心血管磁共振成像的最新进展 (下)

1、心血管磁共振成像的最新进展 (下)    2. 延迟增强成像    正确区分心肌坏死和心肌顿抑对于选择再灌注疗法非常关键。最近开发出的CMRI技 术作为一种评价心肌活性的重要的临床工具而迅速得到普遍应用。尽管T2加权自旋回波(SE)成像、MR波谱成像以及23钠和39钾MR成像技术已被发现可用于心肌活性的体内评价，延迟超增强成像却是临床最常用的诊断心肌梗塞的MRI方法。GD-DTPA对比剂静注体内后会扩散至心肌的梗塞组织和正常组织的间质内，15 30min后又从活组织内重吸收，从体内清除，而重吸收率在发生急性或慢性坏

2、死的心肌组织内显著降低。用T1加权MRI法成像技术可发现坏死组织信号强度增高。图12显示了正常、缺血和梗塞区心肌的信号强度情况。首过成像与延迟超增强成像合用可区分缺血区和坏死区。    3. 延迟超增强MRI成像    分段T1加权FLASH序列是延迟超增强MRI成像中最常用的技术。在采集相位编码线的每个片段前，应用翻转恢复(Inver-sion Recovery，IR)磁化准备法使活性心肌处于初始状态。如图13所示，这个采集过程经ECG门控采集每个心动周期的舒张期图像。为获得足够的T1弛豫时间，必须略去相位编码线

3、相邻片段间的心跳时间。    延迟超增强成像一般在静注GD-DTPA对比剂后1030min内获得。通常情况下，在首过灌注期静注部分剂量的GD-DTPA (0.1mmol/kg)，紧接其后立即注射剩余剂量(0.1mmol/kg)。    用于延迟超增强MRI成像的屏气IR FLASH采集法常用参数为: 在12次心跳间的全部采集时间内: TI=200300ms，140Hz/像素BW，138×256矩阵，23线/段，TR/TE= 8.0ms/4.0ms，翻转角20 30 4为采用此种采集方法获得的几个图像。注意

4、心肌组织梗塞区与正常区相比，信号强度明显增高。    延迟超增强成像一般是在屏气条件下件下，采用分段采集法获得。但是，某些病人无法达到要求的屏气时间，而且其所导致的心律不齐可能因为长度不等的心动周期间不一致的T1恢复时间严重影响IR FLASH的图像真实性。IR TrueFISP技术可缩短TR并提高SNR，因此能在每个心动周期采集更多的相位编码线，这就可能在每次屏气间采集多个心脏层面的影像。但是，IR TrueFISP技术在延迟超增强MRI成像中的应用文献报道不多，临床上也未得到验证。目前来看，IR TrueFISP最重要的应用是在单次激励延迟超增强成像

5、，适用于屏气困难和心律不齐的病人。单次激励IR TrueFISP可在每个心动周期采集到一幅图像，其常用参数为: IR= 340ms，TR/TE=3.0ms/1.5ms，60度翻转角，975Hz/像素BW，256×100矩阵以及6mm层厚。    三 冠脉心血管MR成像    目前已有多种冠心病筛查手段，例如: 超声心动图、核医学技术、超声成像等。有大量接受检查的病人没有严重的冠状动脉疾病，这就需要有一种无创、经济和可靠的方法直接诊断高危人群中严重的功能性冠心病(管腔直径减少50以上)。理想情况下，通过这种

6、筛查方法，那些未发现异常的人群可以避免行常规心血管造影术带来的风险，也可节省高昂的检查费用。理想的检查手段应该提供心脏的解剖学和功能方面的信息，而且还可用于评价介入性治疗的效果。    MRI具有的无创性、无需电离辐射和碘对比剂、可提供血流动力学、血管形态学信息和心脏三维结构信息以及可能大大低于传统心血管造影术的检查费用等优点，决定了它是一个高效筛查冠心病的技术手段。磁共振血管造影术(Magnetic Resonance Angiography，MRA)，这种广为人知的评价血管解剖形态的MR技术，已成为临床上用于头、颈、腹部和四肢的常规检测手段。但是，M

7、RA在冠脉疾病的诊断应用尚待开发，许多因素制约了其进展，包括心动和呼吸周期中心脏的运动、冠状动脉直径很小和高度迂曲的形态、以及冠状动脉与心外膜脂肪组织、心耳冠状静脉和大血池紧邻，缺乏天然的组织间影像对比。每个心动周期和呼吸周期间冠状动脉的空间位移约为几厘米。正常人的冠状动脉近端直径在24mm，很少超过5mm; 而远端和分支血管的直径就更小了。因此，冠脉血管影像的获得需要如下条件: 在心动周期和呼吸周期内消除或明显减低运动伪影，感兴趣区的高分辨率容积扫描，背景噪声抑制，最佳影像处理及显示方法。    在过去15年中，已开发出了许多冠脉MRA技术，目前最大的

