T1- mapping在急性和慢性心肌梗死中的應(yīng)用及研究進展

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 長春130041)

我國心肌梗死的發(fā)病率不斷增加，并呈年輕化趨勢發(fā)展，這對人們的身體健康產(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，大大提高了對心肌損傷的診斷。

1 T1- mapping

T1-mapping技術(shù)目前是心臟核磁中的新興技術(shù)。基于T1-mapping的組織表征，目前正在從研究工具過渡到臨床模式，因為臨床對幾種疾病已經(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，它所需的時間叫弛豫時間(T1)。核磁共振技術(shù)通過某些特殊的序列，測量(反映)組織的某些特性值的技術(shù)。mapping技術(shù)是把所需要測量的值，通過特殊序列測量出來，然后把這些測量值賦予每個像素，生成mapping圖像[1]。

1.2 T1-mapping技術(shù)

T1弛豫時間、自旋—晶格弛豫時間或一般來說的T1是描述磁化強度縱向分量指數(shù)恢復(fù)的基本磁共振性質(zhì)。測量的T1是由自身組織特性和外部環(huán)境以及用于測量T1的軟件和硬件來決定的。現(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)上迅速評估它們的T1值[1]，T1定位序列的主要優(yōu)點是它們有可能對心肌異常進行定量、客觀的評價[2]。

1.3 T1-mapping成像方法

隨著T1-mapping技術(shù)不斷發(fā)展與改進，在保證準(zhǔn)確度和精確度的情況下，盡量的縮短時間。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T1來采集多個縱向矢量信號，接著施加射頻脈沖產(chǎn)生梯度回波，進而讀出MR信號，這大大縮短了T1 的成像時間[4]。但由于心臟是一個動態(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個心動周期的掃描，在之前的文獻中了解到，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，對掃描時間進行縮短，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個心動周期縮短至9個，這樣屏氣的時間會明顯縮短，對心率的要求也會降低[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可以對缺血性心肌病、非缺血性心肌病以及急性胸痛綜合征進行診斷、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行縱向評估[8]。

2 T1-mapping技術(shù)的應(yīng)用

目前，T1-mapping技術(shù)對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弛豫時間而不需要參考組織是心臟核磁共振(CMR)的關(guān)鍵優(yōu)勢[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,但是不能用來評估梗死區(qū)域面積，對于梗死面積的測量[11]，平掃 T1 mapping 顯示的梗死區(qū)域比對比劑延遲強化( late gadolinium enhancement,LGE) 所顯示的區(qū)域大,而增強后 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估中,發(fā)揮著極其重要的作用。而無對比劑T1 mapping可以作為LGE的重要補充或替代[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，提高了對急性心肌梗死后不可逆缺血性損傷的預(yù)測。由于準(zhǔn)確評估冠狀動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獨特的機會來提高CMR的診斷能力(即其全面評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)就可以評估慢性心肌梗死纖維瘢痕。在一些文獻中表示，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，對梗死面積進行評估，對后期的治療與判斷預(yù)后有很大幫助[20]。

3 T1-mapping的評價

雖然國外的一些臨床已經(jīng)對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)實踐性及有效性仍需要進一步的驗證。

3.1 T1-mapping的優(yōu)勢

T1-mapping的主要優(yōu)點是它們有可能對心肌異常進行定量、客觀的分析與評價[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，例如：掃描時間短、掃描便捷、無需依賴對比劑等。在相關(guān)文獻中表示，T1-mapping技術(shù)可以指導(dǎo)臨床治療措施，提供個性化藥物治療[21]。

3.2 T1-mapping的局限性

雖然上述很多T1-mapping的優(yōu)勢，但仍存在一些不足。例如：天然T1值對偏離共振、心率、T1對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)時間和運動等[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T1-mapping技術(shù)的評價及應(yīng)用仍要采取客觀的態(tài)度。