心臟MRI首過灌注與延遲增強對急性心肌梗死的診斷價值*

盧小軍，李康，高山，王慶平，徐映

（重慶市人民醫(yī)院中山院區(qū)放射科400013）

心臟MRI首過灌注與延遲增強對急性心肌梗死的診斷價值*

盧小軍，李康，高山，王慶平，徐映△

（重慶市人民醫(yī)院中山院區(qū)放射科400013）

目的探討心臟磁共振成像（MRI）首過灌注與延遲增強在急性心肌梗死（AMI）中的臨床應用，評估其對AMI心肌缺血程度判定的價值。方法采用西門子AVANTO（1.5T）MR掃描儀對2013年8月至2015年7月該院收治的25例AMI患者行MR電影成像，接著靜脈注入對比劑釓噴酸葡胺（Gd-DTPA）及生理鹽水，采用tfl_sr_192_4sl_i-PAT序列行首過灌注掃描。再次團注半劑量Gd-DTPA及生理鹽水，等待5～10 min，行TI-scout掃描以確定最佳TI值，最后以序列tfi_psir_single-short_10sl、tfl25_t1_psir_segmented延遲掃描，評價每例患者的梗死部位、梗死心肌質量（IM）、梗死百分比（PSI）、射血分數(shù)（EF）、左室功能參數(shù)及透壁程度。結果25例患者心肌梗死均顯示清晰，梗死灶首過灌注為充盈缺損，延遲為高信號的強化區(qū)。其中16例為透壁心肌梗死，9例為非透壁心肌梗死。IM平均為（11.2±7.8）g，PSI平均為（8.9±7.3）%，EF平均為（53.5±16.8）%。結論心臟MRI首過灌注與延遲增強應用于AMI患者，可準確判斷心肌缺血程度和范圍，對于臨床診治及預后判斷具有較高的指導價值。

磁共振成像；心肌梗死；心肌再灌注；延遲增強；心肌缺血

急性心肌梗死（acute myocardial in-farction，AMI）是指由于冠狀動脈閉塞時間較長（＞20 min），其供血心肌因嚴重缺血缺氧而壞死。ST段抬高性心肌梗死心電圖（ECG）表現(xiàn)為胸導聯(lián)大于0.2 mV，肢導聯(lián)大于0.1mV。近年來，盡管AMI死亡率顯著下降，但人們對其危害性了解甚少，沒有引起足夠重視，不良的飲食、生活習慣使其發(fā)病率不斷上升，仍然嚴重威脅著人們的健康和安全［1］。所以，在早期明確心肌梗死的范圍和程度并準確評估梗死后心肌活性顯得非常重要。雖然發(fā)射型計算機斷層成像術（ECT）/單光子發(fā)射計算機斷層成像術（SPECT）是目前評估心肌活性的“金標準”，但由于成像質量欠佳，不能明確梗死的范圍和程度，而且放射性核素有害于人體健康，價格昂貴，大多數(shù)患者不愿意接受此項檢查。隨著磁共振成像（MRI）硬件設備和軟件研發(fā)技術的飛速發(fā)展，使采用MRI各種成像技術達到該目的成為現(xiàn)實。本研究通過運用MRI心肌灌注和延遲增強技術對AMI患者進行心臟掃描，并評估其對AMI的診斷價值。

1　資料與方法

1.1一般資料選取2013年8月至2015年7月本院收治的25例資料完整且臨床診斷為AMI患者作為研究對象，其中男17例，女8例；年齡43～75歲，平均（52±12）歲。納入標準：無MRI檢查禁忌證，AMI 1周內，無嚴重心律失常，能全程（1 h左右）很好地配合檢查，患者及家屬已簽署知情同意書。

