潘生丁负荷增强超高速MRI评价心肌灌注储备的初步研究
作者：王萍 谢敬霞 孙伯章
单位：100083 北京医科大学第三医院放射科
关键词：心肌缺血；心肌再灌注；磁共振成像
中华放射学杂志000613 【摘要】 目的 评价潘生丁负荷心肌首过灌注储备磁共振成像技术对缺血性心脏病的诊断作用。方法 采用1.5 T MR成像设备对30位健康志愿者和21位经核素心肌灌注显像及冠状动脉造影检查确定有心肌缺血的患者进行潘生丁负荷心肌首过灌注储备MRI的研究，并对心肌灌注储备的相关参数进行定量分析以及对比研究。结果 以信号强度-时间曲线的峰时(tp)、最大信号强度增加值(SIm)、最大上升斜率(slope)和平均通过时间(MTT或Tm)负荷前后的比值表示左室心肌的灌注储备值，则正常参考范围分别为tp-/+：1.55±0.31；SIm+/-：1.63±0.77；slope+/-：2.37±0.67；(1/Tm)+/-：2.26±0.43，均高于缺血心肌，两组之间差异有显著性意义(P<0.001)。在心肌灌注储备的4个相关指标中，slope+/-及(1/Tm)+/-两项指标能够较为全面地反映灌注储备。结论 潘生丁负荷心肌首过灌注储备MRI能够准确地发现心肌灌注储备的异常。
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Myocardial perfusion reserve: assessment with gadolinium-enhanced ultrafast, first-pass MR imaging and dipyridamole stress
WANG Ping XIE Jingxia SUN Bozhang
(Department of Radiology, the Third Hospital, Beijing Medical University, Beijing 100083, China)
【Abstract】 Objective To evaluate the clinical value of magnetic resonance first-pass imaging with dipyridamole stress in the assessment of myocardial perfusion reserve. Methods Gadolinium-enhanced ultrafast, first-pass magnetic resonance (MR) imaging with dipyridamole stress was performed on 30 healthy volunteers and 21 patients with ischemic heart disease, which had been proved by rest-stress technetium-99m-sestamibi myocardial perfusion imaging and coronary angiography. Four parameters related to myocardial perfusion reserve including tp-/+, SIm+/-, slope+/-, (1/Tm)+/- were analyzed statistically between normal and abnormal groups. Results The myocardial perfusion reserve was higher in the healthy volunteers than in the patients. The normal range of the four parameters was as follows: Tp-/+：1.55±0.31；SIm+/-：1.63±0.77；Slope+/-：2.37±0.67；(1/Tm)+/-：2.26±0.43. There was significant difference between these two groups. Among the 4 parameters, slope+/- and (1/Tm)+/- were proved to be more accurate. Conclusion The four parameters can provide accurate information on myocardial perfusion reserve, which can be used in diagnosing ischemic heart disease. Gadolinium-enhanced ultrafast, first-Pass MR imaging with dipyridamole stress is proved to be the most promising method to evaluate the ischemic heart disease.
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【Key words】 Myocardial ischemia; Myocardial reperfusion; Magnetic resonance imaging
心肌灌注储备磁共振成像能够发现早期的和潜在的心肌缺血，并能准确定位[1-3]。笔者应用药物负荷快速MRI及团注对比剂测定心肌灌注储备的研究结果报告如下。
