袁碧營,李 波,劉建華,高麗華
(吉林大學(xué)第二醫(yī)院 放射線科,吉林 長(zhǎng)春130041)
我國心肌梗死的發(fā)病率不斷增加,并呈年輕化趨勢(shì)發(fā)展,這對(duì)人們的身體健康產(chǎn)生了很大的威脅。如今,心臟磁共振技術(shù)逐漸趨于成熟,現(xiàn)已應(yīng)用在各類心肌疾病的診斷中,如缺血性和應(yīng)激性疾病、彌漫性心肌纖維化、瓣膜病及先心病等,大大提高了對(duì)心肌損傷的診斷。
T1-mapping技術(shù)目前是心臟核磁中的新興技術(shù)?;赥1-mapping的組織表征,目前正在從研究工具過渡到臨床模式,因?yàn)榕R床對(duì)幾種疾病已經(jīng)確定了其有用性,如缺血性心臟病、心肌炎、淀粉樣變等[1]。
1.1 T1及mapping技術(shù)的概念
原子核從激化的狀態(tài)回復(fù)到平衡排列狀態(tài)的過程叫弛豫過程,它所需的時(shí)間叫弛豫時(shí)間(T1)。核磁共振技術(shù)通過某些特殊的序列,測(cè)量(反映)組織的某些特性值的技術(shù)。mapping技術(shù)是把所需要測(cè)量的值,通過特殊序列測(cè)量出來,然后把這些測(cè)量值賦予每個(gè)像素,生成mapping圖像[1]。
1.2 T1-mapping技術(shù)
T1弛豫時(shí)間、自旋—晶格弛豫時(shí)間或一般來說的T1是描述磁化強(qiáng)度縱向分量指數(shù)恢復(fù)的基本磁共振性質(zhì)。測(cè)量的T1是由自身組織特性和外部環(huán)境以及用于測(cè)量T1的軟件和硬件來決定的?,F(xiàn)代序列能夠直接生成空間分辨T1松弛映射。組織的T1映射允許在體素-體素的基礎(chǔ)上迅速評(píng)估它們的T1值[1],T1定位序列的主要優(yōu)點(diǎn)是它們有可能對(duì)心肌異常進(jìn)行定量、客觀的評(píng)價(jià)[2]。
1.3 T1-mapping成像方法
隨著T1-mapping技術(shù)不斷發(fā)展與改進(jìn),在保證準(zhǔn)確度和精確度的情況下,盡量的縮短時(shí)間。目前的心臟T1映射技術(shù)是從1970年研發(fā)的原始Look-Locker光譜方法演變而來的[3],該技術(shù)利用多個(gè)T1來采集多個(gè)縱向矢量信號(hào),接著施加射頻脈沖產(chǎn)生梯度回波,進(jìn)而讀出MR信號(hào),這大大縮短了T1 的成像時(shí)間[4]。但由于心臟是一個(gè)動(dòng)態(tài)的器官,具有收縮和舒張的功能,這就需要修改原來的方案,才能生成T1圖。2004年,改良回顧反轉(zhuǎn)回復(fù)序列(modified look-locker inversion recover,MOLLI) 得以應(yīng)用[5],并成為現(xiàn)在主要的T1-mapping技術(shù)之一,它可以克服最初的Look-Locker方法中遇到一些困難,如在一次屏氣中完成17個(gè)心動(dòng)周期的掃描,在之前的文獻(xiàn)中了解到,MOLLI技術(shù)在分辨率和重復(fù)率方面都很高[6]。但后來的學(xué)者又在MOLLI技術(shù)的基礎(chǔ)上繼續(xù)改進(jìn),對(duì)掃描時(shí)間進(jìn)行縮短,形成了后來的ShMOLLI技術(shù),即縮短的MOLLI技術(shù)。ShMOLLI技術(shù)將原本的17個(gè)心動(dòng)周期縮短至9個(gè),這樣屏氣的時(shí)間會(huì)明顯縮短,對(duì)心率的要求也會(huì)降低[4]。以上是幾種常見并應(yīng)用較廣泛的T1-mapping技術(shù)。
細(xì)胞外間質(zhì)容積分?jǐn)?shù)(EVC)是指細(xì)胞外間質(zhì)容積占整個(gè)心肌組織的百分比,是依靠T1-mapping技術(shù)得來的[7]。依靠T1-mapping技術(shù)和EVC可以對(duì)缺血性心肌病、非缺血性心肌病以及急性胸痛綜合征進(jìn)行診斷、鑒別和預(yù)后判斷。此外,心肌的變化可以用這種非侵入性組織特征法進(jìn)行縱向評(píng)估[8]。
目前,T1-mapping技術(shù)對(duì)急慢性心肌梗死的診斷、鑒別及判斷預(yù)后方面有許多應(yīng)用。
2.1 T1-mapping在急性心肌梗死中的應(yīng)用
