心脏MRI首过灌注与延迟增强对急性心肌梗死的诊断价值*

卢小军，李康，高山，王庆平，徐映

（重庆市人民医院中山院区放射科400013）

心脏MRI首过灌注与延迟增强对急性心肌梗死的诊断价值*

卢小军，李康，高山，王庆平，徐映△

（重庆市人民医院中山院区放射科400013）

目的探讨心脏磁共振成像（MRI）首过灌注与延迟增强在急性心肌梗死（AMI）中的临床应用，评估其对AMI心肌缺血程度判定的价值。方法采用西门子AVANTO（1.5T）MR扫描仪对2013年8月至2015年7月该院收治的25例AMI患者行MR电影成像，接着静脉注入对比剂钆喷酸葡胺（Gd-DTPA）及生理盐水，采用tfl_sr_192_4sl_i-PAT序列行首过灌注扫描。再次团注半剂量Gd-DTPA及生理盐水，等待5～10 min，行TI-scout扫描以确定最佳TI值，最后以序列tfi_psir_single-short_10sl、tfl25_t1_psir_segmented延迟扫描，评价每例患者的梗死部位、梗死心肌质量（IM）、梗死百分比（PSI）、射血分数（EF）、左室功能参数及透壁程度。结果25例患者心肌梗死均显示清晰，梗死灶首过灌注为充盈缺损，延迟为高信号的强化区。其中16例为透壁心肌梗死，9例为非透壁心肌梗死。IM平均为（11.2±7.8）g，PSI平均为（8.9±7.3）%，EF平均为（53.5±16.8）%。结论心脏MRI首过灌注与延迟增强应用于AMI患者，可准确判断心肌缺血程度和范围，对于临床诊治及预后判断具有较高的指导价值。

磁共振成像；心肌梗死；心肌再灌注；延迟增强；心肌缺血

急性心肌梗死（acute myocardial in-farction，AMI）是指由于冠状动脉闭塞时间较长（＞20 min），其供血心肌因严重缺血缺氧而坏死。ST段抬高性心肌梗死心电图（ECG）表现为胸导联大于0.2 mV，肢导联大于0.1mV。近年来，尽管AMI死亡率显著下降，但人们对其危害性了解甚少，没有引起足够重视，不良的饮食、生活习惯使其发病率不断上升，仍然严重威胁着人们的健康和安全［1］。所以，在早期明确心肌梗死的范围和程度并准确评估梗死后心肌活性显得非常重要。虽然发射型计算机断层成像术（ECT）/单光子发射计算机断层成像术（SPECT）是目前评估心肌活性的“金标准”，但由于成像质量欠佳，不能明确梗死的范围和程度，而且放射性核素有害于人体健康，价格昂贵，大多数患者不愿意接受此项检查。随着磁共振成像（MRI）硬件设备和软件研发技术的飞速发展，使采用MRI各种成像技术达到该目的成为现实。本研究通过运用MRI心肌灌注和延迟增强技术对AMI患者进行心脏扫描，并评估其对AMI的诊断价值。

1　资料与方法

1.1一般资料选取2013年8月至2015年7月本院收治的25例资料完整且临床诊断为AMI患者作为研究对象，其中男17例，女8例；年龄43～75岁，平均（52±12）岁。纳入标准：无MRI检查禁忌证，AMI 1周内，无严重心律失常，能全程（1 h左右）很好地配合检查，患者及家属已签署知情同意书。

