陳銦銦 綜述 曾蒙蘇 審校
?
·專家薦稿·
心肌縱向弛豫時(shí)間和細(xì)胞外容積定量MR成像
陳銦銦 綜述曾蒙蘇 審校
【推薦理由】國(guó)內(nèi)開展心臟磁共振(CMR)臨床應(yīng)用和研究的單位尚不多,盡管各家醫(yī)院均添置了優(yōu)良的磁共振設(shè)備,但CMR臨床工作開展和研究仍缺乏,更有瓶頸,總體遠(yuǎn)落后于歐美等國(guó)。本綜述系統(tǒng)介紹最新心肌縱向弛豫時(shí)間定量(T1mapping)成像和細(xì)胞外容積(ECV)量化的原理、方法、影響因素及其臨床價(jià)值。相信對(duì)從事心臟領(lǐng)域的放射科和心內(nèi)外科等醫(yī)生讀者均有啟迪和幫助,對(duì)提高放射界整體CMR研究水平,尤其相關(guān)研究生的研究論文等,也可起一定積極推動(dòng)作用。
(復(fù)旦大學(xué)附屬中山醫(yī)院放射科曾蒙蘇)
磁共振心肌縱向弛豫時(shí)間定量成像(T1mapping)和細(xì)胞外容積(extracellular volume,ECV)的測(cè)量可在活體水平定量心肌的T1值和細(xì)胞外間隙的大小,能夠無創(chuàng)性評(píng)估局限性和彌漫性心肌病變,具有廣泛的臨床應(yīng)用價(jià)值。本文就T1mapping和ECV定量的相關(guān)MRI原理及其影響因素進(jìn)行綜述。
縱向弛豫時(shí)間; 細(xì)胞外容積; 磁共振成像; 定量成像
近年來,基于像素水平的高分辨率心肌縱向弛豫時(shí)間定量成像(T1mapping)技術(shù)的發(fā)展為心臟磁共振成像(cardiac magnetic resonance imaging,CMRI)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。該技術(shù)可無創(chuàng)性定量測(cè)量心肌和血液的T1值,從而可定量反映心肌的病理變化,發(fā)現(xiàn)和評(píng)價(jià)彌漫性心肌纖維化,克服了傳統(tǒng)臨床檢查手段和CMRI延遲增強(qiáng)(late gadolinium enhancement,LGE)的局限性。細(xì)胞外容積的量化目前主要是通過測(cè)量細(xì)胞外間質(zhì)容積占整個(gè)心肌組織容積的百分比[1],這一指標(biāo)可無創(chuàng)性評(píng)估心肌間質(zhì)疾病,并可用作心肌纖維化的生物學(xué)標(biāo)志和藥物治療的靶點(diǎn) 。熟悉T1值和ECV測(cè)量過程中可能的 影響因素,規(guī)范、優(yōu)化掃描方案能有效推廣該技術(shù)的臨床應(yīng)用。本文就磁共振T1mapping和ECV定量的相關(guān)原理和影響因素作一綜述。
心肌T1mapping是采集T1恢復(fù)過程中不同反轉(zhuǎn)時(shí)間點(diǎn)的一組圖像,通過運(yùn)動(dòng)校正、配準(zhǔn)得到高分辨率的心臟偽彩參數(shù)圖,用T1值編碼圖中的每個(gè)像素[2-3]。目前心肌T1mapping的成像方法包括反轉(zhuǎn)恢復(fù)(inversion recovery,IR)和飽和恢復(fù)(saturation recovery,SR)準(zhǔn)備序列,以及兩者聯(lián)用的混合方案[2]。評(píng)估T1mapping成像序列需關(guān)注準(zhǔn)確度(accuracy)與精確度(precision)兩個(gè)指標(biāo),前者與系統(tǒng)誤差有關(guān),后者與圖像噪聲導(dǎo)致的隨機(jī)誤差相關(guān),為所得獨(dú)立試驗(yàn)結(jié)果間的符合程度[2]。當(dāng)嚴(yán)格控制掃描方案時(shí),IR準(zhǔn)備的梯度序列具有良好的精確度和可重復(fù)性,是目前臨床常用、也比較成熟的序列,它采用穩(wěn)態(tài)自由進(jìn)動(dòng)(steady state free precession,SSFP)序列讀出信號(hào),以表觀恢復(fù)時(shí)間T1*通過Look-Locker校正來估測(cè)組織的T1值,因此準(zhǔn)確度略遜于SR準(zhǔn)備的梯度序列。SR準(zhǔn)備的T1mapping序列,如飽和恢復(fù)單次采集(saturation recovery single shot acquisition,SASHA)技術(shù),通過采集單幅無飽和恢復(fù)準(zhǔn)備的圖像和一系列不同飽和恢復(fù)時(shí)間的圖像,擬合飽和恢復(fù)曲線進(jìn)而得到T1參數(shù)圖,其T1值的測(cè)量不受SSFP序列讀出信號(hào)的影響,沒有縱向磁化矢量的丟失,故而準(zhǔn)確度更高[4-5]。然而,SASHA圖像易于出現(xiàn)偽影,圖像的精確度和可重復(fù)性較差。最后,IR/SR聯(lián)用的方案吸收了各自的優(yōu)點(diǎn),但尚未完全克服IR準(zhǔn)備所致的缺陷。本節(jié)主要闡述基于反轉(zhuǎn)恢復(fù)準(zhǔn)備序列的T1mapping。
1.成像序列
