3.0 T MR冠状动脉血管成像增强前后图像质量的对比研究

宋 琴，翟 建，王均庆，高光健，刘清祥

(皖南医学院附属弋矶山医院 医学影像中心，安徽 芜湖 241001)

冠状动脉粥样硬化性心脏病简称冠心病，是世界上发病率和病死率很高的疾病之一。因此，对冠心病进行早期发现、早期防治显得尤为重要。冠状动脉血管成像经历了DSA、CTA、MRA等几个过程，DSA由于其空间分辨率及时间分辨率高，成为金标准，但它有创且存在一定风险和并发症;CT冠状动脉血管成像已经在临床上广泛应用，其图像质量已非常完美，但因其辐射作用而具有潜在的致癌性，使其重复性检查受到一定限制。含碘对比剂的过敏反应、严重的钙化影响管腔狭窄准确性的判断等因素使其在临床上的应用也受到影响。冠状动脉MR血管成像(coronary magnetic resonance angiography，CMRA)临床应用还不太成熟，但其具有巨大的潜力，它不仅能判断冠状动脉管腔的狭窄、血管壁的异常，而且对易损斑块［1］的诊断有着独特的优势。随着3.0 T磁共振的进一步应用，多种成像序列和呼吸、运动伪影抑制技术的开发，其空间分辨率及时间分辨率进一步得到提高。它有望成为冠状动脉血管成像的一种新的检查方法。本研究通过冠状动脉血管成像增强前后图像的比较，寻找显示最佳图像质量的扫描方案。

1 资料与方法

1.1 临床资料 2011年10月～2013年3月期间，21例健康志愿者纳入本研究，其中男12例，女9例;年龄20～68岁，平均年龄(28.29±8.97)岁。纳入标准:①检查时心率≤70次/min;②无高血压、高血脂、糖尿病等基础病史，无冠心病等家族病史。病例排除标准:①磁共振检查绝对禁忌症，安装心脏起搏器者、神经刺激器植入者、体内存有动脉瘤夹者、高烧患者等;②心律失常者;③药物过敏史及肾功能不全者。所有受检者均被告知相关情况并签署知情同意书。

1.2 检查设备与方法

1.2.1 检查设备 采用GE HDxt 3.0 T超导型MR扫描仪，心脏专用8通道相控阵线圈，梯度切换率为200 mT/(m·ms)，最大梯度场强为80 mT/m。采用三维快速平衡稳态进动序列(fast imaging employing steady state acquisition，FIESTA)。

1.2.2 扫描参数 TR:4.7 ms，TE:2.2 ms，反转角:75°，NEX:0.5 次，FOV:26 cm ×26 cm，矩阵:256×192，层厚:3 mm。

1.2.3 检查方法 对心率＞70次/min的患者检查前30 min口服β受体阻滞剂25～50 mg，使检查时心率≤70次/min。受检者取仰卧位，体位偏右，心脏接近磁场中心，线圈中心置于左心室中心。右手中指夹指脉、放置呼吸导航及加压腹带。先使用FIESTA序列定位标准四腔心层面、右室和左室长轴位。然后采用心电门控使得成像时间处于冠状动脉运动相对静止的舒张中期，呼气末屏气20 s完成一个序列扫描。在标准四腔心层面经过右冠状动脉(RCA)和左冠状动脉回旋支(LCX)断面连线定位显示RCA和LCX(主动脉根部层面);在已获得的图像基础上沿着已显图像走行方向定位显示左冠状动脉主干(LM)、左冠状动脉前降支(LAD)近段、LCX近段及远段，右室长轴位沿房室沟定位显示RCA近段、中段及远段，完成冠状动脉九段扫描［2］。以上扫描图片作为A组。采用MR专用高压注射器注入钆贝葡胺(莫迪司)0.5 mmol/ml，剂量为0.2 mmol/kg［3］，注射流率 0.5 ml/s，之后以相同流速注入20 ml生理盐水。注射对比剂后1 min内按照平扫的步骤开始由主动脉根部层面进行扫描，按步骤完成冠状动脉九段扫描，以上扫描图片作为B组。注射对比剂15 min时再次由主动脉根部层面开始扫描，然后按步骤完成整个扫描。以上扫描图片作为C组。

1.2.4 图像处理 感兴趣区大小约为70 mm2，分别放置在A、B、C三组原始图像的主动脉根部、前胸壁肌肉内、前胸壁前方空气内，测量主动脉根部信号强度、胸壁肌肉的信号强度及背景(空气)噪声标准差，根据以下公式分别计算A、B、C三组图像的信噪比(SNR)及对比噪声比(CNR)［4］。

1.3 统计分析 采用SPSS 17.0软件包进行统计分析。计量资料以均数±标准差(±s)表示，A、B、C三组SNR、CNR比较采用F检验，组间两两比较用q检验。P＜0.05表示差异有统计学意义。

2 结果

本组21例健康志愿者均顺利完成检查，注入对比剂后无不良反应及相关并发症发生。A、B、C三组的SNR差异有高度统计学意义(P＜0.01)。三组的SNR进行两两比较，且B组和C组SNR明显高于A组，差异均有统计学意义(P＜0.05)。B组SNR稍高于C组，差异无统计学意义(P＞0.05)。