急性心肌梗死是冠狀動(dòng)脈急性且持續(xù)性缺血缺氧所引起的心肌壞死,患者多患有冠狀動(dòng)脈粥樣硬化。急性心肌梗死后,心肌細(xì)胞由有氧代謝轉(zhuǎn)換無氧酵解,毛細(xì)血管的通透性增高,使水分滯留于組織中,增加心臟的負(fù)荷。由于心肌梗塞后心肌含水量與心肌水腫有關(guān),所以直接量化心肌T1弛豫時(shí)間而不需要參考組織是心臟核磁共振(CMR)的關(guān)鍵優(yōu)勢(shì)[9]。有研究表明急性心肌梗死區(qū)域心肌的平掃T1值、EVC值會(huì)比正常值高[10]。也有研究認(rèn)為平掃 T1-mapping 可用于篩查急性心肌梗死,但是不能用來評(píng)估梗死區(qū)域面積,對(duì)于梗死面積的測(cè)量[11],平掃 T1 mapping 顯示的梗死區(qū)域比對(duì)比劑延遲強(qiáng)化( late gadolinium enhancement,LGE) 所顯示的區(qū)域大,而增強(qiáng)后 T1-mapping 顯示的區(qū)域與 LGE 顯示的區(qū)域呈高度一致[10]。目前,LGE是最常應(yīng)用于急性心肌梗死中的檢查序列,在急性心肌梗死的病變程度及范圍的評(píng)估中,發(fā)揮著極其重要的作用。而無對(duì)比劑T1 mapping可以作為L(zhǎng)GE的重要補(bǔ)充或替代[12-13]。Malgorzata wami[14]等學(xué)者發(fā)現(xiàn),CMR結(jié)合T1-mapping和急性CMR掃描的應(yīng)變分析,提高了對(duì)急性心肌梗死后不可逆缺血性損傷的預(yù)測(cè)。由于準(zhǔn)確評(píng)估冠狀動(dòng)脈疾病中心肌損傷的情況是影響治療療效的重要因素,所以,T1-mapping技術(shù)可能為我們提供了一個(gè)獨(dú)特的機(jī)會(huì)來提高CMR的診斷能力(即其全面評(píng)估急性和慢性心肌梗死的能力),而不需要多參數(shù)獲得或外源性造影劑[15]。
2.2 T1-mapping在慢性心肌梗死中的應(yīng)用
在慢性心肌梗死中,壞死和水腫的急性梗死組織被較小面積的纖維瘢痕所替代[16]。T1-mapping技術(shù)就可以評(píng)估慢性心肌梗死纖維瘢痕。在一些文獻(xiàn)中表示,正常心肌中的靜息T1為正常,在血管舒張應(yīng)激期間會(huì)升高6%[17]。同樣,與正常心肌相比,慢性心肌梗死心肌ECV明顯升高,但略低于急性心肌梗死心肌。在慢性梗死心肌中,靜息T1較正常心肌明顯升高,在應(yīng)激時(shí)T1無變化[18]。在Kali[19]等學(xué)者研究中發(fā)現(xiàn),3.0T磁共振T1-mapping 技術(shù)對(duì)慢性心肌梗死診斷的敏感性和特異性分別為 89% 和98%,其中,在ST段抬高心肌梗死(STEMI) 患者中,敏感性和特異性分別為 87% 和95%,在非ST段抬高心肌梗死(NSTEMI) 患者中,敏感性和特異性與之前差別不大。綜上,T1-mapping 技術(shù)能較清晰地顯示梗死位置,對(duì)梗死面積進(jìn)行評(píng)估,對(duì)后期的治療與判斷預(yù)后有很大幫助[20]。
雖然國外的一些臨床已經(jīng)對(duì)T1-mapping技術(shù)在心臟疾病的診斷方面表示過支持,但T1-mapping技術(shù)的生物學(xué)實(shí)踐性及有效性仍需要進(jìn)一步的驗(yàn)證。
3.1 T1-mapping的優(yōu)勢(shì)
T1-mapping的主要優(yōu)點(diǎn)是它們有可能對(duì)心肌異常進(jìn)行定量、客觀的分析與評(píng)價(jià)[2]。另外,T1-mapping技術(shù)在診斷心臟疾病方面具有很大的優(yōu)勢(shì),例如:掃描時(shí)間短、掃描便捷、無需依賴對(duì)比劑等。在相關(guān)文獻(xiàn)中表示,T1-mapping技術(shù)可以指導(dǎo)臨床治療措施,提供個(gè)性化藥物治療[21]。
3.2 T1-mapping的局限性
雖然上述很多T1-mapping的優(yōu)勢(shì),但仍存在一些不足。例如:天然T1值對(duì)偏離共振、心率、T1對(duì)T2的敏感性、磁化轉(zhuǎn)移效應(yīng)(Magnetization transfer effect),以及在應(yīng)力條件下的屏氣持續(xù)時(shí)間和運(yùn)動(dòng)等[10,22]。并且,由于T1-mapping技術(shù)沒有廣泛應(yīng)用臨床,其掃描的相應(yīng)細(xì)則及后處理方法就沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)。所以,對(duì)T1-mapping技術(shù)的評(píng)價(jià)及應(yīng)用仍要采取客觀的態(tài)度。