磁共振心肌灌注检测猪急性心肌梗死的实验研究

　　【摘要】 目的：探讨磁共振心肌灌注成像技术在检测猪急性心肌梗死后心肌活性中的作用。方法：猪心肌梗死模型13只，均进行快速梯度回波序列(FGREET)首过灌注扫描及反转恢复梯度回波序列(MDE)延迟时相扫描。扫描后处死，分析心肌首过灌注和延迟时相特点，并与病理检查结果进行对照。结果：9只首过灌注时梗死心肌表现为灌注减低，其信号强度显著低于周围心肌，12只延迟期梗死心肌表现为延迟强化，而正常心肌信号强度下降，低于梗死心肌。结论：MR心肌灌注成像可有效检测急性心肌梗死后的梗死心肌。

　　【关键词】 心肌梗死; 首过灌注; 延迟强化

　　基金项目：新疆维吾尔自治区科技攻关项目(项目编号：200533121)

　　MR myocardial perfusion imaging in the detecting acute myocardial infarction: an experimental preliminary study in pigs

　　JIA Wenxiao, YI Hua, YANG lixia, et al

　　Second Affliated Hospital, Xinjiang Medical University, Urumqi 830028,China

　　Abstract Objective: To study myocardial firstpass perfusion and delayedenhancement features in acute myocardial infarction by using fast MRI scanning sequence. Methods: 13 pigs myocardial infarctions model, conducted rapid gradient echo sequence (FGREET) firstpass perfusion imaging and inversion recovery gradientecho sequence (MDE) delayedenhancement phase scanning. After scanning killed off the first analysis of myocardial perfusion and delayedphase characteristics, and compared with pathological examination. Results: 9 cases (69.2%) over the first reperfusion myocardial infarction showed perfusion defect, signal intensity was significantly lower than the surrounding myocardium, 12 cases (92.3%) delayed myocardial infarction showed delayedenhancement, and normal myocardial signal intensity decrease below myocardial infarction without delay enhance in one cases (7.6%). Conclusion: MR myocardial perfusion imaging can detect acute myocardial infarction nonviable myocardium.

　　Key words: myocardial infarction; firstpassperfusion; delayenhancement

　　急性心肌梗死严重威胁着人类的健康和生命安全，具有很高的患病率和死亡率。随着冠状动脉搭桥术和经皮冠状动脉介入治疗的广泛开展，临床迫切需要一种能够直接观察心肌损伤情况的无创性的影像学方法，以便于临床分析治疗方案和判断预后。本研究通过采用磁共振(MR)心肌灌注成像技术检测13只猪急性心肌梗死的实验，分析和研究MR心肌灌注首过期和延迟期的影像学特征，旨在探讨MR心肌灌注成像技术在检测猪急性心肌梗死后心肌活性中的作用，为临床广泛应用提供更多的依据。

　　1材料和方法

　　1.1实验动物健康雌性杂种猪13只，3～5月龄，体重30～45 kg(新疆医科大学实验动物中心提供)。

　　1.2急性心肌梗死模型的的制备将猪麻醉后经股动脉置入经皮腔内冠状动脉成形术球囊(20 mm×12mm)至冠状动脉左前降支，经缺血预适应3次(依次阻断血管1、2、5 min，每次间隔30 s)后阻断血流60 min，制备急性心肌梗死模型。心电图均示有病理性Q波，术后约3 h行MR检查。

　　1.3MR心肌灌注成像扫描技术应用1.5 T超导型MR机(Signa Cvi，GE)，扫描线圈为心脏专用的8通道相控阵线圈，扫描体位为仰卧位。术后3 h进行MR常规序列扫描，以扫描出本实验所需要的左室长轴位和左室短轴位，然后使用3种新的快速扫描序列。

　　1.3.1真正快速稳态梯度回波序列(fast imaging employ steady state quisition，FIESTA)用于心脏长轴面和短轴面的心脏运动的MR电影采集。扫描参数：重复时间(TR)1.6 ms,回波时间(TE)3.5 ms,视野(FOV)36 mm×36 mm,矩阵256×192。

　　1.3.2快速梯度回波序列(fastcard gradient echo train，FGREET)在MR电影采集完后,经留置的静脉通道注射对比剂GdDTPA行增强MR心肌首过灌注成像。MR首过灌注成像采用扫描参数：重复时间(TR)3.3 ms，回波时间(TE)1.4 ms，反转时间(TI)200 ms，反转角(FA)23°,视野(FOV)36 mm×36 mm，单层成像时间722 ms，左室短轴位连续成像40次，平静呼吸。GdDTPA剂量为0.1～0.2 mmol/kg体重(注射流率3～4 ml/s)，在扫描出现第一幅图像时开始快速推注所需对比剂剂量的一半;另一半对比剂在首过灌注图像扫描完毕后以同样速度推入。为了增加首过灌注时强化区域与非强化区域的信号比，在FGREET技术中还使用反转恢复序列IR或饱和恢复SR来增加对比度。

　　1.3.3反转梯度回波序列(myocardial delay enhancement MDE)完成心肌灌注延迟时相采集。于7～30 min作垂直于室间隔的自心尖向心底的多层短轴面延迟强化扫描，扫描范围覆盖整个左室。扫描参数：重复时间(TR)72 ms，回波时间(TE)32 ms，反转时间(TI)200 ms,反转角(FA)23°，视野(FOV)36 mm×36 mm，矩阵256×192。为了便于对照，在猪急性心肌梗死模型建立前数天先进行与术后同样步骤的MR扫描,所有层厚均为8 mm，层间距0 mm。