IR準(zhǔn)備序列包括標(biāo)準(zhǔn)的Look-Locker (LL)序列、改進(jìn)的Look-Locker反轉(zhuǎn)恢復(fù)(modified Look-Locker inversion reco-very,MOLLI )序列和縮短的MOLLI(shortened modified LL inversion recovery,ShMOLLI)序列[6]。LL序列于整個(gè)心動(dòng)周期連續(xù)采集圖像,通常屏氣時(shí)間較長(zhǎng)。(20~28 s),受心臟運(yùn)動(dòng)的影響,難以獲得像素水平的T1參數(shù)圖[7]。LL序列還廣泛應(yīng)用于心肌延遲增強(qiáng)前選擇反轉(zhuǎn)時(shí)間(inversion time,TI),使得正常心肌的縱向磁化矢量為零。MOLLI序列是LL序列的變體,在1.5T MR機(jī)型通常采用35°翻轉(zhuǎn)角、最小反轉(zhuǎn)時(shí)間100 ms及反轉(zhuǎn)時(shí)間增量80 ms[8]。它在LL序列的基礎(chǔ)上做了兩處改進(jìn):①于心動(dòng)周期的固定時(shí)相采集數(shù)據(jù);②多次反轉(zhuǎn)脈沖不同TI采集的圖像可融合成單個(gè)數(shù)據(jù)集[6,8]。配合心臟運(yùn)動(dòng)校正算法,MOLLI序列成功克服了LL的缺陷,可獲得像素水平的T1map圖,是目前臨床應(yīng)用較為普遍的心肌T1值的定量方法。與LL序列比較,MOLLI序列所測(cè)的增強(qiáng)后T1值偏低,測(cè)量的可重復(fù)性明顯提高[9]。然而,MOLLI序列具有一定的心率依賴性,組織的T1值越長(zhǎng),快心率所致的T1值低估效應(yīng)越明顯。原始的MOLLI序列采用3次反轉(zhuǎn)脈沖于17個(gè)心動(dòng)周期采集11幀原始圖像[3(3)3(3)5],在心肌組織的T1值較長(zhǎng)時(shí)對(duì)快心率敏感[10];隨后一系列MOLLI序列的改良方案,如5(3)3、5(3s)3和5s(3s)3s等[11-12],保證了縱向磁化矢量在快心率下的恢復(fù),減輕了MOLLI的心率依賴性。ShMOLLI[5(1)1(1)1]采用靈活的圖像處理方案——根據(jù)組織的T1值長(zhǎng)短選擇性地納入全部或部分圖像進(jìn)行分析,長(zhǎng)T1值時(shí)摒棄后兩次反轉(zhuǎn)脈沖的采樣數(shù)據(jù),可大大改善MOLLI心率依賴性的缺點(diǎn)。因此,ShMOLLI對(duì)長(zhǎng)T1值的測(cè)量較準(zhǔn)確,與MOLLI相比可提高病變與非病變心肌間的差異達(dá)15%[13]。同時(shí),ShMOLLI的平均屏氣時(shí)間縮短至9 s,適用于肺部疾病和慢心率的患者。然而,由于其采樣數(shù)量的減少,故一定程度上犧牲了圖像的信噪比和精確度。
2.影響因素
眾多因素影響T1mapping定量組織T1值的準(zhǔn)確度,包括儀器校準(zhǔn)、序列設(shè)計(jì)、掃描參數(shù)、恢復(fù)曲線擬合模型、組織特性和患者特征等,因此在多中心試驗(yàn)及隨訪檢查中嚴(yán)格把控相關(guān)掃描因素、并詳細(xì)報(bào)告參數(shù)細(xì)節(jié)至關(guān)重要[2,14]。
首先,心率快慢影響T1值測(cè)量的準(zhǔn)確度。決定MOLLI序列心率依賴敏感性的因素主要包括相鄰180°反轉(zhuǎn)脈沖的間隔時(shí)間和SSFP數(shù)據(jù)采集方式的影響,其中前者為主要影響因素[2]。減輕SSFP數(shù)據(jù)采集方式的影響可通過減小翻轉(zhuǎn)角來實(shí)現(xiàn)。增加相鄰反轉(zhuǎn)脈沖間的等待時(shí)間或采用單次反轉(zhuǎn)脈沖的掃描方案均可延長(zhǎng)縱向磁化矢量的恢復(fù)時(shí)間,從而減輕IR序列的心率依賴性。例如,原始的MOLLI序列[3(3)3(3)5]相鄰2次反轉(zhuǎn)脈沖的間隔時(shí)間為6次心搏 ,而5(3)3和5s(3s)3s分別增加至8次和8秒。ShMOLLI[5(1)1(1)1]在組織T1值較長(zhǎng)時(shí)(T1>TR-R),只利用第一次反轉(zhuǎn)脈沖后的采樣數(shù)據(jù)(1-5)重建T1參數(shù)圖,以降低T1*和T1值之間的誤差;當(dāng)0.4TR-R 利用SSFP序列讀出信號(hào)的T1mapping序列易受到偏共振效應(yīng)的影響,保持心臟區(qū)域的勻場(chǎng),固定中心頻率可減低偏共振現(xiàn)象帶來的T1值低估[12,14]。一般認(rèn)為,偏共振效應(yīng)在1.5T磁共振機(jī)上并不顯著(T1=1000 ms,變異>1%),但仍需引起重視。而在高場(chǎng)強(qiáng)時(shí)偏共振將導(dǎo)致更為明顯的T1值變異。文獻(xiàn)報(bào)道,測(cè)量心肌T1值時(shí),偏共振在3.0T磁共振機(jī)上可達(dá)(125.0±40.6 Hz),帶來3%~5%的誤差,故而可能會(huì)導(dǎo)致錯(cuò)誤解讀心肌信號(hào)[12]。減小反轉(zhuǎn)角可降低偏共振效應(yīng)引起的誤差,但同時(shí)降低了信噪比,適用于3.0T的MOLLI序列,部分學(xué)者推薦采用20°反轉(zhuǎn)角[2]。 