薛米娜,于鐵鏈,韓 艷,李 東
(天津醫(yī)科大學總醫(yī)院,天津300052)
相位對比磁共振成像(PC-MRI)既能顯示血管解剖結構,又能提供血流動力學信息,具有多層面、多平面任意方向成像的優(yōu)點,可無創(chuàng)測定對主動脈和肺動脈血流速度、血流量等血流動力學指標[1~4]。PCMRI可在屏氣和平靜呼吸狀態(tài)下測定血流動力學指標,但呼吸方式對測量結果的影響尚不明確。為此我們于2012年1~9月進行了如下研究。
1.1 臨床資料 研究對象為35例健康志愿者,男20例、女15例,年齡23~57歲,中位年齡29歲;心率59~86次/min。所有志愿者均知情、同意。
1.2 血流動力學指標測定 采用GE 1.5T Signa磁共振掃描儀,8通道心臟相控陣線圈,應用呼吸門控及心電門控;二維快速穩(wěn)態(tài)進動采集(FIESTA)序列獲得胸部冠狀位和軸位像。定位升主動脈(AA)和肺主動脈(MPA)。分別取吸氣末屏氣和呼氣末屏氣獲得相應的FIESTA定位像,平靜呼吸定位取兩者的中間層面。按照上述定位方向,采用Fast Cine PC序列對AA和MPA行單層多時相掃描,分別用三種方式進行呼吸控制:①吸氣末屏氣單次屏氣采集;②呼氣末屏氣單次屏氣采集;③平靜呼吸采集。主要成像參數(shù):① FIESTA序列短軸位:TR/TE min full/min full,翻轉角 45°,帶寬 125 kHz,F(xiàn)OV 35 cm×35 cm,矩陣224×224,掃描層厚6mm,NEX 1,相位FOV 0.75。②Fast Cine PC序列:TR/TE自動選擇最小重復時間/min full,翻轉角 20°,帶寬 31.25 kHz,F(xiàn)OV 40 cm ×40 cm,矩陣256 ×256,NEX 1,掃描時相為30?;仡櫺孕碾婇T控觸發(fā)分段K空間采集成像。流速編碼方向為SLICE,速度編碼值為150 cm/s,如出現(xiàn)相位混淆,則相應增加編碼值。將所有數(shù)據(jù)傳至GE AW 4.3 MRI工作站,應用 Report Card軟件進行數(shù)據(jù)分析。在幅度圖上沿MPA血管輪廓內緣手動描記,勾出感興趣區(qū)(ROI),軟件自動在一個心動周期各個時相追蹤ROI并將其位置復制到相應相位圖,如生成的血管輪廓有偏離則手動調整。通過軟件計算出AA及MPA在一個心動周期的正向峰值流速、平均血流量、血流速度梯度和加速時間。加速時間為血流開始流動至達到峰值流速的時間。
1.3 統(tǒng)計學方法 采用SPSS17.0統(tǒng)計軟件。計量資料以ˉx±s表示。組間比較采用Wilcoxon符號秩和檢驗。P≤0.05為差異有統(tǒng)計學意義。
三種呼吸狀態(tài)下AA、MPA血流動力學指標測量結果見表1。由表1可見。AA:①正向峰值流速:平靜呼吸時低于呼氣末和吸氣末屏氣時,P均<0.05。②平均血流量:吸氣末屏氣時低于平靜呼吸及呼氣末屏氣時,P均<0.01。③血流速度梯度:呼氣末屏氣時高于吸氣末屏氣及平靜呼吸時,P均<0.01。④加速時間:三種呼吸方式下差異無統(tǒng)計學意義。MPA:①正向峰值流速:呼氣末屏氣時高于吸氣末屏氣時,P均<0.01。②平均血流量:平靜呼吸時高于吸氣末屏氣、呼氣末屏氣時,P均<0.05。③血流速度梯度:吸氣末屏氣時低于呼氣末屏氣和平靜呼吸時,P均<0.05。④加速時間:三種呼吸方式下差異無統(tǒng)計學意義。
表1 35例受檢者三種呼吸狀態(tài)下AA、MPA血流動力學指標比較(n=35,ˉx ±s)
PC-MRI又稱速度編碼電影MRI,其同時重建出兩種圖像,即幅度圖和相位圖。幅度圖可良好顯示解剖結構;相位圖可提供血流速度、方向和流量等信息。當血管內實際血流方向與速度編碼方向一致時,顯示為亮信號,與速度編碼方向相反時,則顯示為暗信號。
右心漂浮導管法是檢測心臟大血管血流動力學指標的“金標準”[5,6],檢測于平靜呼吸下進行。PCMRI與短軸位電影MRI所測的左、右心室的血流信息均有相關性[3],短軸位電影MRI需在屏氣狀態(tài)下采集圖像;而PC-MRI可采用屏氣和平靜呼吸兩種方法。屏氣掃描采集速度快,圖像偽影相對較少,但胸腔壓力變化引起的血流生理改變會影響結果[7];平靜呼吸下的血流測量反映正常生理狀態(tài),理論上結果更準確,但采集時間相對較長,如呼吸不規(guī)律,則會產(chǎn)生呼吸運動偽影而影響結果。本研究結果顯示,PC-MRI測得的AA與MPA血流動力學指標受呼吸狀態(tài)的影響。吸氣末屏氣下測量的體循環(huán)血流量明顯少于另兩種呼吸狀態(tài),而峰值流速沒有顯著變化;肺循環(huán)血流量根據(jù)呼吸狀態(tài)的不同結果亦有很大差異,吸氣末屏氣時低于另兩種呼吸狀態(tài);峰值流速在呼氣末屏氣時最高。速度梯度在呼氣末屏氣和平靜呼吸時顯著高于吸氣末屏氣時。