1.2方法

1.2.1扫描方法采用西门子AVANTO（1.5T）MR扫描仪对25例AMI患者行心脏MRI检查。采取呼吸门控及心电门控技术。先行MR电影成像，采用tf2d22_retro_ multi_sl_iPAT序列，矩阵192×144，TR67.76ms，TE1.31ms，翻转角（FA）80°，层厚8.0 mm，间距0 mm，每次屏气6 s，信噪比（SNR）为1。取与室间隔垂直的短轴位，扫描方向为心底至心尖。心肌灌注成像（MR myocardial perfusion imaging，MRMPI）采用tfl_sr_192_4sl_iPAT序列，TR 165.34 ms，TE 1.22ms，FA12°，层厚8.0 mm，采集60～80个动态，TI为100 ms，一个动态扫描4层（心底、心腰、心尖的短轴和四腔心）。按0.1 mmol/kg体质量、3 mL/s速度静脉注入对比剂Gd-DTPA，以及同速度追加20 mL生理盐水，憋气推注对比剂同时开始扫描。团注后，再次以1 mL/s速度团注半剂量对比剂Gd-DTPA及20mL生理盐水，等待5～10min，先行TI-scout扫描确定最佳TI，保证心肌组织信号压的最低（TI一般为300 ms左右）。再延迟扫描，序列为tfi_psir_single-short_10sl、tfl25_t1_psir_ segmented。先以前一序列一次憋气扫描完整个心脏短轴，再以后一序列逐层扫描完左室短轴（心底到心尖）、二腔心、四腔心位（其间TI值要随心肌抑制程度而增减）。

1.2.2图像评价标准在左室短轴的电影图像上手工逐一勾画出左室壁的内外轮廓，通过计算机辅助软件自动计算左室功能的各项参数，包括射血分数EF，心肌质量IM。在首过灌注像上分析灌注减低或充盈缺损的部位、节段、范围和程度，任何节段的灌注减低或充盈缺损达到1/4以上者均认为是病理性灌注缺损。延迟强化主要在左室短轴上分析，分析内容亦为强化的部位、节段、范围和程度。左室心肌分段标准采取美国心脏学会所制定的左室壁分段标准［2］。心肌强化程度采取5分法［3］：无强化为0分，1/4以下左室壁厚度强化为1分，1/4～＜1/2左室壁厚度强化为2分，1/2～3/4左室壁厚度强化为3分，3/4以上左室壁厚度强化为4分。达4分者即为透壁性心肌梗死。1～3分为非透壁心肌梗死。首过灌注减低或充盈缺损伴延迟强化诊断为心肌梗死，以健侧心肌为正常对照。根据梗死部位分为下壁、间隔壁、前壁、广泛前壁、侧壁和心尖部等。手工逐一勾画出强化区域轮廓，通过计算机辅助软件自动计算出梗死的容积，乘以心肌比重（1.05 g/cm3）即为梗死心肌质量（IM）。再用IM除以左室质量所得百分比即为梗死百分比（PSI）。所有图像均由2名经验丰富的放射科副主任医师进行独立观察评价，以意见一致为判别指标。

2　结果

25例患者均能较好地配合完成整个检查。所有患者首过灌注和延迟强化图像均显示清晰，均可用于诊断。某一节段或多节段灌注减低或充盈缺损均达到1/4以上，符合病理性灌注缺损诊断。首过灌注减低或充盈缺损，对应区域明显延迟强化，符合急性心肌梗死的MR典型表现（图1）。25例中灌注缺损段数平均为5.1±4.2，受累段数平均为3.2±1.9，透壁段数平均为1.9±1.5。其中前壁心肌梗死10例，占40%；间隔壁心肌梗死5例，占20%；二者合并心肌梗死2例，占8%；广泛前壁心肌梗死2例，占8%；下壁心肌梗死3例，占12%；心尖部心肌梗死2例，占8%；侧壁心肌梗死1例，占4%；透壁心肌梗死16例，占64%。强化占左室壁厚度全程的3例，达3/4以上未达全程的13例；非透壁心肌梗死9例，占36%。评分3分者6例，2分者3例。IM平均为（11.2±7.8）g，PSI平均为（8.9±7.3）%，射血分数（EF）平均为（53.5±16.8）%。

