八通道體部線圈在心臟形態(tài)學及運動功能磁共振成像中的應用價值

施湖濤，龍治剛，蔣亞光，宋光義

（1．昆明同仁醫(yī)院 放射科，云南 昆明 650228；2．昆明醫(yī)科大學第一附屬醫(yī)院 放射科，云南 昆明 650032）

目前高場強（1.5T以上） 磁共振掃描儀已經(jīng)越來越普及，然而心臟的磁共振檢查使用率卻并不高，究其原因，首先是由于我們的臨床醫(yī)生對心臟磁共振檢查價值缺乏了解，其次最重要的原因就是由于價格昂貴等因素，大多數(shù)醫(yī)院購置磁共振時并未配置心臟線圈。本研究旨在探索在1.5T磁共振機中利用8通道體部線圈進行心臟形態(tài)學及運動功能的方法及價值，找到一種在沒有配備心臟線圈情況下開展心臟檢查的行之有效的解決途徑。

資料與方法

一、研究對象 經(jīng)過篩查入選的30名健康志愿者，年齡在17～65歲之間，平均年齡為38歲，其中男性17名，女性13名，受檢者沒有磁共振檢查禁忌癥，沒有嚴重的心律不齊，經(jīng)呼吸訓練后能在掃描時配合呼氣末憋氣。

二、儀器設(shè)備 1.5T超導磁共振掃描儀（GE 1.5T Singna Hde）。梯度場強23Mt/m，梯度切換率50T·m-1·s-1。掃描線圈：8通道相控陣體部線圈及8通道心臟專用線圈。配備心電門控觸發(fā)及呼吸監(jiān)控裝置。

三、掃描體位 患者取仰臥位，腳先進，身體位置右移，將心臟位置盡量置于線圈中心。常規(guī)連接心電門控及呼吸監(jiān)控。

四、掃描序列 快速穩(wěn)態(tài)平衡進動采樣序列（FIESTA）。成像參數(shù)：重復時間（repelition time，TR） 5.2ms，回波時間（echo time，TE） 2.3ms，視野（field of view，F(xiàn)OV） 44cm×26.4cm，矩陣192×224，激勵次數(shù)1，層厚8mm，時相20。其他序列如雙反轉(zhuǎn)恢復黑血序列（Double IR）、三反轉(zhuǎn)黑血序列（Triple IR） 及心肌網(wǎng)格標記序列（Tagging） 也做常規(guī)掃描，在本研究中未作統(tǒng)計學處理。

五、掃描層面 運用改進心臟磁共振成像的定位方法[1]，分別通過心尖與二尖瓣中點連線掃描得出HLA及VLA層面；同時垂直于長軸位及水平長軸位掃描得出10-12個SA層面。

六、圖像評估 將兩組運用不同線圈掃描所得圖像傳輸至ADW 4.4工作站，由兩名副高以上職稱醫(yī)師獨立運用Report Card 3.0心臟專用軟件對圖像進行評估。

結(jié) 果

應用八通道體部線圈與心臟線圈掃描共得到2組30人共計16 800幅HLA、VLA及SA斷面圖像，兩組圖像均信噪比高，無明顯偽影，能較好顯示心臟房、室壁及房室內(nèi)乳頭肌、瓣膜等結(jié)構(gòu)（圖1、2、3）。相比之下，八通道體部線圈掃描所得圖像信噪比稍低，但在線性測量、容積測量（圖4、5） 等心功能參數(shù)對比分析方面二者無明顯差別，P<0.05（統(tǒng)計學用SPSS17.0統(tǒng)計軟件包），見附表。

討 論

隨著磁共振性能不斷改進，特別是梯度場強及梯度切換率提高，心電門控和呼吸導航技術(shù)及超快速梯度回波序列的應用，目前心臟磁共振已具有較高的時間分辨率和空間分辨率，心臟的磁共振檢查已經(jīng)能獲取心血管形態(tài)、功能、灌注及心肌活性等可靠的綜合信息，在最近20年間，心臟磁共振技術(shù)突飛猛進，許多新技術(shù)和新的應用層出不窮，心臟磁共振檢查獲取的數(shù)據(jù)已經(jīng)成為了心臟形態(tài)學檢查的“金標準”。隨著技術(shù)的發(fā)展和研究領(lǐng)域的拓展，其對血液動力學、代謝及冠狀動脈的研究也逐漸興起，當前的研究也逐漸從解剖和功能逐步深入到細胞和分子水平[2-4]。

圖1 HLA（左心室水平長軸位）：LA（左心房）、LV（左心室）、RA（右心房）、RV（右心室）；圖2 VLA（左心室垂直長軸位）；圖3 SA（左心室短軸位）：APM（前乳頭肌）、PPM（后乳頭肌）；圖4 ASWT（舒張期前間隔厚度）、PLWT（后外側(cè)壁厚度）；圖5 容積測量，分別于收縮末期與舒張末期SA圖像勾勒出心內(nèi)膜、心外膜曲線，運用心臟功能處理軟件得出心功能參數(shù)。