吸氣末屏氣引起心輸出量減少是因為深吸氣減少了靜脈回心血量,有學者認為,屏氣對心輸出量的影響程度取決于其改變胸內壓的程度,Valsalva動作可使上腔靜脈血流量減少16%,下腔靜脈血流量減少28%。其研究顯示在平靜呼吸時體循環(huán)和肺循環(huán)的血流量增加;平靜呼吸時體、肺循環(huán)血流量與Mousseaux等[8]研究結果亦相近(肺動脈循環(huán)6.65 L/min,體循環(huán)6.37 L/min)。以上提示平靜呼吸時測量體、肺循環(huán)血流量可重復性最強。本研究顯示平靜呼吸時肺動脈血流量比呼氣末屏氣高8%,可能由于呼氣末屏氣略增加胸內壓而造成靜脈回心血量略減少。
總之,不同呼吸方式下PC-MRI測量的AA和MPA血流動力學指標的結果存在差異,與呼氣末屏氣及平靜呼吸相比,吸氣末屏氣測量的各參數(shù)在體、肺循環(huán)中均有減小的趨勢。
[1]韓艷,楊振文,于鐵鏈,等.1.5T MRI評估肺動脈高壓患者右心功能及肺動脈血流動力學[J].中國肺癌雜志,2012,15(8):471-475.
[2]Van Pelt R,Nguyen H,ter Haar Romeny B,et al.Automated segmentation of blood-flow regions in large thoracic arteries using 3D-cine PC-MRI measurements[J].Int J Comput Assist Radilo Surg,2012,7(2):217-224.
[3]Lin HY,F(xiàn)reed D,Lee TW,et al.Quantitative assessment of cardiac output and left ventricular function by noninvasive phase-contrast and cine MRI:validation study with invasive pressure-volume loop analysis in a swine model[J].J Magn Reson Imaging,2011,34(1):203-210.
[4]Muzzarelli S,Ordovas KG,Hope MD,et al.Diagnostic value of the flow profile in the distal descending aorta by phase-contrast magnetic resonance for predicting severe coarctation of the aorta[J].J Magn Reson Imaging,2011,33(6):1440-1446.
[5]Yamada Y,Okuda S,Kataoka M,et al.Prognostic value of cardiac magnetic resonance imaging for idiopathic pulmonary arterial hypertension before initiating intravenous prostacyclin therapy[J].Circ J,2012,76(7):1737-1743.
[6]周忠向.原發(fā)性肺動脈高壓3例臨床分析[J].山東醫(yī)藥,2011,51(39):84.
[7]Johansson B,Babu-Narayan SV,Kilner PJ.The effects of breathholding on pulmonary regurgitation measured by cardiovascular magnetic resonance velocity mapping[J].J Cardiovasc Magn Reson,2009,11(1):1.
[8]Mousseaux E,Tasu JP,Jolivet O,et al.Pulmonary arterial resistance:noninvasive measurement with indexes of pulmonary flow estimated at velocity-encoded MR imaging:preliminary experience[J].Radiology,1999,212(3):896-902.