A、B、C三组的CNR差异均有高度统计学意义(P＜0.01)。三组的CNR进行两两比较，且B组和C组CNR明显高于A组，差异均有统计学意义(P＜0.05)。B组CNR稍高于C组，差异无统计学意义(P ＞0.05)。

表1 A、B、C三组SNR及CNR方差分析比较Tab 1 Comparison of SNR and CNR in the three groups by variance analysis

3 讨论

CRMA使用的对比剂不含碘，有较好的软组织对比及任意方位成像，具有无电离辐射、无创性、可重复性等优势［5－7］，尤其适用于妊娠妇女、儿童及碘对比剂过敏者的检查。

图1 平扫、增强后1 min及增强后15 min的SNR、CNR测量

3.1 采用3.0TMR靶容积扫描是冠状动脉显示成功的关键 通常全心冠状动脉成像方式是采样大范围覆盖整个心脏的扫描，仅需一次采集就基本上能显示冠状动脉主干及分支近段、中段、部分远段，但其对冠状动脉三级及以上的分支显示较差，其原因是分支血管较细，图像的空间分辨率还不能达到各向同性体素的效果。本研究是采用靶容积冠状动脉扫描，先进行标准四腔心层面以及右室和左室长轴位定位，分步采样，逐步完成。可对冠状动脉的一支或部分进行定位扫描，多次定位采集才能完成整个冠状动脉扫描，可以采取不同角度去采集图像，明显提高了图像质量。金航等［8］认为，靶容积扫描的图像质量及图像锐利度明显优于全心冠状动脉扫描，也有利于对血管狭窄及斑块的评价。

笔者体会，在靶容积冠状动脉扫描操作中应注意心律要齐、心率≤70次/min;观察心脏在舒张期的运动情况时，找到冠状动脉触发延迟时间，呼气末屏气扫描，这些是影响冠状动脉成像图像质量的重要因素。

3.2 使用血管内对比剂钆贝葡胺对冠状动脉显示情况及图像质量的影响 FIESTA序列可以在不使用对比剂的情况下，使血管呈亮信号，但其容易产生饱和效应，不能准确判断冠状动脉的血管管腔直径。另外由于对射频脉冲(RF)不均匀性以及运动敏感度的提高，FIESTA序列容易产生伪影，血液的SNR及CNR都较低，而对比剂的应用可以弥补上述缺陷。钆贝葡胺对比剂是顺磁性对比剂，可显著缩短血液T1时间，注入对比剂后，血液的T1值快速恢复［9］，T1 值由1 200 ms迅速缩短为50 ～200 ms，这大大增加了血液中T2/T1值。对比剂强化的血液为明显的高信号，而周围组织为低信号，血液高信号与周围组织低信号形成鲜明对比。冠状动脉血管成像对比剂的选择取决于能否保证冠状动脉血管与周围心肌的对比。有研究报道，钆贝葡胺中含有苯氧基，具有亲脂性，可与血浆蛋白特别是白蛋白发生微弱的、高度可逆性的结合，明显提高了氢质子的弛豫率，使得钆贝葡胺的弛豫率及缩短T1能力明显高于其他钆类顺磁性对比剂［10］。另外钆贝葡胺属于血管内对比剂，因其分子结构较大，不易通过毛细血管床漏入组织间隙，相对于血管外对比剂可在血管腔内保持较长时间的短T1效应，从而保证扫描时间窗。同时血管内对比剂能够延迟其在血池内半衰期，为高分辨率MR冠状动脉血管成像提供较长时间窗［11］。

在冠状动脉图像质量上评价标准有很多，SNR、CNR、血管锐利度、血管的分支、分段显示、血管内径及血管长度测量等，其中SNR、CNR是评价图像质量的重要可靠指标［12］。本研究使用钆贝葡胺血管内对比剂后，无论是1 min还是15 min后图像的SNR、CNR都高于未使用对比剂图像的SNR、CNR，这表明使用对比剂能明显提高3.0T MR冠状动脉血管成像的图像质量，与一些国内外学者研究结果相符，Bi等［13］认为，使用对比剂与不使用对比剂的MR冠状动脉图像比较，其SNR、CNR分别提高了53%、30.5%。本研究中注入对比剂15 min后与1 min后扫描图像SNR及CNR比较，两组图像SNR及CNR差异无统计学意义，笔者考虑可能是本研究采用血管内对比剂剂量较大0.2 mmol/kg，注射速度较慢0.5 ml/s，得以维持较长时间血池的短T1效应有关。血管内对比剂为MR冠状动脉多期扫描而保持相对高质量图像提供一种有效的检查方法。

总之，本研究采用靶容积扫描方法是一种简单有效、稳定可行的方法，单独扫描在15 min内能够完成冠状动脉九段扫描。使用对比剂的冠状动脉图像质量优于不使用对比剂的冠状动脉图像，虽然注入对比剂后两组图像的SNR及CNR差异在统计学上无意义，但是注入对比剂后1 min图像的SNR及CNR比15 min后图像的SNR及CNR值稍高，因此以注入对比剂后1 min开始扫描图像质量为佳。

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