材料与方法
一、 研究对象
正常组选择没有任何心脏病史及相关症状和体征的健康志愿者30名，男18名，女12名，平均年龄38岁(20～55岁)。病例组21例，男14例，女7例，平均年龄55岁(40～68岁)。每位患者在行MRI检查前都进行了静息和运动核素心肌灌注成像及冠状动脉造影(CAG)检查，均有阳性结果：核素心肌灌注检查示可逆性心肌缺血，冠状动脉造影有血管病变(血管狭窄>50%)。
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二、MRI技术及方法
采用Siemens Magnetom Vision 1.5 T超导型MR设备，体部相控阵线圈，以及超快速小角度激励(Turbo FLASH)序列，TR 3.3 ms，TE 1.4 ms；反转角8°。病例组MRI层面取决于核素或冠状动脉造影检查结果，灌注与功能检查保持同一层面。整个心肌灌注储备的测定过程分为两步进行：静息状态下和负荷状态下灌注检查。静息状态下进行的常规扫描包括：沿心脏自身短轴、水平长轴、垂直长轴3个方向的成像。随后行心肌灌注MRI。24 h后进行负荷检查，同时进行心电监护，病例组有心内科医生参加。以潘生丁为负荷药物，对比剂采用钆喷替酸葡甲胺(Gd-DTPA)注射液。
图1 左室短轴平面心肌血供分区示意图：0～3，13～15代表左前降支供血区；4～7代表左旋支供血区；8～12代表右冠状动脉供血区。以心肌各壁划分则为前壁：0～3；侧壁：4～7；下或(后)壁：8～11；间壁：12～15。RV：右心室；LV：左心室
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图2 正常组负荷前心肌灌注成像。对比剂注入后4 s进入右心室，8 s后进入左心室，随后心肌开始强化，于15 s强化达峰值
图3 正常组负荷后心肌灌注成像。对比剂注入后4 s进入右心室，7 s后进入左心室，心肌于12 s强化达峰值
三、图像处理
左室短轴平面各支冠状动脉的心肌血供区如图1所示[1]。采用西门子图像处理软件包的mean-curve软件，分别对右室腔和左室腔内的血流、左室各壁心肌、背景噪音进行动态信号强度采样，得到各感兴趣区的信号强度-时间曲线。 四、评价指标
在本研究中，分别于负荷前后测定了反映每位受检者心肌灌注储备(MPR)的4个参数：峰时(tp)，最大信号强度增加值(SIm)，最大上升斜率(slope，信号强度-时间曲线上升支的最大斜率)，平均通过时间(MTT或Tm)。各参数于负荷前后的比值为评价心肌灌注储备的重要指标，分别以tp-/+、SIm+/-、slope+/-、(1/Tm)+/-表示(-表示负荷前，+表示负荷后)，分别代表负荷前后峰时的比值、负荷后与负荷前最大信号增加值的比值、最大上升斜率的比值以及平均通过时间倒数的比值。
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五、统计方法
应用SPSS 7.5统计软件进行数据分析及统计。对同一参数负荷前后变化采用配对t检验进行检验。正常组以方差分析加q检验对不同心壁的同一参数变化比值的差别性进行检验，均行方差齐性检验，并以
±1.96 s(1.96为常数)表示健康志愿者有关参数的正常参考值范围(95%可信区间)。并与病例组缺血心肌相应参数进行对比分析。
结果
扫描过程中背景噪声十分稳定，3～4次扫描后基线信号趋于平稳。注入对比剂前，心肌及血池的信号均很低。心肌基线信号强度平均为10±2。经肘静脉注入对比剂2～6 s后右心室血流开始强化，7～12 s左心室内血流强化。由图2～5可见，负荷后心肌强化幅度增加，对比剂流入及流出心肌的速度均明显加快。
, http://www.100md.com 正常组：于左室短轴层面对30名正常人左室各壁进行心肌灌注储备4个指标的测定(表1)。经统计学分析，正常组心肌各壁的同一参数之间无显著性差异，因而可将各个壁的相应数据合并，得到正常人心肌灌注储备的4个评价指标的正常参考值范围(±1.96 s)分别为：tp-/+=1.55±0.31；SIm+/-=1.63±0.77；slope+/-=2.37±0.67；(1/Tm)+/-= 2.26±0.43。
表1 正常组左室壁MPR的 4个指标测量值(±1.96s) 指标
tp-/+
SIm+/-
slope+/-
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(1/Tm)+/-
ANT
1.54±0.11
1.75±0.45
2.42±0.38
2.28±0.18
LAT
1.56±0.21
1.55±0.36
2.32±0.38
2.24±0.24
Po-In
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1.56±0.20
1.58±0.41
2.44±0.32
2.28±0.27
SEP
1.52±0.12
1.64±0.37
2.31±0.31
2.26±0.22
F值
0.13
0.51
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0.42
0.04
P值
>0.05
>0.05
>0.05
>0.05
注：ANT：前壁，LAT：侧壁，Po-In：下后壁，SEP：间壁
图4 负荷前的磁共振心肌灌注成像，对应于图2。RV：右心室，LV：左心室，ANT：前壁，LAT：侧壁，Po-In：后或下壁，SEP：间壁
