呼吸導航3D BTFE序列評價冠狀動脈狹窄的初步研究

呼吸導航3DBTFE序列評價冠狀動脈狹窄的初步研究【內(nèi)容摘要】目的以選擇性冠狀動脈造影〔coronaryangiography：cag〕為參照標準，評價呼吸導航三維超快平衡場回波〔balancedturbofieldecho：btfe〕序列診斷冠狀動脈狹窄的效能，并初步分析冠狀動脈狹窄的cmra〔coronarymra〕影像學表現(xiàn)。方法11例受檢者進行了cag檢查和呼吸導航3dbtfe序列mra聯(lián)合檢查，按冠狀動脈解剖節(jié)段進行配比對照，用雙盲法比較呼吸導航3dbtfecmra對冠狀動脈狹窄的診斷效能；同時初步分析冠狀動脈狹窄的呼吸導航三維btfemra影像學表現(xiàn)。結果以冠狀動脈狹窄50％為統(tǒng)計截斷點，將冠狀動脈狹窄分為無明顯狹窄和明顯狹窄；3dbtfecmra診斷冠狀動脈明顯狹窄的敏感性、特異性和精確性分別為67％、94％和84％；cmra和cag兩種檢查結果的一致率為0.8409，kappa值為0.4914；冠狀動脈狹窄在呼吸導航3dbtfecmra上的表現(xiàn)包含：血管節(jié)段性顯示、血管壁增厚、血管走行生硬、管腔狹窄或閉塞、管腔內(nèi)血流信號減低、不均勻。結論呼吸導航3dbtfemra能夠定性評價冠狀動脈明顯狹窄，并用于冠狀動脈明顯狹窄的排除性診斷，但尚不能對冠狀動脈狹窄進行定量評價。【本文關鍵詞語】冠狀動脈，磁共振血管成像，冠狀動脈造影，呼吸導航3dbtfe序列，呼吸導航門控和追蹤preliminarystudyofrespiratorynavigator3dbalancedturbofieldechosequenceinthedetectionofcoronarystenosisguojian-feng,shenjun-kang*,xuxiao-qiu,etal.departmentofmri,the2ndaffiliatedhospitalofsuzhouuniversity,suzhou215004,jiangsu,chinaabstractobjectivetoevaluatetheefficiencyofrespiratorynavigator3dbalancedturbofieldecho(btfe)mrasequenceinthedetectionofcoronarystenosiswiththereferenceofconventionalcoronaryangiography(cag).methods11patientswithsuspectedcoronaryaretrydiseaseswereevaluatedwithrespiratorynavigatorthreedimensionalbtfecmraexaminationwithintwoweeksbeforethecag.coronarystenosiswasgradedintwolevelsas50%and≥50%,andtheresultsofcmraandcagwerecomparedsegmentbysegment．respiratorynavigatorthreedimensionalbtfecmrawereperformedin11patientswithsuspectedcoronaryaretrydiseaseswithintwoweeksbeforecaganditsvaluationinthediagnosisofcoronarystenosiswerestudiedbywayofdoubleblindaswellasitscharacteristicsonmri.resultssetting50percentasthedifferentiationpoint,coronarystenosiscouldbedividedintoremarkableandunremarkablestenosis.thesensitivity,specificityandaccuracyofcmrainthediagnosisofcoronarystenosiswas67％,94％and84％respectively．theconcordancerateandkappavaluebetweencmraandcagwere0.8409and0.4914．