1.5T全心冠状动脉磁共振成像诊断冠状动脉狭窄的初步研究

张兆琪 戴沁怡 贺毅 北京安贞医院 （北京 100039）

0.引言

MR是冠状动脉无创性检查手段之一。早期采用双斜靶容积定位法进行分段采集，因定位复杂、不易推广。全心冠状动脉MR成像(wholeheart coronary magnetic resonance angiography,WH CMRA)克服了定位复杂的缺点，但其诊断冠状动脉狭窄的准确性国内报道较少〔1〕。笔者结合47例患者资料，评价WH CMRA在诊断冠状动脉狭窄方面的价值和限度。

1.资料与方法

1.1 研究对象：

搜集2009年4月～2010年1月我院47例临床就诊患者的WH CMRA资料，与传统冠状动脉造影(conventional angiography, CAG)进行对照分析。入选标准：（1）临床疑诊冠心病拟行冠状动脉造影者；（2）窦性心律；（3）生命体征平稳。排除标准：（1） MR扫描禁忌（起搏器等置入物、幽闭恐惧）；（2）心律失常；（3）病情危重（不稳定心绞痛、急性心肌梗死）；（4）冠状动脉搭桥术后患者。心率＞75次/min（bpm）者检查前半小时口服美托洛尔12.5～25.0 mg，所有患者均知情同意。42例成功完成者中男30例，女12例，年龄29～78(57±13)岁，WH CMRA与CAG检查的平均间隔时间 (5±2)d，期间未出现突发心血管事件，其中高血压24例（57.1%），高血脂8例（19.0%），糖尿病13例（31.0%），吸烟史13例（31.0%），家族史13例（31.0%），有胸闷、心悸、活动后胸痛等症状38例（90.5%）。

1.2 MR设备和扫描方法：

采用西门子Sonata 1.5 T 超导MR系统，最大梯度 40 mT•m-1，爬升率 200mT•m-1•ms-1，12 通道心脏专用相控阵线圈，胸前导连触发R波心电门控技术。患者取仰卧位，头先进，加以腹带限制过度吸气。WH CMRA扫描前经四腔心电影成像观察右冠状动脉中段运动轨迹，个体化冠状动脉相对静止期。扫描序列为非对比增强、心电门控触发、呼吸导航、T2 预备脉冲并脂肪抑制的3D稳态自由进动序列。扫描参数：TR 3.40 ms ，TE1.71 ms，FA 90°，FOV 237 mm×330 mm，矩阵184×256，空间分辨率1.4 mm×1.4 mm×1.8 mm（插值0.7 mm×0.7 mm×0.9 mm，采用Grappa并行采集，加速因子2）。扫描区域施加局部匀场，3D容积扫描范围自上而下涵盖全部冠状动脉树。呼吸导航条手工放置在右膈顶，采用自动调整呼吸导航模式，导航默认接受范围±2.5 mm。

1.3 WH CMRA图像分析和评价：

（1）冠状动脉分段标准：参照美国心脏协会(American Heart Association,AHA)建议的树状结构模型，将冠状动脉分为右冠状动脉（RCA）、左主干(LM)、左前降支（LAD）和

回旋支（LCX）共4支；9节段划分法为RCA近、中、远段 (RCA1、RCA2、RCA3)， LM，LAD近、中、远段 (LAD1、LAD2、LAD3) 和LCX近、远段 (LCX1、LCX2)。（2）图像质量分级标准：扫描完成后采用CoronaViz 后处理软件(Siemens Corporate Research, Princeton, New Jersey)行冠状动脉MPR重组，对图像质量进行等级评价。共分4级：1级（严重伪影，管壁模糊或不可见，无法评价狭窄程度）；2级（可见冠状动脉走行，边缘中度模糊）；3级（冠状动脉显影清楚，边缘略模糊）和4级（冠状动脉显影清楚，边缘锐利）。2～4级为可评估血管。（3）冠状动脉狭窄诊断标准：以冠状动脉管腔狭窄程度≥50%作为诊断标准，当同一段血管存在多处狭窄时以最重处为准。在未知CAG检查结果的前提下，由2名放射科医师对图像质量和血管狭窄程度分别进行评价，意见不一时由二者协商得出统一结论。分别以血管段、血管支和患者个体为单位，与CAG对照分析。图像质量为1级的血管段结果按阴性纳入血管支或患者个体组，直径＜2 mm的血管段不予评价。

