八通道體部線圈在心臟形態(tài)學(xué)及運(yùn)動(dòng)功能磁共振成像中的應(yīng)用價(jià)值

施湖濤，龍治剛，蔣亞光，宋光義

（1．昆明同仁醫(yī)院 放射科，云南 昆明 650228；2．昆明醫(yī)科大學(xué)第一附屬醫(yī)院 放射科，云南 昆明 650032）

目前高場強(qiáng)（1.5T以上） 磁共振掃描儀已經(jīng)越來越普及，然而心臟的磁共振檢查使用率卻并不高，究其原因，首先是由于我們的臨床醫(yī)生對(duì)心臟磁共振檢查價(jià)值缺乏了解，其次最重要的原因就是由于價(jià)格昂貴等因素，大多數(shù)醫(yī)院購置磁共振時(shí)并未配置心臟線圈。本研究旨在探索在1.5T磁共振機(jī)中利用8通道體部線圈進(jìn)行心臟形態(tài)學(xué)及運(yùn)動(dòng)功能的方法及價(jià)值，找到一種在沒有配備心臟線圈情況下開展心臟檢查的行之有效的解決途徑。

資料與方法

一、研究對(duì)象 經(jīng)過篩查入選的30名健康志愿者，年齡在17～65歲之間，平均年齡為38歲，其中男性17名，女性13名，受檢者沒有磁共振檢查禁忌癥，沒有嚴(yán)重的心律不齊，經(jīng)呼吸訓(xùn)練后能在掃描時(shí)配合呼氣末憋氣。

二、儀器設(shè)備 1.5T超導(dǎo)磁共振掃描儀（GE 1.5T Singna Hde）。梯度場強(qiáng)23Mt/m，梯度切換率50T·m-1·s-1。掃描線圈：8通道相控陣體部線圈及8通道心臟專用線圈。配備心電門控觸發(fā)及呼吸監(jiān)控裝置。

三、掃描體位 患者取仰臥位，腳先進(jìn)，身體位置右移，將心臟位置盡量置于線圈中心。常規(guī)連接心電門控及呼吸監(jiān)控。

四、掃描序列 快速穩(wěn)態(tài)平衡進(jìn)動(dòng)采樣序列（FIESTA）。成像參數(shù)：重復(fù)時(shí)間（repelition time，TR） 5.2ms，回波時(shí)間（echo time，TE） 2.3ms，視野（field of view，F(xiàn)OV） 44cm×26.4cm，矩陣192×224，激勵(lì)次數(shù)1，層厚8mm，時(shí)相20。其他序列如雙反轉(zhuǎn)恢復(fù)黑血序列（Double IR）、三反轉(zhuǎn)黑血序列（Triple IR） 及心肌網(wǎng)格標(biāo)記序列（Tagging） 也做常規(guī)掃描，在本研究中未作統(tǒng)計(jì)學(xué)處理。

五、掃描層面 運(yùn)用改進(jìn)心臟磁共振成像的定位方法[1]，分別通過心尖與二尖瓣中點(diǎn)連線掃描得出HLA及VLA層面；同時(shí)垂直于長軸位及水平長軸位掃描得出10-12個(gè)SA層面。

六、圖像評(píng)估 將兩組運(yùn)用不同線圈掃描所得圖像傳輸至ADW 4.4工作站，由兩名副高以上職稱醫(yī)師獨(dú)立運(yùn)用Report Card 3.0心臟專用軟件對(duì)圖像進(jìn)行評(píng)估。

結(jié) 果

應(yīng)用八通道體部線圈與心臟線圈掃描共得到2組30人共計(jì)16 800幅HLA、VLA及SA斷面圖像，兩組圖像均信噪比高，無明顯偽影，能較好顯示心臟房、室壁及房室內(nèi)乳頭肌、瓣膜等結(jié)構(gòu)（圖1、2、3）。相比之下，八通道體部線圈掃描所得圖像信噪比稍低，但在線性測量、容積測量（圖4、5） 等心功能參數(shù)對(duì)比分析方面二者無明顯差別，P<0.05（統(tǒng)計(jì)學(xué)用SPSS17.0統(tǒng)計(jì)軟件包），見附表。

