賈溪，趙世華

0 引言

四維心血管磁共振血流成像（four-dimensional cardiovascular magnetic resonance flow imaging, 4D Flow CMR）可在單次采集中提供全面的心血管血流的體內(nèi)表征，有助于理解心血管疾病的病理生理和臨床表現(xiàn)。該技術(shù)同時(shí)對(duì)三個(gè)空間維度的血流進(jìn)行速度編碼，并相對(duì)于三個(gè)空間維度和沿心臟周期的時(shí)間維度來(lái)解析血流速度（3D+時(shí)間=4D）[1]。目前臨床最常用的CMR 血流成像技術(shù)是單向速度編碼的2D 電影相位對(duì)比CMR（2D cine phase contrast CMR,2D cine PC-CMR），與之相比，4D Flow CMR 不僅能實(shí)現(xiàn)相當(dāng)?shù)难黧w積定量，還具有以下優(yōu)勢(shì)[2]：（1）利用質(zhì)量守恒原理對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行評(píng)估和驗(yàn)證，有利于數(shù)據(jù)質(zhì)量保證的標(biāo)準(zhǔn)化，確保了4D Flow CMR 測(cè)量數(shù)據(jù)具有良好的內(nèi)部一致性；（2）可在采集區(qū)域內(nèi)的任何位置設(shè)置平面以實(shí)現(xiàn)回顧性地測(cè)量血流參數(shù)，與需要多次掃描的2D cine PC-CMR 相比更快[3]，從而縮短低齡兒童的麻醉時(shí)間或失代償患者的掃描時(shí)間；（3）4D Flow CMR 的瓣膜追蹤技術(shù)使通過(guò)瓣膜的血流評(píng)估更加準(zhǔn)確；（4）能夠評(píng)估所有空間方向的血流從而更精準(zhǔn)地測(cè)量狹窄射流的峰值速度。另外，與用計(jì)算機(jī)模擬真實(shí)流體模型計(jì)算得出結(jié)果的計(jì)算流體力學(xué)（computational fluid dynamics, CFD）相比，4D Flow CMR 是活體內(nèi)直接測(cè)量，其準(zhǔn)確性和真實(shí)性更高。

自2015 版4D Flow CMR 共識(shí)聲明[2]發(fā)布以來(lái)，隨著CMR掃描儀硬件和線圈、數(shù)據(jù)采集和重建策略、后處理工具的發(fā)展，4D Flow CMR的用戶基礎(chǔ)逐漸擴(kuò)大，目前已在全球多個(gè)臨床中心中常規(guī)使用，特別是應(yīng)用于主動(dòng)脈疾病、先天性心臟病及其他心血管疾病。然而，4D Flow CMR在臨床實(shí)踐和科學(xué)研究中的應(yīng)用具有不同優(yōu)先級(jí)。臨床采集需要快速可靠的血流和流速定量，科學(xué)研究則優(yōu)先考慮數(shù)據(jù)的全面性，由于缺乏預(yù)定義的金標(biāo)準(zhǔn)，其驗(yàn)證更為復(fù)雜。

心血管磁共振學(xué)會(huì)（Society for Cardiovascular Magnetic Resonance, SCMR）對(duì)先前發(fā)布的共識(shí)聲明進(jìn)行更新，制定了2023 版4D Flow CMR 共識(shí)聲明[1]，提供了臨床推薦采集參數(shù)、后處理工作流程、臨床中心的最低質(zhì)量保證和驗(yàn)證標(biāo)準(zhǔn)、臨床實(shí)踐整合的相關(guān)建議和推薦的出版標(biāo)準(zhǔn)，并討論了該技術(shù)的局限性，對(duì)未來(lái)發(fā)展進(jìn)行展望，以期進(jìn)一步促進(jìn)4D Flow CMR 在全球臨床工作流程中的廣泛應(yīng)用，并有助于保持高質(zhì)量的出版標(biāo)準(zhǔn)。筆者就該共識(shí)聲明進(jìn)行以下解讀，以方便國(guó)內(nèi)同行參考學(xué)習(xí)。

1 臨床推薦采集參數(shù)

使用4D Flow CMR 采集的主要目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)高精度，其影響因素有很多，包括磁場(chǎng)強(qiáng)度、成像設(shè)備、接收器線圈、成像參數(shù)、心電門控、呼吸門控、患者準(zhǔn)備與配合等。選擇4D Flow CMR采集參數(shù)時(shí)需要平衡掃描精度和掃描時(shí)間，臨床采集時(shí)間通常控制在5～10 min，將其添加至臨床工作流程中，如釓延遲強(qiáng)化（late gadolinium enhanced, LGE）的等待期，可避免干擾既定掃描方案。