　　1.4病理学检查扫描结束后处死动物，完整取出心脏。大体染色后分别从同一心脏的左室心肌梗死区和左室无心肌梗死区取材作HE染色，以用于对照，在光镜下观察其病理学表现和特征。然后将MR心肌灌注的首过期和延迟期影像与相应部位进行对照。

　　2结果

　　2.1术前术后MR心肌灌注影像学表现13只猪术前MR心肌灌注1～2 s时可见右心室、左心室、左心室各壁心肌顺序强化，心肌信号强度升高晚于心室，左室各壁心肌信号强度同步均匀增加，未见心肌的灌注减低和延迟强化。急性心梗3 h后MR心肌灌注首过期可见9只(69.2%)左室局部心肌表现为边界规则或不规则的明显的灌注减低区，4只(30.8%)未见灌注减低;延迟期可见12只(92.3%)左室局部心肌出现延迟强化，强化区信号强度明显高于同层面心肌无增强区,其中8只(61.5%)既有心肌的灌注减低又有心肌的延迟强化,4只(30.8%)无灌注减低,有延迟强化,1只(7.7%)有灌注减低而无延迟增强(图1、2)。

　　2.2病理学结果大体染色示：正常心肌染色呈砖红色，梗死区染色浅淡，此浅淡区同灌注减低区和延迟强化区一致。在此浅淡区取病理标本作HE染色示：梗死区可见肌纤维组织溶解消失，细胞核消失，心肌结构完全消失，部分被渗出的红细胞、新生的成纤维细胞、淋巴细胞及毛细血管所取代，可能为早期的肉芽组织;梗死周围区的心肌结构完整，其间亦可见成纤维细胞、淋巴细胞浸润及新生的毛细血管。同一标本的左室砖红色区HE染色示：心肌机构存在，细胞核结构清晰。

　　3讨 论

　　3.1MR心肌灌注成像首过时相低灌注区形成的原因

　　MR心肌灌注成像首过时相低灌注区是因为冠脉严重狭窄，静息状态下引起冠脉血流的减少或者是由于心肌梗死区域微循环障碍引起冠脉血流的减少所致，微循环障碍是由于损伤心肌组织逐渐肿胀引起血流障碍引起[1]。心肌缺血区心肌首过时相可以出现低灌注区，即缺血区内为低信号，其周围心肌为高信号，低灌注区部位与冠脉血管的分布有直接的关系[2]。Sandstede等[3]报道，心肌低灌注区与心肌失活有关，MR心肌灌注成像首过时相低灌注区可以作为心肌活性判定的标志。Wendland等[4]研究表明对心肌活性判定的敏感性和特异性为85%。因此心肌低灌注区可以用于判定心肌的活性和心肌梗死预后的评价。

　　3.2MR心肌灌注成像延迟时相心肌梗死区高信号形成的原因

　　团注GdDTPA后5 min内，心肌内造影剂的浓度主要是由心肌的血流量决定，10 min后主要是由心肌细胞外的容积所决定。梗死再灌注的心肌组织与梗死心肌组织和正常的心肌组织比较，梗死再灌注的心肌组织内造影剂浓度最高，主要是与梗死再灌注的心肌组织水肿严重程度有关。心肌水肿的程度与心肌组织内造影剂的浓度呈正比。梗死的心肌细胞膜完整性破坏，可以使造影剂进入细胞内，因此增加了细胞内造影剂的浓度，所以会出现延迟期的强化。心肌延迟期强化受很多因素的影响，如细胞膜完整性的破坏、急性心肌梗死细胞间隙水肿所引起的细胞外间隙的增大、心肌细胞间质容积增加和对比剂流出时间常数的延长、造成存活心肌和梗死(或瘢痕)心肌组织区域间的对比剂浓度差及陈旧性梗死瘢痕的形成等。不论心肌延迟期强化机制如何，梗死心肌信号强度显著增加，呈延迟强化。本实验采用MR快速序列检测猪急性心梗后心肌灌注成像首过期和延迟期的特点，实验结果表明，心肌梗死区在MR首过期呈灌注减低，延迟期呈明显强化。随着MRI硬软件的提升，MR心肌灌注成像将成为检测急性心肌梗死后心肌活性的最有潜力的MR功能成像技术，有望广泛应用于人类急性心肌梗死的检查。

　　【参考文献】

　　[1]Wilke N,Kroll K,Merkle H,et al.Regional myocardial blood volume and flow:first pass MR imaging with polylysineGdDTPA[J]. Magn Reson Imaging,1995,5:227237.

　　[2]Panting JR, Taylor AM, Gatehouse PD, et al. Firstpass myocardial perfusion imaging and equilirium signal change using the intravascular contrast agent NC 100 150 injection[J]. Magn Reson Imaging,1999,10:404410.

　　[3]Sandstede JJ, Lipke C, Beer M, et al. Analysis of firstpass and delayed contrastenhancement patterns of dysfunctional myocardium on MR imaging: use in the prediction of myocardial viability[J]. AJR,2000, 74:737740.

　　[4]Wendland MF, Saeed M, Lund G, et al. Contrastenhanced MRI for quantification of myocardial viability[J]. Magn Reson Imaging,1999,10:694702.