conclusiontherespiratorynavigatorthreedimensionalbtfesequencemraisusefulfortheexclusiondiagnosisofremarkablecoronarystenosisandqualitativeevaluationofcoronaryatenosis,butdoesnotworkinquantitativegrade.[keywords]coronaryartery;magneticresonanceangiography;coronaryangiography;respiratorynavigator;3dbalancedturbofieldechosequence近年來，冠狀動脈磁共振血管成像〔coronarymra,cmra〕逐步應用于冠心病的挑選和診斷。作為一種無創(chuàng)性冠狀動脈檢查手段，與其它方法相比，cmra診斷冠狀動脈狹窄具有一定特點；但在成像質(zhì)量的穩(wěn)定性、冠狀動脈顯示的可反復性和對狹窄水平判定的可靠性方面和冠狀動脈造影〔coronaryangiography,cag〕還有一定的差距[1,2]。本文擬評價呼吸導航3dbtfemra成像技術診斷冠狀動脈狹窄的價值。材料與方法1.研究對象臨床疑心冠心病的患者11例，其中男性2例，女性9例，年齡47～78歲，平均62歲；均無磁共振檢查的禁忌癥，經(jīng)過溝通和訓練后能夠配合檢查。所有患者在cmra檢查2周內(nèi)承受過cag檢查。2.儀器設備2.1主機：1.5tmr成像儀(interaachieva;philipsmedicalsystems，best，thenetherlands)；梯度線圈：novadual；最大場強：30mt/m；最大梯度切換率：150mt/(m?ms)；操作軟件：cardiacsoftwarepackage〔release8〕；5通道心臟陣列線圈；裝備心電向量圖〔vectorcardiogram：vcg〕和呼吸監(jiān)視裝配。2.2冠狀動脈造影〔cag〕飛利浦v3000數(shù)字減影血管造影機，由心醫(yī)生完成。3.掃描步驟3.1病人檢查前一日充足休息；檢查前與病人充足溝通，講述檢查流程和留意事項；檢查前30分鐘測量病人心率，心率80次/分者口服25mg倍它樂克以控制心率。安頓sense心臟陣列線圈；病人取仰臥位，雙手上舉置于頭上；連接vcg和呼吸門控裝配。3.2成像序列3.2.1心臟定位序列，確定心臟在胸腔中的位置。3.2.2參考掃描序列，確定各線圈的敏感性。3.2.3sbtfe－bh電影序列：依次得到左心兩腔切面、心臟四腔或類四腔切面。確定冠狀動脈相對靜息期的起點和終點。3.2.4在計算機上計算下面參數(shù)：td、rr1、rr2、以及tfe因子。3.2.5冠狀動脈定位序列：確定冠狀動脈各支骨干的走行。采取btfe－epi序列：tr/te/fa：4/2ms/90，sense因子(p)/(s)：2/1；fov：270mm;導航窗寬度：8mm;層數(shù)/厚：40層/2mm;自在呼吸，使用導航回波；掃描時間：32s。3.2.6高分辨率呼吸導航cmra掃描，左、右冠狀動脈各一次。采取3db-tfenagsmallslab序列，詳細參數(shù)如下：3d形式，tfe因子＝13，tr/te/fa：6.1ms/3.1ms/110°，t2prep脈沖，spir，sense因子：1.2～1.5；fov：270mm；層厚/層數(shù)：1.5mm/20層；分辨率：0.53mm×0.53mm×1.5mm；vcg前瞻性觸發(fā)，采取呼吸導航技術，導航窗寬度：7mm；掃描時間：1:45。4.冠狀動脈骨干各節(jié)段確實定和命名[3]參照美國心臟協(xié)會(americanheartassociation：aha)推薦的標準,將冠狀動脈骨干劃分成8段,即冠狀動脈骨干lm(aha第1、2段),左前降支(lad)近段lad1(aha第3、5段)和中段lad2(aha第7段),左回旋支(lcx)近段lcx1(aha第10段)和遠段lcx2(aha第14段),右冠狀動脈(rca)的近段rca1(aha第18段)、中段rca2(aha第19段)和遠段rca3(aha第21段)。5.圖像的后處理以及圖像質(zhì)量評分[3,4]將圖像傳送到工作站viewforumr4.1，對原始圖像進行mip和mrp重建。綜合血管信號強度、圖像偽影、冠狀動脈和四周組織的信號比照，對獲得的圖像進行分級評分，標準如下；〔1〕4分：血管清楚明晰，無運動偽影，血管和四周組織比照度很好；〔2〕3分：血管清楚明晰，有少量偽影，血管和四周組織比照度良好；〔3〕2分：血管邊沿欠清，但尚可顯示，血管和四周組織比照欠安；〔4〕1分：血管顯示不清，不能用于診斷；〔5〕0分：血管未顯示。