八通道体部线圈在心脏形态学及运动功能磁共振成像中的应用价值

施湖涛，龙治刚，蒋亚光，宋光义

（1．昆明同仁医院 放射科，云南 昆明 650228；2．昆明医科大学第一附属医院 放射科，云南 昆明 650032）

目前高场强（1.5T以上） 磁共振扫描仪已经越来越普及，然而心脏的磁共振检查使用率却并不高，究其原因，首先是由于我们的临床医生对心脏磁共振检查价值缺乏了解，其次最重要的原因就是由于价格昂贵等因素，大多数医院购置磁共振时并未配置心脏线圈。本研究旨在探索在1.5T磁共振机中利用8通道体部线圈进行心脏形态学及运动功能的方法及价值，找到一种在没有配备心脏线圈情况下开展心脏检查的行之有效的解决途径。

资料与方法

一、研究对象 经过筛查入选的30名健康志愿者，年龄在17～65岁之间，平均年龄为38岁，其中男性17名，女性13名，受检者没有磁共振检查禁忌症，没有严重的心律不齐，经呼吸训练后能在扫描时配合呼气末憋气。

二、仪器设备 1.5T超导磁共振扫描仪（GE 1.5T Singna Hde）。梯度场强23Mt/m，梯度切换率50T·m-1·s-1。扫描线圈：8通道相控阵体部线圈及8通道心脏专用线圈。配备心电门控触发及呼吸监控装置。

三、扫描体位 患者取仰卧位，脚先进，身体位置右移，将心脏位置尽量置于线圈中心。常规连接心电门控及呼吸监控。

四、扫描序列 快速稳态平衡进动采样序列（FIESTA）。成像参数：重复时间（repelition time，TR） 5.2ms，回波时间（echo time，TE） 2.3ms，视野（field of view，FOV） 44cm×26.4cm，矩阵192×224，激励次数1，层厚8mm，时相20。其他序列如双反转恢复黑血序列（Double IR）、三反转黑血序列（Triple IR） 及心肌网格标记序列（Tagging） 也做常规扫描，在本研究中未作统计学处理。

五、扫描层面 运用改进心脏磁共振成像的定位方法[1]，分别通过心尖与二尖瓣中点连线扫描得出HLA及VLA层面；同时垂直于长轴位及水平长轴位扫描得出10-12个SA层面。

六、图像评估 将两组运用不同线圈扫描所得图像传输至ADW 4.4工作站，由两名副高以上职称医师独立运用Report Card 3.0心脏专用软件对图像进行评估。

结 果

应用八通道体部线圈与心脏线圈扫描共得到2组30人共计16 800幅HLA、VLA及SA断面图像，两组图像均信噪比高，无明显伪影，能较好显示心脏房、室壁及房室内乳头肌、瓣膜等结构（图1、2、3）。相比之下，八通道体部线圈扫描所得图像信噪比稍低，但在线性测量、容积测量（图4、5） 等心功能参数对比分析方面二者无明显差别，P<0.05（统计学用SPSS17.0统计软件包），见附表。

讨 论

随着磁共振性能不断改进，特别是梯度场强及梯度切换率提高，心电门控和呼吸导航技术及超快速梯度回波序列的应用，目前心脏磁共振已具有较高的时间分辨率和空间分辨率，心脏的磁共振检查已经能获取心血管形态、功能、灌注及心肌活性等可靠的综合信息，在最近20年间，心脏磁共振技术突飞猛进，许多新技术和新的应用层出不穷，心脏磁共振检查获取的数据已经成为了心脏形态学检查的“金标准”。随着技术的发展和研究领域的拓展，其对血液动力学、代谢及冠状动脉的研究也逐渐兴起，当前的研究也逐渐从解剖和功能逐步深入到细胞和分子水平[2-4]。

图1 HLA（左心室水平长轴位）：LA（左心房）、LV（左心室）、RA（右心房）、RV（右心室）；图2 VLA（左心室垂直长轴位）；图3 SA（左心室短轴位）：APM（前乳头肌）、PPM（后乳头肌）；图4 ASWT（舒张期前间隔厚度）、PLWT（后外侧壁厚度）；图5 容积测量，分别于收缩末期与舒张末期SA图像勾勒出心内膜、心外膜曲线，运用心脏功能处理软件得出心功能参数。

由于受到心脏自主节律运动及呼吸运动的影响，心脏磁共振检查要求受检者除了本身较好的呼吸配合外，还要求检查设备扫描时间尽可能缩短以及良好的信噪比，在磁共振扫描仪场强恒定的前提下，要求接收线圈必须具有多通道采集功能以及并行采集技术，扫描时间和线圈通道个数的平方根呈反比，信噪比和线圈通道个数的平方根呈正比，本研究利用的八通道相控阵体部线圈包含了多个线形线圈或正交线圈即子线圈单元（element），能在同一时间从多个方向接受主磁场的射频脉冲，同时有多个数据采集通道（channel）与之匹配。八通道相控阵线圈包含了八个线形线圈，结合传统的梯度编码序列，在任何给定时间任何扫描视野（FOV） 下，都能得到很好的信噪比；同样，在要求相同信噪比的情况下，时间可以大大缩短；同时将相控阵线圈与平行采集技术相配合，能够进一步提高磁共振成像的信号采集速度[5]。本研究所有序列扫描时间全部在20秒内完成，这对于大部分人群来说是完全能配合的。与同样八通道心脏专用线圈比较，八通道体部线圈内线性线圈单元分布相对分散，导致信号强度降低，从而信噪比降低；心脏专用线圈更加贴近于胸壁，图像质量也越高，本研究得到的结果符合此规律；由于主磁场的X、Y、Z轴是恒定的，所以不同线圈采集到的信号空间定位也应当是一致的，本研究中不同线圈扫描所得的线性测量、容积测量等心功能参数方面二者无明显差异性也正说明了这一点。