1.2方法

1.2.1掃描方法采用西門子AVANTO（1.5T）MR掃描儀對25例AMI患者行心臟MRI檢查。采取呼吸門控及心電門控技術。先行MR電影成像，采用tf2d22_retro_ multi_sl_iPAT序列，矩陣192×144，TR67.76ms，TE1.31ms，翻轉角（FA）80°，層厚8.0 mm，間距0 mm，每次屏氣6 s，信噪比（SNR）為1。取與室間隔垂直的短軸位，掃描方向為心底至心尖。心肌灌注成像（MR myocardial perfusion imaging，MRMPI）采用tfl_sr_192_4sl_iPAT序列，TR 165.34 ms，TE 1.22ms，F(xiàn)A12°，層厚8.0 mm，采集60～80個動態(tài)，TI為100 ms，一個動態(tài)掃描4層（心底、心腰、心尖的短軸和四腔心）。按0.1 mmol/kg體質量、3 mL/s速度靜脈注入對比劑Gd-DTPA，以及同速度追加20 mL生理鹽水，憋氣推注對比劑同時開始掃描。團注后，再次以1 mL/s速度團注半劑量對比劑Gd-DTPA及20mL生理鹽水，等待5～10min，先行TI-scout掃描確定最佳TI，保證心肌組織信號壓的最低（TI一般為300 ms左右）。再延遲掃描，序列為tfi_psir_single-short_10sl、tfl25_t1_psir_ segmented。先以前一序列一次憋氣掃描完整個心臟短軸，再以后一序列逐層掃描完左室短軸（心底到心尖）、二腔心、四腔心位（其間TI值要隨心肌抑制程度而增減）。

1.2.2圖像評價標準在左室短軸的電影圖像上手工逐一勾畫出左室壁的內外輪廓，通過計算機輔助軟件自動計算左室功能的各項參數(shù)，包括射血分數(shù)EF，心肌質量IM。在首過灌注像上分析灌注減低或充盈缺損的部位、節(jié)段、范圍和程度，任何節(jié)段的灌注減低或充盈缺損達到1/4以上者均認為是病理性灌注缺損。延遲強化主要在左室短軸上分析，分析內容亦為強化的部位、節(jié)段、范圍和程度。左室心肌分段標準采取美國心臟學會所制定的左室壁分段標準［2］。心肌強化程度采取5分法［3］：無強化為0分，1/4以下左室壁厚度強化為1分，1/4～＜1/2左室壁厚度強化為2分，1/2～3/4左室壁厚度強化為3分，3/4以上左室壁厚度強化為4分。達4分者即為透壁性心肌梗死。1～3分為非透壁心肌梗死。首過灌注減低或充盈缺損伴延遲強化診斷為心肌梗死，以健側心肌為正常對照。根據(jù)梗死部位分為下壁、間隔壁、前壁、廣泛前壁、側壁和心尖部等。手工逐一勾畫出強化區(qū)域輪廓，通過計算機輔助軟件自動計算出梗死的容積，乘以心肌比重（1.05 g/cm3）即為梗死心肌質量（IM）。再用IM除以左室質量所得百分比即為梗死百分比（PSI）。所有圖像均由2名經(jīng)驗豐富的放射科副主任醫(yī)師進行獨立觀察評價，以意見一致為判別指標。

2　結果

25例患者均能較好地配合完成整個檢查。所有患者首過灌注和延遲強化圖像均顯示清晰，均可用于診斷。某一節(jié)段或多節(jié)段灌注減低或充盈缺損均達到1/4以上，符合病理性灌注缺損診斷。首過灌注減低或充盈缺損，對應區(qū)域明顯延遲強化，符合急性心肌梗死的MR典型表現(xiàn)（圖1）。25例中灌注缺損段數(shù)平均為5.1±4.2，受累段數(shù)平均為3.2±1.9，透壁段數(shù)平均為1.9±1.5。其中前壁心肌梗死10例，占40%；間隔壁心肌梗死5例，占20%；二者合并心肌梗死2例，占8%；廣泛前壁心肌梗死2例，占8%；下壁心肌梗死3例，占12%；心尖部心肌梗死2例，占8%；側壁心肌梗死1例，占4%；透壁心肌梗死16例，占64%。強化占左室壁厚度全程的3例，達3/4以上未達全程的13例；非透壁心肌梗死9例，占36%。評分3分者6例，2分者3例。IM平均為（11.2±7.8）g，PSI平均為（8.9±7.3）%，射血分數(shù)（EF）平均為（53.5±16.8）%。