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图5 负荷后的磁共振心肌灌注成像，对应于图3。各感兴趣区分别对应于右心室及左心室内的血流和左心室的4个心壁
病例组：21例患者共27处缺血部位由核素心肌灌注和冠状动脉造影所证实。缺血心肌依部位分为：前壁：6处；侧壁：6处；下或后壁：7处；间壁：8处。以tp-/+、SIm+/-、slope+/-、(1/Tm)+/-评价各部位缺血心肌的灌注储备。经统计学分析，21例患者缺血心肌的心肌灌注储备的4个相关参数测量均值低于正常组，其中slope+/-和(1/Tm)+/-在两组之间没有交叉(表2)。
病例组21例核素和冠状动脉造影均阳性的患者，磁共振检查结论与之完全相符(图6～10)。我们在研究过程中还遇到另3例患者，分别为高血压病Ⅱ期、Ⅲ期，X综合征各1例。核素检查为阳性，而冠状动脉造影阴性，当进行了左室壁的MPR检查后，发现病变部位各项指标均低于正常参考值范围。故对于此24例患者而言MR成像与核素心肌灌注成像在检测心肌缺血时其阳性符合率达100%，与冠状动脉造影的阳性符合率为87.5%。
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表2 病例组与正常志愿组左室壁MPR 的4个指标
测量值比较(±1.96s) 分组
Tp-/+
SIm+/-
slope+/-
(1/Tm)+/-
正常组
1.55±0.31
1.63±0.77
2.37±0.67
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2.26±0.43
病例组
1.28±0.19
1.08±0.15
1.04±0.14
1.05±0.06
Z值
-4.01
-4.11
-4.29
-4.28
P值
, http://www.100md.com <0.001
<0.001
<0.001
<0.001
图6 上2幅图像为负荷前心肌灌注储备磁共振成像，显示左室下后壁及后间壁心肌信号强度略低于左室侧壁及前壁。下2幅为负荷后心肌灌注储备成像，可见左室下后壁及后间壁心肌信号强度明显减低。由信号强度-时间曲线可知，负荷后正常心肌与缺血心肌的灌注差别显著增大。本检查结果与冠状动脉造影检查结果及核素心肌灌注成像检查结果一致
图7 负荷前心肌灌注成像。各心肌灌注情况略有差异，间壁及下壁灌注稍有减低
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讨论
一、MRI对于缺血心肌MPR的评价
图8 负荷后心肌灌注成像。负荷后，各心肌之间的灌注差异更加明显，间壁及下壁灌注低于前壁、侧壁，该区域对比剂的流入、流出速度减慢
图9 冠状动脉造影检查显示右冠状动脉第3段接近70%的狭窄(箭头)
图10 上2幅图像为负荷状态下核素心肌灌注检查，显示左室下后壁及后间壁放射性减低；下2幅图像为静息状态下成像，显示病变部位放射性再充填 心肌灌注储备是指负荷前后心肌内血流量的比值。目前以磁共振测定MPR，得到的并不是心肌绝对血流量的比值，而是分别对反映血流量变化的参数-血容量和血流速度进行测定之后的比值，是一种半定量测定。国外许多学者通过动物实验证明，这种方法能够很好地反映负荷前后心肌内血流量的变化。
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本研究得到的正常人群心肌灌注储备各指标的范围及病例组的相应指标范围，经统计学分析，正常人群及病例组的tp-/+和SIm+/-两项指标数据有部分交叉，而slope+/-和(1/Tm)+/-两项之间有高度统计学差异，数据没有交叉。
潘生丁诱导的灌注储备基于两方面：血管扩张致血容量增加及阻力减小而致血流速加快。就MPR的4个参数tp-/+、SIm+/-、Slope+/-、(1/Tm)+/-而言，与血容量增加对应的是信号强度的增加，与流速加快对应的是峰时的减短。所以SIm+/- 及tp-/+均只代表灌注储备的一个方面。最大上升斜率slope是指信号强度-时间曲线上升支的最大斜率。最大上升斜率与平均上升斜率不同，后者为峰值与峰时的比值。Wilke等[4]通过实验证实最大上升斜率与心肌血流在较宽的流量范围内呈线性相关，而平均上升斜率与之线性关系较差，且对血流变化不敏感，这与对比剂的特性有关。
平均通过时间(Tm)＝血容量/血流量(V/F)，由此推出F+/F-＝[V+/ V-]×[(Tm+)-1/(Tm-)-1]。可见负荷前后Tm-1与F之间尚存在一个血容量的变化关系。由潘生丁诱导或缺血状态下由腺苷导致的充血状态，血容量V和血流量F均有增加，只是幅度不同。文献报道，潘生丁或腺苷可以使正常心肌血容量增加约50%[3]，即[V+/ V-]＝1.5，所以在正常人F+/F-＝1.5×[(Tm+)-1/ (Tm-)-1]，故以(1/Tm)+/-反映MPR，需作容积校正，正常人校正因子为1.5。而对于缺血区域，静息状态下狭窄处的远端血管由于缺血已处于扩张状态，潘生丁诱导后血管扩张程度减小甚至不能再发生进一步地扩张，即1×[V+/ V-]<1.5，此时校正幅度相应减小或无需容积校正。
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可见，slope与Tm都同时考虑了血容量增加和血流加速2种因素，因而slope+/-及(1/Tm)+/-2项指标能够较为全面地反映灌注储备。本法测得的心肌灌注储备主要指由后2种参数得来的。
