中国实验诊断学20o8年7月第12卷第7期 一871一 文章编号:1007—4287(2008)07—0871—04 ATP负荷MR心肌灌注成像对冠心病 心肌 缺血诊断的临床应用研究 曲晓峰 ,边杰 ,程绍玲 ,杨淑琴 ,杨超 (1.大连医科大学附属二院放射科,辽宁大连116027;2.吉林大学中日联谊医院放射线科) 摘要:目的研究ATP负荷MR心肌灌注成像对冠心病心肌缺血诊断的临床应用价值。方法 将临床通过DSA 冠脉造影诊断为冠心病患者3O例,无症状健康志愿者5例,进行ATP负荷MR心肌灌注成像,ATP负荷MR心肌灌注 成像应用真正快速稳态梯度回波序列(fast im ̄ng emp]oy steady state quisition, ̄ESq'A)用于观察心肌的运动,快速梯度 回波序列(fasteard gradient echo train,FGRE ET)用于心肌灌注首过时相MRI图像采集。反转恢复梯度回波序列(my. oeardila delay enhancement,MDE)用于完成心肌灌注延迟3O分钟后MRI图像采集。应用GE AW4.0工作站DCEMI(ny. namic Contrast Enhanced Myocardial Im ̄ng)心肌灌注图像分析软件,对左心室短轴心肌灌注首过时相图像进行分析,得 到心肌灌注时间一信号强度曲线,观察曲线的上升斜率和信号强度的峰值。根据Brandt等描述的左心室短轴位与冠 状动脉血管分布的对应关系,确定存在狭窄的冠状动脉血管。冠脉造影使用日本岛津公司DAR 1200双C臂DSA机, 以冠状动脉管径≤5O%作为有临床意义的狭窄的诊断标准。结果通过ATP负荷MR心肌灌注成像测定心肌低灌注 区信号强度以及时间一信号强度曲线上升斜率可以判定心肌缺血区域,判定结果与冠脉造影结果比较,其中25例结 果一致,5例结果不一致,符合率为83%。结论ATP负荷MR心肌灌注成像通过测定心肌信号强度以及时间—信号 强度曲线上升斜率量化指标,对于冠心病心肌缺血诊断结果与DSA冠脉造影检查结果具有高度的一致性,ATP负荷 MR心肌灌注成像是一种无创性的测定心肌的血流的检查方法,通过这种无创性综合的检测技术可以为临床提供有 价值的信息,为临床诊断及恰当治疗提供可靠的依据。 关键词:ATP负荷;MR心肌灌注成像;心肌缺血;临床应用研究 中图分类号:R541.4 文献标识码:A Clinical application research of ATP stress MRmyocardial perfusion.mla舀ngin coronary artery disease myocardial ischemia QU Xiao-feng,BIAN皿,CHENG Shao-ling,et o2.(Department of radiology,The Second Hospital ofDlian Medical University, Dalian 116027,China) Abstract:Objective to study Clinical application of ATP sn MR myocardial perfusion imaging in coronary artery disease myocardila ischemia.Methods ATP sn嘲MR myocardila perfusion imaging were performed to 30 patients of coronary heart disease with typical clinical symptoms and typical cardiogram.FIESTA was employed in MR myocardila im ̄ng to observe hte movement of hte cardiacmuscle.FGREETwas employedto collecttheMRIimages of cardiac perfusion.MDE(mycoardila delay enhancement)was employed in hte collcetion ofimages 30 minutes after hte myocardila perfusion.D(Em(D),namic Contrast Enhanced Myocardila rmag— ing)mycoardila perfusion imaging analysis software for GE AW4.0 working station was employde to