圖1　AMI患者MR首過灌注與延遲增強的典型表現(xiàn)

3　討論

當冠狀動脈閉塞時間持續(xù)大于20 min，心肌細胞膜完整性就被破壞，心肌細胞將發(fā)生不可逆損傷，稱為心肌梗死。間質型對比劑Gd-DTPA是順磁性對比劑，能縮短T1弛豫時間，是T1陽性對比劑，即能使其周圍組織在T1WI上呈高信號。團注對比劑Gd-DTPA，同時啟動反轉恢復快速小角度梯度回波（IR-turboFLASH）脈沖序列tfl_sr_192_4sl_iPAT快速掃描，增加了正常心肌與壞死心肌的影像對比［4］。

對比劑進入心肌后，影響心肌信號強度變化的因素包括細胞外間隙、血流量、組織灌注及對比劑的分布狀態(tài)。正常狀態(tài)下，Gd-DTPA首次通過會有30%～50%［5］迅速漏出血管床，分布于細胞外間隙，并迅速再分配，出現(xiàn)一個早期峰值，之后濃度迅速降低［6］，此時正常心肌組織的首過灌注略有強化，且較均勻，但缺血心肌組織的首過灌注反而會減低。出現(xiàn)這種情況的原因：一方面，在心肌壞死區(qū)，由于微循環(huán)受損，其峰值大多延緩出現(xiàn)，正常心肌強化，壞死心肌則無強化，形成鮮明對比；另一方面，最可能的原因是心外膜下冠狀動脈出現(xiàn)狹窄或形成阻塞，從而出現(xiàn)梗死區(qū)微循環(huán)損害或心肌缺血，使對比劑很少甚至不能進入心肌缺血或梗死區(qū)，導致心肌梗死區(qū)的心肌信號強度低于正常灌注心肌信號強度［7］。可見MR心肌灌注成像是檢出潛在性心肌缺血的最直接、最快速方法［8］。心內膜下的心肌灌注缺損也可以通過首過心肌灌注成像得到較好的顯示，其是早期心肌缺血的重要征象之一［9］。心肌灌注成像目前已經(jīng)是臨床應用的熱點，其不僅是肉眼評判的定性診斷方式，通過后處理得出灌注曲線，對圖像進行半定量評價，不僅可以評定心肌活性，還可以評估微血管阻塞情況［10］。

在延遲掃描時，對比劑在壞死心肌處會進入細胞內或停留在心肌細胞間，對比劑濃度較其周圍組織高，峰值下降延遲，T1WI上顯示高信號，表現(xiàn)為延遲強化。采用T1WI快速小角度梯度回波（turbo FLASH），二維重建相位敏感反轉恢復（PSIR）磁矩預準備脈沖序列技術，由于使用了K-空間編碼的反轉恢復飽和脈沖，從而提高了時間和空間的分辨率，并擴大覆蓋范圍，以增加影像的對比度［11］。一般來講，對比劑注入后將在5 min內被存活心肌快速排空，而在壞死心肌中將停留一段時間，表現(xiàn)為高信號。由此可以很好地區(qū)分壞死心肌與存活心肌。這也是首過掃描結束、團注半劑量對比劑后5～10 min啟動延遲掃描的緣故。另外，有相關研究表明，用Turbo-FLASH行延遲掃描，若TI值不固定，掃描測得的梗死容積大小與成像時間、劑量大小無關［12］；相反，固定TI值則顯著相關。為了避免TI及對比劑劑量對評估梗死面積大小的影響，本研究采用隨時調整TI值的方法以達到最佳對比。