二、MRI、核素及冠状动脉造影对MPR的评价
本组MR成像与核素心肌灌注成像在检测心肌缺血时阳性符合率达100%。复习文献，此2种检查手段的符合率均高达87.5%～92.0%，这是由于两者都是针对心肌微循环情况进行检查的[5,6]。但在心肌缺血的诊断上2种技术仍存在一定差别，这可能与心脏运动、图像采集的时间、核素信号衰减，以及非特异性心脏对比剂有关。本研究中2种方法的符合率极高，这与本组病例的选择标准有关。本组MRI检测结果与冠状动脉造影的阳性符合率为87.5%，文献报道为79%[5]，低于与核素的符合率。这是因为冠状动脉造影主要是用来观察较大冠状动脉的解剖形态学改变，对于冠状动脉微血管病变导致的心肌缺血较难做出准确的评价。严格地讲，心肌灌注检查才是对心肌血供情况最直接的反映。
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三、评价MPR的技术及其优缺点
心肌灌注储备作为冠心病的早期诊断和治疗效果的监测指标，得到了越来越多的重视。目前临床用于定量测定心肌灌注储备的无创性方法主要有核素心肌灌注检查即单光子发射体层扫描(single photon emission computed tomography, SPECT)、心肌首过灌注MRI及正电子发射体层扫描(positron emission computed tomography，PET)。 SPECT诊断心肌缺血的敏感性和特异性较高，它的局限性在于较差的空间分辨率和由于组织衰减而造成的伪影，使定量检测不够准确。PET是一种心肌代谢显像，可显示出正常心肌和缺血心肌能量代谢的特点，灵敏、准确地评价心肌细胞的活力，定量评价心肌灌注，被临床视作心肌灌注定量测定的金标准[7]。但由于该设备检查费用昂贵，目前尚难推广应用，而且PET的空间分辨率也较低。这2种检查都采用放射性物质，不能提供即时的灌注信息，也不能同时提供清晰而准确的形态学信息。而对比增强超高速MRI的空间分辨率和时间分辨率较高，不仅能进行缺血心肌的定量研究，而且可以同时测定心肌缺血对心功能的影响及由此发生的形态学变化，甚至可能检测出心内膜下的心肌缺血[8]。
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本研究虽然提出了MRI测定心肌灌注储备的正常参考值范围，但由于条件的限制，没有与相应的量化金标准(PET)进行对照，本方法所测定的心肌灌注储备与心肌缺血程度之间的关系尚未能进一步研究清楚。
目前，临床应用MRI技术测定MRP的缺陷在于硬件条件所限，尚不能同时作整个心脏的灌注检查，但随着磁共振体积扫描技术的完善、时间分辨率的进一步提高、磁共振心脏专用对比剂及磁共振心脏专用机的出现，该项技术将会广泛地应用于临床。
基金项目：国家卫生部科研基金(98-1-249)
参考文献
1，Eichenberger AC， Schuiki E, Kochli VD，et al. Ischemic heart disease: assessment with gadolinium-enhanced ultrafast MR imaging and dipyridamole stress. J Magn Reson Imaging， 1994，4: 425-431.
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2，Saeed M, Wendland MF, Sakuma H, et al. Coronary artery stenosis: detection with contrast-enhanced MR imaging in dogs. Radiology， 1995，196: 79-84.
3，Wilke N, Simm G, Zhang J, et al. Contrast-enhanced first pass myocardial perfusion imaging: correlation between myocardial blood flow in dogs at rest and during hyperemia. Magn Reson Med， 1993，29: 485-497.
4，Wilke N, Jerosch-Herold M, Wang Y, et al. Myocardial perfusion reserve: assessment with multisection, quantitative, first-pass MR imaging. Radiology，1997，204: 373-384.
, 百拇医药
5，Matheijssen NA, Louwerenburg HW, van Rugge FP, et al. Comparison of ultrafast dipyridamole magnetic resonance imaging with dipyridamole SestaMIBI SPECT for detection of perfusion abnormalities in patients with one-vessel coronary artery disease: assessment by quantitative model fitting. Magn Reson Med，1996，35: 221-228.