1.1 設(shè)備和設(shè)置

新版共識(shí)聲明指出較高場(chǎng)強(qiáng)（如3 T）可改善信噪比（signal-to-noise ratio, SNR），有益于需要較高空間分辨率的低齡兒童，而身體尺寸較大的大齡兒童和成人在較低場(chǎng)強(qiáng)下即足以獲得良好SNR，因此臨床選擇場(chǎng)強(qiáng)時(shí)應(yīng)考慮患者年齡及身體尺寸等因素。另外，新版共識(shí)聲明還提出了線圈的選擇標(biāo)準(zhǔn)，其很大程度上取決于本地協(xié)議和可用性，數(shù)量需要與掃描儀及時(shí)重建數(shù)據(jù)的能力相平衡，常規(guī)用于標(biāo)準(zhǔn)心臟成像的線圈元件數(shù)量足以完成高質(zhì)量4D Flow CMR 采集。為保證數(shù)據(jù)質(zhì)量，理想狀態(tài)下應(yīng)進(jìn)行全容積覆蓋成像，至少包括瓣膜、主動(dòng)脈竇和肺動(dòng)脈竇，掃描人員可通過(guò)掃描儀的解剖定位圖像來(lái)確認(rèn)視野是否覆蓋感興趣區(qū)（region of interest, ROI）。各單位可根據(jù)個(gè)體病理/不同年齡組對(duì)標(biāo)準(zhǔn)化方案進(jìn)行調(diào)整以便使用。

1.2 掃描參數(shù)

患者的生理參數(shù)會(huì)影響血流成像的準(zhǔn)確性和精確度。不同體型和心率會(huì)影響時(shí)空分辨率及SNR，進(jìn)而影響速度噪聲比（velocity noise ratio, VNR），因此該共識(shí)聲明建議根據(jù)不同年齡組調(diào)整空間分辨率。由于圖像重建過(guò)程中使用空間插值，重建分辨率常高于基于視場(chǎng)和K 空間矩陣大小的采集分辨率，而序列性能主要由采集分辨率定義，因此兩種分辨率均應(yīng)在科學(xué)出版物中說(shuō)明。

非對(duì)比4D Flow CMR 采集中應(yīng)選擇盡可能低的流速編碼（velocity encoding limit, VENC），在避免速度混疊的同時(shí)保證足夠的VNR，提高準(zhǔn)確性。新版共識(shí)聲明進(jìn)一步明確VENC 的選擇標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)比最大流速高10%，但不超過(guò)25%[4]，可根據(jù)既往影像學(xué)檢查結(jié)果進(jìn)行選擇，否則可在主動(dòng)脈瓣或ROI 采用2D相位對(duì)比采集或快速速度偵察序列。若無(wú)先前2D相位對(duì)比采集，則根據(jù)是否懷疑管腔狹窄做出不同選擇。懷疑狹窄者選擇250 cm/s作為初始VENC，無(wú)可疑狹窄者按照以下標(biāo)準(zhǔn)選擇：（1）大血管（肺動(dòng)脈和主動(dòng)脈），150 cm/s；（2）夾層假腔，50～150 cm/s；（3）靜脈血流（Fontan 患者包括心外導(dǎo)管和肺動(dòng)脈），50～80 cm/s；（4）心腔內(nèi)，100～150 cm/s。此外，雙VENC、多VENC或可變VENC 可以提高速度動(dòng)態(tài)范圍和VNR，研究[5-7]表明左肺上葉切除術(shù)后患者通過(guò)雙VENC 的4D Flow CMR 成像能夠檢出引起血栓形成的左房異常血流，而多VENC 的4D Flow CMR 成像還能提高檢測(cè)主動(dòng)脈低流量的準(zhǔn)確度，以及路徑線和流線的準(zhǔn)確性，并且在心臟附近動(dòng)靜脈的流量測(cè)量中具有良好的準(zhǔn)確性和可重復(fù)性，減少了觀察者間變異。

1.3 對(duì)比劑和翻轉(zhuǎn)角

具有短重復(fù)時(shí)間的擾相梯度回波序列無(wú)需對(duì)比劑即可生成相位對(duì)比血管造影圖像。使用釓對(duì)比劑[8]或超順磁性氧化鐵[9]可縮短T1 從而改善圖像SNR 和VNR，提高圖像質(zhì)量。然而對(duì)比劑并非必要使用，多數(shù)情況下不使用對(duì)比劑就能獲得良好的圖像質(zhì)量，所以目前更傾向于非對(duì)比劑采集。

