顧曉紅 孫愛敏 鐘玉敏 王 謙 潘慧紅 朱 銘

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雙時(shí)相3D SSFP對(duì)比增強(qiáng)MRA在評(píng)估先天性心臟病大血管直徑中的應(yīng)用價(jià)值

顧曉紅 孫愛敏 鐘玉敏 王 謙 潘慧紅 朱 銘

【摘要】目的： 對(duì)比雙時(shí)相三維穩(wěn)態(tài)進(jìn)動(dòng)快速成像序列（3D SSFP）和4D鎖孔技術(shù)高時(shí)間分辨率血管成像（4D time-resolved MR angiography with keyhole，4D TRAK）在先天心臟病大血管直徑測(cè)量中的應(yīng)用價(jià)值。方法： 30例小兒先天性心臟病患者（平均2.12±1.44歲）進(jìn)行雙時(shí)相3D SSFP成像，包括收縮末期和舒張中晚期，以及4D TRAK成像，然后將三者主動(dòng)脈及肺動(dòng)脈及其分支直徑測(cè)量值進(jìn)行比較。 結(jié)果： 3D SSFP收縮期末、舒張中期及4D TRAK測(cè)得的升主動(dòng)脈、左右肺動(dòng)脈直徑（長(zhǎng)、短徑平均值），三者之間比較有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P ＜0.05），三者測(cè)得的肺總動(dòng)脈直徑比較無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P ＞ 0.05），但3D SSFP收縮期主動(dòng)脈、肺總動(dòng)脈及其分支直徑最大，明顯大于舒張期，兩者比較有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，4D TRAK介于兩者之間，但與前兩者比較均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P ＞ 0.05）。3D SSFP收縮期升主動(dòng)脈及左右肺動(dòng)脈的長(zhǎng)、短徑比值和舒張期比較無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P ＞ 0.05），肺總動(dòng)脈收縮期的長(zhǎng)、短徑比值（1.26±0.17cm）和舒張期（1.19±0.16cm）比較有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P ＜0.05）。結(jié)論： 雙時(shí)相3D SSFP血管成像充分地利用收縮期和舒張期不同時(shí)相的成像優(yōu)勢(shì)，反映大動(dòng)脈在一個(gè)心動(dòng)周期不同時(shí)相血管直徑以及形態(tài)的變化，可為手術(shù)或介入治療方案選擇提供更全面的信息。

【關(guān)鍵詞】磁共振血管成像； 先天性心臟??；血管測(cè)量

在先天性心臟?。ㄏ刃牟。┲?，血管形態(tài)及直徑傳統(tǒng)均以造影增強(qiáng)的磁共振血管造影（contrast enhanced MRA，CE-MRA）的圖像進(jìn)行評(píng)估［1］，但小兒先心病患兒由于大多不能控制呼吸，CE-MRA的成像易受到心臟搏動(dòng)及呼吸運(yùn)動(dòng)影的雙重影響，血管邊界模糊欠清晰，而且無法選擇心動(dòng)周期中的時(shí)相，影響血管測(cè)量的準(zhǔn)確性及重復(fù)性。近年來，運(yùn)用呼吸導(dǎo)航及心電門控的單一時(shí)相甚至雙時(shí)相3D SSFP （three dimensional steady state free precession，3D SSFP）在先天性心臟病解剖畸形顯示方面的應(yīng)用逐步成熟［2-5］。本文探討雙時(shí)相3D SSFP 對(duì)比增強(qiáng)MRA在胸部血管測(cè)量中的應(yīng)用價(jià)值及其評(píng)估大血管直徑的準(zhǔn)確性。