6，Baer MF, Smolarz K, Theissen P, et al. Identification of hemo-dynamically significant coronary artery stenoses by dipyridamole -magnetic resonance imaging and 99m Tc-methoxyisobutyl-isonitrile-SPECT. Int J Card Imaging，1993，9: 133-145.
, 百拇医药
7，Dayaniki F, Grambow D, Muzik O, et al. Early detection of abnormal coronary flow reserve in asymptomatic men at high risk for coronary artery disease using positron emission tomography. Circulation，1994，90: 808-817.
8，Wilke N, Jerosch-Herold M, Stillman AE, et al. Concepts of myocardial perfusion imaging in magnetic resonance imaging. Magn Reson Q，1994，10: 249-286.
(收稿日期：1999-08-23), 百拇医药
单位：100083 北京医科大学第三医院放射科
关键词：心肌缺血；心肌再灌注；磁共振成像
中华放射学杂志000613 【摘要】 目的 评价潘生丁负荷心肌首过灌注储备磁共振成像技术对缺血性心脏病的诊断作用。方法 采用1.5 T MR成像设备对30位健康志愿者和21位经核素心肌灌注显像及冠状动脉造影检查确定有心肌缺血的患者进行潘生丁负荷心肌首过灌注储备MRI的研究，并对心肌灌注储备的相关参数进行定量分析以及对比研究。结果 以信号强度-时间曲线的峰时(tp)、最大信号强度增加值(SIm)、最大上升斜率(slope)和平均通过时间(MTT或Tm)负荷前后的比值表示左室心肌的灌注储备值，则正常参考范围分别为tp-/+：1.55±0.31；SIm+/-：1.63±0.77；slope+/-：2.37±0.67；(1/Tm)+/-：2.26±0.43，均高于缺血心肌，两组之间差异有显著性意义(P<0.001)。在心肌灌注储备的4个相关指标中，slope+/-及(1/Tm)+/-两项指标能够较为全面地反映灌注储备。结论 潘生丁负荷心肌首过灌注储备MRI能够准确地发现心肌灌注储备的异常。
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Myocardial perfusion reserve: assessment with gadolinium-enhanced ultrafast, first-pass MR imaging and dipyridamole stress
WANG Ping XIE Jingxia SUN Bozhang
(Department of Radiology, the Third Hospital, Beijing Medical University, Beijing 100083, China)
【Abstract】 Objective To evaluate the clinical value of magnetic resonance first-pass imaging with dipyridamole stress in the assessment of myocardial perfusion reserve. Methods Gadolinium-enhanced ultrafast, first-pass magnetic resonance (MR) imaging with dipyridamole stress was performed on 30 healthy volunteers and 21 patients with ischemic heart disease, which had been proved by rest-stress technetium-99m-sestamibi myocardial perfusion imaging and coronary angiography. Four parameters related to myocardial perfusion reserve including tp-/+, SIm+/-, slope+/-, (1/Tm)+/- were analyzed statistically between normal and abnormal groups. Results The myocardial perfusion reserve was higher in the healthy volunteers than in the patients. The normal range of the four parameters was as follows: Tp-/+：1.55±0.31；SIm+/-：1.63±0.77；Slope+/-：2.37±0.67；(1/Tm)+/-：2.26±0.43. There was significant difference between these two groups. Among the 4 parameters, slope+/- and (1/Tm)+/- were proved to be more accurate. Conclusion The four parameters can provide accurate information on myocardial perfusion reserve, which can be used in diagnosing ischemic heart disease. Gadolinium-enhanced ultrafast, first-Pass MR imaging with dipyridamole stress is proved to be the most promising method to evaluate the ischemic heart disease.