增加翻轉(zhuǎn)角可優(yōu)化成像參數(shù)[10]，新版共識(shí)聲明進(jìn)一步明確了翻轉(zhuǎn)角的設(shè)定標(biāo)準(zhǔn)。非對(duì)比4D Flow CMR 采集的標(biāo)準(zhǔn)翻轉(zhuǎn)角應(yīng)設(shè)定為接近Ernst角，即7°左右，重復(fù)時(shí)間和回波時(shí)間應(yīng)盡可能短。關(guān)于使用對(duì)比劑后的翻轉(zhuǎn)角，目前臨床中心指南為：（1）給藥后直接獲得4D Flow CMR，15°～25°（1.5 T）和12°（3 T）；（2）LGE 后獲得4D Flow CMR，較低翻轉(zhuǎn)角（類似非對(duì)比度值）；（3）使用超順磁性氧化鐵，15°～25°；（4）新生兒，由于特定吸收率（specific absorption rate, SAR）的限制翻轉(zhuǎn)角應(yīng)降為12°。

1.4 患者掃描前準(zhǔn)備

4D Flow CMR 掃描需要心電圖（electrocardiogram,ECG）門控盡可能回顧性地捕捉心動(dòng)周期內(nèi)的動(dòng)態(tài)變化，并通過(guò)可檢測(cè)的R 波來(lái)確保RR 間期的一致性，因此需要操作人員監(jiān)測(cè)ECG 信號(hào)并估計(jì)采集時(shí)間，以確定電極是否需要重新定位，以免ECG 信號(hào)不良導(dǎo)致掃描時(shí)間延長(zhǎng)，圖像質(zhì)量和準(zhǔn)確性降低。另外，呼吸運(yùn)動(dòng)抑制可提高圖像質(zhì)量，且無(wú)需延長(zhǎng)掃描時(shí)間。序列開發(fā)商或供應(yīng)商應(yīng)為是否針對(duì)特定序列行呼吸運(yùn)動(dòng)抑制提供指導(dǎo)和建議，目前多數(shù)臨床中心不使用呼吸運(yùn)動(dòng)抑制。心率較快患者（如新生兒、精神緊張或運(yùn)動(dòng)期間人員，心率＞120 bpm）如需呼吸運(yùn)動(dòng)抑制，可考慮自門控等技術(shù)以最大限度地減少呼吸偽影。評(píng)估主動(dòng)脈血流時(shí)，彈簧圈的位置應(yīng)足夠高以完全包圍主動(dòng)脈弓。4D Flow CMR 掃描時(shí)間可能相對(duì)較長(zhǎng)，應(yīng)在掃描開始前告知患者以減少不適感。

2 臨床后處理工作流程

2015版4D Flow CMR共識(shí)聲明中詳細(xì)描述了數(shù)據(jù)預(yù)處理步驟，包括校正渦流或伴隨梯度場(chǎng)引起的相位偏移、避免速度混疊等，目前仍然適用，但相關(guān)數(shù)據(jù)處理方法可能因不同磁共振系統(tǒng)、序列、協(xié)議和應(yīng)用而異。新版共識(shí)聲明指出目前大多數(shù)4D Flow CMR后處理分析軟件包已獲得臨床常規(guī)基礎(chǔ)血流量化的監(jiān)管機(jī)構(gòu)批準(zhǔn)，并且允許血液流動(dòng)的可視化和各種高級(jí)研究參數(shù)的分析，如血流偏心率、動(dòng)能等，部分軟件包還包括瓣膜跟蹤技術(shù)，可避免跨平面運(yùn)動(dòng)的問(wèn)題。

2.1 步驟1：背景相位偏移校正

4D Flow CMR 需要校正與渦流和伴隨的梯度場(chǎng)相關(guān)的相位偏移誤差以實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)流量測(cè)量。使用固定體模重復(fù)檢查并從患者數(shù)據(jù)中減去靜態(tài)組織的流量測(cè)量值可校正偏移誤差[11]，但在臨床實(shí)踐中過(guò)于耗時(shí)，新版共識(shí)聲明推薦可使用與之性能相當(dāng)?shù)撵o態(tài)組 織 插 值 偏 移 校 正[12]，OECHTERING 等[13]對(duì)4D Flow CMR 的多軟件包和多供應(yīng)商進(jìn)行交叉研究同樣發(fā)現(xiàn)，這一方法可提高結(jié)果的重復(fù)性和再現(xiàn)性。另外，由于ROI 可能位于遠(yuǎn)離磁體等中心的位置，偏移誤差會(huì)隨著與磁體等中心的距離增加而增加，因此應(yīng)特別注意大視場(chǎng)。

2.2 步驟2：速度抗混疊

最大血流速度超過(guò)所選VENC 時(shí)，速度混疊會(huì)引起測(cè)量結(jié)果受損，相位展開可提高其測(cè)量精度。目前多數(shù)軟件可以檢測(cè)相鄰體素速度值的較大偏移并自動(dòng)校正。然而，新版共識(shí)聲明提示應(yīng)目測(cè)心臟收縮期和舒張期峰值以檢查三個(gè)速度編碼方向是否存在不可校正的速度混疊，受其影響的圖像區(qū)域則不進(jìn)行分析。

