張兆琪，賀 毅，戴沁怡，于 薇，李 勐

首都醫(yī)科大學(xué)附屬北京安貞醫(yī)院醫(yī)學(xué)影像科，100029

研究發(fā)現(xiàn)，近70%的急性心血管事件是由斑塊破裂造成的，而其中超過三分之二發(fā)生在非顯著狹窄性病變[1]。由于斑塊破裂或其他原因造成血栓形成，進(jìn)而造成管腔迅速狹窄閉塞，是形成急性冠脈綜合征的主要機(jī)制。影像學(xué)檢查手段對動(dòng)脈硬化斑塊的發(fā)現(xiàn)、描述、分型、提示轉(zhuǎn)歸起重要作用。本文目的是通過與血管內(nèi)超聲(intravascular ultrasound,IVUS)對照，評價(jià)磁共振黑血冠狀動(dòng)脈管壁成像評價(jià)冠狀動(dòng)脈斑塊的可行性及準(zhǔn)確性。

1 材料與方法

1.1 臨床資料

2009年6月至12月，選擇①于我院擬行IVUS檢查；②行IVUS檢查而未行支架植入術(shù)的患者，共11例(男6人，女5人，平均年齡61.8±9.7歲)，分別于IVUS術(shù)前及術(shù)后行磁共振檢查。排除急性心肌梗死患者，心律不齊，心率＞85次/分，心肌病、磁共振禁忌證(體內(nèi)有金屬留置物者，嚴(yán)重的幽閉恐怖癥者)。所有患者均知情同意。

1.2 MR檢查

檢查前準(zhǔn)備：于檢查前測量患者心率，若患者心率＞85次/分，口服倍他洛克0.25～0.5 mg，以控制心率在75次/分以下。腹部應(yīng)用呼吸綁帶以限制患者腹式呼吸。

MR掃描：采用1.5T磁共振掃描儀(Sonata,Siemens)。梯度場40 mT/m，切換率200 mT/m/s，8通道體部相控陣線圈(Siemens)，胸前導(dǎo)連觸發(fā)R波心電門控技術(shù)?；颊哐雠P位，頭先進(jìn)。首先采集四腔心電影確定采集窗。采集窗為心臟的相對不動(dòng)期。四腔心電影采用自由呼吸SSFP序列。然后進(jìn)行全心冠脈成像。采用呼吸導(dǎo)航、心電門控觸發(fā)三維Truefisp序列分段采集，主要參數(shù)：TR/TE 3.4 ms/1.68 ms，帶寬 890 Hz/pixel，翻轉(zhuǎn)角90°，體素大小0.7 mm×0.7 mm×0.9 mm，呼吸導(dǎo)航接受窗寬±2.5 mm。將全心冠脈數(shù)據(jù)進(jìn)行多平面重建(MPR)，重建出右冠狀動(dòng)脈(RCA)、左主干(LM)及左前降支(LAD)、及回旋支(LCX)近中段以用做黑血冠脈成像定位。最后對病變冠脈進(jìn)行黑血管壁成像。成像序列采用二維橫截面、雙反轉(zhuǎn)恢復(fù)、呼吸導(dǎo)航心電門控觸發(fā)、壓脂TSE序列[2]，采集自病變冠脈開口至中段無間隔連續(xù)掃描，主要掃描參數(shù)：TR 2R-R 間期，TE 31 ms，回波間隔 6.12 ms，帶寬303 Hz/pixel，矩陣 312×384，F(xiàn)OV 400 mm×325 mm，層厚 5 mm，呼吸導(dǎo)航接受窗寬± 2.5 mm。全部檢查時(shí)間小于60分鐘。

圖像分析：采用Segment軟件分析黑血冠脈橫截面圖像。測量以下數(shù)據(jù)：血管橫截面積(CSA)，管腔CSA，最大管壁厚度，斑塊負(fù)荷=(血管CSA-管腔CSA)/血管CSA。于Siemens Argus軟件測量管壁信噪比(SNR)及對比噪聲比(CNR)。SNR=SI血管壁/SD噪聲，CNR=(SI血管壁-SI血管周圍)/SD噪聲。SD噪聲為胸骨前背景信號(hào)的標(biāo)準(zhǔn)差，SI血管周圍為冠脈血管壁與心肌之間組織的信號(hào)。