方 法

1.一般資料

回顧分析2015年1月-2015年6月30例小兒先天性心臟病的MRI檢查，其中室間隔缺損例23例，法樂四聯(lián)征例2例，主動(dòng)脈瓣狹窄2例，糾正性大血管錯(cuò)位1例，完全性大血管錯(cuò)位術(shù)后2例。男性14例，女性16例；年齡4個(gè)月～5歲，平均（2.12±1.44）歲?；純盒穆蕿?3～120次/min（平均103次/ min）。MRI檢查包括4D鎖孔技術(shù)高時(shí)間分辨率血管成像（4D time-resolved MR angiography with keyhole，4D TRAK）和3D雙時(shí)相 SSFP成像，按圖像質(zhì)量5分評(píng)分原則（0-4分）［6］。只有4D TRAK和3D 雙時(shí)相 SSFP成像圖像質(zhì)量均≥2分的列入本研究中。

2.MRI檢查

磁共振掃描儀為Philips 1.5T Achieva。5通道心臟線圈和2通道兒童體部線圈。不能配合患兒均給予10%水合氯醛0.4ml/kg口服或苯巴比妥5mg/kg肌注鎮(zhèn)靜。

2.1 CE-MRA序列：CE-MRA采用4D TRAK成像。4D TRAK掃描參數(shù)：視野（26～30） cm×（15～21） cm，體素（1.2～1.4）×（1.2～1.4）mm×（0.70～0.95）mm3，冠狀位成像，覆蓋心臟及周圍大血管。4D TRAK設(shè)置keyhole： 50%，8次動(dòng)態(tài)掃描。對(duì)比劑采用馬根維顯或歐乃影，劑量0.1～0.2 mmol/kg，注射速率 0.5～1.0ml/s，注射造影劑后10秒后掃描。注射對(duì)比劑后即刻注射5～10 ml生理鹽水。

2.2 3D 雙時(shí)相SSFP序列：4D TRAK完成后即刻進(jìn)行3D雙時(shí)相SSFP成像，采集框?yàn)楣跔钗唬采w心臟及周圍大血管。自由呼吸，運(yùn)用前瞻性心電門控和膈肌導(dǎo)航技術(shù)，在呼吸末，同一序列同時(shí)采集心臟收縮末期和舒張中晚期圖像。掃描參數(shù)：TR：4.6ms，TE： 2.3ms，反轉(zhuǎn)角90°，視野（26～30）cm×（15～21）cm，體素：（1.2～1.5）mm×1.2～1.5）mm×（0.65～0.85）mm。Sense因子：1.8，T2 預(yù)脈沖：35ms，采集窗寬40～65ms，1次激勵(lì)，圖像采集時(shí)間：128s～165s。膈肌導(dǎo)航窗寬為3～5mm。導(dǎo)航效率：35%～65%。心電圖觸發(fā)延遲時(shí)間和圖像采集窗寬通過高時(shí)間分辨率（80 幅/心動(dòng)周期）、2D SSFP （B-TFE）電影序列的四腔心獲得［5］。

2.3 血管直徑測(cè)量方法：在工作站利用最大密度投影（maximal intensity projection，MIP）技術(shù)等對(duì)4D TRAK、3D SSFP收縮期和舒張期圖像分別進(jìn)行圖像重建。分別測(cè)量3D SSFP收縮期和舒張期、4D TRAK的大血管橫斷位的長(zhǎng)徑和垂直短徑，包括升主動(dòng)脈（右肺動(dòng)脈水平）（圖1）、肺動(dòng)脈總干（分叉前）（圖2）、左右肺動(dòng)脈起始部。

3. 統(tǒng)計(jì)學(xué)處理

圖1 升主動(dòng)脈長(zhǎng)、短徑測(cè)量的橫斷位圖像獲得方法。A.升主動(dòng)脈長(zhǎng)軸位MIP圖，在右肺動(dòng)脈水平垂直于升主動(dòng)脈（黑線）獲得升主動(dòng)脈橫斷面圖像測(cè)量長(zhǎng)短徑。B. 3D 雙時(shí)相SSFP收縮期主動(dòng)脈（AO）橫斷位圖像；C .3D 雙時(shí)相SSFP舒張期圖像；D. 4D TRAK圖像。