2.3 分割

新版共識(shí)聲明詳細(xì)描述了分割的具體方法和注意事項(xiàng)。軟件提供的方案包括三維分割血管，或在成像體積中選取ROI，在其二維橫截面上描繪血管輪廓來(lái)評(píng)估血流量。選擇合適的ROI 并進(jìn)行定向和分割是血流和速度量化過(guò)程的重要部分[14]。排除受偽影影響的區(qū)域，在與血管正交的二維平面中測(cè)量血管流量值。由于血管運(yùn)動(dòng)，應(yīng)在整個(gè)心動(dòng)周期中調(diào)整ROI，可借助基于中心線的平面定位和基于配準(zhǔn)的輪廓傳播。

2.4 可視化

可視化有助于檢測(cè)和理解不同病理中的血流變化，如分流或瓣膜功能不全?，F(xiàn)有多種工具可完成可視化，例如基于速度的顏色編碼、最大速度投影（maximum velocity projection, velocity MIP）、瞬時(shí)流線和時(shí)間分辨路徑。共識(shí)聲明中強(qiáng)調(diào)流線并不代表搏動(dòng)血流的流動(dòng)路徑，而是提供有關(guān)瞬時(shí)速度場(chǎng)的信息，因此短流線可最大程度地減少誤差。可視化應(yīng)包括完整三維體積的動(dòng)態(tài)可視化以及特定ROI 的局部可視化[15]。速度值倒置時(shí)，可視化可作為一種快速的質(zhì)量評(píng)估方法。

2.5 量化

在解剖和血流可視化的引導(dǎo)下，可在解剖學(xué)標(biāo)志或病理血流區(qū)域放置二維平面以測(cè)量血流參數(shù)。臨床報(bào)告中應(yīng)包括流量和流速等4D Flow CMR衍生參數(shù)。另外要注意對(duì)定量數(shù)據(jù)進(jìn)行內(nèi)部一致性驗(yàn)證。

由于某些流動(dòng)幾何形狀可能影響血流測(cè)量的準(zhǔn)確性，新版共識(shí)聲明補(bǔ)充了應(yīng)對(duì)這些情況的測(cè)量方法，建議操作者應(yīng)謹(jǐn)慎測(cè)量高速射流區(qū)域、湍流導(dǎo)致大量失相區(qū)域及高渦旋血流，尤其是升主動(dòng)脈瘤或動(dòng)脈瘤狀肺動(dòng)脈[16]。此時(shí)可在異常血流區(qū)域外進(jìn)行替代血流測(cè)量或聯(lián)合使用心室容積測(cè)量以指導(dǎo)臨床治療，例如使用上腔靜脈和降主動(dòng)脈血流作為主動(dòng)脈中的凈前向血流。

目前許多軟件包新增了瓣膜追蹤技術(shù)，通過(guò)兩個(gè)正交的電影視圖（比如二尖瓣的左室兩腔心和四腔心視圖）來(lái)跟蹤整個(gè)心動(dòng)周期的瓣膜運(yùn)動(dòng)，重構(gòu)垂直于反流射流的平面來(lái)量化瓣膜反流量，提高二尖瓣和三尖瓣流量評(píng)估的準(zhǔn)確性，包括直接射流定量或間接定量法，均在新版共識(shí)聲明中進(jìn)行了具體介紹。（1）直接射流定量：適用于僅有一個(gè)中心射流的反流病變，如主動(dòng)脈瓣反流、肺動(dòng)脈瓣反流、功能性二尖瓣反流、或房室間隔缺損矯治術(shù)后房室瓣反流。其優(yōu)勢(shì)為無(wú)需對(duì)通過(guò)其他瓣膜或房室間隔的反流射流形態(tài)或質(zhì)量守恒進(jìn)行假設(shè)，且所有四個(gè)瓣膜的流量量化均來(lái)自同一平均心動(dòng)周期的同一數(shù)據(jù)集。（2）間接定量法：即二尖瓣反流量化的標(biāo)準(zhǔn)CMR 方法，包括減去主動(dòng)脈凈左心室搏動(dòng)容積。瓣膜追蹤技術(shù)改進(jìn)了間接法，即從二尖瓣前向血流中減去主動(dòng)脈凈血流。該方法適用于有多個(gè)不同方向的射流或反流射流具有不可糾正的混疊，通過(guò)二尖瓣和主動(dòng)脈瓣進(jìn)行瓣膜跟蹤，結(jié)果更加準(zhǔn)確[17-18]。

