【doc】速度编码电影MR评价心室每搏输出量的可重复性研究

【doc】速度编码电影MR心室每搏输出量的可重复性研究 速度编码电影MR评价心室每搏输出量的 可重复性研究 ? 894?中国医学影像技术2004年第2O卷第6期 ChinJMedImagingTechnol,2004,Vol20,No6 Reproduciblestudyofventricularfunction withvelocityencodedcineMR YANZhong—yu,LjKun—cheng,ZHOUHuai—qi,DUFu—hui (DepartmentofRadiology,theFirstAffiliatedHospitalofLanZhouMedicalCollege, Lanzhou730000,Cina) [Abstract]ObjectiveToinvestigatethevalueofvelocityencodedcinemagneticresonanceimaging(VECMR)inassess— mentofventricularstrokevolume(SV).MethodsNinecasesofhealthyadultsvolunteerwerestudiedwithVECMR.The S;Vsoftheleftandrightventricleweremeasuredrespectivelybytwoobserversandoneobserverintwodifferenttimesfore valuatingtheinter— observerreproducibilityandtheintraobserverreproducibI1ity.BothventricularSVswerealsocompared withthosebystereologicalcinemagneticresonanceimaging(SCMRI).ResultsToSVsofbothventricleinadultsvolunteer withVECMR,theinter—observerreproducibintyandtheintra— observerreproducib-1ityweregoodenough,themeasurements oftwoobserverswerecorrelatedwell,themeasurementsoftwotimesbyoneobserverwerealsocorrelatedwel1.TheSVsof theleftandrightventricleusingbothVECMRandSCMR1wereagreedwell,andthecorrelativecoefficientwas0.97and 0.96respectively,therewasnosignificantstatisticaldifference(P>0.05).ConclusionVE CMRisanaccurate,convenient andreproduciblemeasuringmethodforevaluatingtheventricularfunctionandhasamorepra cticalvalueinclinics. [Keywords~Velocityencodedcine;Magneticresonanceimaging;Reproducibility;Method s 速度编码电影MR评价心室每搏输出量 的可重复性研究 闫钟钰,李坤成.,周怀琪,杜富会 (1兰州医学院第一附属医院放射科,甘肃兰州730000;2.首都医科大学宣武医院放射科) [摘要]目的探讨速度编码电影MR成像技术在评价心室每搏输出量测量中的应用价值.方法应用速度编码电影 MR(VECMR)对9例健康成年志愿者进行心脏检查.重复测量左,右心室每搏输出量(SV)以比较其观察者间,观察者内 测量的重复性,并与形态体积法电影MR测得的结果进行比较.结果?VECMR测量左,右心室每搏输出量观察者间及 观察者内重复性高,相关性好.?