1.3 IVUS檢查

采用iLab血管內(nèi)超聲儀(Boston公司，美國)。機(jī)械旋轉(zhuǎn)型探頭2.5 F導(dǎo)管、超聲換能器40 MHz(Boston公司，美國)。經(jīng)股動(dòng)脈或經(jīng)橈動(dòng)脈選擇性冠狀動(dòng)脈造影結(jié)束后，將0.014英寸導(dǎo)引鋼絲送至目標(biāo)血管遠(yuǎn)端，在X線透視下沿導(dǎo)引鋼絲插入血管內(nèi)超聲探頭導(dǎo)管，跨過靶病變遠(yuǎn)端至少30 mm，由置于導(dǎo)管末端的馬達(dá)以0.5 mm/s勻速回撤探頭，成像時(shí)盡量保持導(dǎo)管在管腔中央并與管腔同軸。對開口病變，Guiding導(dǎo)管應(yīng)后撤至主動(dòng)脈根部，防止掩蓋開口病變。

用光盤或錄像帶以30幀/秒的速度同時(shí)電影記錄探頭到達(dá)的起止點(diǎn)圖像，錄像供脫機(jī)分析和存檔。數(shù)據(jù)分析由兩名有經(jīng)驗(yàn)但不知道磁共振結(jié)果的醫(yī)師進(jìn)行分析。

1.4 圖像分析

在IVUS上將靶冠脈自開口分為每5 mm節(jié)段，與MRI管壁橫截面一一對應(yīng)。為保證IVUS與MRI血管層面準(zhǔn)確匹配定位，除根據(jù)每根靶血管長度外還選擇大的分支開口作為參考點(diǎn)進(jìn)一步校對[3,4]。采用iReview分析軟件(Boston公司，美國)，測量斑塊層面血管CSA，管腔CSA及斑塊負(fù)荷，當(dāng)冠狀動(dòng)脈管壁厚度≥0.5 mm時(shí)考慮存在斑塊。

兩種檢查方法均分別由兩名有經(jīng)驗(yàn)但不知道對方結(jié)果的醫(yī)生操作和分析，結(jié)果一致者納入本研究。

1.5 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

計(jì)量資料采用均值±標(biāo)準(zhǔn)差表示。斑塊和非斑塊層面血管CSA，管腔CSA及斑塊負(fù)荷、SNR、CNR間的差異采用獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)分析。斑塊層面血管CSA，管腔CSA及斑塊負(fù)荷與IVUS對照采用相關(guān)分析。應(yīng)用SPSS 13.0統(tǒng)計(jì)軟件，P＜0.05為有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

共9例患者，9支冠脈，37個(gè)層面納入分析；2例患者被排除(因掃描時(shí)間長，患者無法堅(jiān)持)，掃描成功率82%。37個(gè)層面中有20個(gè)有斑塊。斑塊層面的斑塊負(fù)荷、SNR、CNR大于非斑塊層面(分別為0.70±0.11vs0.58±0.14, 1.95±0.39vs1.48±0.21,5.47±2.06vs2.99±0.78,P＜0.05)(見表1和圖1)。MRI斑塊層面血管CSA、管腔CSA及斑塊負(fù)荷與IVUS比較，具有良好的相關(guān)性(分別為13.66±4.52vs14.92±6.37, 4.62±2.23vs6.03±3.85, 0.63±0.13vs0.60±0.14,P＜0.05)(見圖2)。與IVUS相比，MRI低估了血管CSA及管腔CSA，高估了斑塊負(fù)荷。

表1 斑塊層面與非斑塊層面比較

圖1 斑塊層面與非斑塊層面的斑塊負(fù)荷、SNR、CNR比較

圖2 MRI測量非斑塊層面及斑塊層面管壁，與IVUS相關(guān)性好。A.MRI正常管壁；B.相應(yīng)層面IVUS；C.MRI管壁增厚，偏心斑塊；D.相應(yīng)層面IVUS

3 討論

MRI冠狀動(dòng)脈成像為MRI冠心病研究的重點(diǎn)，近年來的研究多集中在技術(shù)進(jìn)步上，其對判斷冠狀動(dòng)脈硬化斑塊的意義尚不明確[5,6]。人們將MRI冠狀動(dòng)脈硬化斑塊的研究寄希望于冠脈管壁成像。但這一成像技術(shù)十分復(fù)雜，受影響因素較多，因此，目前少有研究，其價(jià)值尚不明確。本研究為MRI冠脈管壁成像與IVUS對照，目前國內(nèi)外鮮有報(bào)道。