對于AMI患者，細胞及細胞周圍組織發(fā)生水腫，細胞膜完整性將被破壞，造成毛細血管的通透性增高，從而增大了對比劑Gd-DTPA的有效分布容積，在毛細血管和組織周圍的水分子運動就會更自由，這樣梗死區(qū)心肌的T1效應得以增強，其結果表現(xiàn)為梗死區(qū)信號異常增高［13］。本研究中，25例均系AMI患者，臨床治療還未來得及改善心肌壞死區(qū)的微循環(huán)狀態(tài)，破壞的細胞膜未能得以修復，所以首過灌注表現(xiàn)為不同程度的減低或充盈缺損，對應區(qū)域明顯延遲強化。與以上分析完全一致。

心肌壞死首先發(fā)生于心內膜下，進而向心外膜及四周擴散，最后發(fā)展為透壁性心肌梗死；冠脈狹窄或阻塞后，有側支循環(huán)優(yōu)先供應心外膜下心肌，使壞死局限于心內膜下，形成心內膜下或非透壁性心肌梗死，心外膜下和梗死周邊區(qū)為可逆損傷，屬于存活心肌。有研究表明，在AMI中延遲強化程度愈高，其透壁程度也相應增加，心功能恢復的可能性則愈小［14-15］。本研究中16例透壁心肌梗死首過均有不同程度的充盈缺損，延遲明顯強化，經(jīng)臨床治療一段時間后心功能恢復較差，相反，9例非透壁心肌梗死患者，經(jīng)過一段時間的積極治療，心功能恢復良好，與上述文獻報道相吻合。

心臟MRI首過灌注與延遲增強應用于AMI患者，既安全又可準確判斷心肌缺血程度和范圍。但其也有局限性，包括圖像SNR、時間分辨率較低，在采集過程中需要多次高質量屏氣，患者配合較困難等。隨著心臟MRI軟硬件的進一步發(fā)展和完善，圖像SNR會更高，采集速度也會大幅提高，并結合如小劑量多巴酚丁胺心肌負荷試驗等技術，在未來可以大大提高其評估AMI后心肌活性的準確性［16］。另外，隨著對比劑科學研究的深入，將突破目前MR對比劑的局限性，心臟MRI首過灌注與延遲增強會更具組織特異性和高度精準性［17］，對于心臟病變的臨床診斷、治療及預后判斷具有較高的指導價值。

［1］Perazzolo Marra M，Lima JA，Iliceto S.MRI in acute myocardial infarction［J］.Eur Heart J，2011，32（3）：284-293.

［2］董瑞慶，楊俊華.心肌炎的診斷與治療現(xiàn)狀［J］.新醫(yī)學，2011，42（2）：71-74.

［3］關正宇，張妍，馬春燕，等.變應性肉芽腫性血管炎引起心肌病變1例［J］.中國醫(yī)學影像技術，2013，29（6）：1027.

［4］Su MY，Yang KC，Wu CC，et al.First-pass myocardial perfusion cardiovascular magnetic resonance at 3 Tesla［J］.J Cardiovasc Magn Reson，2007，9（4）：633-644.

［5］Nagel E，al-Saadi N，F(xiàn)leck E.Cardiovascular magnetic resonance：myocardial perfusion［J］.Herz，2000，25（4）：409-416.

［6］Hsiao SH，Lin KL，Chiou KR.Comparison of left atrial volume parameters in detecting left ventricular diastolic dysfunction versus tissue Doppler recordings［J］.Am J Cardiol，2012，109（5）：748-755.

［7］Kim TH，Pack NA，Chen L，et al.Quantification of myocardial perfusion using CMR with a radial data acquisition：comparison with a dual-bolus method［J］.J Cardiovasc Magn Reson，2010（12）：45.

［8］王晶，張皓.心臟MRI對心肌梗死后心肌活性的評估［J］.國際醫(yī)學放射學雜志，2013，36（3）：237-240.

［9］Algranati D，Kassab GS，Lanir Y.Mechanisms of myocardium-coronary vessel interaction［J］.Am J Physiol Heart Circ Physiol，2010，298（3）：H861-873.

［10］蔡仁慧，趙新湘，孫林.心臟磁共振技術在心肌梗死后心室重構中的應用［J］.中國循環(huán)雜志，2015，30（9）：926-928.