無(wú)論使用何種定量方法評(píng)估瓣膜反流量，均建議與標(biāo)準(zhǔn)方法交叉核對(duì)定量結(jié)果。若兩種方法的反流量定量結(jié)果存在顯著差異（＞15 mL或＞10%），建議按照質(zhì)量守恒原理（即進(jìn)出腔室的流量應(yīng)保持平衡）重新分析并調(diào)查原因：左心室每搏輸出量（短軸電影分割）=二尖瓣前向血流+主動(dòng)脈后向血流=主動(dòng)脈前向血流+二尖瓣后向血流?；仡櫺园昴ぷ粉櫷瑯舆m用于心房顫動(dòng)患者[19]，但存在流量被低估的風(fēng)險(xiǎn)，此時(shí)相對(duì)血流量化如反流分?jǐn)?shù)則更為可靠。

3 質(zhì)量保證和驗(yàn)證建議

為納入標(biāo)準(zhǔn)臨床實(shí)踐，4D Flow CMR 的采集必須達(dá)到質(zhì)量閾值，為臨床醫(yī)師進(jìn)行數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確定性定量提供信心，其準(zhǔn)確性還受到供應(yīng)商序列、采集參數(shù)和后處理軟件的影響。另外，驗(yàn)證4D Flow CMR的序列開發(fā)、重建算法、后處理工作流程等多個(gè)方面對(duì)于科學(xué)研究的順利推進(jìn)也十分重要。因此，無(wú)論是在臨床實(shí)踐中還是研究背景下，初始驗(yàn)證和持續(xù)的質(zhì)量保證都是4D Flow CMR 應(yīng)用的重要方面，新版共識(shí)聲明針對(duì)這一部分在2015版的基礎(chǔ)上進(jìn)行了擴(kuò)展。

3.1 臨床使用的質(zhì)量保證和驗(yàn)證建議

3.1.1 初始驗(yàn)證

一般建議在使用新序列、采集參數(shù)發(fā)生重大變化、或使用新的后處理平臺(tái)時(shí)應(yīng)該進(jìn)行初步驗(yàn)證。聲明建議使用標(biāo)準(zhǔn)的2D Flow 和4D Flow CMR 對(duì)健康受試者和/或沒有任何心內(nèi)或心外分流的患者采集10 個(gè)數(shù)據(jù)集，至少包括：升主動(dòng)脈、肺動(dòng)脈干、左右肺動(dòng)脈分支、上腔靜脈、降主動(dòng)脈和肺靜脈。如有可能，建議在同一天或一個(gè)確定的短時(shí)間內(nèi)（＜1 個(gè)月）對(duì)志愿者或患者進(jìn)行重復(fù)掃描。

定量評(píng)估包括3個(gè)步驟：

（1）與2D Flow CMR 比較。建議至少比較10 個(gè)數(shù)據(jù)集中的升主動(dòng)脈、肺動(dòng)脈干、左右肺動(dòng)脈分支、上腔靜脈、降主動(dòng)脈的前向血流和峰值速度。

（2）數(shù)據(jù)集內(nèi)驗(yàn)證。利用質(zhì)量守恒原理，質(zhì)量既不產(chǎn)生也不破壞，因此流量應(yīng)保持相等?？蛇M(jìn)行以下前向流量比較：主動(dòng)脈流量（如果在竇上方測(cè)量，則增加5%的冠狀動(dòng)脈流量）=肺動(dòng)脈流量；右肺動(dòng)脈流量+左肺動(dòng)脈流量=主肺動(dòng)脈流量；肺動(dòng)脈分支流量=肺靜脈流量（如不相等則檢查肺靜脈異常）；上腔靜脈流量+降主動(dòng)脈流量=升主動(dòng)脈流量；此外，聲明建議在升主動(dòng)脈Valsalva 竇和第一分支血管之間放置2～4 個(gè)測(cè)量平面，同理，流量在所有平面內(nèi)應(yīng)相匹配（差異＜5%）。

（3）閱片者內(nèi)和閱片者間比較（當(dāng)后處理平臺(tái)更改時(shí)/更新后）。建議參與臨床服務(wù)的每位閱片者按照上述驗(yàn)證流程對(duì)所有10 個(gè)數(shù)據(jù)集完成兩次驗(yàn)證，間隔至少1 周。理想狀態(tài)下流量評(píng)估的差異應(yīng)＜5%，由于掃描間存在微小生理差異，掃描-重新掃描的差異在10%以內(nèi)均可接受。