3.1 成像技術(shù)及可行性研究

磁共振冠脈管壁成像難點(diǎn)在于冠脈走行紆曲、呼吸和心跳運(yùn)動(dòng)的影響、在保證一定的信噪比的同時(shí)需要很高的空間分辨率、管壁成像的實(shí)現(xiàn)還需要良好地壓制冠脈周圍的脂肪和管腔內(nèi)的血液，成像序列十分復(fù)雜，同時(shí)對機(jī)器硬件及患者配合都有很高的要求。人體黑血冠狀動(dòng)脈管壁成像的研究始于2000年，F(xiàn)ayad[7]等成功地在8位健康志愿者及5位冠心病患者中得到了2D黑血冠狀動(dòng)脈管壁圖像，使MRI冠脈管壁成像成為可能。2002年，Kim[8]等在12位健康志愿者及冠心病患者中得到了3D右冠狀動(dòng)脈管壁圖像，但未見左冠狀動(dòng)脈管壁成像報(bào)道，因此，其僅是一種初步的技術(shù)可行性研究。3D冠脈管壁成像并未真正實(shí)現(xiàn)。此后，在技術(shù)上迄今沒有大的提高。本研究采用雙反轉(zhuǎn)恢復(fù)脈沖使冠脈內(nèi)血液抑制在TSE序列的基礎(chǔ)上更加充分，同時(shí)采用壓脂脈沖抑制冠脈周圍的脂肪信號(hào)，使冠脈橫截面的內(nèi)壁和外壁邊緣清晰顯示，并提高冠脈管壁圖像的信噪比，使平面內(nèi)空間分辨率可達(dá)到0.8 mm×1.1 mm，同國外其他研究相似。采用了心電門控技術(shù)及呼吸導(dǎo)航技術(shù)，應(yīng)用呼吸綁帶限制腹式呼吸，提高呼吸導(dǎo)航效率，部分患者口服倍他洛克降低心率，有效地克服了呼吸和心跳的影響，提高了掃描成功率及圖像質(zhì)量，本研究掃描成功率達(dá)到82%。我們認(rèn)為，成像成功與否的關(guān)鍵在于患者呼吸與心率的配合。當(dāng)心率降到70次以下時(shí)，心臟的舒張期有相對長的相對不動(dòng)期(＞100 ms)，管壁成像(本研究為79 ms/心動(dòng)周期)時(shí)心臟相對靜止，可以最大限度地降低心跳偽影。同時(shí)，患者呼吸的配合也十分重要，當(dāng)呼吸運(yùn)動(dòng)幅度大時(shí)，即使采用呼吸導(dǎo)航，效率也很低，會(huì)產(chǎn)生較大的偽影，是造成成像失敗的重要原因。我們采用了在患者腹部系呼吸綁帶，在一定程度上限制患者過深呼吸，使呼吸運(yùn)動(dòng)均勻而規(guī)則。這一方法十分有效，明顯提高了呼吸導(dǎo)航的效率(基本＞30%)，提高了圖像質(zhì)量。

3.2 識(shí)別冠狀動(dòng)脈粥樣硬化斑塊

少數(shù)對黑血冠脈管壁成像的研究顯示其可以發(fā)現(xiàn)冠狀動(dòng)脈管壁重構(gòu)和增厚[7,9,10]。本研究表明，MRI斑塊層面較正常層面斑塊負(fù)荷明顯增加，說明其可以在形態(tài)學(xué)上發(fā)現(xiàn)冠脈硬化斑塊。同時(shí)，斑塊層面SNR及CNR均較正常層面增高，也為斑塊分析提供了進(jìn)一步的依據(jù)。斑塊層面SNR及CNR的增高，可能與斑塊管壁增厚、成分復(fù)雜、脂質(zhì)含量增多有關(guān)。與IVUS相比，MRI斑塊層面血管CSA、管腔CSA及斑塊負(fù)荷與IVUS有良好的相關(guān)性，說明MRI可以較為準(zhǔn)確地從形態(tài)學(xué)上觀察冠狀動(dòng)脈管壁，識(shí)別斑塊，這也為其作為冠心病篩查提供了進(jìn)一步的理論依據(jù)。隨著人們對冠心病診療認(rèn)識(shí)的增加，僅僅通過冠脈管腔成像判斷冠脈狹窄已不能充分滿足診斷的需要。IVUS血管內(nèi)成像越來越受到重視。磁共振黑血冠脈管壁成像能夠識(shí)別冠狀動(dòng)脈斑塊，并可以相對評價(jià)斑塊層面血管CSA、管腔CSA及斑塊負(fù)荷，對斑塊形態(tài)的評價(jià)也是相對準(zhǔn)確的，與亮血冠脈成像結(jié)合，或許可以更好地評價(jià)冠脈病變。但MRI低估了血管CSA及管腔CSA，原因可能為本研究中冠脈斑塊成像的空間分辨率為0.8 mm×1.1 mm×5.0 mm，遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于IVUS的空間分辨率(平面內(nèi)分辨率0.1 mm)，因此可能會(huì)低估狹窄段管腔面積。本研究未對斑塊成分進(jìn)行分析，一方面，因空間分辨率不足，MRI冠脈管壁成像尚不能精確分析斑塊成分；另一方面，目前樣本較小，還不能對鈣化斑塊、纖維斑塊、脂質(zhì)斑塊、混合斑塊進(jìn)行分類比較。

