兩種不同序列在DCM患者心肌纖維化瘢痕評價中的應(yīng)用比較

張新成，馮長明，湯麗健，徐建，李培秀，高明

河北中石油中心醫(yī)院 影像科，河北 廊坊 065000

引言

擴張型心肌病（Dilated Cardiomyopathy，DCM）是一種器質(zhì)性心臟病變，左心室擴張、收縮功能障礙、室壁變薄是其主要特征，該病多發(fā)于20～50歲人群，男性發(fā)病率高于女性，患者常伴肺栓塞、心律失常，死亡率高[1]。DCM病因復(fù)雜，易進展為難治性心力衰竭，尚無有效治療手段[2]。DCM的主要病理表現(xiàn)為代償性心肌細胞肥大、彌漫性心肌細胞萎縮以及間質(zhì)纖維化，DCM患者可因心肌間質(zhì)纖維化而出現(xiàn)心室不良重構(gòu)，引發(fā)預(yù)后不良[3]。延遲釓增強-心臟磁共振成像（Late Gadolinium Enhancement-Cardiac Magnetic Resonance，LGE-CMR）可用于檢測心肌纖維化及瘢痕組織，纖維化區(qū)域表現(xiàn)為延遲強化[4]。常規(guī)LGE-CMR用于檢測心肌狀態(tài)，方便、高效、分辨率高且無創(chuàng)，但DCM患者常伴有心力衰竭，會導(dǎo)致閉氣不良或心律不齊而在圖像中形成偽影，難以準(zhǔn)確預(yù)測心肌纖維化程度[5]。多次屏氣k空間節(jié)段填充快速擾相梯度回波相位對比反轉(zhuǎn)恢復(fù)序列（segmented-turbo-FLASH-PSIR）被認為是診斷心肌梗死的金標(biāo)準(zhǔn)，但其操作復(fù)雜、掃描時間長、易產(chǎn)生運動偽影，而單次屏氣單次激發(fā)相位重聚梯度回波相位對比反轉(zhuǎn)恢復(fù)序列（single shot true-FISP-PSIR）是快速掃描序列，可大大減少掃描時間，單次屏氣即可采集多層圖像，但二者應(yīng)用于DCM患者心肌纖維化瘢痕的相關(guān)報道較少[6]。本研究旨在對比segmented-turbo-FLASHPSIR與single shot true-FISP-PSIR序列檢測DCM患者心肌纖維化及瘢痕的成像質(zhì)量、掃描時間及延遲強化檢出率，分析二者的臨床應(yīng)用價值。

1 材料與方法

1.1 一般資料

選擇2017年4月至2020年10月100例在本院行LGECMR檢查的DCM患者為研究對象，其中男56例、女44例，年齡 32～74（53.86±13.27）歲，心率（74.93±13.58）次 /min，體質(zhì)量指數(shù)（22.74±3.61）kg/m2。將DCM患者根據(jù)不同的掃描方法分為segmented-turbo-FLASH-PSIR組（48例）和single shot true-FISP-PSIR組（52例）。所有研究對象均無腎衰竭、對比劑過敏史、起搏器等磁共振、對比劑禁忌證。本研究經(jīng)我院倫理委員會審核通過（2017-00216），且患者均知情同意。

納入標(biāo)準(zhǔn)：① 符合DCM診斷標(biāo)準(zhǔn)[7]；② 臨床資料完整。排除標(biāo)準(zhǔn)：① 心絞痛、急性心包炎、肺心病者；② 有急性肺栓塞、慢性腎炎等；③ 有急性咽炎、急性食管炎、急腹癥、膽囊炎者；④ 妊娠期女性或有精神疾病者。

1.2 掃描方法

采用Siemens Magnetom Verio 3.0 T MR掃描儀，使用16通道相控陣表面線圈，正確連接呼吸門控、心電門控和心電電極。訓(xùn)練患者可正常閉氣15 s以上，掃描時仰臥位，頭先進。以CMR標(biāo)準(zhǔn)序列掃描，包括定位、T1、T2、延遲增強等。在心肌灌注結(jié)束以后，以2 mL/s速率按照0.15 mmol/kg追加對比劑，延遲8 min后進行延遲掃描，方位為左室兩腔、四腔長軸及短軸，分別采用segmented-turbo-FLASH-PSIR和single shot true-FISP-PSIR序列掃描，給藥后7 min掃描TI-Scout確定以上兩種序列的T1時間，給藥8～20 min完成掃描。其中segmented-turbo-FLASH-PSIR采用快速擾相梯度回波（turbo- flash）單次閉氣單層掃描，采集9～12層，每層采集9～15 s。single shot true-FISP-PSIR采用相位重聚梯度回波（true- fisp）單次閉氣多層掃描，采集9～12層，按照心率變化采集18～22 s。具體參數(shù)如表1所示。