analyze the ifrst pass phase mi- ages of hte myocardila perfusion of hte left ventricle shoa axle.A curve ofthe time-intensity of hte cardiac muscle perfusion was ob— mined and the rising slope and the peak value 0f hte intensity of hte sign ̄were observed.According to the description ofthe relation between the position ofthe short axle of left ventricle and the distribution of the coronary artery blood vessels.the existence 0f l'lar- rowed coronary artery was detemained.DSA machine 0f DAR 1200 double C arin was employed in the coronary artery imaging.Judkin method employing Seldigner’s method offmeoral centesis was carried out and value≤5O%ofthe diameter ofthe coronary artery was determined as the diagnostic standard of nan'owness ofclinical signiifcance.Results The results ofthe two methods 0f25 eases were ocnsistent and 5 not.Condtt ̄on ATP stress MR myocardial eprfusion imping is a non traumatic emthod to determine the bloodflow of cardiac muscle nad it cna supply vlauable information and gnian, ̄for the diagnosis and treatment of hte patients. Key words:ATP stress;MR myocardila perfusion imaging;myocardial isehemia;Clinical application research (Chin J Lab脚,2008,12:0871) 基金项目:辽宁省教育厅青年基金计划项目编号(05ul9). 冠心病是严重危害人类健康的疾病,致死率较 *通讯作者 高。冠心病心肌缺血的诊断对于指导临床的治疗以 维普资讯 http://www.cqvip.com 及治疗后心肌血流灌注恢复情况有着重要的意义, 冠状动脉造影现在仍然被认为是冠心病(CAD)诊断 的金标准,但随着MR设备及扫描技术的不断的发 展,MR心肌灌注成像已经成为一项重要的非介入 性临床检查项目,ATP负荷MR心肌灌注成像能够 早期准确的发现由于冠状动脉病变所引起的心肌缺 血的改变。本研究通过对30例经DSA冠脉造影确 诊为冠心病的患者进行ATP负荷MR心肌灌注成 像,探讨ATP负荷MR心肌灌注成像在临床应用的 价值。 1资料与方法 1.1临床资料 患者30例,其中男21例,女9例,年龄45—68 岁,平均年龄58岁。患者均有典型的临床症状,典 型的心电图的改变。所有患者均进行DSA冠脉造 影检查,其中左冠状动脉前降支、旋支50%一90% 狭窄8例,左冠状动脉前降支60%一80%狭窄12 例,左冠状动脉旋支50%一90%狭窄4例,右冠状动 脉近端50%一80%狭窄3例。右冠状动脉远端 50%一9o%狭窄2例,右冠状动脉远端闭塞1例,无 症状健康志愿者5例。 1.2心肌灌注成像MR扫描技术 所有患者均使用美国GE Signa CV/i 1.5T磁共 振扫描仪,仰卧体位,使用专用的心脏相控阵线圈及 心电门控技术。使用3种新的快速扫描序列:①真 正快速稳态梯度回波序列(fast imaging employ steady state quisition,FIESTA),扫描参数:TR 1.6 Ills TE 3.6 Ills,翻转角40。FOV 36 X 36ram,重建矩阵224 X 224 每层扫描时间10—15 S,逐次屏气扫描。