3.1.2 日常質(zhì)量保證

相位對(duì)比和數(shù)據(jù)集的初始視覺評(píng)估應(yīng)包括運(yùn)動(dòng)偽影、環(huán)繞偽影和心臟收縮期間任何混疊的評(píng)估。應(yīng)利用質(zhì)量守恒原理進(jìn)行數(shù)據(jù)集內(nèi)驗(yàn)證的定量評(píng)估。至少完成上述“數(shù)據(jù)集內(nèi)”的前向流量比較之一。其選擇取決于潛在的解剖和生理學(xué)，應(yīng)由閱片醫(yī)師決定。

3.2 研究環(huán)境中的質(zhì)量保證和驗(yàn)證建議

有幾種方法可驗(yàn)證4D Flow CMR 的序列開發(fā)、重建算法、后處理工作流程等多個(gè)方面，大致可分為：（1）體內(nèi)研究；（2）體外研究；（3）計(jì)算機(jī)模擬。需要注意的是，目前尚無(wú)評(píng)估和驗(yàn)證4D Flow CMR 所有方面的單一方法，且評(píng)估和驗(yàn)證方法需要針對(duì)特定的序列、參數(shù)或應(yīng)用進(jìn)行調(diào)整。

3.2.1 體內(nèi)研究

體內(nèi)研究用于評(píng)估和驗(yàn)證新的4D Flow CMR 方法，并與其他方法（如超聲心動(dòng)圖、2D Flow CMR 及其他4D Flow CMR 方法）進(jìn)行比較[20-22]。由于封閉系統(tǒng)內(nèi)（心臟或主動(dòng)脈）流入與流出量應(yīng)相等，可使用質(zhì)量守恒原理等一致性標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行驗(yàn)證。該方法的主要優(yōu)勢(shì)在于能代表其最終效用，面臨的挑戰(zhàn)是無(wú)法獲得先進(jìn)的血液動(dòng)力學(xué)參數(shù)（如壁面剪切應(yīng)力、脈波傳導(dǎo)速度、湍流動(dòng)能、渦度、壓力梯度和心室內(nèi)血流組分等）的參考數(shù)據(jù)。

3.2.2 體外研究

理想的或解剖學(xué)精確的血管和心臟模型中的體外體模研究，即流動(dòng)體模，允許在已知和可重復(fù)的流動(dòng)條件下進(jìn)行評(píng)估和驗(yàn)證。其優(yōu)勢(shì)之一是能在同樣的流動(dòng)設(shè)置上進(jìn)行多種不同參數(shù)設(shè)置的長(zhǎng)時(shí)間掃描，之二是可以驗(yàn)證后處理軟件，并將結(jié)果與流量計(jì)、“計(jì)時(shí)器和燒杯”和壓力探針測(cè)量結(jié)果以及其他實(shí)驗(yàn)流體動(dòng)力學(xué)技術(shù)（如粒子圖像測(cè)速和直接壓力測(cè)量）進(jìn)行比較[23]。其劣勢(shì)是體外模型通常缺少真實(shí)的周圍組織。除了具有真實(shí)幾何形狀和脈動(dòng)流的高級(jí)流體模型有很高價(jià)值，簡(jiǎn)化的體模實(shí)驗(yàn)也可提供一定的價(jià)值。

3.2.3 計(jì)算機(jī)模擬

在數(shù)值速度數(shù)據(jù)中模擬4D Flow CMR 測(cè)量，也稱為合成體模和數(shù)字參考對(duì)象，允許在完全已知的流動(dòng)環(huán)境中詳細(xì)研究序列設(shè)計(jì)和參數(shù)設(shè)置的影響[24-25]。該方法的另一個(gè)優(yōu)勢(shì)是可以使用更為逼真的周圍組織來(lái)創(chuàng)建合成體模，這與重建算法和處理工具有關(guān)。也可考慮混合體外/合成體模，即將體外數(shù)據(jù)嵌入合成背景。其主要劣勢(shì)是模擬逼真度的問(wèn)題，即模擬結(jié)果反映現(xiàn)實(shí)的程度，而提高模擬逼真度需要更多的計(jì)算機(jī)資源。因此，模擬所需的完整度，與該研究在模擬時(shí)間和模擬完整性之間的權(quán)衡結(jié)果相關(guān)。

總之，4D Flow CMR 方法的開發(fā)可以通過(guò)體內(nèi)研究、體外研究、計(jì)算機(jī)模擬或其組合來(lái)評(píng)估和驗(yàn)證。

4 融入臨床實(shí)踐

將4D Flow CMR 融入臨床實(shí)踐中時(shí)，要注意對(duì)4D Flow CMR 序列進(jìn)行初始驗(yàn)證，還需要考慮圖像存儲(chǔ)空間問(wèn)題、集成圖形處理單元（graphics processing units, GPUs）及較高的計(jì)算機(jī)處理器能力等，或者采用一些軟件供應(yīng)商提供的基于云的4D Flow CMR。