IR準(zhǔn)備T1mapping序列的準(zhǔn)確度很大程度受到磁化傳遞(magnetization transfer,MT)效應(yīng)的影響。Robson等[15]的研究表明存在磁化傳遞時(shí),MOLLI序列所測(cè)的T1值誤差遠(yuǎn)大于SASHA序列,前者較后者低估約15%。MT效應(yīng)導(dǎo)致表觀恢復(fù)時(shí)間T1*縮短的原理為結(jié)合水通過快速交換將能量傳遞給自由水,自由水中的質(zhì)子飽和不能被IR的射頻脈沖激發(fā)導(dǎo)致反轉(zhuǎn)恢復(fù)加快,因此T1*被進(jìn)一步低估,且該效應(yīng)無法通過Look-Locker校正[2]。值得注意的是,MT效應(yīng)僅影響T1值測(cè)量的準(zhǔn)確度,而不會(huì)影響其精確度和可重復(fù)性。 足夠的空間分辨率可提供高質(zhì)量的組織參數(shù)圖以避免部分容積效應(yīng)??煨穆省⑿穆什积R或屏氣不佳等因素均可導(dǎo)致空間分辨率下降。在心率≤90次/分,視野為36 cm×36 cm的條件下,MOLLI序列的矩陣為256×144;當(dāng)心率>90次/分時(shí)矩陣為192×130[16]。圖像分析時(shí),感興趣區(qū)的描畫須注意與其他易于產(chǎn)生部分容積效應(yīng)的組織交界面留有足夠的距離[3]。薄壁的心房及右室心肌的T1值測(cè)量仍具挑戰(zhàn)性,數(shù)據(jù)解讀時(shí)需謹(jǐn)慎,新開發(fā)的ANGIE序列有望解決這一難題[17]。 此外,不同機(jī)型和場(chǎng)強(qiáng),梯度系統(tǒng)及線圈設(shè)計(jì)的差異也會(huì)影響T1值的測(cè)量。場(chǎng)強(qiáng)增加,組織的初始T1值會(huì)大大增加。場(chǎng)強(qiáng)還會(huì)影響T1值測(cè)量的準(zhǔn)確度和精確度[18]。在一組體模實(shí)驗(yàn)中,MOLLI序列在不同機(jī)型條件下T1值的測(cè)量誤差為6%~14%。與1.5T比較,MOLLI序列在3.0T時(shí)測(cè)量的準(zhǔn)確性下降,精確度升高[18]。 除上述影響因素外,增強(qiáng)后T1值還受到對(duì)比劑劑量和類型、成像時(shí)間點(diǎn)、個(gè)體腎臟功能及藥代動(dòng)力學(xué)等因素的影響,因而增強(qiáng)后T1值在不同研究中的可比性更差。2013年心臟磁共振學(xué)會(huì)及歐洲心臟病學(xué)會(huì)磁共振工作組的共識(shí)指出:對(duì)于增強(qiáng)檢查的患者,首選的測(cè)量參數(shù)應(yīng)為初始T1值和ECV,而不是增強(qiáng)后的T1值[14]。 在系統(tǒng)修煉的功課中形成教育思想。思想指導(dǎo)實(shí)踐,班主任專業(yè)成長(zhǎng)的終極目標(biāo)是修煉出自己的教育思想。只有修煉出與自己渾然一體的教育思想,班主任的教育行為才算有了根基。自己的教育思想,不一定完全是自己提煉的,也可以是他人的表達(dá),經(jīng)過自己的實(shí)踐鑒定認(rèn)可并用之指導(dǎo)自己行為的思想。 3.正常參考值 初始T1值的正常參考值是辨別正常與異常心肌的前提。當(dāng)參考志愿者的標(biāo)準(zhǔn)值時(shí),需注意確認(rèn)供應(yīng)商、成像設(shè)備和序列及后處理方法的一致性[19]。在一項(xiàng)多中心單個(gè)供應(yīng)商(Phi-lips)的T1mapping試驗(yàn)中(102例),初始T1的參考值在1.5T和3.0T 磁場(chǎng)強(qiáng)度時(shí)分別為(950±21) ms和(1052±23) ms[19],也第一次驗(yàn)證了T1mapping在多中心試驗(yàn)中的可重復(fù)性很好。磁場(chǎng)強(qiáng)度分別為1.5T和3.0T時(shí),MOLLI 3(3)3(3)5與3(3)5序列的T1參考值具有高度一致性[(974±23) ms vs (966±32) ms][20]和[(1324±48) ms vs (1314±39) ms][21]。Piechnik等[13]報(bào)道ShMOLLI的T1參考值較MOLLI 3(3)3(3)5低10 ms[(966±48) ms vs (976±46) ms,P<0.001],而這種差異在3.0T時(shí)消失[(1166±60) ms vs (1169±45) ms,P=0.13)。由于縱向磁化矢量在3.0T時(shí)所需的恢復(fù)時(shí)間更長(zhǎng),若采用與1.5T相同的采樣方案會(huì)導(dǎo)致較為嚴(yán)重的T1*低估。由Lee等[21]提出的心率校正算法能有效克服此缺陷,用此算法獲得的3.0T初始T1參考值[(1314±39) ms和(1280±49) ms]遠(yuǎn)高于未用此算法的參考值[21-22]。總的說來,1.5T的初始T1值為940~1035 ms[8-9],未經(jīng)校正的3.0T初始T1值約為1050~1170 ms[13,19,23],大致較1.5T長(zhǎng)100 ms,校正后的約為1280~1325 ms。此外,T1值的變異還與心動(dòng)周期及心肌區(qū)域有關(guān),一般來說,舒張期的T1值略高于收縮期,室間隔的T1值略高于側(cè)壁[24-25]。 