辨力和較強的細(xì)節(jié)解析力，但采樣率低、掃描時間長，因此在實際應(yīng)用中受到一定限制[4-5]。SS-PSIR和MOCO-PSIR序列屬于快速成像和偽影校正技術(shù)，不僅能夠抑制呼吸運動偽影，且掃描速度較快，應(yīng)用于屏氣不佳的病人更具優(yōu)勢。

程等[6]對屏氣不佳的擴張型心肌病病人進(jìn)行CMR檢查，采用常規(guī)PSIR、SS-PSIR和MOCO-PSIR序列獲得的影像質(zhì)量評分分別為低、中、高，MOCOPSIR序列檢出的心肌異常強化節(jié)段數(shù)量最多，其次為SS-PSIR序列。Wang等[7]發(fā)現(xiàn)利用MOCO-PSIR序列對無法屏氣的急、慢性心肌梗死病人進(jìn)行CMR檢查時，不僅能夠獲得良好的影像質(zhì)量，還有利于心肌梗死病人的預(yù)后評分。Xie等[8]還將SS-PSIR和MOCO-PSIR序列用于無法主動配合屏氣的嬰幼兒CMR檢查，結(jié)果顯示2個序列均能獲得高于常規(guī)PSIR序列的信噪比和影像質(zhì)量。此外，對于屏氣不佳的病人進(jìn)行CMR檢查時，即使病人無心律不齊的情況，SS-PSIR、MOCO-PSIR序列的影像質(zhì)量也明顯優(yōu)于常規(guī)PSIR序列[9]。由此可見，SS-PSIR和MOCO-PSIR序列能很好地抑制呼吸運動偽影，適合對屏氣不佳或不能配合屏氣病人進(jìn)行病變的檢出和診斷，利于準(zhǔn)確評估心肌的病理狀態(tài)。

2 心臟運動偽影抑制技術(shù)

心肌梗死、心肌病病人通常伴有心律不齊和心力衰竭，因此每個心動周期心肌運動幅度并不一樣。常規(guī)PSIR序列是基于心電門控的成像，但每一層影像均需采集多個心動周期的數(shù)據(jù)，易導(dǎo)致心肌成像模糊[10]。因此，在需要進(jìn)行心臟運動偽影抑制時，CMR延遲強化多采用SS-PSIR和MOCO-PSIR序列。

夏等[11]采用SS-PSIR序列對56例心律失常（主要為心肌梗死和心肌病所致）病人進(jìn)行CMR檢查，結(jié)果顯示常規(guī)PSIR序列上僅3例可見延遲強化，而SS-PSIR序列上有19例可見延遲強化，且SS-PSIR序列獲得高質(zhì)量評分影像的比例高于常規(guī)PSIR序列。Muehlberg等[12]利用SS-PSIR和常規(guī)PSIR序列對心律不齊（主要為心肌梗死和心肌病所致）病人進(jìn)行CMR檢查，發(fā)現(xiàn)SS-PSIR序列獲得的影像評分和對比信噪比均更高，且對具有延遲強化的病灶檢出率也更高，但在SS-PSIR序列和常規(guī)PSIR序列（影像清晰）上測得的延遲強化病變的面積相當(dāng)。此外，MOCO-PSIR序列也廣泛用于心臟運動偽影的校正。程等[6]發(fā)現(xiàn)對于擴張型心肌病病人（無論有無心律失常），MOCO-PSIR序列的影像質(zhì)量均優(yōu)于SS-PSIR序列，且檢出異常心肌強化節(jié)段的數(shù)量也更多。Cha等[3]發(fā)現(xiàn)對于肥厚型心肌病病人（其中23.3%的病人伴有心律失常），MOCO-PSIR序列的影像主觀評分和對比信噪比均高于SS-PSIR序列，其對延遲強化病變的檢出率也更高，但兩者在評估病人（無論有無心律失常）的延遲強化病變面積時無差異。綜上，MOCO-PSIR序列較SS-PSIR序列可以獲得更好的影像質(zhì)量及病變檢出率，且兩者對病變面積的測量能力相當(dāng)，因此MOCO-PSIR序列可能更有利于病變的早期檢出，對于伴有心律失常的心肌病變可能有著更廣泛的應(yīng)用前景。

3 血池信號抑制技術(shù)

常規(guī)PSIR序列能夠選擇性抑制正常心肌信號，使得梗死心肌與正常心肌出現(xiàn)明顯的對比度差異，但血池仍表現(xiàn)為高信號，而冠狀動脈疾病引起的梗死大部分發(fā)生在心內(nèi)膜下，因此心內(nèi)膜下心肌病變?nèi)菀妆桓咝盘柕难匮谏w[13-14]。傳統(tǒng)黑血序列依賴于血液的長T1值以及足夠的血流量，然而使用對比劑后血液的T1值縮短，因此傳統(tǒng)血流依賴性的黑血序列無法應(yīng)用于CMR延遲強化成像。目前，CMR延遲強化的血池信號抑制技術(shù)主要采用FIDDLE序列。