表1 兩種序列掃描參數(shù)比較

1.3 圖像分析

1.3.1 圖像質(zhì)量主觀評價

圖像質(zhì)量主觀評價按照以下標(biāo)準(zhǔn)進行。1分：圖像不清晰，偽影嚴重，強化、非強化區(qū)域不能確定；2分：圖像偽影明顯，心肌輪廓及強化區(qū)域無法明確判定；3分：圖像少許偽影，強化、非強化區(qū)域及心肌輪廓可分辨；4分：圖像無偽影，清晰顯示強化、非強化區(qū)域，心肌輪廓明顯。由兩位有經(jīng)驗的醫(yī)師評價圖像質(zhì)量。

1.3.2 圖像質(zhì)量客觀評價

使用圖像處理軟件勾畫出興趣區(qū)，包括心臟短軸中段、遠端、基底及四腔層面，記錄區(qū)域內(nèi)噪聲水平（Standard Deviation，SD）與信號強度（Signal Intensity，SI）。計算信噪比（Signal to Noise Ratio，SNR），即SI/SD的比值。

1.4 統(tǒng)計學(xué)分析

選用SPSS 24.0軟件處理數(shù)據(jù)。計量資料（如圖像主觀質(zhì)量評價）以±s描述，采用t檢驗分析；計數(shù)資料（如瘢痕組織數(shù)量）以n（%）描述，采用χ2檢驗分析。P＜0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 圖像質(zhì)量評價

兩種序列的圖像質(zhì)量比較顯示，single shot true-FISPPSIR圖像質(zhì)量優(yōu)于segmented-turbo-FLASH-PSIR，見圖1。single shot true-FISP-PSIR組圖像主觀評分較segmentedturbo-FLASH-PSIR組高（P＜0.05），SNR低于segmentedturbo-FLASH-PSIR組（P＜0.05），見表 2。

表2 兩種掃描技術(shù)圖像質(zhì)量主觀評分和SNR比較

圖1 兩種序列的圖像質(zhì)量比較

2.2 瘢痕組織評價

segmented-turbo-FLASH-PSIR組無法判斷是否存在強化心肌瘢痕組織的圖像節(jié)段占26.84%，高于single shot true-FISP-PSIR組的6.11%（P＜0.05），見表3。

表3 兩種掃描技術(shù)延遲強化診斷結(jié)果

2.3 采集時間比較

segmented-turbo-FLASH-PSIR組采集單層時間及左室全程時間所需時間明顯較single shot true-FISP-PSIR組長（P＜0.05)，見表 4。

表4 兩種掃描技術(shù)圖像采集時間比較

3 討論

DCM是常見的心肌疾病，死亡率較高，該病治療后三年內(nèi)死亡率仍高達12%～20%，其中心力衰竭或室性心律失常是導(dǎo)致患者死亡的主要原因，患者常表現(xiàn)為心源性死亡[8]。DCM患者心腔增大、室壁運動能力下降、心室壁變薄，受累心室表現(xiàn)出舒縮功能障礙，病理上多表現(xiàn)為心肌細胞代償性肥大、心肌細胞萎縮及不同程度的間質(zhì)纖維化[3]。健康的心臟中，心肌細胞受由Ⅰ型和Ⅲ型膠原蛋白組成的纖維狀膠原蛋白基質(zhì)的支持，而病理應(yīng)激下心肌結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，細胞外基質(zhì)沉積增加導(dǎo)致心臟僵硬且心輸出量減少。心肌纖維化是DCM患者的主要特征，患者心肌間質(zhì)成纖維細胞增生，膠原蛋白沉積且分布異常，若不及時治療可能會形成瘢痕[9]。心肌的纖維化程度與患者預(yù)后密切相關(guān)，若能早期發(fā)現(xiàn)并進行治療，可有機會逆轉(zhuǎn)心肌纖維化的發(fā)生[10]。目前針對DCM的檢查常用的有胸部平片、超聲、MRI、心房鈉尿肽等，其中CMR檢查安全無創(chuàng)，已被公認是分析心肌形態(tài)功能的標(biāo)準(zhǔn)方法，在診斷DCM等心肌疾病中有較大優(yōu)勢，能夠多平面、大視野成像，可全面評估心臟形態(tài)、結(jié)構(gòu)、功能以及心肌組織代謝情況[11]。CMR在觀察DCM患者心臟室壁厚度、房室大小、房室瓣功能以及收縮、舒張情況等方面效果較好，同時采用對比劑增強延遲圖像能夠觀察到心肌強化程度，從而判斷是否存在心肌纖維化[12]。LGE是用于評價心肌纖維化的金標(biāo)準(zhǔn)，但不同的掃描技術(shù)和生理因素如患者閉氣時間等，會影響其定量評估結(jié)果，有可能導(dǎo)致一定的誤差[13]。

