双时相3D SSFP成像技术在先天性心脏病大血管中的诊断价值分析

河南省新乡市中心医院超声科二(河南 新乡 453000)

杨丹丹 李建玲 韩 华

先天性心脏病(Congenital Heart Disease，CHD)是指胚胎发育时期心脏及大血管形成障碍或发育障碍所致心脏畸形[1]。据流行病学统计，我国每年约有15万新生儿出现CHD，1/3新生儿因未接受及时合理治疗而死亡，死亡率最高的四种CHD类型依次为大动脉转位、房间隔缺损、动脉导管未闭、肺动脉瓣狭窄[2]，故提高CHD大血管畸形的检出率至关重要。目前，临床对CHD的诊断多依赖影像学检查，超声和CT是CHD最常用的检查手段，磁共振(MR)因对心外大血管结构异常的显示具有较大的优势在CHD的诊断中越来越广泛[2-3]。传统的MR检查对操作者技术及受检者配合度要求较高，而部分CHD患者屏气效果差扫描的图像质量不能满足诊断要求，增强磁共振血管成像(CE-MRA)虽需要受检者注射造影剂，肾功能不全的患者不宜使用[3]。非对比剂增强血管成像技术的发展为CHD的诊断带来了新的希望，其中双时相三维稳态进动快速成像序列(3D SSFP)因无需对比剂，简单无创，成本低在先心病的诊断中运用越来越广泛[4]，本次研究对CHD患者3D SSFP及CE-MRA两种扫描图像进行分析，旨在探讨3D SSFP在CHD大血管中的诊断价值，为临床CHD诊治提供可靠的影像依据，具体如下。

1 资料与方法

1.1 一般资料 研究对象为我院近两年(2015年12月～2017年12月)收治的经超声诊断为CHD的53例患者，年龄为3d～50岁，平均(7.21±1.26)岁；男女比例为31/22；心率82～129次/分，平均(107.21±6.98)次/分；术前患者34例，术后患者22例；主动脉狭窄5例、大动脉转位3例、房间隔缺损8例、室间隔缺损5例、动脉导管未闭4例、肺动脉瓣狭窄5例、室发育不良3例、左室发育不良4例、右室双出口3例、主动脉弓中断2例、完全型肺静脉异位引流3例、肺动脉闭锁2例，部分患者有合并畸形。纳入标准：①均进行过心脏超声及心电图检查；②配合度高，耐受造影剂；③无脑、肝、肾及其严重器质性疾病；④患者或其家属签订同意书，并经我院伦理会审核。排除标准：①体内有金属植入或幽闭恐惧症；②合并肝、肾等严重脏器功能不全；③有精神障碍不能配合检查；④恶性肿瘤疾病；⑤伴有其他影响检测结果的心脏疾病；⑥扫描图像不佳影响诊断；⑦妊娠其小于3个月的孕妇。

1.2 检查方法 所有被检者均采用Siemens Avanto 1.5 T MR扫描仪，体部相控阵表面线圈(成人采用5通道，儿童采用2通道)及前瞻性心电门控技术。嘱被检者于扫描前静息20min以上，平卧于扫描床上，对于不能配合的新生儿，睡熟后或口服10%水合氯醛(青岛宇龙海藻有限公司，国药准字H37022673)镇静后开始检查。

3D SSFP检查：受检者取仰卧位，头先进，扫描范围为上至胸廓入口，下至膈肌下方，前至心尖，后至胸壁，先扫描轴位、冠状位、矢状位定位像，再运用前瞻性心电门控技术和呼吸导航技术，采用同一序列采集患者呼吸末及舒张中晚期的图像，患者全程保持平静呼吸。扫描参数：TR 4.6ms，TE2.3ms，翻转角90°，扫描野(FOV)为(220～300)mm×(150～220)mm，体素(1.2～1.5)mm×(0.65～0.85)mm，层厚0.9～1.25mm，层数112～192，矩阵173×256；持续时间50～200ms，采集时间348s～1620s。

CE-MRA检查：造影剂采用钆喷酸葡甲胺注射液(Gd-DTPA)(上海旭东海普药业有限公司，国药准字H19991127，规格：15mL:7.04g)，扫描前半小时做对比剂过敏试验并训练病人屏气。采用高压注射器以1.5～3.0mL/s速率注射Gd-DTPA，注射完立即做增强扫描，扫描序列采用4D锁孔技术高时间分辨率血管成像(4D TRAK)，扫描范围同上，设置Keyhole：50%，8次动态扫描。扫描参数：FOV(280～330)mm×(160～250)mm，体素(1.2～1.4)mm×(1.3～1.5)mm。

按照相关操作规范进行扫描，扫描过程密切关注被检者有无不适，结束后检查图像，确认无误，释放受检者。

1.3 图像分析 图像处理：将扫描数据传至工作站，由两名工作经验丰富的影像科医生对两组受试者心脏3D SSFP扫描图像进行重建。

图像质量评分[4]：对先心病患者两种检查获得的心脏轴位图像按5分原则(如表1)分别进行质量评分。

大血管直径测量：3D SSFP检查，在重建图像上分别测量先心病患者收缩期舒张期大血管直径；CE-MRA检查，在重建图像上测量先心病患者大血管直径，包括主动脉、肺总动脉、左肺动脉、右肺动脉、下腔静脉。

表1 图像质量评分原则

表2 3D SSFP及CE-MRA图像质量评分比较（

表2 3D SSFP及CE-MRA图像质量评分比较（

检查方法 例数 主动脉 肺总动脉 左肺动脉 右肺动脉 下腔静脉3D SSFP 53 4.71±0.38 4.46±0.59 4.72±0.51 4.68±0.47 4.72±0.54 CE-MRA 53 4.63±0.52 4.44±0.71 4.59±0.67 4.57±0.64 4.61±0.62 χ2 0.90 0.16 1.12 1.01 0.97 P 0.37 0.88 0.26 0.32 0.33