隨著臨床驗(yàn)證應(yīng)用程序和后處理軟件的出現(xiàn)，4D Flow CMR 序列逐漸被添加到臨床常規(guī)CMR 操作規(guī)程中。關(guān)于4D Flow CMR在臨床實(shí)踐中的優(yōu)先級(jí)，新版共識(shí)聲明指出應(yīng)考慮以下幾個(gè)因素：（1）多數(shù)情況下非對(duì)比4D Flow CMR 足以解決臨床問(wèn)題，如因其他臨床問(wèn)題需要使用釓對(duì)比劑，則應(yīng)在CMR血管造影后或心肌LGE 前的延遲期間使用；（2）臨床適應(yīng)證中包括血流量化（如分流評(píng)估、瓣膜反流定量）時(shí)，4D Flow CMR 具有更高優(yōu)先級(jí)，應(yīng)在成像流程中盡早完成；（3）在4D Flow CMR發(fā)揮輔助作用的病理（如主動(dòng)脈瘤）中，應(yīng)確保所有診斷序列在4D Flow CMR 采集前完成。這對(duì)臨床醫(yī)師將4D Flow CMR技術(shù)融入臨床實(shí)踐起到了重要的指導(dǎo)作用。

該聲明建議將流量和峰值速度的定量分析加入標(biāo)準(zhǔn)CMR 報(bào)告模板，并建議開發(fā)一個(gè)工作流程以DICOM 格式保存4D Flow CMR 圖像和視頻，然后將其加載到標(biāo)準(zhǔn)觀看平臺(tái)上供臨床醫(yī)生和多學(xué)科團(tuán)隊(duì)會(huì)議使用。

5 推薦的出版標(biāo)準(zhǔn)

4D Flow CMR 相關(guān)的技術(shù)出版物（通常旨在提出和評(píng)估新技術(shù)）和臨床研究（將4D Flow CMR應(yīng)用于臨床問(wèn)題）的推薦標(biāo)準(zhǔn)存在差異。新版共識(shí)聲明中補(bǔ)充了包含4D Flow CMR的科學(xué)出版物應(yīng)遵循的基本和推薦標(biāo)準(zhǔn)。高質(zhì)量和標(biāo)準(zhǔn)化的出版物將使提出的序列方案更易于復(fù)制并應(yīng)用于臨床，促進(jìn)更高質(zhì)量的薈萃分析，以推動(dòng)該領(lǐng)域向前發(fā)展，因此以下推薦標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)被嚴(yán)格遵守。

具體思路：（1）引言。對(duì)于基于先驗(yàn)假設(shè)的研究，研究目的中應(yīng)清楚地說(shuō)明所有假設(shè)。（2）方法-采集。所有可能影響4D Flow CMR數(shù)據(jù)質(zhì)量的數(shù)據(jù)處理方法均應(yīng)作出說(shuō)明，包括對(duì)渦流、梯度場(chǎng)不均勻?qū)е碌氖д?、體素內(nèi)移相和伴隨梯度場(chǎng)、速度混疊以及噪聲濾波的校正方法（如果不使用市售序列和數(shù)據(jù)處理軟件）。另外，許多參數(shù)會(huì)影響4D Flow CMR數(shù)據(jù)的圖像質(zhì)量和屬性，包括硬件細(xì)節(jié)、采集參數(shù)和后處理軟件，因此均應(yīng)進(jìn)行報(bào)告。（3）方法-數(shù)據(jù)處理。數(shù)據(jù)處理可由商業(yè)CE和FDA批準(zhǔn)的軟件包完成，而內(nèi)部開發(fā)的工具可進(jìn)一步推動(dòng)技術(shù)的發(fā)展。開源軟件解決方案促進(jìn)了可重復(fù)性研究，此類工具的可用性應(yīng)在出版物中說(shuō)明。對(duì)于商業(yè)可用及開源軟件，應(yīng)詳細(xì)說(shuō)明其發(fā)布版本。（4）方法-量化。數(shù)據(jù)處理后可從速度場(chǎng)中提取血流動(dòng)力學(xué)參數(shù)，進(jìn)而推導(dǎo)出一系列指標(biāo)，每個(gè)指標(biāo)都與特定的應(yīng)用程序相關(guān)。因此，應(yīng)詳細(xì)描述分析方法，以便在其他中心進(jìn)行類似的分析。（5）方法-統(tǒng)計(jì)。臨床診斷和/或結(jié)局研究需要根據(jù)功效分析設(shè)計(jì)足夠的樣本量。方法部分應(yīng)包括一個(gè)統(tǒng)計(jì)段落，描述研究規(guī)模下所使用的所有統(tǒng)計(jì)方法；（6）結(jié)果。結(jié)果部分應(yīng)包括納入排除的受試者數(shù)量、排除原因和數(shù)據(jù)質(zhì)量保證的評(píng)估結(jié)果，至少包括數(shù)據(jù)集內(nèi)驗(yàn)證以及數(shù)據(jù)子集的閱片者間和閱片者內(nèi)一致性。考慮到算法及其性能的多樣性，還應(yīng)說(shuō)明是否存在速度混疊，并估計(jì)速度場(chǎng)的校正效果如何。定量結(jié)果最好以表格形式展示，除此之外，還應(yīng)展示典型圖片或精心制作的插圖。若出版商允許，可將視頻作為補(bǔ)充材料。應(yīng)對(duì)解剖結(jié)構(gòu)作出注釋。定量參數(shù)應(yīng)包括色條。如果在可視化中使用粒子軌跡，應(yīng)明確其類型（如路徑線、流線）。（7）討論。如果采集設(shè)置與此次或之前的建議存在顯著差異，或參與者間有差異，應(yīng)在局限性中說(shuō)明，并討論差異對(duì)結(jié)果的影響。（8）參考文獻(xiàn)。對(duì)方法和技術(shù)的引用應(yīng)參考原著。