8、阻碍是心动周期和呼吸周期中产生的运动伪影的限制。为消除心脏运动伪影的影响，ECG触发技术已被用于确保在收缩中期获得图像信息; 为消除呼吸运动伪影，已经采用了屏气或导航回波导引呼吸门控技术(Navigator-Echo Guided Respiratory Gating)和层面跟踪技术。另外一种前景较好的方法是实时成像，它需要极快的、近乎于将运动定格的数据获得速度。下面仅对以上技术作简要总结。    1. 基本成像方法    已有多种方法用于冠脉成像。大多数方法的相同之处是基本的序列结构和需要决定成像的最佳平面。我们

9、将重点讨论两种主要的、经过初期临床试验的冠脉成像方法: 容积目标型(Volume-Targeted)屏气成像和基于导航回波技术校正运动伪影的自由呼吸成像。冠脉成像方法中基本的技术是ECG触发和分段的三维方法，它通过触发信号的时间延迟确保舒张中期的数据收集。如果心脏在每次心跳后能准确复位，而且采集窗的长度短于舒张期，那么这种方法就可以有效地定格心脏运动。    采用三维技术用于冠脉成像所需的全部采集时间(Total Acquisition Time，TA)为:    TA=TR×N线×N部分(其中

10、TR为收集一个线的数据所需的重复时间; N线为每个图像中线的数目; N部分为图像容积的分区数目)。例如: TR=4.0ms，N线=90和N部分=8时，全部采集时间需要2880ms，即如果每次心跳的采集窗长度为120ms(每次心动收集30个线)，完成全部检测则需要24次心跳。将所有心跳时收集到的数据融合于k-空间，进行傅立叶变换来重建图像。这种方法被称作分段数据采集，其中一部分数据空间采集于每次心跳。    在每次心跳中采集数据前，有一个可选择性的磁化准备(Magnetization Preparation)阶段用来抑制心肌和心外膜的脂肪组织信号。已将T2

11、准备(T2 Preparation)以及磁化转移饱和技术用于提高血液与心肌间的对比度。如果采用了自由呼吸方法，就可以收集每次心跳的导航回波数据。    2. 容积目标型三维屏气冠脉MRA成像    在容积目标成像(Volume-Targeted Imaging)中，薄层平板屏气扫描需要覆盖主要冠脉分支，需要重复多次扫描来覆盖冠脉前降支(LAD)、回旋支(LCX)、左冠状动脉主干(LM)和右冠状动脉(RCA)。由于每次屏气扫描的容积覆盖范围有限，优化平面设置以获得最大的扫描覆盖范围很关键(见图15)。容积目标型成像法

12、在将每次扫描的成像时间减低至最少的同时，还可以覆盖足够容积的主要冠脉分支，因此已成为冠脉成像中一种高效的实用手段。    3. 对比增强的FLASH    屏气法冠脉MRA需要短的TR在有限的成像时间内获得足够的空间分辨率。而高的接收信号带宽和血流信号饱和会降低SNR，而且延长的触发延迟时间导致血液和背景组织(如心肌)的大量纵向磁化恢复。因此，ECG触发的舒张期数据采集图像需要T1与质子密度加权获得有限的血流增强。结果是可变的血流背景CNR，导致心肌组织中的冠脉远端对比度降低。磁化转移预脉冲和T2准备已被用于抑制心

13、肌信号。但是，这些磁化准备进一步降低了冠脉的SNR。    缩短T1的对比剂的应用为MRA的全身应用带来了新进展。MRA极显著地提高了血流SNR，并且容许在高性能梯度系统下采用短重复时间; 它还可用磁化准备方法抑制背景组织信号，可以不受周围背景组织干扰清晰地描绘冠脉血管的形态。另外，血流信号强度更多地受血流影响，这对于发现血液流速减慢和诊断血管疾病都有重要意义。    采用三维屏气MR成像可将磁化准备、对比增强和容积目标型的方法优化以提高SNR、CNR空间覆盖和血管形态的描述。每次心跳中，因被检对象心率的不同，可采

14、集到25或31个共面相位编码步数。TR为3.8ms时，每次心跳的数据获得时间分别为95或118ms。需要3次心跳以交错的方式覆盖三维K-空间的每个Kx-Ky平面。其它成像参数包括: TE=1.9ms、22 恰裁娣直媛饰 1.42.0)mm×(1.01.2)mm、平板厚2432mm、分区数8、层厚3 4mm，成像时间: 24次心跳的长度为250300ms的翻转恢复时间(Inversion Recovery Time，TI)用于抑制心肌组织，同时容许血流信号几乎完全恢复。在相位编码方向以中心序列和在分区编码方向以线性序列采集数据。    分别静注20mL的对比剂两次，每次注射后行扫描一次。两次扫描分别覆盖左、右冠脉。对比剂均采用Spectris MR注射器，注