表1 胸腔大動(dòng)脈長(zhǎng)徑和短徑平均值3D SSFP收縮末、舒張期及4D TRAK測(cè)量方法比較

表2 胸腔大動(dòng)脈長(zhǎng)、短徑平均值3D SSFP收縮末、舒張期及4D TRAK測(cè)量方法One-Way Anova組內(nèi)比較

圖2 肺總動(dòng)脈長(zhǎng)、短徑測(cè)量的橫斷位圖像獲得方法。A.肺總動(dòng)脈長(zhǎng)軸位MIP圖，在肺總動(dòng)脈分叉前垂直于肺動(dòng)脈（黑線）獲得肺動(dòng)脈橫斷面圖像測(cè)量長(zhǎng)短徑。B. 3D雙時(shí)相SSFP收縮期肺動(dòng)脈（PA）橫斷位圖像；C. 3D雙時(shí)相SSFP舒張期圖像；D. 4D TRAK圖像。PA=肺動(dòng)脈，LV=左心室。

表3 胸腔大血管3D SSFP收縮末、舒張期的長(zhǎng)、短徑比值比較

結(jié) 果

3D SSFP收縮末期、舒張中晚期及4D TRAK三者所測(cè)得的升主動(dòng)脈、左肺動(dòng)脈、右肺動(dòng)脈的橫斷面長(zhǎng)徑和短徑的平均值，三者比較有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，三者測(cè)得的肺總動(dòng)脈直徑比較無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P ＞0.05）（表1），但上述大動(dòng)脈3D SSFP收縮末期直徑均最大，舒張期最小，兩者之間比較有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P ＜0.05），4D TRAK測(cè)量值則介于兩者之間，但與兩者比較均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P ＞ 0.05）（表2）。

升主動(dòng)脈、肺總動(dòng)脈、左肺動(dòng)脈及右肺動(dòng)脈的3D SSFP收縮末期長(zhǎng)、短徑比值和舒張中晚期比較見（表3）。升主動(dòng)脈的長(zhǎng)、短徑比值收縮期（1.09±0.06cm）和舒張期（1.08±0.05cm），形態(tài)更接近圓形，兩者比較無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。肺總動(dòng)脈的長(zhǎng)、短徑比值收縮期（1.26±0.17cm）和舒張期（1.19±0.16cm），形態(tài)近橢圓形，且收縮期和舒張期比較有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P ＜0.05）。左右肺動(dòng)脈無論收縮期還是舒張期形態(tài)均近似橢圓形，收縮期和舒張期比較無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P ＞ 0.05）。

討 論

1. 傳統(tǒng)MRI血管直徑評(píng)估方法優(yōu)缺點(diǎn)

隨著MRI技術(shù)發(fā)展，心臟大血管MRA成像及測(cè)量方式也呈多樣化發(fā)展，目前傳統(tǒng)方法有相位對(duì)比MRA（phase-contrast MR， PC MR）、電影序列（2D cine）， CE-MRA等［7-8］，傳統(tǒng)的PC MR、2D cine成像血管邊界清晰，可反映血管一個(gè)心動(dòng)周期任意時(shí)相的直徑變化，但圖像采集依賴操作者，且不可進(jìn)行回顧性重建。CE-MRA可以進(jìn)行回顧性后重建，測(cè)量任一感興趣血管的橫斷大小，曾為測(cè)量血管的金標(biāo)準(zhǔn)，但圖像易受到呼吸及心跳運(yùn)動(dòng)偽影雙重影響，尤其在無法控制呼吸的小兒先天性心臟病患兒。4D TRAK雖然時(shí)間分辨率提高，每一時(shí)相采集時(shí)間明顯縮短，一定程度減少心臟及呼吸運(yùn)動(dòng)偽影影響，但運(yùn)動(dòng)偽影影響仍舊存在，影響血管邊界清晰度，尤其主動(dòng)脈根部，從而影響血管測(cè)量的精確性及重復(fù)性。

2. 3D SSFP 血管成像特點(diǎn)