目前多數(shù)學(xué)者認(rèn)為,性別及年齡是影響初始T1值的主要生理學(xué)因素,但結(jié)論不盡相同。Liu等[26]的大樣本數(shù)據(jù)(1231例)顯示:與男性相比,女性具有更長(zhǎng)的初始T1參考值和更短的增強(qiáng)后T1值。另一項(xiàng)研究(342例)結(jié)果則顯示該趨勢(shì)只出現(xiàn)在年輕女性中(≤45歲)[27]。而另一組多中心試驗(yàn)未發(fā)現(xiàn)這種性別差異[19]。對(duì)于年齡與T1參考值間的關(guān)系,Dabir等[19]和Liu等[26]學(xué)者的研究支持二者的相關(guān)性在男性中更為明顯,且為正相關(guān);而Piechnik等[27]的結(jié)論則恰恰相反,認(rèn)為女性的T1參考值隨年齡增加而遞減(8 ms/10年,P<0.01),男性的T1參考值無年齡依賴性?;谀挲g、性別與T1參考值間的復(fù)雜關(guān)系,臨床研究中推薦采用年齡與性別匹配的組別做比較來控制變異,以提高病變檢出的敏感性。 1.細(xì)胞外容積的計(jì)算及意義 細(xì)胞外容積(extracellular volume,ECV)反映的是組織中細(xì)胞外間隙的體積分?jǐn)?shù),可通過心肌增強(qiáng)前后的T1值經(jīng)血細(xì)胞比容校正后得出。其計(jì)算公式如下[28]: (1) (2) (3) 其中,△R1心肌/△R1血池 定義為分配系數(shù)(λ)。細(xì)胞外間隙的擴(kuò)張常由膠原纖維在細(xì)胞外不成比例的聚集導(dǎo)致,是一系列心肌疾病的共同病理特征,可反映心肌纖維化的程度,與心肌重構(gòu)和心臟電生理的改變密切相關(guān)[29]。因此定量ECV能為臨床醫(yī)師提供重要的診斷及預(yù)后信息。 2.影響因素 目前ECV的計(jì)算基于兩室模型的假設(shè),需滿足血漿與細(xì)胞外隙的對(duì)比劑達(dá)到穩(wěn)態(tài)平衡。這一平衡態(tài)可通過等速注射對(duì)比劑的方法模擬實(shí)現(xiàn)。后者在血漿與細(xì)胞外間隙的交換速率大于腎廓清率時(shí),可以較快達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡[30]。Flett等[31]首次通過平衡態(tài)增強(qiáng)CMRI(equilibrium contrast CMRI,EQ-CMRI)技術(shù)來計(jì)算ECV,即團(tuán)注對(duì)比劑(0.1 mmol/kg)15 min后再緩慢持續(xù)注射對(duì)比劑,且ECV與心肌活檢樣本的膠原容積分?jǐn)?shù)(collagen volume fraction,CVF)具有很好的相關(guān)性(r2=0.80,P<0.001)。隨后,Miller等[29]的研究結(jié)果表明,通過動(dòng)態(tài)EQ-CMRI技術(shù),所計(jì)算的ECV與CVF具有高度相關(guān)性(r2=0.89,P<0.01)。而且,動(dòng)態(tài)EQ-CMRI在臨床應(yīng)用更簡(jiǎn)便、更具可操作性。近年來,多位學(xué)者將兩種對(duì)比劑注射技術(shù)直接比較,發(fā)現(xiàn)在健康志愿者中,二者所獲得的測(cè)量值間差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義[20,32]。當(dāng)ECV<0.4時(shí),平均差異值為-0.004;而當(dāng)ECV>0.4時(shí),團(tuán)注法(劑量0.1 mmol/kg)所得ECV將大于EQ-CMRI的測(cè)量值(平均差異0.040±0.075)[33]。因此,動(dòng)態(tài)EQ-CMRI計(jì)算ECV在細(xì)胞外間隙擴(kuò)張不顯著時(shí)是有效的,無需使用EQ-CMRI。心肌淀粉樣變及慢性心?;颊叩腅CV值可采用EQ-CMRI獲得,也可以通過增加對(duì)比劑劑量(0.2 mmol/kg)或者延長(zhǎng)掃描時(shí)間來減小誤差[34-35]。除對(duì)比劑注射技術(shù)外,對(duì)比劑的劑量及類型亦對(duì)ECV的測(cè)值產(chǎn)生影響,對(duì)比劑劑量減小,ECV值有增加趨勢(shì),這種差別尤其在0.1 mmol/kg和其它劑量組間非常明顯[19,29]。使用Gd-DTPA作為對(duì)比劑所得出的ECV值略高于Gd-BOPTA[22]。雖然上述因素對(duì)ECV的影響程度不及增強(qiáng)后T1值那么明顯,但仍需予以注意。 多個(gè)學(xué)者研究了對(duì)比劑團(tuán)注后多成像時(shí)間點(diǎn)ECV的變化規(guī)律[21,22,29,30,32]。多數(shù)學(xué)者認(rèn)為,ECV隨時(shí)間變化的增加幅度雖很小,但差異仍具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義,且這種差異隨著對(duì)比劑劑量的增加而有所減弱[22,29,32]。