這些建議標(biāo)準(zhǔn)有助于保證高質(zhì)量出版物，改善審查過(guò)程，并便于比較不同出版物，因此應(yīng)被嚴(yán)格遵守。

6 局限性和未來(lái)展望

目前想要實(shí)現(xiàn)4D Flow CMR 的廣泛應(yīng)用，仍然面臨一些挑戰(zhàn)，包括由于單個(gè)用戶選擇的VENC 而導(dǎo)致的速度動(dòng)態(tài)范圍有限、長(zhǎng)且不可預(yù)測(cè)的掃描時(shí)間、大型數(shù)據(jù)集的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)（尤其在臨床工作流程中）以及手動(dòng)且耗時(shí)的數(shù)據(jù)處理（影響用戶信心）。目前的幾項(xiàng)新進(jìn)展有望在未來(lái)克服以上挑戰(zhàn)。（1）加速技術(shù)：可縮短采集時(shí)間或在同等采集時(shí)間內(nèi)采集更多的數(shù)據(jù)，減少與速度編碼相關(guān)聯(lián)的動(dòng)態(tài)范圍問(wèn)題。4D Flow CMR 技術(shù)通?；趩蝹€(gè)預(yù)定義的VENC來(lái)測(cè)量血流速度，但加速技術(shù)已實(shí)現(xiàn)具有雙或多VENC 速度編碼的4D Flow CMR[26-27]，可以獲得具有低VENC 采集的良好VNR 但無(wú)速度混疊的4D Flow CMR 數(shù)據(jù)。（2）呼吸和心臟自門控技術(shù)：可簡(jiǎn)化和流線化采集，以優(yōu)化臨床工作流程。然而，由于重建時(shí)間的問(wèn)題目前未被允許用于臨床。（3）加速數(shù)據(jù)處理工作流：目前4D Flow CMR 的數(shù)據(jù)分析工作流程通常是非標(biāo)準(zhǔn)化且耗時(shí)的，限制其可重復(fù)性和臨床轉(zhuǎn)化?？朔@些限制需要開發(fā)具有最小用戶依賴性的有效圖像分析策略，機(jī)器學(xué)習(xí)在這一方面具有相當(dāng)大的潛力。

7 總結(jié)

總之，4D Flow CMR 現(xiàn)已從“漂亮的圖片”轉(zhuǎn)變?yōu)樵谂R床實(shí)踐中量化血流的可靠成像方法，它不再只是研究人員的工具，也成為了臨床醫(yī)生的工具，可獨(dú)特地提供心血管血流的全面、體內(nèi)表征，對(duì)于解釋心血管疾病的病理生理和臨床表現(xiàn)至關(guān)重要。該共識(shí)聲明旨在幫助臨床醫(yī)師在臨床工作中啟用4D Flow CMR，并為臨床和研究環(huán)境設(shè)定標(biāo)準(zhǔn)，以確保高質(zhì)量4D Flow CMR輸出。

作者利益沖突聲明：全體作者均聲明無(wú)利益沖突。

作者貢獻(xiàn)聲明：趙世華設(shè)計(jì)本研究的方案，對(duì)稿件的重要內(nèi)容進(jìn)行了修改；賈溪起草和撰寫稿件，獲取、分析并解釋本研究的數(shù)據(jù)；趙世華獲得國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目、國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目資金資助。全體作者都同意發(fā)表最后的修改稿，同意對(duì)本研究的所有方面負(fù)責(zé)，確保本研究的準(zhǔn)確性和誠(chéng)信。