中華小型豬心臟MRI掃描優化序列及主要測定指標的研究

郭慶 胡杉杉 張福洲

【摘要】

目的：探討中華小型豬心臟磁共振成像（CMRI）掃描的優化序列及主要測定指標。方法：采用基于改進的Look-Locker快速穩態自由進動飽和恢復序列（MLLSR）的T1 mapping技術對10只健康中華小型豬行心臟磁共振成像掃描并分析主要指標。結果：基于MLLSR 序列的T1 mapping技術能定量心肌T1值，三個層面的平均T1值為（1070.9±33.7）ms，差異均有統計學意義（P<0.05）。結論：T1 mapping技術在臨床心肌疾病方面的研究具有良好的實驗依據及可用性。

【關鍵詞】T1 mapping;心臟磁共振;心室;心肌

[Abstract]

Objective：To explore the optimized sequence and main measurement indexes of cardiac magnetic resonance imaging （CMRI） scans of Chinese miniature pigs. Methods：T1 mapping technology based on improved Look-Locker fast steady-state free precession saturation recovery sequence （MLLSR） was used to perform cardiac magnetic resonance imaging scans on 10 healthy Chinese miniature pigs and analyze the main indicators. Results： The T1 mapping technique based on the MLLSR sequence can quantify the myocardial T1 value. The average T1 value of the three levels is （1070.9 ± 33.7） ms， and the differences are statistically significant （P <0.05）. Conclusion：The research of T1 mapping technology in clinical myocardial diseases has good experimental basis and usability.

[Key words]T1 mapping; cardiac magnetic resonance; ventricle; myocardium

【中圖分類號】

R441 【文獻標識碼】

B【文章編號】2095-6851（2020）04-097-01

1材料與方法

1.1實驗動物品種為中華小型豬，共10頭，其中雄性7頭，雌性3頭;月齡為6～8月，體重為25±5kg。

1.2心臟磁共振檢查前準備及動物麻醉

CMRI檢查前24小時流質飲食，前12小時開始禁食。首先于耳后肌肉內注射鹽酸氯氨酮溶液10 mg/kg行初步麻醉，待麻醉較穩定時再用留置針行耳緣靜脈穿刺、置管，建立靜脈通道，然后將鹽酸氯氨酮注射液與安定以約20：1（鹽酸氯胺酮注射液500mg，安定25 mg）混于500 ml生理鹽水中行靜脈滴注（80滴/分），以維持實驗豬深度麻醉至陳-斯呼吸狀態，最后將實驗豬以仰臥位將四肢分別固定于特制的長方形木框架內。

1.3 CMRI檢查

選擇實驗用中華小型豬10只為研究對象，均采用3.0T高場強MRI掃描儀（Discovery MR750， USA），32通道腹部線圈，應用呼吸門控、前瞻性心電門控。心臟定位掃描步驟參考程流泉[1]等人研究結果：（1）心臟定位掃描：進行二腔心、四腔心和短軸位的定位（從心尖部開始向上掃描）。（2）電影序列：采集到四腔心、二腔心、短軸位圖像由心底-心尖共8層。（3）T1 mapping：短軸位心尖- 中間部- 心底部圖像各采集2層，共6層;兩腔心、四腔心圖像各采集1層。

采用序列如下：快速自由穩態平衡進動序列（fast imaging employing steady-state acquisition，FIESTA），呼吸導航回波觸發。成像參數如下：

TR：3.4ms;TE：Min Full;FA：45°; FOV;38.0cm×1.0cm;矩陣224×224;激勵次數：1;帶寬：125kHz;層厚：8.0mm;層間距：0;phase：20 個。

基于改進的Look-Locker穩態自由進動飽和恢復序列（MLLSR）的T1 mapping序列，呼吸導航回波觸發。成像參數如下：

TR：3.4ms;TE：最小;FA：45°; FOV;38.0cm×1.0cm;矩陣224×224;激勵次數：1;帶寬：125kHz;層厚：8.0mm;預備時間：100ms;觸發時間窗：10%RR;觸發延遲時間舒張中末期。

1.4影響實驗掃描及圖像質量問題及相對應的優化方案①豬的心臟結構與人類大致相同，但其位置與人類的有明顯差異，而且在掃描過程中實驗豬易動，引起心臟位置改變，增加掃描難度。優化方案：本實驗自制木質框架，將實驗豬固定于框架內，有效防止其移動位置;一般來說豬的心房心室平行于其身體的冠狀面，注意這點掃描時可按人類心臟掃描步驟大致定位即可。②MRI心電門控監測時，實驗豬心電圖出現收縮期和舒張期分界不清，圖像產生重影，QRS波異常，導致無法識別或誤判。優化方案：出現重影時應及時更換另外一種心電門控方式，QRS波異常可能是由于電極片貼近主動脈區域而引起水磁效應，此時可相對移動電極片位置，心電圖即可恢復正常。③實驗豬部分麻醉效果不佳，心率不穩，呼吸動度較大，從而影響采集圖像的質量。優化方案：采取少量多次注射給藥，一般注射間隔維持在15-20min效果較好。

1.5統計分析

使用SPSS 23.0軟件進行統計學分析，對初始T1值進行分組研究，依據心尖部、中間部及基底部分組后的各參數值行獨立樣本t檢驗，其余各組行One-way ANOVA方差分析。各參數值表示為平均值±標準差，以P<0.05為差異有統計學意義。

2結果

健康小型豬心尖部、中間部及基底部平均初始T1值及95%置信區間其中，心尖部和基底部心肌初始T1值大小無統計學差異，心尖部和中間部初始T1值間有統計學差異（F =26.581，P <0.01）。

3討論

本實驗健康豬中間部心肌平均初始T1值為（1107.9±55.2）ms，高于心尖部和基底部心肌平均初始T1值，分別為（1050.5±17.2）ms、（1026.7±36.2ms），這與陳媛媛等[2]人研究結果較一致，均為中間部心肌初始T1值較高（1139.7±54.4）ms，而心尖部心肌初始T1值稍低（1050.2±16.7）ms，但他們實驗中沒有測量基底部心肌平均初始T1值，這可能與具體掃描方法及采集到圖像質量不同有關，因此在掃描中優化序列是有必要的;但本實驗健康豬心肌的平均初始T1值為（1110.8±13.5）ms，這與國外部分學者研究結果不一致，如Hood[3]等人研究發現正常豬心肌平掃T1值為（960±96）ms，明顯低于本實驗研究結果，這可能跟實驗儀器（他們采用的1.5T，而本實驗采用的3.0T MR）、掃描技術及實驗豬的品種（他們實驗對象為約克豬，本實驗對象為中華小型豬）不同有關。

4結論

4.1中華小型豬心臟磁共振成像（CMRI）掃描序列的優化明顯提高了實驗效率和圖像質量。

4.2基于改進的Look-Locker快速穩態自由進動飽和恢復（MLLSR）序列的T1 mapping技術有較好的應用性及可重復性，在臨床上有良好的應用前景。

參考文獻：

[1] 程流泉，高元桂，盛復庚，等.磁共振心臟成像平面的定位與解剖[J].中國醫學影像學雜志，2004，12（5）：321-324.

[2] 陳媛媛，方繼良，俞裕天等. T1 mapping定量技術在慢性心肌缺血模型豬的初步應用研究[J]. 磁共振成像雜志，2017，8（2）：131-135.

[3] Hood MN， Song T， Bedocs P， et al. Multiacquisition T1-mapping MRI during tidal respiration for quantification of myocardial T1 inswine with heart failure. Cardiopulmonary Imaging， 2013， 201（12）：563-570.