因此,增強(qiáng)后固定某一成像時(shí)間點(diǎn)頗為必要,多數(shù)研究中采用團(tuán)注對(duì)比劑(0.15~0.20 mmol/kg)后15~20 min的T1mapping和初始T1mapping來計(jì)算ECV。雙時(shí)間點(diǎn)與多時(shí)間點(diǎn)ECV的測(cè)量?jī)?yōu)劣勢(shì)尚無定論,后者雖然更為精確,但增加了計(jì)算機(jī)后處理的負(fù)荷,可能導(dǎo)致空間覆蓋率的降低[3]。 與T1值不同,場(chǎng)強(qiáng)的改變對(duì)ECV的影響較小[36]。有研究結(jié)果顯示,當(dāng)使用等劑量對(duì)比劑時(shí),ECV在1.5T和3.0T中的測(cè)值無明顯差異[25]。1.5T時(shí)志愿者的ECV為0.25±0.04,而3.0T時(shí)為0.26±0.04[19]。場(chǎng)強(qiáng)增加,λ值的精密度升高(1.5T 3.8% vs 3.0T 2.8%,P=0.02);而準(zhǔn)確度保持相對(duì)恒定(誤差:1.5T 8.8% vs 3.0T 8.0%,P=0.11)[18]。 3.正常參考值 ECV的精密度要高于增強(qiáng)后T1值和初始T1值[18]。然而需注意的是,個(gè)體間ECV值的變異度較大。根據(jù)Kawel等[22]的報(bào)道,志愿者個(gè)體間ECV的變異系數(shù)可達(dá)8.7%(Gd-DPTA),大于初始T1值(4.5%),確立病變閾值時(shí)需充分考慮這個(gè)因素。一項(xiàng)包含62例健康志愿者的臨床研究中顯示,ECV的參考值為25.4%±2.5 %[37]。總體說來,不同成像序列的ECV值差別不大。MOLLI 3(3)3(3)5的ECV參考值為25%~27%[19,21,29],3(3)5和5(3)3的ECV正常參考值為25%~28%[22,30,37],ShMOLLI的參考值為27%±3%[38]。與初始T1值類似,室間隔的ECV高于側(cè)壁。心臟舒張期的ECV值是否高于收縮期,研究結(jié)果并不一致[25,29]。目前多數(shù)文獻(xiàn)支持女性的ECV值高于男性的觀點(diǎn)[26,29,39],至少存在增高的趨勢(shì)[19]。ECV與年齡間的關(guān)系尚有待更深入的驗(yàn)證。陽(yáng)性結(jié)果有:男性志愿者中,ECV與年齡呈正相關(guān)(1.04%/每10年,P<0.05),而在女性志愿者中,經(jīng)過多元模型基線參數(shù)校正后,ECV與年齡也呈正相關(guān)[26]。Schelbert等[32]發(fā)現(xiàn)即使經(jīng)過心率校正,ECV與年齡間依然具有正相關(guān)關(guān)系(P<0.01)。 4.ECV-map 生成自動(dòng)化ECV map主要經(jīng)過圖像校正、影像融合和血池識(shí)別三個(gè)主要步驟[40],其中前兩步可大大提高ECV map的圖像質(zhì)量。自動(dòng)化ECV map提供每一個(gè)像素的ECV值,比手動(dòng)劃取感興趣區(qū)測(cè)量更為直觀,也可提高ECV的測(cè)量速度,但兩者之間的優(yōu)劣勢(shì)還不清楚。一系列因素會(huì)導(dǎo)致T1圖像的配準(zhǔn)不良 從而產(chǎn)生較差質(zhì)量的ECV map,如影像融合可以有效糾正平面內(nèi)的移動(dòng),而對(duì)于跨平面的運(yùn)動(dòng)則效果不佳,心率短期內(nèi)較大變化導(dǎo)致增強(qiáng)前/后T1mapping不在同一心臟周期采集等[28]。此外,需避免部分容積效應(yīng)對(duì)ECV測(cè)量的影響。解讀ECV map需注意結(jié)合LGE和其它相關(guān)臨床信息。盡管存在上述缺陷,ECV map的合理應(yīng)用將大大加速心肌間質(zhì)性疾病領(lǐng)域的研究進(jìn)展。 綜上所述,影響心肌T1值和細(xì)胞外容積解讀的因素繁多,正常參考值的變異度頗大,因此臨床工作中需嚴(yán)格規(guī)范掃描方案,有效控制變異因素,使心肌T1mapping成為評(píng)估局限性和彌漫性心肌病變及心肌間質(zhì)性疾病的首選方法。 [1]趙世華.心臟磁共振技術(shù)新進(jìn)展[J].磁共振成像,2014,5(S1):S73-S77. [2]Kellman P,Hansen MS.T1-mapping in the heart:accuracy and precision[J].J Cardiovasc Magn Reson,2014,16(1):2-7. [3]崔辰,趙世華.對(duì)心臟磁共振學(xué)會(huì)及歐洲心臟病學(xué)會(huì)磁共振工作組心肌T1mapping和細(xì)胞外容積量化共識(shí)的解讀[J].心血管病學(xué)進(jìn)展,2014,35(3):271-275. [4]殷亮,喻思思,龔良庚.心臟磁共振縱向弛豫時(shí)間定量成像技術(shù)進(jìn)展[J].