陸艾嘉，趙蕾，田潔，張臣，鐵紅紅，馬曉海

作為最常見的持續(xù)性心律失?！姆款潉?房顫)的發(fā)病率不斷上升[1]。我國現(xiàn)有房顫患者約1 000萬，房顫患者腦卒中發(fā)生率增加5～7倍，病死率增加1倍[2]。研究顯示，房顫患者存在左心室心肌間質(zhì)纖維化，且該病理改變與心功能不全密切相關(guān)[3]。

隨著磁共振成像(magnetic resonance, MR)技術(shù)的發(fā)展，利用縱向弛豫時間映射圖(T1 mapping)技術(shù)能夠直接測量組織的T1值，在后處理軟件的輔助下，獲取細胞外基質(zhì)容積(extracellular volume, ECV)成像，從而無創(chuàng)地定量化評估心肌纖維化程度[4]。T1 mapping及ECV成像可以為左室心肌纖維化的早期診斷和指導(dǎo)治療提供幫助，但是房顫發(fā)作時極不規(guī)則的心室率會影響其準確性[5]。本研究擬探究改良的T1 mapping成像技術(shù)對房顫患者成像的可行性，通過比較不同時相(收縮期/舒張期)和采集模式(固定/心率依賴)組合獲得的T1值和ECV數(shù)據(jù)，驗證收縮期并心率依賴(heart-rate-dependent, HRD)采集模式T1 mapping在房顫患者中應(yīng)用的可靠性，報道如下。

1 資料和方法

1.1 研究對象 收集2018年1—12月首都醫(yī)科大學(xué)附屬北京安貞醫(yī)院經(jīng)臨床確診為持續(xù)性房顫的患者50例。入選標(biāo)準：年齡≥18歲，心電圖或動態(tài)心電圖等工具確切地記錄到房顫發(fā)作。持續(xù)性房顫為房顫心律發(fā)作持續(xù)時間超過7 d。排除標(biāo)準：有MR檢查禁忌證的患者。本研究經(jīng)醫(yī)院倫理委員會批準，所有受檢者均在充分了解檢查目的及風(fēng)險的情況下，自愿參加并簽署知情同意書。全部患者接受心臟磁共振檢查，采用常規(guī)序列和改良序列分2次進行T1 mapping掃描。其中5例房顫患者在接受心臟電復(fù)律檢查前、后各進行1次心臟磁共振檢查，用于比較改良模式掃描結(jié)果的準確性。

1.2 HRD采集模式 固定的Look-Locker反轉(zhuǎn)恢復(fù)序列(modified Look-Locker inversion recovery，MOLLI)采集模式，如5(3)3/ 4(1)3(1),相鄰2次反轉(zhuǎn)恢復(fù)采集數(shù)據(jù)的間隔為括號內(nèi)的3次心跳/1次心跳。心率加快時，每次心跳的時間較慢心率時縮短，如果此時依然采用相同的心跳次數(shù)作為間隔時間，將導(dǎo)致磁化矢量恢復(fù)不全，殘余效應(yīng)將作用于下一次反轉(zhuǎn)恢復(fù)，導(dǎo)致低估T1值。為保障在下一次翻轉(zhuǎn)脈沖前得到充分的縱向磁化矢量恢復(fù)，需要依據(jù)心率增加間隔的心跳次數(shù)。理論上，經(jīng)過4倍的T1時間(心肌組織的最大T1值2 000 ms)，目標(biāo)組織能夠恢復(fù)磁化平衡。對于默認的5(3)3采集模式，當(dāng)心率為60次/min(1 000 ms)時，需要(5+3) ×1 000=8 000 ms再開始第二次翻轉(zhuǎn)脈沖。對于高心率，則需要根據(jù)心率計算間隔心跳次數(shù)。筆者針對5(3)3/4(1)3(1) 2種采集模式進行修改。由于5(3)3適合于60次/min的心率，因此，對于增強前T1 mapping，第二次反轉(zhuǎn)恢復(fù)脈沖前的心跳次數(shù)為n = (5+3)/(以ms為單位的心率)×1 000-5，對于增強后T1 mapping，第二次反轉(zhuǎn)恢復(fù)脈沖前的心跳次數(shù)為n= (4+1)/(以ms為單位的心率) ×1 000-4。