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【Key words】 Myocardial ischemia; Myocardial reperfusion; Magnetic resonance imaging
心肌灌注储备磁共振成像能够发现早期的和潜在的心肌缺血，并能准确定位[1-3]。笔者应用药物负荷快速MRI及团注对比剂测定心肌灌注储备的研究结果报告如下。
材料与方法
一、 研究对象
正常组选择没有任何心脏病史及相关症状和体征的健康志愿者30名，男18名，女12名，平均年龄38岁(20～55岁)。病例组21例，男14例，女7例，平均年龄55岁(40～68岁)。每位患者在行MRI检查前都进行了静息和运动核素心肌灌注成像及冠状动脉造影(CAG)检查，均有阳性结果：核素心肌灌注检查示可逆性心肌缺血，冠状动脉造影有血管病变(血管狭窄>50%)。
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二、MRI技术及方法
采用Siemens Magnetom Vision 1.5 T超导型MR设备，体部相控阵线圈，以及超快速小角度激励(Turbo FLASH)序列，TR 3.3 ms，TE 1.4 ms；反转角8°。病例组MRI层面取决于核素或冠状动脉造影检查结果，灌注与功能检查保持同一层面。整个心肌灌注储备的测定过程分为两步进行：静息状态下和负荷状态下灌注检查。静息状态下进行的常规扫描包括：沿心脏自身短轴、水平长轴、垂直长轴3个方向的成像。随后行心肌灌注MRI。24 h后进行负荷检查，同时进行心电监护，病例组有心内科医生参加。以潘生丁为负荷药物，对比剂采用钆喷替酸葡甲胺(Gd-DTPA)注射液。
图1 左室短轴平面心肌血供分区示意图：0～3，13～15代表左前降支供血区；4～7代表左旋支供血区；8～12代表右冠状动脉供血区。以心肌各壁划分则为前壁：0～3；侧壁：4～7；下或(后)壁：8～11；间壁：12～15。RV：右心室；LV：左心室
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图2 正常组负荷前心肌灌注成像。对比剂注入后4 s进入右心室，8 s后进入左心室，随后心肌开始强化，于15 s强化达峰值
图3 正常组负荷后心肌灌注成像。对比剂注入后4 s进入右心室，7 s后进入左心室，心肌于12 s强化达峰值
三、图像处理
左室短轴平面各支冠状动脉的心肌血供区如图1所示[1]。采用西门子图像处理软件包的mean-curve软件，分别对右室腔和左室腔内的血流、左室各壁心肌、背景噪音进行动态信号强度采样，得到各感兴趣区的信号强度-时间曲线。 四、评价指标
在本研究中，分别于负荷前后测定了反映每位受检者心肌灌注储备(MPR)的4个参数：峰时(tp)，最大信号强度增加值(SIm)，最大上升斜率(slope，信号强度-时间曲线上升支的最大斜率)，平均通过时间(MTT或Tm)。各参数于负荷前后的比值为评价心肌灌注储备的重要指标，分别以tp-/+、SIm+/-、slope+/-、(1/Tm)+/-表示(-表示负荷前，+表示负荷后)，分别代表负荷前后峰时的比值、负荷后与负荷前最大信号增加值的比值、最大上升斜率的比值以及平均通过时间倒数的比值。
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五、统计方法
应用SPSS 7.5统计软件进行数据分析及统计。对同一参数负荷前后变化采用配对t检验进行检验。正常组以方差分析加q检验对不同心壁的同一参数变化比值的差别性进行检验，均行方差齐性检验，并以
±1.96 s(1.96为常数)表示健康志愿者有关参数的正常参考值范围(95%可信区间)。并与病例组缺血心肌相应参数进行对比分析。结果
扫描过程中背景噪声十分稳定，3～4次扫描后基线信号趋于平稳。注入对比剂前，心肌及血池的信号均很低。心肌基线信号强度平均为10±2。经肘静脉注入对比剂2～6 s后右心室血流开始强化，7～12 s左心室内血流强化。由图2～5可见，负荷后心肌强化幅度增加，对比剂流入及流出心肌的速度均明显加快。
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±1.96 s)分别为：tp-/+=1.55±0.31；SIm+/-=1.63±0.77；slope+/-=2.37±0.67；(1/Tm)+/-= 2.26±0.43。表1 正常组左室壁MPR的 4个指标测量值(
±1.96s) 指标tp-/+
SIm+/-
slope+/-
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(1/Tm)+/-
ANT
1.54±0.11
1.75±0.45
2.42±0.38
2.28±0.18
LAT
1.56±0.21
1.55±0.36
2.32±0.38
2.24±0.24
Po-In
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1.56±0.20
1.58±0.41
2.44±0.32
2.28±0.27
SEP
1.52±0.12
1.64±0.37
2.31±0.31
2.26±0.22
F值
0.13
0.51
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0.04
P值
>0.05
>0.05