中華放射學(xué)雜志,2016,50(1):76-78. [5]Chow K,Flewitt J,Green J,et al.Saturation recovery single-shot acquisiton (SASHA) for myocardial T1mapping[J].Magn Reson Med,2014,71(6):2082-2095. [6]Burt JR,Zimmerman SL,Kamel IR,et al.Myocardial T1mapping: techniques and potential applications[J].Radiographics,2014,34(2):377-395. [7]祁麗,張龍江,盧光明.心肌磁共振T1mapping技術(shù)及其臨床應(yīng)用進(jìn)展[J].醫(yī)學(xué)研究生學(xué)報(bào),2015,28(6):650-655. [8]Messroghli DR,Greiser A,Frohlich M,et al.Optimization and validation of a fully-integrated pulse sequence for modified look-locker inversion-recovery (MOLLI) T1mapping of the heart[J].J Magn Reson Imaging,2007,26(4):1081-1086. [9]Nacif MS,Turkbey EB,Gai N,et al.Myocardial T1mapping with MRI:comparison of look-locker and MOLLI sequences[J].J Magn Reson Imaging,2011,34(6):1367-1373. [10]Messroghli DR,Radjenovic A,Kozerke S,et al.Modified Look-Locker inversion recovery (MOLLI) for high-resolution T1mapping of the heart[J].Magn Reson Med,2004,52(1):141-146. [11]Kellman P,Arai AE,Xue H.T1and extracellular volume mapping in the heart:estimation of error maps and the influence of noise on precision[J].J Cardiovasc Magn Reson,2013,15(1):56-60. [12]Kellman P,Herzka DA,Arai AE,et al.Influence of Off-resonance in myocardial T1-mapping using SSFP based MOLLI method[J].J Cardiovasc Magn Reson,2013,15(1):63-71. [13]Piechnik SK,Ferreira VM,Dall'Armellina E,et al.Shortened modified Look-Locker inversion recovery (ShMOLLI) for clinical myocardial T1-mapping at 1.5 and 3T within a 9 heartbeat breathhold[J].J Cardiovasc Magn Reson,2010,12(1):69-77. [14]Moon JC,Messroghli DR,Kellman P,et al.Myocardial T1mapping and extracellular volume quantification:a Society for Cardiovascular Magnetic Resonance (SCMR) and CMR working group of the European society of cardiology consensus statement[J].J Cardiovasc Magn Reson,2013,152(1):92-99. [15]Robson MD,Piechnik SK,Tunnicliffe EM,et al.T1measurements in the human myocardium:the effects of magnetization transfer on the SASHA and MOLLI sequences[J].Magn Reson Med,2013,70(3):664-670. [16]Chen YY,Zhang WG,Yang S,et al.Extracellular volume fraction in coronary chronic total occlusion patients[J].Int J Cardiovasc Imaging,2015,31(6):1211-1221. [17]Mehta BB,Auger DA,Gonzalez JA,et al.Detection of elevated right ventricular extracellular volume in pulmonary hypertension using Accelerated and Navigator-Gated Look-Locker Imaging for Cardiac T1Estimation (ANGIE) cardiovascular magnetic resonance[J].J Cardiovasc Magn Reson,2015,17(?):110-?. [18]Raman FS,Kawel-Boehm