法洛四联症根治术后肺动脉血流动力学及右室舒张功能的3T MRI研究

摘要

目的：
　　 1、通过流体模型,验证3TMRI相位对比法(PC-MRI)对血流动力学信息的反映能力,包括流向信息,流速测量的稳定性及准确性,优化选择正确的速度编码及速度编码方向,旨在为心血管疾病MRI血流动力学检查的临床应用提供依据。
　　 2、通过3TPC-MRI定量测量法洛四联症(TOF)术后远期随访患者肺动脉血流,并与超声心动图结果进行相关分析,旨在评价PC-MRI测量的肺动脉返流与右室容量及右室收缩功能的关系。
　　 3、通过3TPC-MRI对TOF术后远期随访患者三尖瓣血流评估,与超声心动图结果进行对照研究,探讨PCMRI评价TOF术后远期随访右室舒张功能的准确性,同时探讨三尖瓣血流评估结果与右室容量的关系。
　　 材料与方法：
　　 1、自制流体模型一个。将流体模型中心置于线圈中心,平行放置的塑胶管与磁体长轴一致。常规横断面FSET2WI及横断面FastCinePc序列。FastCinePC序列的扫描参数为TR/TE=自动选择最小重复时间/Minfull,翻转角20°,FOV:200mm×200mm,矩阵大小:256×256,ETL:1,激励次数:1,带宽:31.25khz。扫描层厚5.0mm,扫描时相为30个相位。采用-健康志愿者心率作为该序列的模拟心率(平均为73次/分)。进行以下FastCinePC序列扫描:
　　 第一组:固定流率2ml/s,固定速度编码(velocityencoding,Venc)为100cm/s。速度编码方向分别选择ALL,Slice,AP(前后),RL(右左),SI(上下),得到5组数据。
　　 第二组:固定流率2ml/s,固定速度编码方向为Slice。速度编码值从20cm/s-200cm/s逐渐递增,间隔为20cm/s。共扫描得到10组数据。
　　 第三组:固定速度编码150cm/s,固定速度编码方向为Slice。注射流率选择0ml/s,及1ml/s-5ml/s逐渐递增,间隔为0.5ml/s。共扫描得到10组数据。
　　 扫描所得数据使用segment软件进行分析。
　　 2、2008年03月至2009年02月在广东省人民医院一个月内先后进行了心脏超声心动图及心脏MRI检查,进行TOF根治术随访共42例病人(男26例、女16例、年龄10～51岁、平均年龄18.7岁)。
　　 磁共振主要扫描序列及相应参数:电影Fiesta扫描序列(TR/TE=Minimum/Minimum,翻转角45°,带宽125kHz,FOV35cm×35cm,矩阵大小160×224,扫描层厚8.0mm,层间距0mm,激励次数1,phaseFOV0.75-1,扫描时相为20个相位)包括左室垂直长轴电影,四腔心电影,右室垂直长轴电影,多层短轴电影、三腔心及右室流出道电影；FastCinePC序列(TR/TE=自动选择最小重复时间/Minfull,翻转角20°,带宽31.25kHz,FOV40cm×40cm,矩阵大小256×128,扫描层厚5.0mm,激励次数1,Venc150cm/s并在此基础上进行适当增加,以避免相位混淆。扫描时相为30个相位)进行肺动脉、主动脉、二尖瓣及三尖瓣血流测量,在血流方向上施加速度编码梯度场。将所有图像数据传至AW4.3MR工作站,使用reportcard软件进行数据分析。
　　 Pc-MRI测量肺动脉返流严重程度(轻度、中度、重度)与超声心动图显示肺动脉返流严重程度(轻度、中度、重度)进行相关分析,关联程度用Spearman等级相关进行检验,计算相关系数γs。判断PC-MRI与超声心动图比较对肺动脉返流严重程度分级(轻度、中度、重度)的符合程度,计算kappa值。PC-MRI测量得到的肺动脉返流分数(PRF)、肺动脉平均反向血流量(ANF)分别与超声心动图测量的肺动脉返流面积进行相关分析,关联程度用Spearman相关进行检验,计算相关系数γs。进行右室流出道补片组与跨瓣环补片组PC-MRI测量得到的PRF及肺动脉ANF比较,用Mann-whtineyU检验进行检验。心功能不同分级时,PC-MRI测量得到的PRF及肺动脉ANF的比较,用Mann-whtineyU检验进行检验。PRF与右室舒张未容积指数(RV-EDVI)、右室收缩末容积指数(RV-ESVI)、右室射血分数(RV-EF)、右室每搏量(RV-SV)的相关关系,关联程度用Spearman相关进行检验,计算相关系数γs。以PRF不同严重程度(轻度、中度、重度)分组,比较不同分组间RV-EDVI、RV-ESVI、RV-EF、RV-SV差异有无统计学意义,用Kruskal-WallisH检验统计量进行检验。P<0.05认为具有统计学意义。