>0.05
>0.05
注：ANT：前壁，LAT：侧壁，Po-In：下后壁，SEP：间壁
图4 负荷前的磁共振心肌灌注成像，对应于图2。RV：右心室，LV：左心室，ANT：前壁，LAT：侧壁，Po-In：后或下壁，SEP：间壁
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图5 负荷后的磁共振心肌灌注成像，对应于图3。各感兴趣区分别对应于右心室及左心室内的血流和左心室的4个心壁
病例组：21例患者共27处缺血部位由核素心肌灌注和冠状动脉造影所证实。缺血心肌依部位分为：前壁：6处；侧壁：6处；下或后壁：7处；间壁：8处。以tp-/+、SIm+/-、slope+/-、(1/Tm)+/-评价各部位缺血心肌的灌注储备。经统计学分析，21例患者缺血心肌的心肌灌注储备的4个相关参数测量均值低于正常组，其中slope+/-和(1/Tm)+/-在两组之间没有交叉(表2)。
病例组21例核素和冠状动脉造影均阳性的患者，磁共振检查结论与之完全相符(图6～10)。我们在研究过程中还遇到另3例患者，分别为高血压病Ⅱ期、Ⅲ期，X综合征各1例。核素检查为阳性，而冠状动脉造影阴性，当进行了左室壁的MPR检查后，发现病变部位各项指标均低于正常参考值范围。故对于此24例患者而言MR成像与核素心肌灌注成像在检测心肌缺血时其阳性符合率达100%，与冠状动脉造影的阳性符合率为87.5%。
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表2 病例组与正常志愿组左室壁MPR 的4个指标
测量值比较(
±1.96s) 分组Tp-/+
SIm+/-
slope+/-
(1/Tm)+/-
正常组
1.55±0.31
1.63±0.77
2.37±0.67
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2.26±0.43
病例组
1.28±0.19
1.08±0.15
1.04±0.14
1.05±0.06
Z值
-4.01
-4.11
-4.29
-4.28
P值
, http://www.100md.com <0.001
<0.001
<0.001
<0.001
图6 上2幅图像为负荷前心肌灌注储备磁共振成像，显示左室下后壁及后间壁心肌信号强度略低于左室侧壁及前壁。下2幅为负荷后心肌灌注储备成像，可见左室下后壁及后间壁心肌信号强度明显减低。由信号强度-时间曲线可知，负荷后正常心肌与缺血心肌的灌注差别显著增大。本检查结果与冠状动脉造影检查结果及核素心肌灌注成像检查结果一致
图7 负荷前心肌灌注成像。各心肌灌注情况略有差异，间壁及下壁灌注稍有减低
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讨论
一、MRI对于缺血心肌MPR的评价
图8 负荷后心肌灌注成像。负荷后，各心肌之间的灌注差异更加明显，间壁及下壁灌注低于前壁、侧壁，该区域对比剂的流入、流出速度减慢
图9 冠状动脉造影检查显示右冠状动脉第3段接近70%的狭窄(箭头)
图10 上2幅图像为负荷状态下核素心肌灌注检查，显示左室下后壁及后间壁放射性减低；下2幅图像为静息状态下成像，显示病变部位放射性再充填 心肌灌注储备是指负荷前后心肌内血流量的比值。目前以磁共振测定MPR，得到的并不是心肌绝对血流量的比值，而是分别对反映血流量变化的参数-血容量和血流速度进行测定之后的比值，是一种半定量测定。国外许多学者通过动物实验证明，这种方法能够很好地反映负荷前后心肌内血流量的变化。
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本研究得到的正常人群心肌灌注储备各指标的范围及病例组的相应指标范围，经统计学分析，正常人群及病例组的tp-/+和SIm+/-两项指标数据有部分交叉，而slope+/-和(1/Tm)+/-两项之间有高度统计学差异，数据没有交叉。
潘生丁诱导的灌注储备基于两方面：血管扩张致血容量增加及阻力减小而致血流速加快。就MPR的4个参数tp-/+、SIm+/-、Slope+/-、(1/Tm)+/-而言，与血容量增加对应的是信号强度的增加，与流速加快对应的是峰时的减短。所以SIm+/- 及tp-/+均只代表灌注储备的一个方面。最大上升斜率slope是指信号强度-时间曲线上升支的最大斜率。最大上升斜率与平均上升斜率不同，后者为峰值与峰时的比值。Wilke等[4]通过实验证实最大上升斜率与心肌血流在较宽的流量范围内呈线性相关，而平均上升斜率与之线性关系较差，且对血流变化不敏感，这与对比剂的特性有关。
平均通过时间(Tm)＝血容量/血流量(V/F)，由此推出F+/F-＝[V+/ V-]×[(Tm+)-1/(Tm-)-1]。可见负荷前后Tm-1与F之间尚存在一个血容量的变化关系。由潘生丁诱导或缺血状态下由腺苷导致的充血状态，血容量V和血流量F均有增加，只是幅度不同。文献报道，潘生丁或腺苷可以使正常心肌血容量增加约50%[3]，即[V+/ V-]＝1.5，所以在正常人F+/F-＝1.5×[(Tm+)-1/ (Tm-)-1]，故以(1/Tm)+/-反映MPR，需作容积校正，正常人校正因子为1.5。而对于缺血区域，静息状态下狭窄处的远端血管由于缺血已处于扩张状态，潘生丁诱导后血管扩张程度减小甚至不能再发生进一步地扩张，即1×[V+/ V-]<1.5，此时校正幅度相应减小或无需容积校正。