主要用于 心脏长轴面和短轴面的心脏运动的MR电影采集。 ②快速梯度回波序列(fastcard gradient echo train, FGRE ET)扫描参数:TR 6.7 ms TE 1.4 Ills翻转角 25oC,FOV 36 X 3 6mm重建矩阵224 X 224扫描时间 约i min每层扫描30—40个时相,单次屏气扫描。 注射ATP负荷药物,ATP负荷药物用量为0.15 mg- kg_l・min ×5 min,同时进行心脏监控,注射ATP 负荷药物后3 min进行心肌灌注扫描,使用高压注 射器经肘静脉注射造影剂(DTPA),速度3—5 ml/s, 总量0.1—0.2 mrml/kg体重。扫描开始后5—10 s 开始注射造影剂。用于心肌灌注首过时相MR图像 采集。③反转恢复梯度回波序列(myocardial delay enhaneement,MDE)扫描参数:TE 3.2 Ills TR 7.2 Ills 反转时间200 n1s翻转角20。FOV 36×36 iTlrn重建矩 阵256×192每层扫描时间10—15 S。用于完成心肌 Clain J tab Dia ,July,20o8,V0l 12,No.7 灌注延迟30分钟后MRI图像采集。 1.3 MR心肌灌注成像图像分析 根据由Br肌dt…等描述的左心室短轴位与冠状 动脉血管分布的对应关系,将左心室心肌按冠脉血 管的分布分成前壁、下/后壁、侧壁、问壁如图1所 示,冠脉血管的分布如图2所示。 前壁 右 间 侧壁 后室间沟 下/后壁 图1左心室短轴位室壁分区 图2左心室短轴位与冠脉分布的对应关系IAD:左前降 支;R‘ :右冠状动脉;以:旋支 观察左心室各区域心肌信号强度的变化。确定 负荷后心肌灌注首过时相低灌注区。划分感兴区 域,应用GE AW4.0工作站DCEMI(Dynamic Contrast Enhanced Myocardila ̄aging)心肌灌注图像分析软 件,对左心室短轴心肌灌注首过时相图像进行分析, 维普资讯 http://www.cqvip.com 中国实验诊断学2008年7月第12卷第7期 得到 t5肌时间一信号强度曲线,观察曲线的上升斜 率和信号强度的峰值(图3、4)。延迟30 min后,采 用反转恢复梯度回波序列(MDE)进行延迟期扫描, 心肌梗死区可以出现延迟期强化。根据上图所示的 左心室短轴位与冠状动脉血管分布的对应关系,确 定存在狭窄冠状动脉血管与心肌低灌注区对应关 系。 图3心肌灌注时间—信号强度曲线 图4心肌感兴区域的划分 1。4统计分析 应用SPSS11.5统计软件进行数据分析,采用两 样本的u检验比较负荷后心肌首过时相低灌注区 与周围 t5肌信号强度。 2结果 MR心肌灌注成像结果通过GE AW 4.0工作站 DCEMI t5肌灌注图像分析软件,得到左心室心肌感 兴区时间一信号强度曲线以及曲线上升斜率,通过 对30例冠心病患者和5例健康志愿者560节段心 肌时间一信号强度曲线上升斜率描绘及感兴区域信 ・--——873・--—— 号强度的测定,心肌低灌注区时间一信号强度曲线 上升斜率明显低于正常灌注心肌,5例健康志愿者 前壁、侧壁、后壁、间壁9o个节段时间一信号强度曲 线上升斜率基本一致。心肌低灌注区信号强度 92.2±26.3(U=7.49 P<0.05),同一时间点心肌低 灌注区周边正常灌注心肌信号强度为210±48.3(U =7.49 P<0.05),通过观察曲线的上升斜率和信号 强度确定心肌缺血区,心肌缺血区信号强度以及上 升斜率明显低于正常心肌。本组共有27例出现心 肌低灌注区。延迟3O一60 min后进行延迟期扫描, 心肌梗死区可以出现延迟期强化。本组共有1例出 现 t5肌延迟强化。25例MR心肌灌注成像和冠状动 脉造影结果相符合,共有5例患者MR心肌灌注成 像和冠状动脉造影结果不相符合,符合率为83%。 ATP负荷MR心肌灌注成像阴性而冠状动脉造影阳 性3例,ATP负荷MR心肌灌注成像判定 t5肌低灌 注区,冠状动脉造影相对应冠状动脉未见狭窄2例。 3讨论 3.1 ATP负荷MR心肌灌注成像诊断冠心病心肌 缺血的原理以及与冠脉造影的相关性 使用药物后能够做到最大的增加冠脉血流量, 从而使局部灌注血流的差异更加明显。ATP可以扩 张冠状动脉血管管径,增加冠脉血流量,减小血流阻 力,加快冠脉血流速度,在MR心肌灌注成像上表现 为负荷后心肌信号强度的增强,心肌信号一强度曲 线最大上升斜率增加。Wilke等人在体外证实了 Gd.DTPA在一定浓度范围内,其浓度与磁共振信号 强度呈线性递增关系L2J。ATP作用在于可以使正常 的冠脉血管得到充分扩张,存在病变的冠脉血管扩 张有限,在心肌灌注成像上表现为低信号。