1.4 CAG检查方法和评价：

采用GE专用血管造影机。取股动脉（或桡动脉）入路分别行左、右冠状动脉造影，左冠状动脉常规6个投照体位：头位、右前斜头位、右前斜足位、足位、左前斜足位、左前斜头位；右冠状动脉2～3个体位：左前斜、头位、右前斜头位或右前斜足位。在未知WH CMRA结果的前提下，由2名放射科医师按照相同的冠状动脉分段法和狭窄诊断标准进行评价。

1.5 统计学方法：

采用SPSS for Windows 11.5软件。计量资料用 表示，计数资料用百分数表示；WH CMRA评价血管狭窄的准确性采用四格表χ2检验，分别计算敏感度、特异度、准确度、阳性预测值（PPV）和阴性预测值（NPV）；WH CMRA评价图像质量和有无狭窄的一致性采用Kappa检验，Kappa值>0.75认为两者有良好的一致性。

2.结果

图1. 男，56岁。WH CMRA（左图）显示RCA2狭窄＜50%，后经CAG（右图）证实。

47例患者中42例(89.4%)成功完成WH CMRA及CAG检查（图1），4例因呼吸不稳、1例因发热不适中途退出，所有患者检查后随访均无不良反应。扫描时患者心率44～93 bpm[(67±10) bpm]，38例(90.5%)平均心率＜75 bpm，选用心脏舒张期采集数据39例(平均采集时相605～743 ms)、选用心脏收缩期采集数据3例 (平均采集时相264～382 ms)；呼吸导航采集效率15～55（34±8）%，扫描时间6.9～28.0 min[(13.5±4.6)min]；患者体质指数（BMI）20.1～34.2(26.3±3.0)。CAG（≥ 50%）共 21例（50.0%），其中单支病变12例（28.6%），2支病变6例（14.3%），3支病变3例（7.1%）。

42例患者包括冠状动脉支架术后2例（RCA 1枚/例，LCX 1枚/例），含支架的血管支受磁敏感伪影影响未能进一步评价。 WH CMRA同时显示非对称性肥厚的左室心肌2例，冠状动脉起源异常3例，左心室血栓1例和冠状动脉肌桥1例。肥厚型心肌病和左心室血栓后经超声心动图证实。

42例患者包括可显示的血管158支355段(355/378, 93.9%)，有23段(6.1%)未能评价，原因包括图像质量1级(17段，4.5%)、支架干扰(5段，1.3%)和冠状动脉起源异常(1段：无LM，0.3%)。以血管支数为单位RCA、LM、LAD和LCX的图像质量分别为（3.2±0.7）、（3.2±0.9）、（3.1±1.0）和（2.9±1.0）级；以血管段数为单位可评估血管占各段百分比为RCA1 93.6%、RCA2 90.3%、RCA3 82.3%， LM 91.0%， LAD1 87.3%、LAD2 82.2%、LAD3 68.3% ，LCX1 84.6%和LCX2 72.2%。

以患者数、血管支和血管段为单位，评价WH CMRA诊断冠状动脉狭窄的敏感度、特异度、PPV、NPV和准确度见表1，2。

WH CMRA评价图像质量和有无狭窄的两者一致性检验Kappa值分别为0.79和0.81。

CAG检出冠状动脉狭窄21例，其中16例行支架置入治疗，1例转外科搭桥，2例肥厚型梗阻性心肌病患者经室间隔化学消融术治疗，其余均经药物治疗。此外CAG发现冠状动脉起源异常3例、冠状动脉肌桥2例。

表1. 非对比增强全心冠状动脉MRA诊断冠状动脉狭窄（≥ 50%）的准确性分析

表2. 非对比增强全心冠状动脉MRA评价冠状动脉狭窄(≥ 50%)的准确性

3.讨论

3.1 序列原理：

WH CMRA采用3D稳态自由进动(Steady State Free Procession,SSFP)脉冲序列，即 “亮血序列”，无需注入对比剂即可获得血管图像。但是，它仅反映冠状动脉的自然血流信号而非血管形态变化，对狭窄的判断基于血流信号的下降，表现为管腔狭窄、信号减低或消失，对是否有显著性狭窄(≥50% )仅作出定性诊断而非定量测量。