由2名研究者分別評價圖像質(zhì)量,對于評分≥2分的血管分支進行評價。6.統(tǒng)計方法6.1兩種方法檢查結果的一致率；6.2計算kappa值；6.3兩種方法檢查結果的相關系數(shù)及相應的相關性檢驗〔采取卡方檢驗〕；6.4兩種方法檢查結果有無差別：采取配對四格表資料的χ2檢驗以及mcnemar檢驗；6.5采取cag所采取的目測直徑法，血管直徑減少50%，定義為無明顯狹窄;≥50%，定義為有明顯狹窄。以cag作為標準，將cag圖像、cmra圖像根據(jù)前述的解剖節(jié)段逐段比較；統(tǒng)計cmra診斷明顯冠脈狹窄的敏感性、特異性、假陽性、假陰性和精確性。結果1.一般情況1.1檢查記錄病人年齡47～75歲、平均61.64歲；患者具有冠心病相應的臨床癥狀或心電圖提示心肌缺血而疑診冠心病或有明確的冠心病病史。1.211例病例均能夠配合完成呼吸導航三維btfecmra檢查步驟；1.311例患者在2周內(nèi)進行cag操作，部分患者同時承受冠脈內(nèi)參與治療；1.411例患者圖像質(zhì)量評分≥2分；將11例呼吸導航三維btfecmra和cag所顯示的冠狀動脈節(jié)段進行逐段比較。與cag診斷冠狀動脈骨干明顯狹窄的結果與dsa檢測冠狀動脈明顯狹窄的統(tǒng)計學分析3.1兩種方法檢查結果的一致率：p0＝〔10＋64〕/88＝0.8409；3.2二者結果無關聯(lián)的假定情況下的期望一致率：pe＝[(10+5)(10+9)+(64+5)(64+9)]/882＝0.6872；3.3kappa值：k＝〔p0-pe〕/〔1-pe〕＝0.4914，0.750.49140.40，說明兩種方法一致性較好。3.4兩種方法的相關系數(shù)：r＝〔64×10－5×9〕/√(15×19×69×73)＝0.50，0.750.500.40，說明兩種方法一致性較好。3.5兩種方法的相關性檢驗：χ2值＝18.61，p＝0.00，說明兩種方法之間具有相關性〔正相關〕。3.6兩種方法的檢查結果的有無差異不同：采取配對四格表資料的χ2檢驗以及mcnemar檢驗，結果見表2：p＝0.420.05,說明兩種方法在判定冠狀動脈有無明顯狹窄上沒有明顯差別。3.7cmra判定50%以上狹窄的敏感性、特異性、精確性、假陽性和假陰性率分別為66．67%、94．12%、84．09%、13．24%和7．35%。討論1.選擇冠狀動脈骨干為研究目的的原因kelle等人[5]統(tǒng)計分析了2萬多例冠狀動脈粥樣硬化cag結果發(fā)現(xiàn)：明顯的冠狀動脈狹窄具有發(fā)生在冠狀動脈骨干近段、中段的趨勢；重要分支和次要分支發(fā)生幾率總計約30%，只要5%明顯冠狀動脈狹窄只發(fā)生在骨干遠段和次要分支。所以本研究將研究目的定為rca的骨干、lm、lad和lcx近中段。和cag顯示方式的比較呼吸導航三維btfe序列利用三點定位法所確定的冠狀動脈的成像平面對應于cag的雙斜位〔圖1、2〕。與cag一次只能選擇一支血管不同，cmra的成像重要是顯示冠狀動脈的一支，同時可以以部分顯示另外一支冠狀動脈。cag從不同角度顯示血管內(nèi)腔的投影；而cmra顯示的范圍包含：血管內(nèi)腔、血管壁以及血管四周組織。3.正常冠狀動脈的cmra表現(xiàn)通過對志愿者和上述經(jīng)cag證明結果的分析，綜合直接和間接現(xiàn)象，本研究將冠脈無明顯狹窄定義為：血管走行天然，順滑，沒有明顯迂曲；血管內(nèi)壁光滑天然；血管腔內(nèi)信號分布均勻，冠狀動脈管腔呈現(xiàn)明顯高信號，信號強度接近自動脈竇水平自動脈〔圖1、2〕；血管壁未見增厚；血管腔和四周組織比照清楚明晰，冠狀動脈四周脂肪抑制較為良好：血管由近及遠逐步變細。4.冠狀動脈粥樣硬化的cmra表現(xiàn)4.1冠狀動脈狹窄的病理學基礎[6,7]粥樣斑塊能夠分為脂紋、纖維斑塊，粥樣斑塊幾個階段，脂紋屬于早期病變，cag和cmra均無法辨別；纖維斑塊期斑塊由纖維帽和下方的泡沫細胞、細胞外脂質(zhì)、平滑肌細胞構成；到了粥樣斑塊期，斑塊由纖維帽、大量細胞外脂質(zhì)、壞死物、膽固醇結晶、底部肉芽組織構成，部分血管能夠發(fā)生瘤樣擴張，管腔出現(xiàn)狹窄；到了繼發(fā)病變期，能夠伴有斑塊內(nèi)出血、斑塊破裂、血栓構成、鈣化和動脈瘤構成改變。這些病理表現(xiàn)是cmra診斷冠狀動脈狹窄的基礎。