3.3 存在的問題及發(fā)展趨勢

磁共振黑血序列冠狀動(dòng)脈管壁成像目前存在的問題是：①檢查時(shí)間較長。本研究中有兩例患者因檢查時(shí)間長，自覺不能堅(jiān)持而中斷了檢查。檢查時(shí)間跟患者呼吸是否平穩(wěn)(影響呼吸導(dǎo)航效率)、心率快慢相關(guān)。隨著檢查時(shí)間的延長，患者的呼吸和心率很難保持穩(wěn)定，從而影響圖像質(zhì)量。本研究11例患者平均檢查時(shí)間需要40分鐘。其中亮血冠脈成像用于定位需要20分鐘，管壁成像需要20分鐘。如果能縮短檢查時(shí)間，將有助于提高檢查成功率及圖像質(zhì)量。3D黑血冠脈管壁成像可以不用再采用亮血定位，可能會(huì)縮短檢查時(shí)間，同時(shí)，可對冠脈進(jìn)行三維重建，顯示冠脈長軸，也會(huì)使對冠脈的觀察更加充分。但目前這一技術(shù)尚不能實(shí)現(xiàn)。另外，快速成像技術(shù)的研發(fā)也是加快掃描時(shí)間的關(guān)鍵。②空間分辨率不足。本研究空間分辨率為0.8 mm×1.1 mm×5.0 mm，這是造成MRI低估狹窄段管腔面積的主要原因。同時(shí)，不能對斑塊成分進(jìn)行精確分析。但增加空間分辨率同時(shí)會(huì)降低信噪比并延長掃描時(shí)間，使圖像質(zhì)量下降。因此，不能無限制增加空間分辨率。更高場強(qiáng)(目前臨床多用3T)的MR掃描儀，能夠增加圖像的信噪比，能使空間分辨率進(jìn)一步增加。但目前3T冠脈管壁成像脂肪壓制不均勻是一個(gè)大問題，解決壓脂問題是這一技術(shù)的關(guān)鍵。③加權(quán)像不足。在冠狀動(dòng)脈管壁成像中，由于心電門控的應(yīng)用，TR時(shí)間的設(shè)定受到心動(dòng)周期的制約。本研究管壁成像采用TSE序列，TR 為2個(gè)R-R 間期，TE 31 ms，類似于質(zhì)子像。如果能夠得到T1WI以及T2WI圖像，將有助于進(jìn)一步分析斑塊內(nèi)成分。

4 結(jié)論及展望

目前，血管成像已不再滿足于僅僅觀察管腔變化(管腔狹窄或管腔擴(kuò)張)。直接觀察血管壁病變的管壁成像技術(shù)已成為發(fā)展趨勢。MR血管成像的趨勢也是朝這一方向發(fā)展，并在大血管成像及頸動(dòng)脈成像中取得了滿意的結(jié)果[11,12]。本研究證明2D冠狀動(dòng)脈黑血管壁成像與IVUS具有良好的相關(guān)性，可以發(fā)現(xiàn)冠狀動(dòng)脈近中段的粥樣硬化斑塊。雖然，目前的技術(shù)離精確評價(jià)冠脈硬化斑塊尚有一定的距離，但隨著MR硬件及軟件技術(shù)的進(jìn)步，冠脈管壁成像必將成為MR冠狀動(dòng)脈成像的發(fā)展方向。

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