3D SSFP血管成像，無需對(duì)比劑，通過運(yùn)用心電觸發(fā)及膈肌導(dǎo)航，患兒無需控制呼吸，有效減少心臟運(yùn)動(dòng)及呼吸運(yùn)動(dòng)偽影，無論心內(nèi)及心外大血管結(jié)構(gòu)均可清晰顯示，血管邊界清晰，在先天性心臟病解剖畸形的診斷中應(yīng)用越來越廣泛，也作為一種新的血管測(cè)量方式應(yīng)用于心臟大血管的成像及血管直徑評(píng)估中，重復(fù)性好［8-9］，尤其適用于腎功能不全的病人，避免磁共振對(duì)比劑引起的腎源性纖維化［10］。由于無需對(duì)比劑，適于患者隨訪，可反復(fù)進(jìn)行血管直徑的評(píng)估，是先心病術(shù)前或術(shù)后很好的隨訪手段，可作為CEMRA成像很好的替代序列［11］。目前3D SSFP多為單一時(shí)相成像。成人無論是冠狀動(dòng)脈成像還是全心成像，由于心率一般低于75次/min，所以多選擇舒張中晚期成像，無論心內(nèi)還是心外大血管均是舒張期成像質(zhì)量高。

3. 3D 雙時(shí)相SSFP 評(píng)估血管特點(diǎn)及其與4D TRAK對(duì)比

目前造影增強(qiáng)MRA，無論傳統(tǒng)CE-MRA還是4D TRAK，成像都無法進(jìn)行時(shí)相選擇，所以成像在時(shí)相上有很大隨機(jī)性，可以為收縮期，也可以是舒張期，或者介于兩者之間，不利于以后隨訪保持一致性。而目前廣泛應(yīng)用的3D SSFP血管成像無論是應(yīng)用于成人冠狀動(dòng)脈成像還是先心病成像均為單一時(shí)相成像，如主動(dòng)脈及肺動(dòng)脈成像，無論快心率還是慢心率，往往選擇舒張期，因成像質(zhì)量舒張期高于收縮期［5］。但一個(gè)心動(dòng)周期中，動(dòng)脈直徑最大值在收縮期，最小值則在舒張期，本組中可以看出收縮期主動(dòng)脈、肺總動(dòng)脈及其分支直徑收縮期均明顯大于舒張期。如果選擇舒張中晚期圖像進(jìn)行血管測(cè)量評(píng)估，圖像質(zhì)量舒張期雖優(yōu)于收縮期，但測(cè)量值會(huì)低估血管的直徑，不利于外科手術(shù)或介入治療方案的正確選擇，如血管支架大小的選擇、外管道大小的選擇等。雙時(shí)相3D SSFP血管成像是在基本不增加掃描時(shí)間的前提下，在一個(gè)心動(dòng)周期同時(shí)采集收縮期及舒張期的數(shù)據(jù)，所以可同時(shí)提供血管直徑的最大值及最小值、血管直徑在心動(dòng)周期的變化等信息，對(duì)于一些臨床治療方案的選擇，如狹窄血管支架等的選擇，可提供更全面準(zhǔn)確的指導(dǎo)數(shù)據(jù)，從而提高手術(shù)成功率。本組中雙時(shí)相3D SSFP收縮期與舒張期大血管直徑的測(cè)量值與造影增強(qiáng)MRA進(jìn)行比較，顯示3D SSFP收縮末期直徑最大，舒張期最小，4D TRAK測(cè)量的數(shù)值介于收縮期與舒張期之間，更接近于收縮期，但與兩者比較無顯著差異，雙時(shí)相3D SSFP可以作為可靠的測(cè)量血管的方法應(yīng)用于血管測(cè)量中。

4. 3D 雙時(shí)相SSFP反映心動(dòng)周期血管形態(tài)的變化

主動(dòng)脈、肺動(dòng)脈及其分支形態(tài)并不均為圓形，雙時(shí)相3D SSFP成像顯示升主動(dòng)脈橫斷位為圓形，收縮期和舒張期比較一致；而肺總動(dòng)脈及其分支形態(tài)呈橢圓形，且肺總動(dòng)脈收縮期和舒張期形態(tài)變化較大，長(zhǎng)、短徑比值收縮期和舒張期有明顯差異，故單一方向直徑測(cè)量不足以準(zhǔn)確反映血管形態(tài)及真實(shí)大小，所以進(jìn)行血管評(píng)估時(shí)應(yīng)同時(shí)測(cè)量血管截面的長(zhǎng)徑與短徑，尤其是形態(tài)不是圓形的一些血管。雙時(shí)相3D SSFP 在不增加掃描時(shí)間的前提下，較單一時(shí)相提供更多血管不同時(shí)相的形態(tài)變化。