该方法与形态体积法MR所测正常成人左,右心室SV相关性良好,相关系数分别为0.98 和0.96,两种方法测得的SV均值比较,差异无显着性意义(P>0.05).结论速度编码电影MR测量心室每搏输出量准 确,重复性高,检查简便,省时,是一种临床实用价值很高的心功能测量技术. [关键词]速度编码;磁共振成像;可重复性;方法 [中图分类号]R331.31;R445.2[文献标识码]A[文章编号]1003—3289(2004)06—0894—04 速度编码电影MR(velocityencodedcineMR,VECMR) 作为一种独立的心血管血流测量技术应用广泛,近年来,随专 用软件的开发及完善,检查和后处理时间均大为缩短. 笔者将该技术用于正常健康成人志愿者心室每搏输出量 (SV)定量评价,研究测量的可重复性,并将所测结果与形态 体积法电影MR测量结果相比较,探讨其临床应用价值. 1材料与方法 1.1一般资料本研究对9例健康成年人志愿者每人进行2 [作者简介]闫钟钰(1974),男,陕西人,硕士,医师.研究方向:心血 管系统磁共振成像.E—mail:zhongyu—yan@163.com [收稿日期]2003—11-17 次MRI心脏检查,其中男7例,女2例,年龄27,55岁,全组 志愿者均无心肺疾病史,常规心电图,胸部X线平片检查均 无异常所见,其心率在61,89次/min之间.所有检查者对 此项研究都知情同意. 1.2MR扫描方法使用1.5T超导型磁共振扫描仪(Sie— mensSonata),梯度场强40mT/m,梯度场爬伸速率为200 mT/(m?ms),体部相控阵线圈,胸前导联心电门控技术.由 2位医师独立完成全组志愿者的检查,心功能测量以及资料 分析,2次检查的间隔为15,3O天.其中1位医师在不同时 间,对同1位志愿者的资料进行2次分析,以评价观察者内的 重复性,2次分析的间隔为1O,15天.扫描前先训练被检查 者反复进行深吸气和呼气,然后在浅吸气状态下屏气扫描. 中国医学影像技术2004年第20卷第6期 ChinJMedImagingTechnol,2004.Vol20,No6 19例健康成人VECMR观察者间和观察者内测量结果及比较 ? 895? 速度编码电影MR采用快速小角度激励(flash150一through— flow)脉冲序列扫描,具体参数为:TR/TE一51ms/3.1ms, 反转角(flipangle)15.,5mm层厚,320mm视野(FOV),256 ×256矩阵,1次激励.流速编码值为150cm/s,每次采集7 条傅立叶线填充K空间.用回顾性心电触发技术获取同一 层面图像的18,24个相位图.分别在主动脉(以冠状位图像 定位)和肺动脉(以斜矢状位图像定位)瓣上1.0,1.5cm处 获取与主动脉和主肺动脉相垂直的测量层面.所有采集均在 吸气末屏气状态下完成.形态体积法扫描采用稳态进动快速 成像序列(tf2d32—3slice—volume),扫描参数为:TR/TE一34 ms/1,41ms,接收带宽为1085Hz,65.反转角(flipangle),6 mm层厚,无层间距,280320mm视野(FOV),256×198矩 阵,每次触发采集24条傅里叶线填充K空间,1次扫描共获 得22个不同相位的图像,采集3,4次,获得9,12个层面的 图像,从心底到心尖覆盖整个心脏.全部采集时间(包括中间 换气)约需5,7min. 1.3图像处理及分析将扫描获取的VECMR图像和形态 体积法电影图像传输到独立工作站(Leonardo)进行分析.使 用专用心脏分析软件包(Argus)分别进行流量(flowanaly— 流量分析首先 ses)和心室容积(volumeanalyses)分析处理. 需要准确选取血管横截面积,调整合适的窗宽和窗位,再将兴 趣区复制到其他相位图上,通过回复重放,作必要的手工校 正.最后获得一个心动周期主动脉和主肺动脉的前向血流量 (即每搏输出量),以及单位时间内血流量,平均流量,平均流 速,最大流速,血管截面对时间的动态曲线等数据.