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239 ・ 第3期.张宁男楠,等.心脏磁共振成像评价心功能的现状与进展

1 CMR 成像序列 1.1 心脏电影成像 心脏电影成像使 CMR 第一次 真正获得跳动心脏的系列图像,对于评价左心房、 右心房、左心室、右心室的形态及功能具有重要意 义.一般选择平衡稳态自由进动(balanced steady- state free precession,bSSFP)序列,在心电门控 下采集具有完整心动周期的图像,如德国西门子 医疗系统有限公司的真实稳态自由进动(true fast imaging with steady precession,true-FISP)序列、 美国 GE 公司的快速稳态进动采集(fast-imaging employing steady-state acquisition,FIESTA)序列 等[3] .bSSFP 序列采用较短的重复时间(repetition time,TR)、回波时间(echo time,TE)及较大 的翻转角(40~80° ),平衡梯度场并重新磁化射 频脉冲,提高了血池与心肌的对比度.网格标记成 像(Tagging)技术是由 Zerhouni 于1988 年首先应 用于 CMR,在电影序列前加入一组垂直方向的预 饱和脉冲序列,形成 CMR 图像上的小网格线影, 可通过观察小网格和方格的形变评估心肌运动功能 减弱的区域[4] . 扫描时多嘱患者体位偏右,磁场中心、线圈 对准心脏.评价左心室的常用扫描体位包括左心室 两腔心、四腔心和短轴位等,其中短轴位也经常被 用作测量心功能指标的标准体位.另外还有用于评 价右心室功能的右心室两腔心位,用于观察流出道 情况的左心室和右心室流出道、双口位等.左心房 和右心房由于其形态不规则,一般基于四腔心或两 腔心图像计算左心房和右心房的最大、最小容积, 但精确测量需要借助特征追踪(feature tracking, FT)技术[2-3] . 1.2 压缩感知(compressed sensing,CS) 序列 受Nyquist 采样定理的限制,bSSFP 序列成 像速度慢,使很多心功能不全患者无法耐受检查或 检查失败.Candès 在2006 年提出了 CS 理论,克 服了 Nyquist 采样定理的限制,对k-空间进行稀疏 采样.研究证实,CS 序列与 bSSFP 序列在评价心 功能方面有较好的一致性[5] .但单次激发的 CS 电 影序列可能降低心肌与周围组织的对比度,使获得 的心功能指标不准确;

而多次激发 CS 序列可通过 增加激发次数降低采样不足造成的稀疏性,另外也 可以更好地显示房室瓣反流. 1.3 相位对比(contrast-phase,PC)序列 PC 序列是利用液体流动产生的相位变化测量流体流 动速度的 CMR 技术.PC 序列具有更高的信噪比 且几乎没有图像形变,其中基于梯度回波的 PC 序 列应用较广泛.PC 序列可得到两组相位图,即流 动补偿(flow compensate,FC)和流动编码(flow encoding,FE),二者相减得到的相位差图像包含 了流体速度的数据信息.最常用的方法是,扫描 目标血管的短轴位图像并放置感兴趣区(region of interest,ROI),以获得心动周期不同时相通过目 标血管的血流速度,并绘制 时间-速度 曲线[6] . 近年来随着 PC 技术的快速发展,出现了四维 血流(4D-Flow)技术,该技术可同时对

3 个相互 垂直的维度进行速度编码,同时显示心脏、大血管 的血流情况并获得部分血流动力学指标.2015 年 发表于 J Cardiovasc Magn Reson 的专家共识推荐将 4D-Flow 技术用于临床多种疾病,包括瓣膜性心脏 病、房间隔缺损、室间隔缺损、动脉导管未闭、复 杂先天性心脏病及主动脉病变等[7] .

2 心脏形态学的评价指标 2.1 经典心功能指标 通过使用后处理软件, 在短轴位电影序列舒张末期与收缩末期图像上自 动或半自动勾画左心室、右心室心内膜与心外膜 的轮廓获得经典心功能指标.在勾画过程中, 一般将乳头肌和肌小梁作为心室腔的一部分. 收缩末期容积(end-systolic volume,ESV)、舒 张末期容积(end-diastolic volume,EDV)、心 室面积变化百分比(percentage of ventricular area change,%VAC)可被直接测量,然后计算获得 每搏输出量(stroke volume,SV)、心输出量 (cardiac output,CO)及EF.心功能评价中的非 比值指标均应除以体表面积(body surface area, BSA)进行校正,BSA(m2 )=0.006 1*身高 (cm)+0.012 8*体质量(kg)-0.152 9.使用 心内膜和心外膜的轮廓数据可进一步评估舒张末期 心肌质量(myocardial mass,MM)和心室心肌质 量指数(ventricular mass index,VMI). 这些经典的心功能指标应用广泛,例如肺动 脉高压患者的右心室扩张,右心室 EDV、ESV 均 增高;