有文献 报道,负荷前后MR心肌灌注成像时间信粤强度曲 线最大上升斜率比值在正常组与病例组问差异有显 著性L3J,与其他负荷药物如潘生丁相比较,ATP 在体 内药效作用较快,半衰期短,副作用小,是比较理想 的负荷药物。 ATP负荷MR心肌灌注成像通过测定心肌低灌 注区信号强度以及时间一信号强度曲线最大上升斜 率可以发现早期的心肌缺血。冠状动脉造影(CAG) 反映的是毫米级以上的冠脉血管的解剖狭窄病变, 只能通过二维图像来判断冠状动脉的狭窄情况,它 不能直接反映冠脉循环末端心肌血流的灌注情况, 有一些情况冠状动脉解剖狭窄与其冠脉循环末端心 肌血流灌注情况不一致,有文献报导【 ,冠状动脉狭 窄达80%一85%时静息血流量保持正常,而在冠状 维普资讯 http://www.cqvip.com ____——874。___—— 动脉狭窄为4o%一50%时,就可以出现心肌灌注的 改变。心肌缺血可以引起心肌功能三个阶段的改 变:心肌抑顿(stunning)、心肌冬眠(hibemation)、心肌 梗死【5l。上述三种情况可同时在同一心脏存在,也 可以随时间的发展而演变。ATP负荷MR心肌灌注 成像主要检测心肌抑顿、心肌冬眠节段。由于这两 个节段通过恰当的治疗可完全恢复,因此检测出这 两个节段具有非常重要的临床意义。对于心肌梗 死,ATP负荷MR心肌灌注成像可以准确判断心肌 梗死的面积。 3.2 ATP负荷MR心肌灌注与冠脉造影结果不符 的原因探讨 本组资料中3例ATP负荷MR心肌灌注成像阴 性而冠状动脉造影阳性,其中右冠状动脉近端50% 狭窄2例,左冠状动脉旋支远端60%狭窄1例。分 析其原因为:①冠状动脉狭窄在50%左右的临界病 变,冠状动脉自身的调节功能未受到影响,冠状动脉 狭窄无明显的血液动力学意义,临床症状较轻,MR 心肌灌注成像无心肌灌注首过时相低灌注区。虽然 有冠脉狭窄,但冠脉血流储备能力尚好,所以无心肌 低灌注区的出现,这是导致MR心肌灌注成像假阴 性的主要原因。②由于心脏运动及血池内造影剂首 次通过心室时心内膜的边缘产生伪影,影响对感兴 区域心肌信号强度的测定。③使用GE AW 4.0工 作站DCEMI MR心肌灌注成像图像分析软件需要手 动画出感兴区域,心脏运动及血池内造影剂首次通 过心室时心内膜的边缘产生伪影有时可以影响操作 者对心内膜和心外膜边缘的判断,以致于不能够准 确的画出心肌的范围。 本组资料中2例ATP负荷MR心肌灌注成像判 定心肌低灌注区,冠状动脉造影相对应冠状动脉未 见狭窄。其中1例左心室下壁心肌灌注低信号,冠 状动脉造影右冠状动脉远端未见狭窄,1例左心室 前壁低信号,左冠状动脉前降支未见狭窄。通常将 MR心肌灌注成像阳性而选择性冠脉造影正常称为 假阳性,分析其原因可能为冠脉末端小血管长期痉 挛,造成心肌血流灌注的减低,ATP负荷MR心肌灌 Chin J Lab Di唧,July。20o8,V0l 12,No.7 注成像表现为心肌灌注首过时相低灌注区,心肌细 胞未达到完全坏死,为心肌可逆性损伤。冠状动脉 造影不能够显示冠脉微小血管弥漫性病变。MR心 肌灌注成像弥补了冠状动脉造影的不足,更加准确 的反映了心肌细胞的病理生理状态。 本研究表明ATP负荷MR心肌灌注成像是一种 无创性的测定心肌的血流的检查方法,严格意义上 讲,MR心肌灌注检查才是对心肌血供情况的最直 接反映 J。ATP负荷MR心肌灌注成像不仅能够早 期准确的发现由于冠状动脉病变所引起的心肌灌注 及心肌代谢的改变,而且可以提供心肌信号强度、心 肌时间一信号强度曲线上升斜率量化指标。ATP负 荷MR心肌灌注成像不仅反映了冠脉狭窄的情况, 而且直接反映了冠状动脉循环末端的心肌灌注情况 和冠脉狭窄的血液动力学意义。一般认为有血液动 力学意义的狭窄才能出现心肌灌注的改变,所以经 MR心肌灌注检查结果阴性者,其因冠心病死亡及 发生心肌梗死的风险均很低。因此,随着磁共振硬 件、软件、扫描序列的不断发展,MR心肌灌注成像 必将成为一项诊断冠心病心肌缺血的重要检查方 法。 参考文献: [1]Penelope RS,Norah M.Interpreting Regional Myocardial magnetic Re-so— nallce Imaging Data:A new method for collation with Angiographic Find— ings in paitents wiht Coronary Artery Disease[J].Clinical Radiology, 2OO2,57:498. 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