进行心室 容积分析时,首先将形态体积法电影获得的图像下载,进入 Argus软件之中,按图像方位,扫描层面位置进行排序,调整 窗宽和窗位,并放大感兴趣区(ROI)图像,使心肌与血池的对 比度达到最佳状态.然后选取舒张期心底和心尖层面,手工 描记心内,外膜界面,软件就自动给出其他层面的轮廓线;依 同样步骤选取并描记收缩期心底和心尖层面的心内外膜界 面,并做必要调整,直至认为满意为止.最后输入被检查者的 身高,体重等一般资料,以校正测量指标,得到测量结果. 1.4数据统计应用社会科学统计软件(SPSS8.0)进行数 据的统计学处理.两位检查者获得VECMR图像测得的左, 右两侧心室每搏输出量(SV)的均值分别进行观察者问比较; 同样,对由同一位检查者获得的VECMR图像两次分析结果 进行观察者内重复性分析.统计结果均以-4-S表示,应用 配对t检验方法检验其差异的显着性,若P值小于0.05,则 认为差异有显着性意义.应用相关分析法对同1项指标进行 观察者间和观察者内的重复性分析.将9例VECMR所得 SV均值与形态体积电影法SV均值进行比较,检验其差异的 显着性. 2结果 潜 湔 一 图19例健康人VECMR左室观察者间结果比较 游 按 一 图29例健康人VECMR右室观察者间结果比较 2.1VECMR观察者间和观察者内重复性比较(见表1)正 常成人健康志愿者VECMR测量左心室SV,不同观察者测 得的均值很接近,均值比较差异无显着性意义(,一0.148,P一 0.886~0.05),提示测量的重复性好;测量右心室SV值的结 果也较接近,均值比较,差异无显着性意义(t一0.038,P一 0.97>0.05),左,右心室观察者问比较结果见图1,2.同一 位测量者应用VECMR法在不同时间进行测量,2次左心室 SV的测值非常接近,差异无显着性(t一1.773,P一0.114> 0.05);2次右心室SV测量值也较接近,均值比较,差异无显 着性意义(,一一0.158,P一0.879>0.05).对于观察者内重 复性测值,VECMR法左,右两侧心室结果比较,SV值相关良 好,相关系数为0.95,0.94. 2.2MR两种方法测得的指标均值及其比较(表2)VEC— MR法于主动脉瓣上,肺动脉瓣上水平测量见图3,4.正常健 康人应用两种方法测得左,右心室的SV值都接近,均值比较 差异都无显着性意义(左心室:,一一1.692,P一0.129>0.05; 右心室:t=0.459,P一0.658>0.05);正常健康人应用两种 MR方法所得到的左,右室SV值密切相关(r一0.98和0.96). 中国医学影{案技术Z~E)4年第20卷第6期ChinJMealImaging生l,(-!!.塾I一!! [常凡丰动脉瓣f水平壁振幅强.像图厦净流量(什『!"曲线.振嗝圈提供良好fI{】主动脉钾削结掏t缘图提供速度疗向流量面的信 】拣净施量曲线提供单个心勃周朝内多点流量信图4止常^主酾动脉瓣上啦平捌量振幅圈,豫图1硅净诫箭tn1l.w)I廿I域振幅茁 蟹酏肺前眯解烯扣.豫圉拄供速鹱方向试锻古面的清窟.海魂壁线轧示单十0动尉髓呻动琳由多点戳量信息 表2例健廉成人哺种MR删量结果盟比较 艘编码电影MR原理_墁临床应用VE('MR又称辅 MR【phaseconlraslMR,PCMR)泼拄术利用m液 生的相位变化对血流速度等指标进行编码删定编码 以血流方向平行或垂直采用与血流方J古J垂直的编 . 对某截而税确定血管各个像素的速率进行祷加,并乘 素而积之后.便可得出在某t特定时l11】.m液流经泼 面的漉速和流量等激动力学指标.其时分辨力与 IRI太致辅同.麻用比测量搏动流t奉.整1,心动制鹈被 许多t41~]段.确定每一时间段的平均流建.乘以m管横 . 再将其相加即整个心动周期的搏出量0..渡技术 性已竖离体和I活俸试验证实:通常可同时菲得1幅振 nagnitudeimaging}和]幅相位瑚(phaseimaging)曲 娃不解剖结构.后者提供血流速度,方向,流量等情窟.. 准确测定左,右心室的每搏输出羹,瓣膜反流量,狭窄 I血流速度和跨瓣厩羞等指标. 研究啦用VECMI~.主要测匿心摩攘体收精功能.