表3 3D SSFP检查在收缩期、舒张期及CE-MRA测得的先心病患者大血管长径和短径的平均值（mm）比较

图1-4 先天性心脏病3D SSFP及CE-MRA图像。图1及图2为主动脉骑跨图像，图1 3D SSFP成像，质量评分4分，图2 CE-MRA成像，质量评分3分；图3为正常肺动脉3D SSFP图像质量评分5分，；图4为肺动脉干及右肺动脉增粗3D SSFP图像，质量评分5分。

2 结 果

2.1 3D SSFP及CE-MRA图像质量评分比较 两种检查获得的先心病组患者大血管图像质量评分均≥3，满足临床诊断，图像质量无显著差异(P＞0.05)，见表2。

2.2 3D SSFP及CE-MRA测得先心病患者大血管直径比较 3D SSFP收缩期、舒张期及CE-MRA测得的主动脉、左肺动脉、右肺动脉直径差异显著(P＜0.05)，肺总动脉及下腔静脉直径无显著差异(P＞0.05)，3D SSFP收缩期测得的主动脉、肺总动脉、右肺动脉直径显著大于舒张期(P＜0.05)，左肺动脉及下腔静脉直径与舒张期无显著差异(P＞0.05)，见表3。

3 讨 论

近年来随着医疗水平迅猛发展，先天性心脏病的治疗水平也随之快速提高，患者可选择手术校正心脏畸形，使心功能明显改善以维持正常生活，部分患者可基本治愈[1]。先心病的诊断主要依靠影像学检查，常用的心脏影像学检查主要有数字减影血管造影(DSA)、B超、CT血管造影(CTA)、磁共振成像(MRI)等。DSA为先心病诊断的“金标准”，可清晰显示小血管病变，但是因检查具有创伤性，逐渐被B超、CTA及MRI等检查取代，MRI检查近年来发展迅速，对心脏内部结构及大血管显示清晰，且无创、无辐射，在临床应用日益广泛[5]。

传统MRI检查对先心病的诊断主要采用稳态自由进动序列(SSFP)及CE-MRA，前者主要显示心脏内部解剖结构、血流方向、心功能测量等，后者主要观察心外大血管结构[6]。当然，传统MRI检查也有一些缺陷，检查时需要患者配合憋气，且检查时间较长，一些新生儿及心功能严重受损的患者不能屏气或屏气效果差都会影响扫描图像质量，为诊断带来一定的困难[6]。CE-MRA检查需要注射对比剂，观察大血管时需要双倍对比剂，对于患者肾功能具有一些损伤作用，部分肾功能严重障碍的病人无法进行此项检查[7]，3D SSFP技术的出现弥补了传统MRI检查的一些不足。

3D SSFP成像序列采用新电门控技术结合呼吸导航技术，操作技术简单，扫描时间短，不需要注射对比剂，患者不需要重复憋气，对操作者及受检者的要求不高，新生儿及心脏功能严重不全或者肾功能障碍的病人均可以接受检查。有学者认为3D SSFP序列对心内结构的显示价值可超过传统MRI平扫，对心外结构的显示与CE-MRA检查大致相同，对部分大血管连接异常的显示与CTA相差不大[8]。本次实验中先心病患者3D SSFP扫描图像质量与CE-MRA扫描图像质量相差不大，符合上述结论。心脏大血管的测量方法有许多，CE-MRA因可以对图像进行回顾性重建来测量任意血管直径而曾被当作大血管直径测量的“金标准”，但是无法配合屏气的患者伪影较重在一定程度上影响诊断[8]，其中新的成像序列4D TRAK虽然提高了时间分辨率，减少了部分伪影但未能真正消除呼吸及心脏运动产生的伪影[9]，从而影响大血管直径的测量及病变的诊断。3D SSFP血管成像无需控制患者的呼吸并能有效减少心脏运动的伪影，对心内及心外结构显示效果均较好，且操作检查可重复多次测量，可用于先心病患者术前及术后大血管直径的评估。

目前CE-MRA检查中所有序列均无法进行时相选择，成像时相的随机性很大，可处于心动周期的任意时期，不利于患者复查。常规的3D SSFP检查通常采用单时相成像，选取舒张期成像，因不少研究发现舒张期图像质量高于收缩期[10]。舒张期成像更利于疾病的诊断，但是不利于大血管直径的测量，在本次研究中，收缩期大血管直径大于舒张期，且双时相3D SSFP与CE-MRA测得大血管直径差异具有统计学意义，双时相3D SSFP在大血管直径测量方面明显优于CE-MRA。双时相3D SSFP技术，其可以同时采集一个心动周期心脏收缩及舒张时期的图像，测量不同时期血管直径的大小，本次研究结果显示，先心病患者的主动脉、肺总动脉、右肺动脉直径在收缩期显著大于舒张期，双时相3D SSFP检查可以提供先心病大血管的更全面的信息。对于大血管狭窄需要介入治疗的患者，大血管直径的测量是临床制定手术方案的关键，直接影响患者的手术结果，故双时相3D SSFP技术在先心病大血管的诊断中具有较高的诊断价值。

综上所述，3D SSFP成像技术作为一种新的成像技术，在先心病诊断方面具有广阔的发展前景，双时相3D SSFP成像在对先心病患者大血管病变的诊断中具有巨大的潜在价值，可提供大血管的形态及不同时相直径的精确信息，为先心病的诊治提供了有力的影像数据。本次实验由于样本量较少，部分实验结论有待深入研究，可扩大样本量并尽量排除影响因素后进一步验证。