图1　AMI患者MR首过灌注与延迟增强的典型表现

3　讨论

当冠状动脉闭塞时间持续大于20 min，心肌细胞膜完整性就被破坏，心肌细胞将发生不可逆损伤，称为心肌梗死。间质型对比剂Gd-DTPA是顺磁性对比剂，能缩短T1弛豫时间，是T1阳性对比剂，即能使其周围组织在T1WI上呈高信号。团注对比剂Gd-DTPA，同时启动反转恢复快速小角度梯度回波（IR-turboFLASH）脉冲序列tfl_sr_192_4sl_iPAT快速扫描，增加了正常心肌与坏死心肌的影像对比［4］。

对比剂进入心肌后，影响心肌信号强度变化的因素包括细胞外间隙、血流量、组织灌注及对比剂的分布状态。正常状态下，Gd-DTPA首次通过会有30%～50%［5］迅速漏出血管床，分布于细胞外间隙，并迅速再分配，出现一个早期峰值，之后浓度迅速降低［6］，此时正常心肌组织的首过灌注略有强化，且较均匀，但缺血心肌组织的首过灌注反而会减低。出现这种情况的原因：一方面，在心肌坏死区，由于微循环受损，其峰值大多延缓出现，正常心肌强化，坏死心肌则无强化，形成鲜明对比；另一方面，最可能的原因是心外膜下冠状动脉出现狭窄或形成阻塞，从而出现梗死区微循环损害或心肌缺血，使对比剂很少甚至不能进入心肌缺血或梗死区，导致心肌梗死区的心肌信号强度低于正常灌注心肌信号强度［7］。可见MR心肌灌注成像是检出潜在性心肌缺血的最直接、最快速方法［8］。心内膜下的心肌灌注缺损也可以通过首过心肌灌注成像得到较好的显示，其是早期心肌缺血的重要征象之一［9］。心肌灌注成像目前已经是临床应用的热点，其不仅是肉眼评判的定性诊断方式，通过后处理得出灌注曲线，对图像进行半定量评价，不仅可以评定心肌活性，还可以评估微血管阻塞情况［10］。

在延迟扫描时，对比剂在坏死心肌处会进入细胞内或停留在心肌细胞间，对比剂浓度较其周围组织高，峰值下降延迟，T1WI上显示高信号，表现为延迟强化。采用T1WI快速小角度梯度回波（turbo FLASH），二维重建相位敏感反转恢复（PSIR）磁矩预准备脉冲序列技术，由于使用了K-空间编码的反转恢复饱和脉冲，从而提高了时间和空间的分辨率，并扩大覆盖范围，以增加影像的对比度［11］。一般来讲，对比剂注入后将在5 min内被存活心肌快速排空，而在坏死心肌中将停留一段时间，表现为高信号。由此可以很好地区分坏死心肌与存活心肌。这也是首过扫描结束、团注半剂量对比剂后5～10 min启动延迟扫描的缘故。另外，有相关研究表明，用Turbo-FLASH行延迟扫描，若TI值不固定，扫描测得的梗死容积大小与成像时间、剂量大小无关［12］；相反，固定TI值则显著相关。为了避免TI及对比剂剂量对评估梗死面积大小的影响，本研究采用随时调整TI值的方法以达到最佳对比。

对于AMI患者，细胞及细胞周围组织发生水肿，细胞膜完整性将被破坏，造成毛细血管的通透性增高，从而增大了对比剂Gd-DTPA的有效分布容积，在毛细血管和组织周围的水分子运动就会更自由，这样梗死区心肌的T1效应得以增强，其结果表现为梗死区信号异常增高［13］。本研究中，25例均系AMI患者，临床治疗还未来得及改善心肌坏死区的微循环状态，破坏的细胞膜未能得以修复，所以首过灌注表现为不同程度的减低或充盈缺损，对应区域明显延迟强化。与以上分析完全一致。