segmented-turbo-FLASH-PSIR序列是常規(guī)LGE-CMR檢查中最常用的序列，該序列對k空間節(jié)段進行填充，將多個心動周期的數(shù)據(jù)呈現(xiàn)為一幅圖像，采集一幅圖像患者需屏氣9～15 s，若患者配合良好，掃描左室短軸需要6～7 min，且進行segmented-turbo-FLASH-PSIR序列掃描時，需控制心臟跳動及呼吸產(chǎn)生的運動偽影，故要求患者掃描時應(yīng)保持平靜，且具有竇性心律（心率＜80次/min），從而能夠使采集點在心動周期的舒張期，達到心臟的相對靜止[14]。但在臨床操作中，因心律不齊、屏氣不佳造成的運動偽影非常普遍，難以準(zhǔn)確顯示心肌信號差別，心肌纖維化診斷困難。而single shot true-FISP-PSIR序列經(jīng)反復(fù)施加α脈沖讀出梯度脈沖，并可一次性將k空間相位編碼線填充完全，該序列翻轉(zhuǎn)角小、回波鏈長，掃描速度極快，采集每層圖像所需時間不足0.6 s，掃描整個左室短軸僅需20 s，且可在心律不齊或屏氣不佳情況下獲取相對清晰的圖像[15]。該序列采集速度快，一幅圖像可在一個心動周期的舒張期內(nèi)完成，不會因患者心律不齊或屏氣不佳而產(chǎn)生運動偽影，但若心動周期的舒張期較短，可能出現(xiàn)圖像模糊而無法準(zhǔn)確判斷是否存在強化的情況。本研究結(jié)果顯示，segmentedturbo-FLASH-PSIR組圖像主觀評分低于single shot true-FISP-PSIR組，SNR高于single shot true-FISP-PSIR組，采集單層時間及左室全程所需時間明顯較single shot true-FISP-PSIR組長。single shot true-FISP-PSIR序列為解決心律不齊對圖像造成的影響，以降低SNR為代價，而其低SNR也為診斷帶來一定的影響，故single shot true-FISPPSIR不宜作為LGE-CMR的首選方式，但其對患有心力衰竭等不能耐受長時間檢查的患者而言，是一種較好的替代方法[16]。本研究結(jié)果還顯示，segmented-turbo-FLASHPSIR組有26.84%的圖像節(jié)段無法判斷是否存在心肌瘢痕組織，高于single shot true-FISP-PSIR組的6.11%，證明single shot true-FISP-PSIR序列所采集圖像判別心肌瘢痕組織的效果優(yōu)于segmented-turbo-FLASH-PSIR序列，可能是因為DCM患者大多伴有心力衰竭、心律不齊等癥狀，導(dǎo)致在CMR檢測時，患者心律不齊及屏氣不佳對segmentedturbo-FLASH-PSIR序列診斷結(jié)果影響較為明顯，而single shot true-FISP-PSIR因采集時間較短，所得圖像仍較為理想。

4 結(jié)論

single shot true-FISP-PSIR評價DCM患者心肌纖維化瘢痕的圖像質(zhì)量及延遲強化檢出率均高于segmented-turbo-FLASH-PSIR，且其掃描時間較短，值得在臨床中應(yīng)用。