由于受到心臟自主節(jié)律運動及呼吸運動的影響，心臟磁共振檢查要求受檢者除了本身較好的呼吸配合外，還要求檢查設(shè)備掃描時間盡可能縮短以及良好的信噪比，在磁共振掃描儀場強恒定的前提下，要求接收線圈必須具有多通道采集功能以及并行采集技術(shù)，掃描時間和線圈通道個數(shù)的平方根呈反比，信噪比和線圈通道個數(shù)的平方根呈正比，本研究利用的八通道相控陣體部線圈包含了多個線形線圈或正交線圈即子線圈單元（element），能在同一時間從多個方向接受主磁場的射頻脈沖，同時有多個數(shù)據(jù)采集通道（channel）與之匹配。八通道相控陣線圈包含了八個線形線圈，結(jié)合傳統(tǒng)的梯度編碼序列，在任何給定時間任何掃描視野（FOV） 下，都能得到很好的信噪比；同樣，在要求相同信噪比的情況下，時間可以大大縮短；同時將相控陣線圈與平行采集技術(shù)相配合，能夠進一步提高磁共振成像的信號采集速度[5]。本研究所有序列掃描時間全部在20秒內(nèi)完成，這對于大部分人群來說是完全能配合的。與同樣八通道心臟專用線圈比較，八通道體部線圈內(nèi)線性線圈單元分布相對分散，導致信號強度降低，從而信噪比降低；心臟專用線圈更加貼近于胸壁，圖像質(zhì)量也越高，本研究得到的結(jié)果符合此規(guī)律；由于主磁場的X、Y、Z軸是恒定的，所以不同線圈采集到的信號空間定位也應當是一致的，本研究中不同線圈掃描所得的線性測量、容積測量等心功能參數(shù)方面二者無明顯差異性也正說明了這一點。

附表 八通道體線圈與心臟線圈掃描所得圖像線性測量、容積測量等心功能參數(shù)對照（n=30，

附表 八通道體線圈與心臟線圈掃描所得圖像線性測量、容積測量等心功能參數(shù)對照（n=30，

指標前室間隔厚度／mm左心室后壁厚度／mm八通道體線圈9.5±1.2 7.8±2.2心臟線圈9.2±2.1 8.0±2.1左心室舒張末期內(nèi)徑／mm 49.1±5.2 48.6±5.5左心室收縮末期內(nèi)徑／mm 29.7±5.8 30.3±5.3左心房內(nèi)徑／mm 32.5±4.1 32.2±5.3左心室舒張末期容積／ml 94.2±16.8 93.6±17.2左心室收縮末期容積／ml 41±11 39.5±13左心室射血分數(shù)／% 59±7.9 58.5±8.19右心室長徑／mm 71±8.8 69.2±9.7右心室短徑／mm 32±5.7 30.6±6.6右心室長徑指數(shù)／mm/m2 41±4.7 39.4±5.5右心室短徑指數(shù)／mm/m2 19.2±2.8 18.1±3.4右心室射血分數(shù)／%59.1±6.9 58.2±7.4

在掃描過程中，一些掃描準備及其細節(jié)也是影響成像質(zhì)量的關(guān)鍵，比如掃描體位，掃描時患者心臟位置應盡量靠近磁場及線圈中心；比如憋氣方式，本研究規(guī)定為呼氣末憋氣，憋氣位置的不同會影響到掃描層面的差別，得到的測量結(jié)果也會產(chǎn)生差異；比如雙手可以放置于身體兩側(cè)，由于掃描時間較長，假如兩手長時間上舉，許多患者會產(chǎn)生不適而導致運動偽影；比如所有掃描序列都應該添加與心臟大小相仿的局部勻場，這將明顯減少圖像的重建偽影等[6-8]。

本研究的局限性是由于受限于檢查時間過長等因素限制，未針對患有心臟疾病的患者進行對比研究，其次是未進行心臟灌注及延遲增強檢查的應用研究，而心臟灌注及延遲增強檢查恰恰是心臟磁共振檢查的最大亮點，它在心肌病診斷特別是識別存活心肌方面具有較高的臨床應用價值，可以與心臟核素掃描相媲美[9]，這些都是我們接下來繼續(xù)完善研究的方面。

目前大多數(shù)擁有高場強磁共振掃描儀的醫(yī)院，并未常規(guī)配備心臟專用線圈，這從一定因素上限制了心臟磁共振檢查的開展，本研究運用八通道體部線圈進行心臟形態(tài)學及運動功能檢查，得到了高質(zhì)量的斷層圖像，線性測量、容積測量及心功能數(shù)據(jù)可靠，說明在購置了高場強磁共振機的醫(yī)院，只要配備有心電門控及呼吸監(jiān)控裝置，運用八通道體部線圈是可以進行心臟形態(tài)學及運動功能檢查的，這對于普及心臟磁共振檢查來說具有重要的實踐意義。

［1］王永峰，趙一冰，戚喜勛，等．改進心臟磁共振成像的定位方法[J]．中國醫(yī)學影像技術(shù)，2012，28(9):1740-1743.

［2］穆莉莎，蒲艷軍，孫凱，等．健康成年人左心室整體及局部功能參數(shù)的磁共振研究[J]．中華心血管病雜志,2014,42(3):199-201.

［3］趙世華．磁共振應作為無創(chuàng)評估心臟結(jié)構(gòu)和功能的金標準——2010年心血管磁共振專家共識解讀[J]．中國循環(huán)雜志,2012,27(z1):90-92.

［4］陸敏杰，趙世華，蔣世良，等．中國人心臟房室腔內(nèi)徑及左右心室功能正常參數(shù)的MRI研究[J]．中華放射學雜志,2011,45(10):924-928.

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［6］周璐，金征宇，張竹花，等．心臟磁共振成像評價健康志愿者心臟的結(jié)構(gòu)和功能[J]．中國醫(yī)學科學院學報,2009,31(2):210-214.

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［9］楊曉彤，楊曉慶，戴興社．磁共振延遲增強掃描對心肌梗死的診斷價值與ECG和UCG的對比分析[J]．中國臨床醫(yī)學影像雜志,2011,22(5):354-356.