分j}IJ 『机脉雄水平删最两删心室的SV,外与7应用容秘舒斩 的结果进行比较.嚣果表明:两种疗法删得数据的相芰 : - 其观察者问和观察蕾内差别不大.证实VE{'MR测 - m流量具有很高的重复陆一VECMR还可通过删量二 1肺静脉的m液流^量来评价左心室的舒张功能同 时.在房室瓣水平不同时闸点上测量流速值一可估计左,右心 室的充盈参数.这是评价心室舒张功能很有价值的方法. VECMR通过选样性激发标记心肌织或测定局部心肌壁的 运动逮度可区舒顺行与逆行血流.若直接测量逆行血漉,则 可评价返流l最VECMR还能用于冠状动脉血流测量.采集 1个心动周期的多时相冠状动脉血流..即可非得冠状动脉 的I札流量! 37速度编码电影MR的技术优势需要指出:应用VEt" MR技术得到的是某一血管断面的平均流速值.而{椠一固 定点的流速值.与之对比多普勘翅声和心导管删量得到的 都是单一点的速鹱值.在基于血管内平行血流模式,假设1个 心动周期内血管管径恒定的情况下+推导得出平均流遵值 VECMR尤需任何假设.测量得到的平均流速与最大峰值流 速差异很大,反映正常m流不是屠;jfc模式因此I兑明.VEC- MR的测量准确性优于超声多普勒平"心导管检查.本研究所 反映山的正常生理状态下主,肺动脉拄心动周期不同时相流 睫信息变化-电旺变r该方法fl勺准确性.在旆理状志下一血流 速变化范嗣加大,均匀性增加.超声多普勒和心导管检查的 删量误差电随之增大 与时问飞跃法(1lmeofflight.TOFJ-七较TOF榆雀虽 然无体豢内失相位效应干扰佩它倪提供团泣对比荆的运动 f息,不能确定血管的_二维速度图.斟此.不能确定管截?玎 内每一的流速度,进丽获得血流的平均流速值 3.{建度编码电影MR战像技术及误差IN索分析{于受 舒张期主动脉顺应性和冠状动脉宽盈的影响.城像层面位置 影响i{41量结果的准确性,通常选取位置不当导致测最值偏低 乖研究有2制进行不同层面位置试验.分别主动脉瓣上l 中国医学影像技术2004年第2O卷第6期 ChinJMedImagingTechnol,2004,Vol20,No6 cm,2cm和3cm水平进行测量,结果在主动脉瓣上1cm部 位测量值与形态体积电影法MR的测量值较为接近,瓣上2 cm和3cm位置的测值依次减小,这与文献报道类似],他们 认为测量层面在主动脉瓣与冠状窦口之间的误差最小. 血管边缘的像素因包含血管内,外的质子,产生部分容积 效应,也能导致血流容积测量误差],其严重程度与像素和血 管管径之比有关.必须应用至少16个像素覆盖血管截面,才 能将此误差控制在1O之内].每个心动周期的傅里叶采 集线数也影响测量结果,本研究所用的采集线数为7,与文献 报道相符.应用跨平面技术最好以血管内平均血流速度乘 血管横截面积,得到血管容积和流量的测量值,但是感兴趣区 大小会影响测量精度.因此,应该仔细选取恰好覆盖血管截 面的较小感兴趣区],本研究应用流量分析软件,操作者根据 不同时相感兴趣区大小手动调整,直至满意为止,保证了测量 的准确度. 由于VEcMR图像呈周期性变化,正常情况下,在+180. ,一 180.范围内的测量数据无相位包裹和数据模糊.考虑到 图像信噪比,速度诱导的相位变化大大超出心动周期所致相 位的任意变化,因此,预计血液峰值流速应当覆盖2/3的相 位间期,以避免数据采集模糊,并保留足够的敏感度.VEC MR进行空间编码,对平面内成像而言,若血管与编码方向存 在角度,就会发生空间信号错配,导致MR流速图上的信号 缺失.所以,必须仔细调整成像平面使之与血流方向垂直,以 避免此现象发生.此外,在定量分析时,残余相位效应可引起 很大测量误差_8. 必须指出:VECMR测量血液流动,所得数据资料来源于 若干个心动周期.虽然测量平面的厚度,矩阵,视野(FOV), 反转角度,平均次数,以及最大速度编码值等参数都影响流量 结果,但是只要图像的空问分辨力与血管管径相适应,VEC— MR就是一种准确测量心室功能的技术]. 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