1.3 心臟磁共振檢查 檢查采用3.0T磁共振掃描儀(Verio,德國Siemens公司)及32通道表面相控陣心臟線圈。采用運動自動矯正反轉(zhuǎn)恢復(fù)真實穩(wěn)態(tài)自由進動T1 mapping序列：掃描范圍包含左心室三層短軸層面(基底段、中間段及心尖段)，主要參數(shù)：視野(FOV) 270 mm×320 mm，矩陣144×256,重復(fù)時間(TR) 2.8 ms，回波時間(TE)1.18 ms，反轉(zhuǎn)角35°，層厚10 mm，并行采集加速因子2。舒張期采用系統(tǒng)默認的依據(jù)ECG門控的觸發(fā)延遲(trigger delay, TD)，收縮期采用TD=0 ms。對于HRD采集模式，依據(jù)真實掃描前觀察到的最高心率決定間隔心跳次數(shù)。對比增強T1 mapping成像：靜脈注入對比劑后約15 min重復(fù)采集前述短軸層面的T1 mapping，掃描序列、參數(shù)同前。其他檢查序列包括： (1) 心臟電影成像，掃描范圍包含左心室基底段至心尖段在內(nèi)的左室短軸、長軸和四腔心層面，主要成像參數(shù)：FOV 286 mm×340 mm，矩陣216×256，TR 3.4 ms，TE 1.7 ms，時間分辨率40 ms，層厚8 mm；(2) 對比劑延遲強化成像(LGE)，采用二維相位敏感反轉(zhuǎn)恢復(fù)快速小角度激發(fā)序列，經(jīng)肘正中靜脈注入對比劑(Magnevist,德國Schering公司。流速2 ml/s，用量0.2 mmol/kg)，延遲5～10 min采集左心室短軸、兩腔心和四腔心圖像。主要參數(shù): FOV 260 mm×350 mm, 矩陣130×256, TR 4.1 ms, TE 1.6 ms, 反轉(zhuǎn)角 20°，層厚8 mm，反轉(zhuǎn)恢復(fù)時間(TI)300 ms。

1.4 圖像分析 定量分析T1 mapping圖像，手動勾畫感興趣區(qū)(region of interest,ROI)分別描記增強前、后每一層面圖像左心室心內(nèi)膜和心外膜邊界，軟件自動計算并輸出該層面勾畫的閉合范圍內(nèi)增強前、后心肌的平均T1值(T1myo pre，T1myo post)。測量時盡量避開左心室血池(接近心內(nèi)膜)及心包脂肪(接近心外膜)等可能產(chǎn)生部分容積效應(yīng)的區(qū)域。對于存在偽影的心肌節(jié)段，在進行段水平分析時，存在偽影節(jié)段及與之對應(yīng)的其他采集模式獲取的圖像均排除在外。但在計算以患者為單位的心肌T1值和ECV時，全部無偽影節(jié)段均納入評價。之后采用ROI工具勾畫增強前、后每一層面圖像左心室血池范圍，軟件自動計算并輸出該層面增強前、后血池平均T1值(T1blood pre，T1blood post)。記錄左室基底段、中間段及心尖段層面的心肌及血池增強前、后的平均T1值。左心室整體平均T1值(分別為增強前、后及血池)=3層T1值之和/3。對于接受2次MR檢查的入選者，2次檢查進行段水平分析。繼而采用公式：ECV=(1-hematocrit)(1/TI T1myo post-1/ T1myo pre)/(1/ T1blood post-1/ T1blood pre)獲得每位受試者左心室ECV數(shù)據(jù)[6]。

