两种不同序列在DCM患者心肌纤维化瘢痕评价中的应用比较

张新成，冯长明，汤丽健，徐建，李培秀，高明

河北中石油中心医院 影像科，河北 廊坊 065000

引言

扩张型心肌病（Dilated Cardiomyopathy，DCM）是一种器质性心脏病变，左心室扩张、收缩功能障碍、室壁变薄是其主要特征，该病多发于20～50岁人群，男性发病率高于女性，患者常伴肺栓塞、心律失常，死亡率高[1]。DCM病因复杂，易进展为难治性心力衰竭，尚无有效治疗手段[2]。DCM的主要病理表现为代偿性心肌细胞肥大、弥漫性心肌细胞萎缩以及间质纤维化，DCM患者可因心肌间质纤维化而出现心室不良重构，引发预后不良[3]。延迟钆增强-心脏磁共振成像（Late Gadolinium Enhancement-Cardiac Magnetic Resonance，LGE-CMR）可用于检测心肌纤维化及瘢痕组织，纤维化区域表现为延迟强化[4]。常规LGE-CMR用于检测心肌状态，方便、高效、分辨率高且无创，但DCM患者常伴有心力衰竭，会导致闭气不良或心律不齐而在图像中形成伪影，难以准确预测心肌纤维化程度[5]。多次屏气k空间节段填充快速扰相梯度回波相位对比反转恢复序列（segmented-turbo-FLASH-PSIR）被认为是诊断心肌梗死的金标准，但其操作复杂、扫描时间长、易产生运动伪影，而单次屏气单次激发相位重聚梯度回波相位对比反转恢复序列（single shot true-FISP-PSIR）是快速扫描序列，可大大减少扫描时间，单次屏气即可采集多层图像，但二者应用于DCM患者心肌纤维化瘢痕的相关报道较少[6]。本研究旨在对比segmented-turbo-FLASHPSIR与single shot true-FISP-PSIR序列检测DCM患者心肌纤维化及瘢痕的成像质量、扫描时间及延迟强化检出率，分析二者的临床应用价值。

1 材料与方法

1.1 一般资料

选择2017年4月至2020年10月100例在本院行LGECMR检查的DCM患者为研究对象，其中男56例、女44例，年龄 32～74（53.86±13.27）岁，心率（74.93±13.58）次 /min，体质量指数（22.74±3.61）kg/m2。将DCM患者根据不同的扫描方法分为segmented-turbo-FLASH-PSIR组（48例）和single shot true-FISP-PSIR组（52例）。所有研究对象均无肾衰竭、对比剂过敏史、起搏器等磁共振、对比剂禁忌证。本研究经我院伦理委员会审核通过（2017-00216），且患者均知情同意。

纳入标准：① 符合DCM诊断标准[7]；② 临床资料完整。排除标准：① 心绞痛、急性心包炎、肺心病者；② 有急性肺栓塞、慢性肾炎等；③ 有急性咽炎、急性食管炎、急腹症、胆囊炎者；④ 妊娠期女性或有精神疾病者。

1.2 扫描方法

采用Siemens Magnetom Verio 3.0 T MR扫描仪，使用16通道相控阵表面线圈，正确连接呼吸门控、心电门控和心电电极。训练患者可正常闭气15 s以上，扫描时仰卧位，头先进。以CMR标准序列扫描，包括定位、T1、T2、延迟增强等。在心肌灌注结束以后，以2 mL/s速率按照0.15 mmol/kg追加对比剂，延迟8 min后进行延迟扫描，方位为左室两腔、四腔长轴及短轴，分别采用segmented-turbo-FLASH-PSIR和single shot true-FISP-PSIR序列扫描，给药后7 min扫描TI-Scout确定以上两种序列的T1时间，给药8～20 min完成扫描。其中segmented-turbo-FLASH-PSIR采用快速扰相梯度回波（turbo- flash）单次闭气单层扫描，采集9～12层，每层采集9～15 s。single shot true-FISP-PSIR采用相位重聚梯度回波（true- fisp）单次闭气多层扫描，采集9～12层，按照心率变化采集18～22 s。具体参数如表1所示。

表1 两种序列扫描参数比较

1.3 图像分析

1.3.1 图像质量主观评价

图像质量主观评价按照以下标准进行。1分：图像不清晰，伪影严重，强化、非强化区域不能确定；2分：图像伪影明显，心肌轮廓及强化区域无法明确判定；3分：图像少许伪影，强化、非强化区域及心肌轮廓可分辨；4分：图像无伪影，清晰显示强化、非强化区域，心肌轮廓明显。由两位有经验的医师评价图像质量。

1.3.2 图像质量客观评价

使用图像处理软件勾画出兴趣区，包括心脏短轴中段、远端、基底及四腔层面，记录区域内噪声水平（Standard Deviation，SD）与信号强度（Signal Intensity，SI）。计算信噪比（Signal to Noise Ratio，SNR），即SI/SD的比值。

1.4 统计学分析

选用SPSS 24.0软件处理数据。计量资料（如图像主观质量评价）以±s描述，采用t检验分析；计数资料（如瘢痕组织数量）以n（%）描述，采用χ2检验分析。P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 图像质量评价

两种序列的图像质量比较显示，single shot true-FISPPSIR图像质量优于segmented-turbo-FLASH-PSIR，见图1。single shot true-FISP-PSIR组图像主观评分较segmentedturbo-FLASH-PSIR组高（P＜0.05），SNR低于segmentedturbo-FLASH-PSIR组（P＜0.05），见表 2。

