心脏磁共振延迟强化技术进展

成涛 陈康 王远军 黄小华

延迟强化是心脏磁共振（cardiac magnetic resonance,CMR）检查最重要的技术，对于诊断缺血性心肌病、肥厚型心肌病及扩张型心肌病等非缺血性心肌病都具有重要意义[1-2]。目前，CMR延迟强化技术是无创性诊断缺血性心肌病变的金标准，即使只有左心室2%面积大小的异常强化组织也能够被检测出。常规相位敏感反转恢复（phase sensitive inversion recovery，PSIR）序列是目前CMR评估心肌病变最常用的延迟强化序列，但由于病人屏气、心率及血池信号的影响容易导致影像模糊及出现伪影[3]。目前，临床应用的单次激发PSIR(single-shot PSIR，SS-PSIR)序列、自由呼吸运动伪影校正PSIR （motion-correction PSIR，MOCO-PSIR)序列和非血流依赖黑血延迟强化（flow-independent dark-blood delayed enhancement，FIDDLE）序 列 能 有 效 提 升CMR延迟强化的影像质量，可作为常规PSIR的替代解决方法。其中，SS-PSIR和MOCO-PSIR序列通过抑制呼吸及心脏运动伪影来提高影像质量。SSPSIR序列在常规PSIR基础上将多次采集变为单次采集，2 s内就能完整地采集一层影像，因此单次激发就可在一个心动周期内获得一层完整影像。MOCO-PSIR序列则是在SS-PSIR序列基础上进一步增加了呼吸运动校正技术，能够在同一层面完成多次采集并选出伪影较少的影像。而FIDDLE序列主要是对血池信号抑制，通过一系列额外的磁化准备脉冲（包括T2准备、磁化传递、自旋锁定等）来实现对血池信号的抑制，以增强对心内膜下病变的显示。本文就上述序列在呼吸、心脏运动伪影及技术中的进展进行综述。

1 呼吸运动伪影抑制技术

目前常用的呼吸运动伪影抑制技术主要有两种，一种是呼吸导航技术，另一种是快速成像和伪影校正技术。呼吸导航技术不受屏气时长限制，采用膈肌导航呼吸门控技术进行3D全心成像，虽具有较高分辨力和较强的细节解析力，但采样率低、扫描时间长，因此在实际应用中受到一定限制[4-5]。SS-PSIR和MOCO-PSIR序列属于快速成像和伪影校正技术，不仅能够抑制呼吸运动伪影，且扫描速度较快，应用于屏气不佳的病人更具优势。

程等[6]对屏气不佳的扩张型心肌病病人进行CMR检查，采用常规PSIR、SS-PSIR和MOCO-PSIR序列获得的影像质量评分分别为低、中、高，MOCOPSIR序列检出的心肌异常强化节段数量最多，其次为SS-PSIR序列。Wang等[7]发现利用MOCO-PSIR序列对无法屏气的急、慢性心肌梗死病人进行CMR检查时，不仅能够获得良好的影像质量，还有利于心肌梗死病人的预后评分。Xie等[8]还将SS-PSIR和MOCO-PSIR序列用于无法主动配合屏气的婴幼儿CMR检查，结果显示2个序列均能获得高于常规PSIR序列的信噪比和影像质量。此外，对于屏气不佳的病人进行CMR检查时，即使病人无心律不齐的情况，SS-PSIR、MOCO-PSIR序列的影像质量也明显优于常规PSIR序列[9]。由此可见，SS-PSIR和MOCO-PSIR序列能很好地抑制呼吸运动伪影，适合对屏气不佳或不能配合屏气病人进行病变的检出和诊断，利于准确评估心肌的病理状态。

2 心脏运动伪影抑制技术

心肌梗死、心肌病病人通常伴有心律不齐和心力衰竭，因此每个心动周期心肌运动幅度并不一样。常规PSIR序列是基于心电门控的成像，但每一层影像均需采集多个心动周期的数据，易导致心肌成像模糊[10]。因此，在需要进行心脏运动伪影抑制时，CMR延迟强化多采用SS-PSIR和MOCO-PSIR序列。

夏等[11]采用SS-PSIR序列对56例心律失常（主要为心肌梗死和心肌病所致）病人进行CMR检查，结果显示常规PSIR序列上仅3例可见延迟强化，而SS-PSIR序列上有19例可见延迟强化，且SS-PSIR序列获得高质量评分影像的比例高于常规PSIR序列。Muehlberg等[12]利用SS-PSIR和常规PSIR序列对心律不齐（主要为心肌梗死和心肌病所致）病人进行CMR检查，发现SS-PSIR序列获得的影像评分和对比信噪比均更高，且对具有延迟强化的病灶检出率也更高，但在SS-PSIR序列和常规PSIR序列（影像清晰）上测得的延迟强化病变的面积相当。此外，MOCO-PSIR序列也广泛用于心脏运动伪影的校正。程等[6]发现对于扩张型心肌病病人（无论有无心律失常），MOCO-PSIR序列的影像质量均优于SS-PSIR序列，且检出异常心肌强化节段的数量也更多。Cha等[3]发现对于肥厚型心肌病病人（其中23.3%的病人伴有心律失常），MOCO-PSIR序列的影像主观评分和对比信噪比均高于SS-PSIR序列，其对延迟强化病变的检出率也更高，但两者在评估病人（无论有无心律失常）的延迟强化病变面积时无差异。综上，MOCO-PSIR序列较SS-PSIR序列可以获得更好的影像质量及病变检出率，且两者对病变面积的测量能力相当，因此MOCO-PSIR序列可能更有利于病变的早期检出，对于伴有心律失常的心肌病变可能有着更广泛的应用前景。