2 結(jié) 果

2.1 研究對象基本情況 本研究入組50例持續(xù)性房顫患者，男35例，女15例，年齡34～71(54±13)歲；體質(zhì)量指數(shù)(27.9±4.91)kg/m2；合并高血壓20例，冠心病12例，高膽固醇血癥33例；LGE陽性6例。由心臟磁共振電影序列測量的心功能結(jié)果見表1。

表1 50例房顫患者心功能參數(shù)

2.2 房顫患者不同采集模式T1 mapping的比較 50例房顫患者共采集300幅增強前T1 mapping圖像和300幅增強后T1 mapping圖像。常規(guī)模式的T1 mapping圖像(增強前、后各150幅圖像)中，增強前103幅圖像的492個心肌節(jié)段、增強后123幅圖像的515個節(jié)段存在偽影；改良模式下的T1 mapping圖像(增強前、后各150幅圖像)中，增強前42幅圖像的168個節(jié)段存在偽影，增強后59幅圖像的190個節(jié)段存在偽影，常規(guī)模式和改良模式的偽影圖像的數(shù)量有明顯差異 (χ2= 189.871,P<0.01)，見圖1。

注：A.常規(guī)序列掃描，可見左心室部分前壁和側(cè)壁存在偽影(箭頭所示);B. 改良模式掃描同層面圖像，可見圖像信號均勻，乳頭肌顯示清晰，與A圖對應(yīng)側(cè)(箭頭所示)無偽影存在

圖1 房顫患者常規(guī)模式和改良模式T1 mapping圖像比較

改良模式下掃描的左心室增強前T1值、增強后T1值和ECV均高于常規(guī)掃描模式獲得的相應(yīng)結(jié)果(P<0.05)，見表2。

表2 房顫患者不同采集模式下獲得左心室增強前/增強后T1值和ECV比較

2.3 房顫患者電復(fù)律前、后掃描結(jié)果比較 5例患者在接受電復(fù)律前后各進行了一次心臟磁共振檢查，常規(guī)采集模式及收縮期HRD采集模式下獲得左心室增強前/增強后T1值和ECV。電復(fù)律后改良模式的T1 mapping結(jié)果與電復(fù)律前改良模式結(jié)果無明顯差異(P均>0.05)，而電復(fù)律前常規(guī)模式T1 mapping結(jié)果各項指標(biāo)明顯低于電復(fù)律后常規(guī)模式的T1mapping結(jié)果(P均<0.05)，見表3。

3 討 論

T1 mapping是由在T1恢復(fù)過程中不同時間點采集的一系列圖像經(jīng)過配準得到的。目前常用的T1 mapping成像序列為MOLLI技術(shù)。MOLLI技術(shù)的心率敏感性通過改良模式已大大改善[7]。影響MOLLI 技術(shù)心率敏感性的最大因素是相鄰2次反轉(zhuǎn)恢復(fù)之間的間隔時間。通過延長相鄰反轉(zhuǎn)恢復(fù)間的間隔時間可以消除殘余心率效應(yīng)[8]。但具體應(yīng)如何依據(jù)心率增加而增大間隔時間，目前尚無相關(guān)報道。此外，高心率時，舒張期心臟相對靜止期縮短幅度比收縮期更顯著，因此，收縮期更適合用于高心率患者的數(shù)據(jù)采集。對于房顫患者，盡管每個心動周期的R-R間期長短不一，但收縮期變異程度小于舒張期[9]。

T1 mapping應(yīng)當(dāng)有穩(wěn)健的測量性能，才能得到廣泛的應(yīng)用。任何校正都應(yīng)當(dāng)妥善地說明以保證其可重復(fù)性。目前專家共識推薦的方法是屏氣單層2D采集。在獲得足夠研究證據(jù)前尚不能確定患者的排除標(biāo)準，同時還缺少驗證呼吸運動、心律失常及極限心率干擾T1和ECV測量的相關(guān)數(shù)據(jù)。另外,許多潛在的與疾病相關(guān)的因素，例如心肌的厚薄、心律失常、殘余心率效應(yīng)均可能會影響所測量的T1值并引入不明程度的偏倚[10]。