表2 两种扫描技术图像质量主观评分和SNR比较

图1 两种序列的图像质量比较

2.2 瘢痕组织评价

segmented-turbo-FLASH-PSIR组无法判断是否存在强化心肌瘢痕组织的图像节段占26.84%，高于single shot true-FISP-PSIR组的6.11%（P＜0.05），见表3。

表3 两种扫描技术延迟强化诊断结果

2.3 采集时间比较

segmented-turbo-FLASH-PSIR组采集单层时间及左室全程时间所需时间明显较single shot true-FISP-PSIR组长（P＜0.05)，见表 4。

表4 两种扫描技术图像采集时间比较

3 讨论

DCM是常见的心肌疾病，死亡率较高，该病治疗后三年内死亡率仍高达12%～20%，其中心力衰竭或室性心律失常是导致患者死亡的主要原因，患者常表现为心源性死亡[8]。DCM患者心腔增大、室壁运动能力下降、心室壁变薄，受累心室表现出舒缩功能障碍，病理上多表现为心肌细胞代偿性肥大、心肌细胞萎缩及不同程度的间质纤维化[3]。健康的心脏中，心肌细胞受由Ⅰ型和Ⅲ型胶原蛋白组成的纤维状胶原蛋白基质的支持，而病理应激下心肌结构发生改变，细胞外基质沉积增加导致心脏僵硬且心输出量减少。心肌纤维化是DCM患者的主要特征，患者心肌间质成纤维细胞增生，胶原蛋白沉积且分布异常，若不及时治疗可能会形成瘢痕[9]。心肌的纤维化程度与患者预后密切相关，若能早期发现并进行治疗，可有机会逆转心肌纤维化的发生[10]。目前针对DCM的检查常用的有胸部平片、超声、MRI、心房钠尿肽等，其中CMR检查安全无创，已被公认是分析心肌形态功能的标准方法，在诊断DCM等心肌疾病中有较大优势，能够多平面、大视野成像，可全面评估心脏形态、结构、功能以及心肌组织代谢情况[11]。CMR在观察DCM患者心脏室壁厚度、房室大小、房室瓣功能以及收缩、舒张情况等方面效果较好，同时采用对比剂增强延迟图像能够观察到心肌强化程度，从而判断是否存在心肌纤维化[12]。LGE是用于评价心肌纤维化的金标准，但不同的扫描技术和生理因素如患者闭气时间等，会影响其定量评估结果，有可能导致一定的误差[13]。

segmented-turbo-FLASH-PSIR序列是常规LGE-CMR检查中最常用的序列，该序列对k空间节段进行填充，将多个心动周期的数据呈现为一幅图像，采集一幅图像患者需屏气9～15 s，若患者配合良好，扫描左室短轴需要6～7 min，且进行segmented-turbo-FLASH-PSIR序列扫描时，需控制心脏跳动及呼吸产生的运动伪影，故要求患者扫描时应保持平静，且具有窦性心律（心率＜80次/min），从而能够使采集点在心动周期的舒张期，达到心脏的相对静止[14]。但在临床操作中，因心律不齐、屏气不佳造成的运动伪影非常普遍，难以准确显示心肌信号差别，心肌纤维化诊断困难。而single shot true-FISP-PSIR序列经反复施加α脉冲读出梯度脉冲，并可一次性将k空间相位编码线填充完全，该序列翻转角小、回波链长，扫描速度极快，采集每层图像所需时间不足0.6 s，扫描整个左室短轴仅需20 s，且可在心律不齐或屏气不佳情况下获取相对清晰的图像[15]。该序列采集速度快，一幅图像可在一个心动周期的舒张期内完成，不会因患者心律不齐或屏气不佳而产生运动伪影，但若心动周期的舒张期较短，可能出现图像模糊而无法准确判断是否存在强化的情况。本研究结果显示，segmentedturbo-FLASH-PSIR组图像主观评分低于single shot true-FISP-PSIR组，SNR高于single shot true-FISP-PSIR组，采集单层时间及左室全程所需时间明显较single shot true-FISP-PSIR组长。single shot true-FISP-PSIR序列为解决心律不齐对图像造成的影响，以降低SNR为代价，而其低SNR也为诊断带来一定的影响，故single shot true-FISPPSIR不宜作为LGE-CMR的首选方式，但其对患有心力衰竭等不能耐受长时间检查的患者而言，是一种较好的替代方法[16]。本研究结果还显示，segmented-turbo-FLASHPSIR组有26.84%的图像节段无法判断是否存在心肌瘢痕组织，高于single shot true-FISP-PSIR组的6.11%，证明single shot true-FISP-PSIR序列所采集图像判别心肌瘢痕组织的效果优于segmented-turbo-FLASH-PSIR序列，可能是因为DCM患者大多伴有心力衰竭、心律不齐等症状，导致在CMR检测时，患者心律不齐及屏气不佳对segmentedturbo-FLASH-PSIR序列诊断结果影响较为明显，而single shot true-FISP-PSIR因采集时间较短，所得图像仍较为理想。

4 结论

single shot true-FISP-PSIR评价DCM患者心肌纤维化瘢痕的图像质量及延迟强化检出率均高于segmented-turbo-FLASH-PSIR，且其扫描时间较短，值得在临床中应用。