走进“内心世界”心脏MR介绍之三
今天来聊一下心肌活性检查，首过灌注和延迟强化的原理、临床应用及后处理步骤。
首过灌注序列
MR心肌灌注成像是采用一种快速成像技术，在快速T1加权序列基础上，采用反转恢复快速小角度激励序列即时成像。结合静脉团注钆对比剂，如钆贝葡胺（Gd-BOPTA），显示对比剂在心肌中的灌注、分布，类似心肌核素扫描，由于成像速度快，可以评估对比剂首次通过心肌的情况，因此称为“首过灌注”（First Pass）。是诊断心肌缺血比较敏感的指标，也是诊断冠脉支架和旁路移植术治疗效果的可靠依据。
心肌灌注特点：平扫后经静脉注射对比剂，团注的同时马上进行扫描，对比剂经过右心房-右心室-肺动脉-左心室-冠脉-整个心肌，整个过程为首过通过连续采集T1WI序列扫描，动脉追踪对比剂首过的过程。
首过灌注流程：
1. 心肌首过灌注对时间分辨率要求很高，因此应选用有限层数的（3层短轴、1层四腔心）单次激发TFE超快速采集序列；
2. 采集时间一分钟左右，可在自由呼吸状态下采集（时间分辨率高不会产生呼吸伪影）；
3. 使用3PPS方法分别定位SA与4CH层面，相位编码方向通常为RL；
4. 启动扫描，在AutoView窗口出现第一幅图像时，立即注射造影剂；
5. 造影剂建议采用Gd-DTPA，剂量0.05mmol/kg体重，注射速度4ml/s，并以相同速度用20ml生理盐水冲洗，促使团注通过。
飞利浦磁共振系统中，心肌首过灌注扫描的序列主要是三种：
B-TFE序列：该序列的优点是信噪比高，但是该序列扫描时间稍微慢，时间分辨率可能稍显不足。
sT1-TFE序列：该序列信噪比没有B-TFE高，但是扫描速度快，时间分辨率高。
TFE-EPI序列：该序列采用EPI读出，扫描速度是最快的，时间分辨率最高，但是该序列磁敏感伪影重。
心肌灌注分类：心肌灌注一般分为：静息灌注Rest Perfusion和负荷灌注Stress Perfusion。负荷灌注根据引导的负荷状态不同，又可以分为：注射药物的负荷灌注和运动负荷灌注，临床一把选用药物负荷较多，后者需要特殊的配置。
负荷药物类型：
1.正性肌力类药物(stress agent)：多巴酚丁胺(Dobutamine)
2.冠脉扩张类药物(vasodilators)：腺苷(Adenosine)、潘生丁 (Dipyridamole
药物作用原理：选择性冠脉扩张药物，使正常冠脉血流量增加4~5倍。冠脉有狭窄时，出现“冠脉盗血”现象。同时，可使冠脉血流速度增加，心内膜下冠脉血流减少而更易缺血。此时给造影剂，就能发现静息状态下无法发现的心肌缺血灶。
首过灌注临床应用：
正常心肌，表现为对比剂的“快进快出”，首过心肌灌注呈低信号-心肌缺血。
首过心肌灌缺血区表现为充盈缺损。但单纯首过不能明确是否为梗死心肌。
心肌延迟增强序列
由于常用的磁共振造影剂为细胞外造影剂，在正常心肌内被迅速廓清，而当心肌发生凝固性坏死时，细胞膜完整性被破坏，造影剂只能通过渗透的方式进入梗死部位并聚积，其廓清时间较正常心肌明显慢，利用这一病生理改变，使用反转脉冲的快速梯度回波序列进行采集，这种正常心肌和梗死心肌因造影剂的分布差别而形成T1的对比差异。10～15分钟后延迟扫描，获得心脏的延迟增强（late gadoliniumenhancement，LGE）图像，其具有高度的组织特异性和良好的空间分辨力，能够准确识别梗死心肌或瘢痕组织。LGE不仅见于缺血性心脏病（如急性或慢性心肌梗死），亦可见于非缺血性心肌病、炎症性心脏病和浸润性心肌病。组织病理学上LGE程度与心肌坏死或纤维化范围相一致，因此，LGE的有无、LGE的部位及LGE的程度在心血管疾病的诊断、治疗和预后判断方面起着重要作用。
原理：梗死心肌强化，梗死心肌或瘢痕的细胞间隙增大和造影剂流入/流出时间常数的延长被认为是最可能机制。这都可能导致正常心肌和病变组织间的造影剂浓度差异，在MR影像中呈现明显的高信号。
TI时间设置: 如果TI设置不合理，会导致正常心肌和梗死心肌对比剂削弱，无法区分。Look Locker扫描后，选择TI延迟时间（即正常心肌组织反转过零点时间），找出心肌最黑的那张Td时间，然后选择TI+20ms，通常正常心肌组织的TI延迟时间大约为220 -350ms，填入delay 就OK了。
延迟强化流程：
1.在延迟强化扫描前，需要等待造影剂从正常心肌中完全廓清，此过程通常需要10分钟，可以利用这段时间进行其他任何扫描（比如心脏电影等），10分钟后即可进行延迟强化扫描；
2.延迟强化建议采用PSIR ( Phase Sensitive Inversion Recovery)（相位敏感反转回复）序列，优点是对于翻转延迟时间敏感性较低，可以不做Look locker扫描；系统默认的TI时间为350ms；
3. PSIR扫描得到三种类型图像：一次扫描，分别在两个RR间期，采集2次信号，得到2个M图（模数幅度图）。用第二个M图校正第一个M图的相位信息，可以再得到CR（Corrected Real）校正实图。其中CR图为校正真图，用于延迟强化分析，获得最佳的SNR和CNR。