4.2冠狀動脈狹窄cmra表現(xiàn)以正常冠狀動脈mra影像表現(xiàn)作為參照，結合cag圖像比照分析發(fā)現(xiàn)冠狀動脈狹窄在cmra影像表現(xiàn)如下：4.2.1血管硬化血管形態(tài)生硬，血管壁、管腔欠規(guī)則，管腔尚通暢，管腔內(nèi)信號較為均勻；無明顯狹窄，鄰近血管無瘤樣擴張〔圖3〕；4.2.2管壁增厚和信號的異常正常情況下btfe序列不能顯示血管壁，假設管壁顯影且信號低于管腔信號、高于四周被抑制的脂肪信號，說明斑塊已經(jīng)到達一定的厚度進而顯影。4.2.3管腔狹窄管腔出現(xiàn)肉眼可見的狹窄，能夠是局限性、節(jié)段性、彌漫性，可以以伴有狹窄段前后管腔的變化〔瘤樣或串珠樣〕〔圖4〕；4.2.4管腔信號異常管腔內(nèi)血流信號降低，血管和四周組織比照不夠，血管四周組織信號雜亂〔圖5、6〕。4.2.5管腔閉塞在除外偽影和掃描范圍未覆蓋目的血管等情況以外，目的血管沒有顯影，或者僅僅血管輪廓部分顯示，管腔未顯示。對冠狀動脈明顯狹窄診斷效能評價kim等人[8]初次進行了隨機多中心的研究，樣本數(shù)為109例，使用三維自在呼吸cmra技術。該技術診斷冠狀動脈近段和中段50%以上狹窄的敏感性為83%，精確性為72%；對于左骨干或三支病變診斷的特異性為85%。國內(nèi)程流泉[9]進行了屏氣三維fiesta對具有血液動力學意義狹窄的診斷價值的研究，結果發(fā)現(xiàn)假如以50%為統(tǒng)計截點，三維fiesta診斷50%以上狹窄的敏感性、特異性、精確性分別為84%、85%和84%；由此作者以為，屏氣三維fiesta對具有血液動力學狹窄意義狹窄的排除具有一定的實用價值。劉新[3]進行了16排螺旋ct和三維屏氣冠狀動脈成像與cag的比照研究。結果是：cta和mra對50%以上狹窄的診斷的敏感性、特異性、精確性分別為83%、84%、84%和63%、90%、86%。作者以為，mra診斷冠狀動脈狹窄的敏感性較低，但是特異性高，對排除冠狀動脈狹窄具有一定臨床價值。本組研究的特異性和精確性分別為94%和84%，敏感性與這些研究結果相比較低〔67%〕，其中有4節(jié)段左側回旋支狹窄漏診，說明該技術在顯示lcx方面還有不足；病例數(shù)較少也是本研究的一個缺陷。判定冠狀動脈狹窄毛病的原因分析6.1通過cmra和cag圖像的比照分析，我們發(fā)現(xiàn)導致cmra定性判定冠狀動脈狹窄敏感性較低、特異性較高的原因重要有下面幾點：〔1〕病人呼吸節(jié)律不規(guī)則導致導航效率不穩(wěn)定，使得圖像欠安，導致漏診；〔2〕相對低的空間分辨率所引起的部分容積效應限制了狹窄的檢出；〔3〕檢查時間長，病人容易發(fā)生體位變動，導致圖像發(fā)生錯層使得冠脈邊沿模糊；〔4〕在呼吸導航經(jīng)過中，病人的呼吸節(jié)律發(fā)生的變化也會影像血管邊沿的顯示。6.2通過cmra和cag圖像的比照分析，本研究發(fā)現(xiàn)cmra診斷冠脈狹窄假陽性和假陰性的原因有下面幾點：〔1〕骨干的大分支處經(jīng)常是狹窄的高發(fā)部位；該處血流分叉容易導致血流喪失層流特性，所以可能導致btfe上血流信號的減弱，導致假陽性；〔2〕現(xiàn)有的cmra空間分辨率較低引起部分容積效應，導致輕度狹窄診斷為明顯狹窄；〔3〕血管尤其是rca走行迂曲，導致難以全部覆蓋冠脈全程，引起假陽性；〔4〕cmra是斷面成像，成像平面較為固定，不能多角度評價狹窄導致判定毛?。欢鴆ag能夠多角度投照，相對不易出現(xiàn)判定誤差；〔5〕圖像后處理經(jīng)過中可以能導致誤差。結論呼吸導航三維btfe序列cmra能夠有效鑒別以狹窄50%為截斷點的、具有血液動力學意義的近、中段冠狀動脈狹窄，在排除無血液動力學意義的狹窄方面具有較高的實用價值。但其也有很多限制，這些限制包含：1.冠狀動脈走行彎曲，直徑細，心臟跳動和呼吸運動影響成像，冠狀動脈四周的心包脂肪影響比照[10];2.雖然cmra具有潛在的臨床應用價值，但尚不能顯示小血管，如側支和大的心包動脈的遠端。限于以上原因和當前的分辨率，cmra對冠狀動脈狹窄的定量分析尚存在困難[9,10]。當前，無創(chuàng)性評價冠狀動脈狹窄的影像成像方法以多排螺旋ct為主[11,12]。【以下為參考文獻】1.vanooijenpm,dorgeloj,oudkerkasivecoronaryimaging:ctversusmr(review),herz,2003,28:143-149.2.flammsd,muthupillairyarterymagne