討 論

隨著磁共振性能不斷改進(jìn)，特別是梯度場強(qiáng)及梯度切換率提高，心電門控和呼吸導(dǎo)航技術(shù)及超快速梯度回波序列的應(yīng)用，目前心臟磁共振已具有較高的時(shí)間分辨率和空間分辨率，心臟的磁共振檢查已經(jīng)能獲取心血管形態(tài)、功能、灌注及心肌活性等可靠的綜合信息，在最近20年間，心臟磁共振技術(shù)突飛猛進(jìn)，許多新技術(shù)和新的應(yīng)用層出不窮，心臟磁共振檢查獲取的數(shù)據(jù)已經(jīng)成為了心臟形態(tài)學(xué)檢查的“金標(biāo)準(zhǔn)”。隨著技術(shù)的發(fā)展和研究領(lǐng)域的拓展，其對(duì)血液動(dòng)力學(xué)、代謝及冠狀動(dòng)脈的研究也逐漸興起，當(dāng)前的研究也逐漸從解剖和功能逐步深入到細(xì)胞和分子水平[2-4]。

圖1 HLA（左心室水平長軸位）：LA（左心房）、LV（左心室）、RA（右心房）、RV（右心室）；圖2 VLA（左心室垂直長軸位）；圖3 SA（左心室短軸位）：APM（前乳頭肌）、PPM（后乳頭肌）；圖4 ASWT（舒張期前間隔厚度）、PLWT（后外側(cè)壁厚度）；圖5 容積測量，分別于收縮末期與舒張末期SA圖像勾勒出心內(nèi)膜、心外膜曲線，運(yùn)用心臟功能處理軟件得出心功能參數(shù)。

由于受到心臟自主節(jié)律運(yùn)動(dòng)及呼吸運(yùn)動(dòng)的影響，心臟磁共振檢查要求受檢者除了本身較好的呼吸配合外，還要求檢查設(shè)備掃描時(shí)間盡可能縮短以及良好的信噪比，在磁共振掃描儀場強(qiáng)恒定的前提下，要求接收線圈必須具有多通道采集功能以及并行采集技術(shù)，掃描時(shí)間和線圈通道個(gè)數(shù)的平方根呈反比，信噪比和線圈通道個(gè)數(shù)的平方根呈正比，本研究利用的八通道相控陣體部線圈包含了多個(gè)線形線圈或正交線圈即子線圈單元（element），能在同一時(shí)間從多個(gè)方向接受主磁場的射頻脈沖，同時(shí)有多個(gè)數(shù)據(jù)采集通道（channel）與之匹配。八通道相控陣線圈包含了八個(gè)線形線圈，結(jié)合傳統(tǒng)的梯度編碼序列，在任何給定時(shí)間任何掃描視野（FOV） 下，都能得到很好的信噪比；同樣，在要求相同信噪比的情況下，時(shí)間可以大大縮短；同時(shí)將相控陣線圈與平行采集技術(shù)相配合，能夠進(jìn)一步提高磁共振成像的信號(hào)采集速度[5]。本研究所有序列掃描時(shí)間全部在20秒內(nèi)完成，這對(duì)于大部分人群來說是完全能配合的。與同樣八通道心臟專用線圈比較，八通道體部線圈內(nèi)線性線圈單元分布相對(duì)分散，導(dǎo)致信號(hào)強(qiáng)度降低，從而信噪比降低；心臟專用線圈更加貼近于胸壁，圖像質(zhì)量也越高，本研究得到的結(jié)果符合此規(guī)律；由于主磁場的X、Y、Z軸是恒定的，所以不同線圈采集到的信號(hào)空間定位也應(yīng)當(dāng)是一致的，本研究中不同線圈掃描所得的線性測量、容積測量等心功能參數(shù)方面二者無明顯差異性也正說明了這一點(diǎn)。

附表 八通道體線圈與心臟線圈掃描所得圖像線性測量、容積測量等心功能參數(shù)對(duì)照（n=30，

附表 八通道體線圈與心臟線圈掃描所得圖像線性測量、容積測量等心功能參數(shù)對(duì)照（n=30，

指標(biāo)前室間隔厚度／mm左心室后壁厚度／mm八通道體線圈9.5±1.2 7.8±2.2心臟線圈9.2±2.1 8.0±2.1左心室舒張末期內(nèi)徑／mm 49.1±5.2 48.6±5.5左心室收縮末期內(nèi)徑／mm 29.7±5.8 30.3±5.3左心房內(nèi)徑／mm 32.5±4.1 32.2±5.3左心室舒張末期容積／ml 94.2±16.8 93.6±17.2左心室收縮末期容積／ml 41±11 39.5±13左心室射血分?jǐn)?shù)／% 59±7.9 58.5±8.19右心室長徑／mm 71±8.8 69.2±9.7右心室短徑／mm 32±5.7 30.6±6.6右心室長徑指數(shù)／mm/m2 41±4.7 39.4±5.5右心室短徑指數(shù)／mm/m2 19.2±2.8 18.1±3.4右心室射血分?jǐn)?shù)／%59.1±6.9 58.2±7.4