［11］Karamitsos TD，F(xiàn)rancis JM，Myerson S，et al.The role of cardiovascular magnetic resonance imaging in heart failure［J］.J Am Coll Cardiol，2009，54（15）：1407-1424.

［12］Wagner A，Mahrholdt H，Thomson L，et al.Effects of time，dose，and inversion time for acute myocardial infarct size measurements based on magnetic resonance imaging-delayed contrast enhancement［J］.J Am Coll Cardiol，2006，47（10）：2027-2033.

［13］Zalewski J.Cardiac magnetic resonance imaging of acute myocardial infarction［J］.Kardiol Pol，2010，68 Suppl 5：S441-447.

［14］Cai M，Tian YQ，He ZX.Myocardial radionuclide imaging in patients with hypertrophic cardiomyopathy［J］.Nucl Med Commun，2013，34（4）：298-305.

［15］Chen S，Duan F，Yuan J，et al.Effect of septal ablation on regional diastolic dysfunction and diastolic asynchrony in patients with hypertrophic obstructive cardiomyopathy：a follow-up study using speckle tracking echocardiography［J］.Echocardiography，2013，30（5）：564-571.

［16］Kociemba A，Karmelita-Katulska K，Siniawski A，et al.Magnetic resonance imaging in the diagnostics of myocardial infarction［J］.Pol J Radiol，2011，76（3）：53-57.

［17］梁長虹.磁共振對比劑臨床應用及進展［J］.磁共振成像，2014，5（A1）：37-42.

Diagnostic value of MRI first-pass perfusion and delayed enhancement in acute myocardial infarction*

Lu Xiaojun，Li Kang，GaoShan，WangQingping，XuYing△（DepartmentofRadiology，ZhongshanBranchHospitalofChongqingMunicipalPeople′s Hospital 400013，China）

ObjectiveTo investigate the clinical application of cardiac MRI first-pass perfusion and delayed enhance ment in acute myocardial infarction（AMI）and to assess its value in judging AMI myocardial ischemia degree.MethodsThe Siemens AVANTO（1.5 T）MR scanner was adopted to conduct the MRI film imaging in 25 cases of AMI in our hospital from August 2013 to July 2015，then the contrast agent Gd-diethylenetriamine pentaacetic acid（Gd-DTPA）and normal saline were intravenously injected，tfl_sr_192_4sl_iPAT sequence was adopted to conduct the first-pass perfusion scan.Bolus injection of half dose of Gd-DTPA and normal saline were performed again，waiting for 5-10 min，the TI-scout scan was conducted to determine the best value of TI，and finally the delay scan was performed by the sequence tfi_psir_single-short_10sl，tfl25_t1_psir_segment ed.The infarction position，quality of infarction myocardium（IM），infarct percentage（PSI），left ventricular function parameters and through wall degree were evaluated in each case.ResultsThe myocardial infarction in 25 cases was clearly displayed.The first-pass perfusion of infarction lesion was filling defect，delay was the strengthening area of high signal.Among them，16 cases were through wall myocardial infarction and 9 cases were non-through wall myocardial infarction.IM averaged（11.2±7.8）g，PSI averaged（8.9±7.3）%，the average ejection fraction was（53.5±16.8）%.ConclusionApplying MRI first-pass perfusion and delayed enhancement in AMI patients can accurately judge the degree and range of myocardial ischemia and has higher guidance value for its clinical treatment and prognosis judgment.

Magnetic resonance imaging；Myocardial infarction；Myocardial reperfusion；Delayed enhancement；Myocardial ischemia

10.3969/j.issn.1009-5519.2016.09.009

A

1009-5519（2016）09-1305-03

重慶市科委基礎與前沿研究計劃項目（cstc2014jcyjA10120）；重慶市衛(wèi)計委醫(yī)學科研計劃項目（2012-2-187、20142089）。

盧小軍（1976-），主管技師，主要從事CT和MRI技術應用和研究工作。

△，E-mail：xuyinghome@163.com。

（2016-03-13）