N,Gai N,et al.Modified look-locker inversion recovery T1mapping indices:assessment of accuracy and reproducibility between magnetic resonance scanners[J].J Cardiovasc Magn Reson,2013,152(1):64-69. [19]Dabir D,Child N,Kalra A,et al.Reference values for healthy human myocardium using a T1mapping methodology:results from the International T1multicenter cardiovascular magnetic resonance study[J].J Cardiovasc Magn Reson,2014,162(1):69-75. [20]Salerno M,Janardhanan R,Jiji RS,et al.Comparison of methods for determining the partition coefficient of gadolinium in the myocardium using T1mapping[J].J Magn Reson Imaging,2013,38(1):217-224. [21]Lee JJ,Liu S,Nacif MS,et al.Myocardial T1and extracellular volume fraction mapping at 3 tesla[J].J Cardiovasc Magn Reson,2011,132(1):75-79. [22]Kawel N,Nacif M,Zavodni A,et al.T1mapping of the myocardium:intra-individual assessment of post-contrast T1time evolution and extracellular volume fraction at 3T for Gd-DTPA and Gd-BOPTA[J].J Cardiovasc Magn Reson,2012,14(1):26-30. [23]von Knobelsdorff-Brenkenhoff F,Prothmann M,Dieringer MA,et al.Myocardial T1and T2mapping at 3T:reference values,influencing factors and implications[J].J Cardiovasc Magn Reson,2013,15(1):53-59. [24]Reiter U,Reiter G,Dorr K,et al.Normal diastolic and systolic myocardial T1values at 1.5T MR imaging:correlations and blood normalization[J].Radiology,2014,271(2):365-372. [25]Kawel N,Nacif M,Zavodni A,et al.T1mapping of the myocardium:intra-individual assessment of the effect of field strength,cardiac cycle and variation by myocardial region[J].J Cardiovasc Magn Reson,2012,14(7):27-33. [26]Liu C,Liu Y,Wu C,et al.Evaluation of age-related interstitial myocardial fibrosis with cardiac magnetic resonance contrast-enhanced T1mapping[J].J Am Coll Cardiol,2013,62(14):1280-1287. [27]Piechnik SK,Ferreira VM,Lewandowski AJ,et al.Normal variation of magnetic resonance T1relaxation times in the human population at 1.5T using ShMOLLI[J].J Cardiovasc Magn Reson,2013,152(5):13-19. [28]Kellman P,Wilson JR,Xue H,et al.Extracellular volume fraction mapping in the myocardium,part 1:evaluation of an automated method[J].J Cardiovasc Magn Reson,2012,142(7):63-69. [29]Miller CA,Naish JH,Bishop P,et al.Comprehensive validation of cardiovascular magnetic resonance techniques for the assessment of myocardial extracellular volume[J].Circ Cardiovasc