PSIR（Phase Sensitive Inversion Recovery），相位敏感反转恢复序列。在一次反转脉冲中，在两个心动周期（R-R间期）采集两次信号，第二次采集的时候，也就是第二个心动周期，大部分组织都恢复正值了（过零点）。用第二次采集的图像，可以校正第一次的相位信息。两个图像校正，得到CR（Corrected Real）图像。
很多医院希望做黑血的LGE，因为传统的LGE序列，只有一个TI时间，所以抑制了心肌，血池就抑制不了。那么安排PSIR序列就可以满足所有想象了，PSIR序列得到的第一个采集时间的图像，血池信号被抑制了。又由于PSIR序列本身会生成CR图，这个图可以使正常心肌组织变黑,如下图（中间图为CR图）
小结一下：
1.首过灌注缺损（不强化），说明心肌缺血
2.延迟增强表现为明显的延迟强化心肌，说明这些缺血的心肌已经发生梗死。
3.如果缺血区域不出现强化的，考虑顿抑心肌或冬眠心肌。
ISP心功能分析步骤
功能性长轴分析
在任务指南面板中单击Start Analysis Application（开启分析应用）。Functional LA 软件套件会在 Segment（分段）屏幕中打开，并分两列显示 LA 视图，以显示堆栈的中间切片。第一列显示第一个相位，通常是舒张末期（ED）相位。第二列显示经系统计算的收缩末期（ES）相位。
1. 接下来按照导航的4步做就可以了
第一步：滑动鼠标找到两腔心上左室舒张末期的最大层面，点击画笔勾画出心室的轮廓。同样在四腔心上也勾画出来左室的轮廓。然后再选择收缩末期勾画出二腔心和四腔心中左室的轮廓（如下图）
第二部：选择View results显示结果
右键set BSA parameters 弹出体重和身高参数，我们根据患者情况填写
心功能结果显示：
舒张末期（ED）：这时是心搏的开始，心脏处于“休息”状态，即血量最多。
收缩末期(ES)：该相位下心脏完全收缩，血量最少。
ED 容积 (VED)：是心脏舒张末期的血量，以毫升（ml）表示。VED = 8 / 3π × A2/1 其中，ED 图像中，A是心内膜轮廓的面积(cm2)，l 是短轴线与心内膜轮廓的交叉点之间的长轴线的长度(cm)。
ES 容积(VES)：心脏收缩末期的血液量，以毫升（ml）表示。
VES 的计算与VED 相似，不同点是 A 和 l 取自 ES 图像
每搏量 (SV)：每次心跳被泵出的血液量，即舒张末期和收缩末期的血液量之间的差异；以毫升（ml）表示。SV = VED – VES
每搏量指数 (SI)：相对体表面积的每搏输出量；以ml/每搏/m2表示。SI = SV/BSA
体表面积 (BSA) ：患者的估计体表面积（未测量）；以 m2 表示。对于成年人来说，体表面积（BSA）的近似值可以使用 Mosteller 公式计算：BSA =√（身高[cm]×体重[kg]）/ 3600
射血分数 (EF) ：每搏被泵出的血液体积与在舒张末期血量的比值，以百分比表示。EF = (SV / VED) × 100
心脏输出量(CO) ：每分钟泵出的血液量，以升(l)表示。心率是每分钟的心跳数目(bpm)。CO =（SV × 心率）/ 1000
心脏指数（CI）：相对于体表面积的心输出量：以l/min/m2 表示。CI = CO / BSA
心脏增强短轴位功能分析
1.在任务指南面板中单击Start Analysis Application（开启分析应用）。Spatial Enhancement SA LV（空间增强短轴左室长轴分析）包在 Segment LV（分割左心室）屏幕中打开并显示左室视图。
2. 选择New endo contour（新心内膜轮廓）New epi contour（新心外膜轮廓）一种模式进行轮廓勾画要求每一层面都要勾画，这样结果才能更加准确。我们也可以在短轴心功能分析里选择自动勾画轮廓再同步到分析里这样只需要微调以下自动识别有误差的地方就可以了。
3.左上角选择Define Threshold 进行阈值选择，阈值有不同的计算方法，可以自定义选择（如下图），目的都是为了心肌识别的更准确。
4.左上角选择View Results 显示结果
结果屏幕的视窗上显示了时间强度信号图、表格结果图、带有轮廓和辐轮的源图像、以及带有颜色编码的分割显示（包括中心线划分）源图像。要查看牛眼结果图而非表格结果图，右击表格结果图并选择牛眼结果图。
结果摘要表:
Ejection fraction射血分数(%)
Stroke volume每搏输出量(ml)
Cardiac output心输出量(L/min)
Stroke index（每搏量指数）(ml/m2)
Cardiac index（心脏指数）(L/(min*m2))
ED 容量(ml)
ES 容量(ml)
ED volume（ED 容积）/BSA (ml/m2)
ES volume（ES 容积）/BSA (ml/m2)
ED 时间(ms)
ES 时间(ms)
心脏密度(gr/ml)
ED 壁质量 (gr)
ED 壁 + 乳头肌质量 (gr)
ED wall mass（ED 壁质量）/BSA (gr/m2)
ED wall + papillary mass（ED 壁 + 乳头肌质量）/BSA (gr/m2)
BSA (m2)
Heart rate（心率）(bpm)
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