综述：心脏磁共振扫描效率

《Magnetic Resonance Imaging Clinics of North America》：Cardiac Magnetic Resonance Scan Efficiency

心脏磁共振成像（CMR）通过先进采集、重建和流程优化实现30分钟快速扫描，AI技术提升规划、校正及报告效率，临床验证在室性消融和肥厚型心肌病中有效，需克服技术适应和标准化挑战。

　　

Jadranka Stojanovska | Mahesh B. Keerthivasan | Samantha Platt | Kana Fujikura

纽约大学格罗斯曼医学院放射科，美国纽约

部分内容摘要

关键点

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  通过采用先进的采集、重建和工作流程设计，简化了30分钟的CMR（磁共振成像）流程，大幅缩短了扫描时间，同时保持了诊断图像的质量和一致性。
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  人工智能提升了CMR的规划、采集、重建、伪影校正和报告流程，提高了整个成像工作的效率、自动化程度和可重复性，且不会影响图像质量。
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  该流程的实施提高了临床工作效率和患者就诊便利性，但需要相应的技术支持和培训。

流程优化的理由

CMR成像在心血管病理学评估中起着核心作用，能够提供无需电离辐射的多参数数据。^3,6 传统流程包括心脏大小和功能的评估、血流特性量化以及各种组织特征的检测。传统上，需要由专业医生在扫描仪前手动调整和添加扫描序列，甚至包括一些与具体临床问题无关的扫描内容。

流程设计

流程设计和技术创新对于提高扫描和报告效率至关重要。为了在保持图像质量的同时缩短扫描时间，我们实施了几项创新措施：例如，将测量序列重新排序以减少检查过程中的等待时间（即非扫描时间）；在注射造影剂后的8至10分钟延迟期内进行动态成像（cine imaging），以优化造影后的等待时间。其他关键措施还包括使用加速采集技术。

基于定制流程的序列重新排序

一个关键步骤是在注射造影剂后的延迟期（约8至10分钟）进行动态成像。传统流程通常是在注射造影剂前先进行动态成像，然后等待不进行扫描，之后再采集LGE（长时增强）图像。在我们的流程中，大约在3至5分钟内获取初始扫描和规划图像后，再注射钆剂，随后采集短轴、四腔等的动态稳态自由进动图像。

加速采集技术

为了缩短单个序列的时长，我们采用了以下先进技术：(1) 压缩感知（compressed sensing），通过稀疏性约束来采集欠采样的k空间数据并重建完整图像；(2) 并行成像；(3) 允许患者自由呼吸的、经过运动校正的序列，这对呼吸控制能力较弱的患者尤其有益；(4) 单次注射即可完成的心肌组织成像（single-shot LGE）。

工作流程和技术人员培训

缩短扫描时间还需要优化工作流程，例如使用预扫描检查清单、指导患者正确呼吸以减少呼吸暂停失败的情况、标准化线圈设置、立即审查图像质量、及时重新扫描质量不佳的图像，并安排专门的快速CMR检查时间。对技术人员进行简化流程的培训，并确保他们严格遵循流程顺序，对于保持不同患者、不同扫描仪和操作者之间的一致性和图像质量至关重要。

人工智能在工作流程中的应用

人工智能的整合是流程优化的重要方向，包括利用AI优化规划、采集、重建和报告流程。具体应用包括自动规划心脏成像平面、减少人为差异和等待时间、AI辅助的压缩感知重建（从而缩短重建时间并提高图像质量）、基于深度学习的运动校正算法以及基于AI的图像后处理。

临床应用：心室消融和肥厚型心肌病

该加速流程在我们机构的1.5T扫描仪上针对两种高需求量CMR应用（心室消融和肥厚型心肌病）进行了验证。这两种应用都需要高质量的功能性和组织特征分析（如动态成像、LGE成像），对于肥厚型心肌病，还需要评估血流情况（左心室流出道）；对于心室消融，还需要T2成像来检测水肿或炎症。在心室消融流程中，序列包括短轴和长轴的动态成像。

图像质量和诊断性能

人们一直担心加速CMR流程可能会影响图像质量或诊断效果。然而，30分钟的简化流程显著改变了临床工作流程和诊断方法。使用运动校正技术获得的LGE图像质量与传统需要患者长时间屏气的扫描结果相当甚至更优，尤其是对于呼吸控制能力较弱的患者。运动伪影和重影现象也得到了有效减少。

限制与挑战

尽管有这些显著优势，但仍存在一些挑战和限制。首先，并非所有适应症都适用于30分钟流程，需要进一步验证。该加速流程最初是为心室消融和肥厚型心肌病设计的；将其扩展到其他适应症需要进一步调整和验证结果数据。其次，培训技术人员和医生适应新的工作流程并严格遵守流程顺序并非易事，因为这需要改变长期形成的扫描习惯。

未来发展方向

未来扫描效率的提升方向在于将这些改进应用于其他心血管疾病领域，实现与人工智能的集成以自动化规划流程，并优化远程图像重建工作流程。更广泛的采用有望在全球范围内标准化高效的CMR实践。需要注意的是，这些改进需要谨慎实施。

总结

将CMR扫描时间缩短至30分钟标志着心脏成像技术的重要进步。通过针对具体适应症定制流程、重新排序序列、采用加速采集技术（如压缩感知和运动校正）以及优化工作流程，我们证明了可以在大约一半的传统扫描时间内提供高质量、临床效果可靠的CMR服务，从而使门诊检查量提高了40%。

临床注意事项

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  在扫描前根据主要临床适应症定制CMR流程，避免不必要的扫描序列，从而安全地减少总检查时间。
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  使用具有固定序列顺序和预设参数的标准化加速流程，以减少变异性和重复扫描的需求。
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  结合AI辅助的规划和运动校正或自由呼吸序列，以提高效率并降低呼吸控制能力差患者的检查失败率。
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  应用压缩感知等加速技术。

披露声明

J. Stojanovska、M.B. Keerthivasan和K. Fujikura均无相关披露信息；K. Fujikura同时也是西门子的临床科学家。