附表 八通道体线圈与心脏线圈扫描所得图像线性测量、容积测量等心功能参数对照（n=30，

附表 八通道体线圈与心脏线圈扫描所得图像线性测量、容积测量等心功能参数对照（n=30，

指标前室间隔厚度／mm左心室后壁厚度／mm八通道体线圈9.5±1.2 7.8±2.2心脏线圈9.2±2.1 8.0±2.1左心室舒张末期内径／mm 49.1±5.2 48.6±5.5左心室收缩末期内径／mm 29.7±5.8 30.3±5.3左心房内径／mm 32.5±4.1 32.2±5.3左心室舒张末期容积／ml 94.2±16.8 93.6±17.2左心室收缩末期容积／ml 41±11 39.5±13左心室射血分数／% 59±7.9 58.5±8.19右心室长径／mm 71±8.8 69.2±9.7右心室短径／mm 32±5.7 30.6±6.6右心室长径指数／mm/m2 41±4.7 39.4±5.5右心室短径指数／mm/m2 19.2±2.8 18.1±3.4右心室射血分数／%59.1±6.9 58.2±7.4

在扫描过程中，一些扫描准备及其细节也是影响成像质量的关键，比如扫描体位，扫描时患者心脏位置应尽量靠近磁场及线圈中心；比如憋气方式，本研究规定为呼气末憋气，憋气位置的不同会影响到扫描层面的差别，得到的测量结果也会产生差异；比如双手可以放置于身体两侧，由于扫描时间较长，假如两手长时间上举，许多患者会产生不适而导致运动伪影；比如所有扫描序列都应该添加与心脏大小相仿的局部匀场，这将明显减少图像的重建伪影等[6-8]。

本研究的局限性是由于受限于检查时间过长等因素限制，未针对患有心脏疾病的患者进行对比研究，其次是未进行心脏灌注及延迟增强检查的应用研究，而心脏灌注及延迟增强检查恰恰是心脏磁共振检查的最大亮点，它在心肌病诊断特别是识别存活心肌方面具有较高的临床应用价值，可以与心脏核素扫描相媲美[9]，这些都是我们接下来继续完善研究的方面。

目前大多数拥有高场强磁共振扫描仪的医院，并未常规配备心脏专用线圈，这从一定因素上限制了心脏磁共振检查的开展，本研究运用八通道体部线圈进行心脏形态学及运动功能检查，得到了高质量的断层图像，线性测量、容积测量及心功能数据可靠，说明在购置了高场强磁共振机的医院，只要配备有心电门控及呼吸监控装置，运用八通道体部线圈是可以进行心脏形态学及运动功能检查的，这对于普及心脏磁共振检查来说具有重要的实践意义。

［1］王永峰，赵一冰，戚喜勋，等．改进心脏磁共振成像的定位方法[J]．中国医学影像技术，2012，28(9):1740-1743.

［2］穆莉莎，蒲艳军，孙凯，等．健康成年人左心室整体及局部功能参数的磁共振研究[J]．中华心血管病杂志,2014,42(3):199-201.

［3］赵世华．磁共振应作为无创评估心脏结构和功能的金标准——2010年心血管磁共振专家共识解读[J]．中国循环杂志,2012,27(z1):90-92.

［4］陆敏杰，赵世华，蒋世良，等．中国人心脏房室腔内径及左右心室功能正常参数的MRI研究[J]．中华放射学杂志,2011,45(10):924-928.

［5］张屹俊，吴勇，施裕新，等．八通道相控阵线圈在腹部磁共振成像的应用[J]．中国临床医学,2009,16(1):151-153.

［6］周璐，金征宇，张竹花，等．心脏磁共振成像评价健康志愿者心脏的结构和功能[J]．中国医学科学院学报,2009,31(2):210-214.

［7］李星，苏晋生，张辉，等．心脏磁共振成像检测青壮年肥胖者心脏结构及功能的改变[J]．中国医疗前沿,2011,06(23):1-3.

［8］赵一冰，李佩玲，王永峰，等．屏气磁共振电影成像评价不同年龄组健康国人心脏结构和功能[J]．中国医学影像技术,2012,28(6):152-153.

［9］杨晓彤，杨晓庆，戴兴社．磁共振延迟增强扫描对心肌梗死的诊断价值与ECG和UCG的对比分析[J]．中国临床医学影像杂志,2011,22(5):354-356.