3.2 图像质量：

是诊断的先决条件，同时受多种因素影响。①心脏搏动。为克服心脏搏动伪影，个体化冠状动脉相对静止期是理想手段。入选期相受心率影响，绝大多数在心脏舒张中期。Kim等〔2〕提出RCA空间运动轨迹最为复杂，相对静止期较其余冠状动脉晚而持续时间短，故多以RCA中段为观察点；另有研究表明美托洛尔能在降低心率的同时延长相对静止期，多数学者建议心率控制在70～75 bpm以内为佳。②呼吸运动 。呼吸导航的应用简化了扫描步骤，但自由呼吸幅度不一致严重影响采集效率，重者致使检查失败。使用腹带能够限制患者过度吸气，提高呼吸导航效率。③BMI。是根据体重和身高求出的数值（kg/m2）。过度肥胖者，脂肪抑制不彻底或不均匀，直接影响冠状动脉的观察。本研究结果显示近心尖处的LAD3图像质量最差，与此相关。④膈肌运动。结果中3主支血管远段显示率均较近中段低，考虑除血管直径因素外，膈肌运动使冠状动脉运动形式更为复杂，在血管远段更易出现伪影。⑤其他。受空间分辨率的限制，临界或者局限病变易导致漏诊；此外，部分容积效应和伴行静脉干扰也是影响因素。为此，Bi〔3〕等提出通过逐层观察原始图像和多角度重建，有助于减少误诊。

3.3 狭窄评价：

图2：男/63岁。 WH CMRA（左图）显示三支病变，弥漫狭窄≥50%，后经CAG（右图）证实。

MR诊断冠状动脉狭窄的准确性各家报道不一。Kim等〔4〕经多中心合作对109例患者检出冠状动脉近中段狭窄的准确度为93%，国内外报道〔1，4，5〕MR 检出冠状动脉狭窄的总体敏感度和特异度介于65%～90%、74%～94%之间，阴性预测值较高，本结果与国内外报道一致。此外，MR对评价LM和多支血管病变具有较高的准确性，本结果中LM未出现假阳性和假阴性，9例多支病变患者MR均检出。

除图像质量影响外，尚有其他因素造成结果的假阳性或假阴性，分析如下：非对比增强WH CMRA仅反映自然血流信号，如果正常血管丧失层流特性、转为湍流或涡流，则造成假阳性，称血流相关伪影〔6〕，本文出现8段，分别位于狭窄以远4段、大血管分叉处2段、粥样硬化扩张处1段和右冠状动脉起源于左窦1段；此外，因斑块成分（脂质池、出血、钙化或血栓）复杂，WH CMRA上斑块可以表现为类似管腔的高信号，易漏诊造成假阴性〔7〕，本文出现1段。

3.4 MR优势：

“亮血序列”无需使用对比剂，适用于碘过敏及肾功能衰竭者； 由Weber等〔8〕提出的WH CMRA，较传统三点定位和双斜靶容积定位法操作简单、无需屏气、涵盖范围广；因钙化导致的CT结果误判，相比之下MR能更准确地反映管腔狭窄程度〔9〕；WH CMRA在显示冠状动脉的同时，还可观察心脏结构（心肌肥厚、心腔内血栓）和起源异常等，并经电影评价心功能。

3.5 影像比较：

①对比增强WH CMRA能够有效避免血流相关伪影，缩短扫描时间并提升信噪比。但图像受增强的静脉干扰，空间分辨率没有显著提高，Qi Yang等〔10〕经62例对照显示其敏感度、特异度和准确度为94.1%、82.1%和88.7%。②3.0T MR因提高场强而提升信噪比。但高场MR对磁场不均匀性更为敏感， SAR (specif i c absorption ratio) 值明显增高，研究显示两者对诊断冠状动脉狭窄的准确性没有显著性差异〔11〕。

3.6 研究限度：

①共4例患者(8.5%)因呼吸因素导致检查失败，应进一步提高呼吸导航效率、扩大其适用范围。②属单中心研究、总样本量不足50例，结果的可靠性有待多中心、大样本的深入研究。③空间分辨率尚未做到各相同性。④未涉及闭塞病变，未能分析闭塞血管的信号特点。

结论：WH CMRA是一项有潜力的无创性检查技术，对检测冠状动脉狭窄具有较高的阴性预测值和中度敏感度。但WH CMRA分辨率较低、扫描时间长、受限因素多，目前不适于临床普及。随着黑血管壁成像、靶向对比剂和硬件设备的研发，MR将成为诊断冠状动脉疾病的重要无创性检查手段。

致谢

感谢西门子公司金利新和Renate Jerecic博士对序列安装和使用方面所做的贡献，感谢美国西北大学李德彪教授对扫描参数提出的宝贵意见。

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