Kellman等[15]發(fā)現(xiàn)FIDDLE序列不僅能解決將心內(nèi)膜下血池信號誤診為延遲強化病變的問題，還能準(zhǔn)確評估在常規(guī)PSIR序列（亮血序列）上被低估的心內(nèi)膜下心肌梗死的范圍，且與病理結(jié)果高度一致。Kim等[16]也發(fā)現(xiàn)FIDDLE序列測得的心肌梗死面積和病理結(jié)果高度一致，對心內(nèi)膜下病變診斷的敏感度（96%和85%）和準(zhǔn)確度（95%和87%）均高于常規(guī)PSIR序列。除有利于心內(nèi)膜下病變檢出外，F(xiàn)IDDLE序列還可用于評估心肌纖維化。van De Heyhing等[17]采用FIDDLE序列和常規(guī)PSIR序列分析二尖瓣脫垂病人的心肌纖維化，結(jié)果顯示2個序列對心肌壁纖維化的檢出率有差異，但FIDDLE序列對乳頭肌纖維化的檢出率更高（分別為35%和15%）。另外，F(xiàn)ranks等[18]認(rèn)為常規(guī)PSIR序列會掩蓋心內(nèi)膜下區(qū)域病變，與之相比，F(xiàn)IDDLE序列能夠更好地評估心肌負(fù)荷灌注的缺血情況，且能檢測出更多存在延遲強化的病變心肌組織（13.3%±7.4%和10.3%±7.1%）。除FIDDLE序列外，在常規(guī)PSIR序列中將TI值設(shè)置為血池過零點也能夠?qū)崿F(xiàn)血池信號抑制。Holtackers等[19]通過對比基于不同TI值的黑血PSIR序列和常規(guī)PSIR序列發(fā)現(xiàn)，黑血PSIR序列能夠檢出更多的纖維瘢痕且影像質(zhì)量總體評分也更高。Foley等[20]則進(jìn)一步對比了常規(guī)PSIR、FIDDLE和黑血PSIR序列的影像質(zhì)量，發(fā)現(xiàn)相較于常規(guī)PSIR序列，F(xiàn)IDDLE序列和黑血PSIR序列中血池和瘢痕組織的信噪比都更高。此外，雖然FIDDLE序列和黑血PSIR序列的信噪比差異沒有統(tǒng)計學(xué)意義，但黑血PSIR序列的置信度更高（這可能與PSIR序列的重建方式有關(guān)，PSIR序列的重建影像上心肌表現(xiàn)為黑色，病變表現(xiàn)為白色，血池表現(xiàn)為灰色；而FIDDLE序列將血液抑制為純黑色），表明其具有更好的臨床實用性。綜上所述，血池信號抑制技術(shù)能提高對心內(nèi)膜下病變的診斷率，從而有效減少心肌疾病的漏診及誤診率。

4 不足與展望

CMR延遲強化技術(shù)對于心肌疾病的診斷和療效有著十分重要的評估作用[18,20]。近年來，運動偽影和血池信號抑制技術(shù)逐漸運用于臨床以解決常規(guī)PSIR技術(shù)的缺點，但其仍然存在不足之處：①SSPSIR序列由于采樣間期過短，信號采集期間心肌運動幅度較大，會使影像模糊，而且為了提高掃描速度而損失了信噪比[11]。②盡管MOCO-PSIR序列相較于常規(guī)PSIR和SS-PSIR序列對微小病變的檢出率更高，臨床應(yīng)用范圍可能更廣并且信噪比也較高，但其成像時間卻較長；另外，其基礎(chǔ)序列是穩(wěn)態(tài)自由進(jìn)動，因此可能出現(xiàn)磁敏感偽影。③FIDDLE序列能有效抑制血池信號，但其中的大多序列需要額外的參數(shù)設(shè)置，包括射頻發(fā)射方式、翻轉(zhuǎn)角等，有些參數(shù)僅在操作時設(shè)置一次，而有些參數(shù)則需要針對不同病人進(jìn)行個性化調(diào)整。另外，由于使用額外磁化準(zhǔn)備，醫(yī)師需要熟悉這些預(yù)脈沖對心臟信號的影響及其在各種心肌病中的表現(xiàn)。

綜上所述，SS-PSIR、MOCO-PSIR和FIDDLE序列盡管尚待完善，但相較于常規(guī)PSIR序列，尤其對于屏氣不佳、心律失常及心內(nèi)膜下心肌病變病人，其仍明顯提高了病變的檢出率和診斷效能。未來隨著磁場強度、勻場技術(shù)的提升，SS-PSIR、MOCO-PSIR序列的成像質(zhì)量將能夠進(jìn)一步提高。此外，黑血PSIR序列無FIDDLE序列繁瑣的操作設(shè)置問題，能夠提供比FIDDLE序列更好的閱片置信度，其臨床應(yīng)用效果可能更好。