MOLLI由3個連續(xù)的心電門控反轉(zhuǎn)恢復(fù)準備LL(Look-locker)序列(LL1、LL2、LL3)在一次閉氣內(nèi)掃描完成，這3個序列在反轉(zhuǎn)脈沖之后的連續(xù)心臟跳動的舒張末期分別進行3個、3個及5個單次采集[11]。每個LL序列的TI時間為反轉(zhuǎn)脈沖到采集k空間第一幅圖像的時間。而有效TI時間為初始TI加上從第一幅圖像采集開始后的心動周期的時間長度，圖像后處理時，根據(jù)有效TI時間重新排列，使得圖像類似于一次采集得出的。在每2個LL序列之間有3個無數(shù)據(jù)采集的心動周期，從而使得縱向磁化矢量完全恢復(fù)平衡。利用MOLLI技術(shù)可在一次屏氣過程中采集心臟單層T1 mapping數(shù)據(jù)，而且每次舒張末期數(shù)據(jù)采集時間<200 ms，使運動偽影較少，具有較高的空間分辨率和可重復(fù)性[12]。低心率患者，R-R間期縮短，固定采集模式5(3)3/4(1)3(1)2不能保障足夠時間等待磁化矢量恢復(fù)至平衡狀態(tài)。完整的反轉(zhuǎn)恢復(fù)時間導(dǎo)致低估T1值,在前一次T1反轉(zhuǎn)恢復(fù)后增加心跳次數(shù)可以有效避免低估T1值。本研究提示，改良模式可明顯改善T1 mapping圖像質(zhì)量。房顫患者復(fù)律前后CMR檢查比較后證實，收縮期HRD采集模式T1 mapping成像結(jié)果可靠。改良模式的掃描有效避免由于常規(guī)模式掃描導(dǎo)致的T1值低估情況。

本研究數(shù)據(jù)顯示，改良模式下收縮期所采集的可評價圖像數(shù)和心肌節(jié)段數(shù)均高于常規(guī)模式舒張期所采集的數(shù)目。心率加快時，舒張期心臟相對靜止期縮短幅度較收縮期明顯。對于房顫患者，盡管R-R間期絕對不齊，收縮期變異小于舒張期[13-14]。因此，收縮期采集數(shù)據(jù)獲得了更多的可評價圖像。

本研究入組的受試者相對數(shù)量較少，尤其是參加2次MR檢查的人數(shù)。未來需要納入更多參與2次檢查的受試者以進一步驗證HRD采集模式的準確性。此外，HRD采集模式相對操作復(fù)雜，且HRD模式的優(yōu)勢在更高心率患者中更明顯，因此未來需要優(yōu)化該采集模式，在保證其準確性的基礎(chǔ)上，進一步簡化操作流程。最后，筆者未進行觀察者間及觀察者內(nèi)部一致性檢驗，但基于以往研究結(jié)果表明，T1 mapping序列觀察者間及觀察者內(nèi)部一致性良好[15-16]。

綜上所述，改良(HRD)采集模式有助于避免對T1值的低估，尤其適合高心率患者。該模式在圖像質(zhì)量和準確性方面明顯提高，能使更多心律不齊和高心率患者獲益。因此，收縮期并心率依賴模式T1 mapping成像序列能夠用于房顫患者進行心室纖維化定量評價。

利益沖突：所有作者聲明無利益沖突

作者貢獻聲明

表3 5例房顫患者電復(fù)律前、后掃描結(jié)果比較

陸艾嘉、趙蕾：設(shè)計研究方案，提出研究思路，研究選題，論文撰寫；田潔、鐵紅紅：數(shù)據(jù)收集、研究過程實施；張臣：文獻調(diào)研與整理，研究過程實施；馬曉海：設(shè)計論文框架，修訂論文，論文終審