雙時(shí)相3D SSFP通過測(cè)量血管在收縮期及舒張期的直徑和形態(tài)變化，更全面反映大動(dòng)脈在心動(dòng)周期的變化，可為一些外科或介入治療方案的選擇提供較全面的信息， 對(duì)造影增強(qiáng)MRA是很好的補(bǔ)充，甚至可以取代其在先心病術(shù)前及術(shù)后隨訪中的應(yīng)用來評(píng)估血管直徑的變化。但3D SSFP易受血流形式變化的影響，如部分狹窄血管，收縮期成像易造成信號(hào)丟失，影響?yīng)M窄部位顯示，此時(shí)只能選擇舒張期或CE-MRA、4D TRAK進(jìn)行血管評(píng)估。

參 考 文 獻(xiàn)

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Department of Radiology，Shanghai Children's Medical Center， Shanghai Jiaotong University School of Medicine

Address： No 1678 Dongfang Rd， Shanghai 200127， P.R.C

Address Corresponding to SUN Ai-min（E-mail： aiminsun217@yahoo.ca）

中圖分類號(hào)：R814.42

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

文章編號(hào)：1006-5741（2016）-03-0254-06

收稿時(shí)間：（2015.09.17 ；修回時(shí)間：2016.01.07）

作者單位：上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬上海兒童醫(yī)學(xué)中心放射科

通信地址：上海東方路1678號(hào) ，上海 200127

通信作者：孫愛敏（電子信箱：aiminsun217@yahoo.ca）

Comparison of Three Dimensional Dual-phase Steady State Free Precession Imaging Technique and Contrast Enhanced MRA in Measuring Great Artery Dimensions of Congenital Heart Disease

GU Xiao-hong，SUN Ai-min， ZHONG Yu-min， WANG Qian， PAN Hui-Hong， ZHU Min

【Abstract】Purpose： To evaluate the value of three dimensional dual phase steady state free precession （ dual-phase 3D SSFP） sequence in measuring great artery dimensions of congenital heart disease （CHD） ， and compared with 4D time-resolved MR angiography with keyhole （4D TRAK）. Methods： Thirty patients with CHD （mean age， 2.12±1.44 years） were included. Cross-sectional diameters were measured at ascending aorta （AO）， main pulmonary （MPA） and branch pulmonary arteries （BPAs） by using 3D dual phase SSFP and 4D TRAK. Results： Cross-sectional diameters of AO and BPAs measured by dual phase SSFP in systole， diastole phase and 4D TRAK were shown with statistical signifcant differences （P ＜0.05）. But no statistical signifcant difference was found on MPA diameter measurements. All great artery cross-sectional measurements were signifcantly larger in systole phase than that in diastole phase （P ＜0.05）， which was the largest for 3D SSFP in systole phase， followed by 4D TRAK， and the smallest for 3D SSFPin diastole phase. Both cross-sectional diameters of all great arteries measured by 3D SSFP in systole and diastole phase were shown with no statistical signifcant difference with 4D TRAK （P ＞ 0.05）. The ratio of the longest and the shortest diameter of AO and BPAs were shown with no statistical signifcant difference between that measured by 3D SSFP in systole phase and diastole phase （P＞ 0.05）， but there were statistical signifcant differences on MPA measurement （P ＜0.05）. Conclusion： 3D dual-phase SSFP can make full use of advantages of imaging in systole and diastole phase， and give us direct impression on the changes of great arteries in shape and diameter during cardiac circle， which can provide more accurate information for further surgical or interventional treatment.

【Key words】Magnetic resonance angiography； Congenital heart disease；