心肌坏死首先发生于心内膜下，进而向心外膜及四周扩散，最后发展为透壁性心肌梗死；冠脉狭窄或阻塞后，有侧支循环优先供应心外膜下心肌，使坏死局限于心内膜下，形成心内膜下或非透壁性心肌梗死，心外膜下和梗死周边区为可逆损伤，属于存活心肌。有研究表明，在AMI中延迟强化程度愈高，其透壁程度也相应增加，心功能恢复的可能性则愈小［14-15］。本研究中16例透壁心肌梗死首过均有不同程度的充盈缺损，延迟明显强化，经临床治疗一段时间后心功能恢复较差，相反，9例非透壁心肌梗死患者，经过一段时间的积极治疗，心功能恢复良好，与上述文献报道相吻合。

心脏MRI首过灌注与延迟增强应用于AMI患者，既安全又可准确判断心肌缺血程度和范围。但其也有局限性，包括图像SNR、时间分辨率较低，在采集过程中需要多次高质量屏气，患者配合较困难等。随着心脏MRI软硬件的进一步发展和完善，图像SNR会更高，采集速度也会大幅提高，并结合如小剂量多巴酚丁胺心肌负荷试验等技术，在未来可以大大提高其评估AMI后心肌活性的准确性［16］。另外，随着对比剂科学研究的深入，将突破目前MR对比剂的局限性，心脏MRI首过灌注与延迟增强会更具组织特异性和高度精准性［17］，对于心脏病变的临床诊断、治疗及预后判断具有较高的指导价值。

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Diagnostic value of MRI first-pass perfusion and delayed enhancement in acute myocardial infarction*

Lu Xiaojun，Li Kang，GaoShan，WangQingping，XuYing△（DepartmentofRadiology，ZhongshanBranchHospitalofChongqingMunicipalPeople′s Hospital 400013，China）

ObjectiveTo investigate the clinical application of cardiac MRI first-pass perfusion and delayed enhance ment in acute myocardial infarction（AMI）and to assess its value in judging AMI myocardial ischemia degree.MethodsThe Siemens AVANTO（1.5 T）MR scanner was adopted to conduct the MRI film imaging in 25 cases of AMI in our hospital from August 2013 to July 2015，then the contrast agent Gd-diethylenetriamine pentaacetic acid（Gd-DTPA）and normal saline were intravenously injected，tfl_sr_192_4sl_iPAT sequence was adopted to conduct the first-pass perfusion scan.Bolus injection of half dose of Gd-DTPA and normal saline were performed again，waiting for 5-10 min，the TI-scout scan was conducted to determine the best value of TI，and finally the delay scan was performed by the sequence tfi_psir_single-short_10sl，tfl25_t1_psir_segment ed.The infarction position，quality of infarction myocardium（IM），infarct percentage（PSI），left ventricular function parameters and through wall degree were evaluated in each case.ResultsThe myocardial infarction in 25 cases was clearly displayed.The first-pass perfusion of infarction lesion was filling defect，delay was the strengthening area of high signal.Among them，16 cases were through wall myocardial infarction and 9 cases were non-through wall myocardial infarction.IM averaged（11.2±7.8）g，PSI averaged（8.9±7.3）%，the average ejection fraction was（53.5±16.8）%.ConclusionApplying MRI first-pass perfusion and delayed enhancement in AMI patients can accurately judge the degree and range of myocardial ischemia and has higher guidance value for its clinical treatment and prognosis judgment.

Magnetic resonance imaging；Myocardial infarction；Myocardial reperfusion；Delayed enhancement；Myocardial ischemia

10.3969/j.issn.1009-5519.2016.09.009

A

1009-5519（2016）09-1305-03

重庆市科委基础与前沿研究计划项目（cstc2014jcyjA10120）；重庆市卫计委医学科研计划项目（2012-2-187、20142089）。

卢小军（1976-），主管技师，主要从事CT和MRI技术应用和研究工作。

△，E-mail：xuyinghome@163.com。

（2016-03-13）