3 血池信号抑制技术

常规PSIR序列能够选择性抑制正常心肌信号，使得梗死心肌与正常心肌出现明显的对比度差异，但血池仍表现为高信号，而冠状动脉疾病引起的梗死大部分发生在心内膜下，因此心内膜下心肌病变容易被高信号的血池掩盖[13-14]。传统黑血序列依赖于血液的长T1值以及足够的血流量，然而使用对比剂后血液的T1值缩短，因此传统血流依赖性的黑血序列无法应用于CMR延迟强化成像。目前，CMR延迟强化的血池信号抑制技术主要采用FIDDLE序列。

Kellman等[15]发现FIDDLE序列不仅能解决将心内膜下血池信号误诊为延迟强化病变的问题，还能准确评估在常规PSIR序列（亮血序列）上被低估的心内膜下心肌梗死的范围，且与病理结果高度一致。Kim等[16]也发现FIDDLE序列测得的心肌梗死面积和病理结果高度一致，对心内膜下病变诊断的敏感度（96%和85%）和准确度（95%和87%）均高于常规PSIR序列。除有利于心内膜下病变检出外，FIDDLE序列还可用于评估心肌纤维化。van De Heyhing等[17]采用FIDDLE序列和常规PSIR序列分析二尖瓣脱垂病人的心肌纤维化，结果显示2个序列对心肌壁纤维化的检出率有差异，但FIDDLE序列对乳头肌纤维化的检出率更高（分别为35%和15%）。另外，Franks等[18]认为常规PSIR序列会掩盖心内膜下区域病变，与之相比，FIDDLE序列能够更好地评估心肌负荷灌注的缺血情况，且能检测出更多存在延迟强化的病变心肌组织（13.3%±7.4%和10.3%±7.1%）。除FIDDLE序列外，在常规PSIR序列中将TI值设置为血池过零点也能够实现血池信号抑制。Holtackers等[19]通过对比基于不同TI值的黑血PSIR序列和常规PSIR序列发现，黑血PSIR序列能够检出更多的纤维瘢痕且影像质量总体评分也更高。Foley等[20]则进一步对比了常规PSIR、FIDDLE和黑血PSIR序列的影像质量，发现相较于常规PSIR序列，FIDDLE序列和黑血PSIR序列中血池和瘢痕组织的信噪比都更高。此外，虽然FIDDLE序列和黑血PSIR序列的信噪比差异没有统计学意义，但黑血PSIR序列的置信度更高（这可能与PSIR序列的重建方式有关，PSIR序列的重建影像上心肌表现为黑色，病变表现为白色，血池表现为灰色；而FIDDLE序列将血液抑制为纯黑色），表明其具有更好的临床实用性。综上所述，血池信号抑制技术能提高对心内膜下病变的诊断率，从而有效减少心肌疾病的漏诊及误诊率。

4 不足与展望

CMR延迟强化技术对于心肌疾病的诊断和疗效有着十分重要的评估作用[18,20]。近年来，运动伪影和血池信号抑制技术逐渐运用于临床以解决常规PSIR技术的缺点，但其仍然存在不足之处：①SSPSIR序列由于采样间期过短，信号采集期间心肌运动幅度较大，会使影像模糊，而且为了提高扫描速度而损失了信噪比[11]。②尽管MOCO-PSIR序列相较于常规PSIR和SS-PSIR序列对微小病变的检出率更高，临床应用范围可能更广并且信噪比也较高，但其成像时间却较长；另外，其基础序列是稳态自由进动，因此可能出现磁敏感伪影。③FIDDLE序列能有效抑制血池信号，但其中的大多序列需要额外的参数设置，包括射频发射方式、翻转角等，有些参数仅在操作时设置一次，而有些参数则需要针对不同病人进行个性化调整。另外，由于使用额外磁化准备，医师需要熟悉这些预脉冲对心脏信号的影响及其在各种心肌病中的表现。

综上所述，SS-PSIR、MOCO-PSIR和FIDDLE序列尽管尚待完善，但相较于常规PSIR序列，尤其对于屏气不佳、心律失常及心内膜下心肌病变病人，其仍明显提高了病变的检出率和诊断效能。未来随着磁场强度、匀场技术的提升，SS-PSIR、MOCO-PSIR序列的成像质量将能够进一步提高。此外，黑血PSIR序列无FIDDLE序列繁琐的操作设置问题，能够提供比FIDDLE序列更好的阅片置信度，其临床应用效果可能更好。