在掃描過程中，一些掃描準(zhǔn)備及其細(xì)節(jié)也是影響成像質(zhì)量的關(guān)鍵，比如掃描體位，掃描時(shí)患者心臟位置應(yīng)盡量靠近磁場及線圈中心；比如憋氣方式，本研究規(guī)定為呼氣末憋氣，憋氣位置的不同會(huì)影響到掃描層面的差別，得到的測量結(jié)果也會(huì)產(chǎn)生差異；比如雙手可以放置于身體兩側(cè)，由于掃描時(shí)間較長，假如兩手長時(shí)間上舉，許多患者會(huì)產(chǎn)生不適而導(dǎo)致運(yùn)動(dòng)偽影；比如所有掃描序列都應(yīng)該添加與心臟大小相仿的局部勻場，這將明顯減少圖像的重建偽影等[6-8]。

本研究的局限性是由于受限于檢查時(shí)間過長等因素限制，未針對(duì)患有心臟疾病的患者進(jìn)行對(duì)比研究，其次是未進(jìn)行心臟灌注及延遲增強(qiáng)檢查的應(yīng)用研究，而心臟灌注及延遲增強(qiáng)檢查恰恰是心臟磁共振檢查的最大亮點(diǎn)，它在心肌病診斷特別是識(shí)別存活心肌方面具有較高的臨床應(yīng)用價(jià)值，可以與心臟核素掃描相媲美[9]，這些都是我們接下來繼續(xù)完善研究的方面。

目前大多數(shù)擁有高場強(qiáng)磁共振掃描儀的醫(yī)院，并未常規(guī)配備心臟專用線圈，這從一定因素上限制了心臟磁共振檢查的開展，本研究運(yùn)用八通道體部線圈進(jìn)行心臟形態(tài)學(xué)及運(yùn)動(dòng)功能檢查，得到了高質(zhì)量的斷層圖像，線性測量、容積測量及心功能數(shù)據(jù)可靠，說明在購置了高場強(qiáng)磁共振機(jī)的醫(yī)院，只要配備有心電門控及呼吸監(jiān)控裝置，運(yùn)用八通道體部線圈是可以進(jìn)行心臟形態(tài)學(xué)及運(yùn)動(dòng)功能檢查的，這對(duì)于普及心臟磁共振檢查來說具有重要的實(shí)踐意義。

［1］王永峰，趙一冰，戚喜勛，等．改進(jìn)心臟磁共振成像的定位方法[J]．中國醫(yī)學(xué)影像技術(shù)，2012，28(9):1740-1743.

［2］穆莉莎，蒲艷軍，孫凱，等．健康成年人左心室整體及局部功能參數(shù)的磁共振研究[J]．中華心血管病雜志,2014,42(3):199-201.

［3］趙世華．磁共振應(yīng)作為無創(chuàng)評(píng)估心臟結(jié)構(gòu)和功能的金標(biāo)準(zhǔn)——2010年心血管磁共振專家共識(shí)解讀[J]．中國循環(huán)雜志,2012,27(z1):90-92.

［4］陸敏杰，趙世華，蔣世良，等．中國人心臟房室腔內(nèi)徑及左右心室功能正常參數(shù)的MRI研究[J]．中華放射學(xué)雜志,2011,45(10):924-928.

［5］張屹俊，吳勇，施裕新，等．八通道相控陣線圈在腹部磁共振成像的應(yīng)用[J]．中國臨床醫(yī)學(xué),2009,16(1):151-153.

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［7］李星，蘇晉生，張輝，等．心臟磁共振成像檢測青壯年肥胖者心臟結(jié)構(gòu)及功能的改變[J]．中國醫(yī)療前沿,2011,06(23):1-3.

［8］趙一冰，李佩玲，王永峰，等．屏氣磁共振電影成像評(píng)價(jià)不同年齡組健康國人心臟結(jié)構(gòu)和功能[J]．中國醫(yī)學(xué)影像技術(shù),2012,28(6):152-153.

［9］楊曉彤，楊曉慶，戴興社．磁共振延遲增強(qiáng)掃描對(duì)心肌梗死的診斷價(jià)值與ECG和UCG的對(duì)比分析[J]．中國臨床醫(yī)學(xué)影像雜志,2011,22(5):354-356.