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可见，slope与Tm都同时考虑了血容量增加和血流加速2种因素，因而slope+/-及(1/Tm)+/-2项指标能够较为全面地反映灌注储备。本法测得的心肌灌注储备主要指由后2种参数得来的。
二、MRI、核素及冠状动脉造影对MPR的评价
本组MR成像与核素心肌灌注成像在检测心肌缺血时阳性符合率达100%。复习文献，此2种检查手段的符合率均高达87.5%～92.0%，这是由于两者都是针对心肌微循环情况进行检查的[5,6]。但在心肌缺血的诊断上2种技术仍存在一定差别，这可能与心脏运动、图像采集的时间、核素信号衰减，以及非特异性心脏对比剂有关。本研究中2种方法的符合率极高，这与本组病例的选择标准有关。本组MRI检测结果与冠状动脉造影的阳性符合率为87.5%，文献报道为79%[5]，低于与核素的符合率。这是因为冠状动脉造影主要是用来观察较大冠状动脉的解剖形态学改变，对于冠状动脉微血管病变导致的心肌缺血较难做出准确的评价。严格地讲，心肌灌注检查才是对心肌血供情况最直接的反映。
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三、评价MPR的技术及其优缺点
心肌灌注储备作为冠心病的早期诊断和治疗效果的监测指标，得到了越来越多的重视。目前临床用于定量测定心肌灌注储备的无创性方法主要有核素心肌灌注检查即单光子发射体层扫描(single photon emission computed tomography, SPECT)、心肌首过灌注MRI及正电子发射体层扫描(positron emission computed tomography，PET)。 SPECT诊断心肌缺血的敏感性和特异性较高，它的局限性在于较差的空间分辨率和由于组织衰减而造成的伪影，使定量检测不够准确。PET是一种心肌代谢显像，可显示出正常心肌和缺血心肌能量代谢的特点，灵敏、准确地评价心肌细胞的活力，定量评价心肌灌注，被临床视作心肌灌注定量测定的金标准[7]。但由于该设备检查费用昂贵，目前尚难推广应用，而且PET的空间分辨率也较低。这2种检查都采用放射性物质，不能提供即时的灌注信息，也不能同时提供清晰而准确的形态学信息。而对比增强超高速MRI的空间分辨率和时间分辨率较高，不仅能进行缺血心肌的定量研究，而且可以同时测定心肌缺血对心功能的影响及由此发生的形态学变化，甚至可能检测出心内膜下的心肌缺血[8]。
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本研究虽然提出了MRI测定心肌灌注储备的正常参考值范围，但由于条件的限制，没有与相应的量化金标准(PET)进行对照，本方法所测定的心肌灌注储备与心肌缺血程度之间的关系尚未能进一步研究清楚。
目前，临床应用MRI技术测定MRP的缺陷在于硬件条件所限，尚不能同时作整个心脏的灌注检查，但随着磁共振体积扫描技术的完善、时间分辨率的进一步提高、磁共振心脏专用对比剂及磁共振心脏专用机的出现，该项技术将会广泛地应用于临床。
基金项目：国家卫生部科研基金(98-1-249)
参考文献
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3，Wilke N, Simm G, Zhang J, et al. Contrast-enhanced first pass myocardial perfusion imaging: correlation between myocardial blood flow in dogs at rest and during hyperemia. Magn Reson Med， 1993，29: 485-497.
4，Wilke N, Jerosch-Herold M, Wang Y, et al. Myocardial perfusion reserve: assessment with multisection, quantitative, first-pass MR imaging. Radiology，1997，204: 373-384.
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5，Matheijssen NA, Louwerenburg HW, van Rugge FP, et al. Comparison of ultrafast dipyridamole magnetic resonance imaging with dipyridamole SestaMIBI SPECT for detection of perfusion abnormalities in patients with one-vessel coronary artery disease: assessment by quantitative model fitting. Magn Reson Med，1996，35: 221-228.
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8，Wilke N, Jerosch-Herold M, Stillman AE, et al. Concepts of myocardial perfusion imaging in magnetic resonance imaging. Magn Reson Q，1994，10: 249-286.
(收稿日期：1999-08-23), 百拇医药