3.0TMR测量正常人左心室心肌纵向弛豫时间和细胞外容积比率
3.0TMR测量正常人左心室心肌纵向弛豫时间和细胞外容积比率
本文原载于《中华放射学杂志》2016年第12期
心肌纤维化是各种心血管疾病导致心脏病理重构的主要表现，是心脏机械功能及电活动异常的病理基础。对心肌纤维化进行定性及定量分析，有助于心脏疾病的诊治及预后判断[1,2]。根据病变的分布情况，心肌纤维化分为局灶性和弥漫性纤维化。心脏对比剂延迟增强MR成像（LGE-CMR）具有良好的组织分辨率，被视为评价局灶性纤维化的金标准[3]。但对于弥漫心肌纤维化，由于缺乏'正常'心肌组织作为背景进行对比，因此LGE-CMR应用受限。
新近发展起来的纵向弛豫时间定量成像（T1 mapping）技术，通过直接测量心肌T1值，以T1值编码反映图像中各个体素的信号强度，通过计算机运算绘制出参数示意图[4]，可以定量评估扫描范围内的任意点或全部心肌，从而实现对弥漫心肌纤维化的成像。其主要评价参数包括心肌固有（对比增强前）T1值和心肌细胞外容积比率（extracellular volume fraction, ECV）。ECV测定的是细胞外间质容积占整个心肌容积的百分比，不易受磁场强度、成像序列、肾脏功能等因素影响[4]。基于T1 mapping的ECV测定已被用于弥漫性心肌纤维化的定量评估，尤其
对患者预后显示出良好的预测价值[5,6,7]。最近的研究发现，3.0 T心脏MR成像测的ECV值与活检心肌组织采用天狼星红染测定的心肌纤维化程度高度相关（r=0.78，P0.001），而无论是增强前T1值还是LGE程度均与活检结果无相关性[8]。此研究结果提示ECV值可作为无创评价弥漫心肌纤维化的重要标准。因此，了解健康人T1 mapping成像参考值范围对于识别弥漫性心肌纤维化具有重要意义，尤其是对于舒张性心力衰竭等疾病的早期诊断[9]。本研究对健康人进行3.0 T MR T1 mapping成像，测定健康人左心室心肌T1值和ECV，并探讨其可能的影响因素，以期为临床及科研提供T1 mapping成像的参考值范围。
资料与方法
一、临床资料
自2014年10月至2015年8月，纳入62名健康志愿者行心脏MRI检查。入选标准为：年龄≥18岁；既往无心脏病病史；无高血压、糖尿病等心血管相关危险因素；排除标准包括：体内含有固定金属植入物，幽闭恐惧，肾功能不全（肾小球滤过率<30>30>2，行心脏MRI检查时心率为（68±12）次/min。
本研究经首都医科大学附属北京安贞医院伦理委员会批准（批准文号：2013024）。所有受检者均在充分了解检查目的及风险的情况下，自愿参加并签署知情同意书。
二、心脏MR检查
采用德国Siemens Verio 3.0 T MR扫描仪及32通道表面相控阵心脏线圈。成像序列包括：（1）心脏电影成像：扫描范围包含左心室基底段至心尖段在内的左心室短轴、长轴和四腔心层面，主要成像参数：FOV 286 mm×340 mm，矩阵216×256，TR 3.40 ms，TE 1.70 ms，时间分辨率40 ms，层厚8 mm。（2）运动自动矫正反转恢复真实稳态自由进动T1 mapping成像（steady state free precession-based modified Look-Locker inversion recovery，SSFP-MOLLI）：扫描范围包含左心室三层短轴层面（基底段、中央段及心尖段），主要参数：FOV 270 mm×320 mm，矩阵144×256，TR 2.80 ms，TE 1.18 ms，反转角35°，层厚10 mm，并行采集加速因子2，11个心动周期采集1幅心肌和1幅血池T1 mapping图像。（3）LGE：采用二维相位敏感反转恢复快速小角度激发（phase sensitive inversion recovery turbo fast low-angle shot，PSIR turbo FLASH）序列，经肘正中静脉注入对比剂（Gd-DTPA，拜耳先灵公司，德国；流率2.0 ml/s，用量0.2 mmol/kg），延迟5~1
0 min采集左心室短轴、两腔心和四腔心图像。主要参数：FOV 260 mm×350 mm，矩阵130×256，TR 4.10 ms，TE 1.60 ms，反转角20°，层厚8 mm，反转恢复时间（TI）300.00 ms。（4）对比增强T1mapping成像：静脉注入对比剂后15~20 min重复采集前述短轴层面的T1 mapping，扫描序列、参数同前。于检查当日在进行MRI检查前采集静脉血，获取红细胞压积（Hct）数据。
三、图像后处理分析
MRI数据传入后处理工作站(Argus and Syngo，Siemens公司)。首先进行心功能测量，软件自动计算并输出心功能参数指标，记录每名志愿者左心室射血分数（LVEF）、左心室舒张末期容积（EDV）、左心室收缩末期容积（ESV）、每博输出量（SV）、心输出量（CO）和心肌质量（MM）。第2步，进行延迟强化图像定性分析，在阅读全部LGE图像后确定是否存在延迟强化病灶。第3步，定量分析T1 mapping图像，手动勾画ROI（free ROI工具）分别描记增强前、后基底段、乳头肌水平和心尖段图像左心室心内膜和心外膜边界，软件自动计算并输出该层面勾画的闭合范围内增强前、后心肌的平均T1值（T1myo pre，T1myo post）。测量时尽量避开左心室血池（接近心内膜）及心包脂肪（接近心外膜）等可能产生部分
容积效应的区域（图1, 图2, 图3, 图4）。之后采用ROI工具勾画增强前、后每一层面图像左心室血池范围。软件自动计算并输出该层面增强前、后血池平均T1值（T1blood pre，T1blood post）。记录左心室基底段、中间段及心尖段层面的心肌及血池增强前、后的平均T1值。每名受试者增强前及增强后左心室平均T1值为基底段至心尖段3层图像心肌T1值的均值。采用如下公式获得每名受试者左心室整体及分别3个层面的ECV数据[4]。
四、统计学方法
统计分析采用SPSS21.0软件，连续变量采用±s表述。左心室心肌不同层面间T1值及ECV的比较采用单因素方差分析，两两比较采用LSD分析；男女左心室心肌T1值及ECV的比较采用独立样本t检验。采用Pearson相关分析进行年龄、Hct、心脏功能指标与T1志愿一般几天出结果 mapping各项参数的相关性分析。P0.05为差异有统计学意义。
结果
一、心脏功能指标
入组健康志愿者的LVEF为（60.1±7.2）%，EDV为（95.2±17.6）ml，ESV为（37.7±10.2）ml，SV为（56.7±13.2）ml，CO为(3.9±1.0) L/min，左心室心肌质量为（84.2±24.6）g。LGE图像定性分析显示，受检者不存在左心室心肌延迟强化病灶。

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