　　 3、2008年03月至2009年02月共42例进行了心脏超声心动图及心脏MRI检查的TOF随访病人中,将其中27例同时进行了二尖瓣及三尖瓣Pc-MRI的病人资料纳入本阶段研究。使用Segement软件进行二尖瓣及三尖瓣数据分析,可得到三尖瓣E波峰值流速(Evelocity)、A波峰值流速(Avelocity)及E波峰值流率(Eflow)、A波峰值流率(Aflow)。
　　 PC-MRI测量的E波峰值流速(Evelocity)、A波峰值流速(Avelocity)分别与超声心动图测量的E波和A波峰值流速(Ev及Av)进行相关分析,关联程度用Pearson相关系数进行检验。Evelocity/Avelocity及Eflow/Aflow比值分别与超声心动图测量比值进行相关分析。Evelocity/Avelocity及Eflow/Aflow比值分别与超声心动图测量Ev/Av比值配对样本t检验。按照E/A>1(无舒张功能障碍)及E/A≤1(有舒张功能障碍)分为两组,分别比较PC-MRI两种测量方法与超声心动图结果符合程度。按照E/A>1(无舒张功能障碍,设为0组)及E/A≤1(有舒张功能障碍,设为1组)分为两组,比较PC-MRI两组间RV-EDVI、RV-ESVI、RV-EF及RV-SV统计学差异,用Mann-WhtineyU检验进行检验。P<0.05认为具有统计学意义。
　　 结果
　　 1、第一组:速度编码方向Slice能正确反映液体流动方向信息,包括前向流动为低信号,反向流动为高信号。而速度编码方向为ALL者,前向及反向液体流动均显示为高信号改变,不能正确反映血流信息。速度编码方向为AP和RL者,相位图像上无模拟血管显示。速度编码方向为SⅠ者,显示结果与Slice一致。
　　 第二组:固定流率2ml/s,固定速度编码方向为Slice时,速度编码设置为20、40、60、80cm/s时,前向及反向流动为表现为不同程度相位混淆。
　　 第三组:固定速度编码150cm/s,固定速度编码方向为Slice时,不同注射流率与流速关系。
　　 2、对肺动脉返流严重程度(轻度、中度、重度)的测量,PC-MRI与超声心动图结果具有明显正相关性(γs=606,P<0.001)。
　　 超声心动图显示轻度肺动脉返流10例,32例为中度,无重度肺动脉返流。而MRI分别显示轻度、中度、重度肺动脉返流分别为10例(23.8％),8例(19.0％)及24例(57.1％)。把肺动脉返流分为轻度及中重度两组,PC-MRI与超声心动图的符合程度kappa值为k=0.606(P<0.001),两者的符合程度较好。MR能够进一步把超声心动图中重度返流区分开来。
　　 PC-MRI测量PRF与超声心动图测量的肺动脉返流面积具有正相关关系,但相关性并不密切(γs=0.438,P=0.004)。PC-MRI测量肺动脉ANF与超声心动图测量的肺动脉返流面积具有明显正相关性(γs=0.559,P<0.001)。
　　 结论
　　 1、选择正确的速度编码方向,能够准确反映质子流动的方向；正确的速度编码是准确测量血流动力学信息的重要保证,在一定的范围内,可优先选择较大的速度编码值,以避免相位混淆带来的错误信息；3TPC-MRI能够稳定、准确的测量流速信息。本次实验结果证实,3TPC-MRI能够在复杂组织界面准确进行血流动力学信息测量。
　　 2、3TPC-MRI测量肺动脉返流严重程度与超声心动图有很好相关性,同时可提供定量测量信息。3TPC-MRI能准确反映右室流出道补片及跨瓣环补片手术所致肺动脉血流动力学差异。肺动脉返流程度与RV-EDVI及RV-ESVI密切相关,随着返流严重程度加重,RV-EDVI及RV-ESVI增大,但RV-EF保持稳定。
　　 3、3TPC-MRI能够正确显示三尖瓣波群形态,能够分辨出E波及A波。PC-MRI测量的E波及A波峰值流速均较超声心动图测量结果低。PC-MRI最大峰值流速比值及流率比值能够正确判断右室舒张功能,特别是判断无舒张期功能障碍与超声心动图结果更为符合。PC-MRI峰值流速比值判断有舒张功能障碍组的RV-EDVI及RV-ESVI较无舒张功能组小,可能代表心室肌肥厚为主的病理改变。

目录

文摘

英文文摘

第一部分 流体模型血流动力学信息的3T MⅪ相位对比法定量测量

前言

材料与方法

结果

讨论

结论

参考文献

第二部分 法洛四联症根治术后长期随访:3T MRI相位对比法评价肺动脉血流动力学信息

前言

材料与方法

结果

讨论

结论

参考文献

第三部分 法洛四联症根治术后长期随访:3TMRI相位对比法评价右室舒张功能

前言

材料与方法

结果

讨论

结论

参考文献

综述

参考文献

在学期间科研成绩

英文缩略语

致谢

统计学证明