Imaging,2013,6(3):373-383. [30]Ugander M,Oki AJ,Hsu LY,et al.Extracellular volume imaging by magnetic resonance imaging provides insights into overt and sub-clinical myocardial pathology[J].Eur Heart J,2012,33(10):1268-1278. [31]Flett AS,Hayward MP,Ashworth MT,et al.Equilibrium contrast cardiovascular magnetic resonance for the measurement of diffuse myocardial fibrosis:preliminary validation in humans[J].Circulation,2010,122(2):138-144. [32]Schelbert EB,Testa SM,Meier CG,et al.Myocardial extravascular extracellular volume fraction measurement by gadolinium cardiovascular magnetic resonance in humans:slow infusion versus bolus[J].J Cardiovasc Magn Reson,2011,132(6):16-25. [33]White SK,Sado DM,Fontana M,et al.T1mapping for myocardial extracellular volume measurement by CMR[J].JACC:Cardiovasc Imaging,2013,6(9):955-962. [34]Klein C,Schmal TR,Nekolla SG,et al.Mechanism of late gadolinium enhancement in patients with acute myocardial infarction[J].J Cardiovasc Magn Reson,2007,9(4):653-658. [35]Klein C,Nekolla SG,Balbach T,et al.The influence of myocardial blood flow and volume of distribution on late Gd-DTPA kinetics in ischemic heart failure[J].J Magn Reson Imaging,2004,20(4):588-593. [36]袁思殊,李志偉,馬曉玲,等.RSNA2012心臟CT和MR[J].放射學(xué)實(shí)踐,2013,28(3):234-242. [37]Kellman P,Wilson JR,Xue H,et al.Extracellular volume fraction mapping in the myocardium,part 2:initial clinical experience[J].J Cardiovasc Magn Reson,2012,142(5):64-71. [38]Fontana M,White SK,Banypersad SM,et al.Comparison of T1mapping techniques for ECV quantification,histological validation and reproducibility of ShMOLLI versus multibreath-hold T1quantification equilibrium contrast CMR[J].J Cardiovasc Magn Reson,2012,142(7):88-95. [39]Sado DM,Flett AS,Banypersad SM,et al.Cardiovascular magnetic resonance measurement of myocardial extracellular volume in health and disease[J].Heart,2012,98(19):1436-1441. [40]Xue H,Shah S,Greiser A,et al.Motion correction for myocardial T1mapping using image registration with synthetic image estimation[J].Magn Reson Med,2012,67(6):1644-1655. 200032上海,復(fù)旦大學(xué)附屬中山醫(yī)院放射診斷科 復(fù)旦大學(xué)上海醫(yī)學(xué)院影像學(xué)系 上海市影像醫(yī)學(xué)研究所 陳銦銦(1984-),女,北京人,博士研究生,主治醫(yī)師,主要從事心血管系統(tǒng)影像學(xué)研究。 曾蒙蘇,E-mail: zeng.mengsu@zs-hospital.sh.cn RR445.2; R542.2 A 1000-0313(2016)08-0794-05 10.13609/j.cnki.1000-0313.2016.08.028 2016-02-22 2016-04-28)細(xì)胞外容積的量化