T1- mapping在急性和慢性心肌梗死中的應用及研究進展

袁碧營，李 波，劉建華，高麗華

(吉林大學第二醫院 放射線科，吉林 長春130041)

我國心肌梗死的發病率不斷增加，并呈年輕化趨勢發展，這對人們的身體健康產生了很大的威脅。如今，心臟磁共振技術逐漸趨于成熟，現已應用在各類心肌疾病的診斷中，如缺血性和應激性疾病、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技術目前是心臟核磁中的新興技術。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技術的概念

原子核從激化的狀態回復到平衡排列狀態的過程叫弛豫過程，它所需的時間叫弛豫時間(T1)。核磁共振技術通過某些特殊的序列，測量(反映)組織的某些特性值的技術。mapping技術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

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恢復的基本磁共振性質。測量的T1是由自身組織特性和外部環境以及用于測量T1的軟件和硬件來決定的。現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-體素的基礎上迅速評估它們的T1值[1]，T1定位序列的主要優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技術不斷發展與改進，在保證準確度和精確度的情況下，盡量的縮短時間。目前的心臟T1映射技術是從1970年研發的原始Look-Locker光譜方法演變而來的[3]，該技術利用多個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，改良回顧反轉回復序列(modified look-locker inversion recover，MOLLI) 得以應用[5]，并成為現在主要的T1-mapping技術之一，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技術在分辨率和重復率方面都很高[6]。但后來的學者又在MOLLI技術的基礎上繼續改進，對掃描時間進行縮短，形成了后來的ShMOLLI技術，即縮短的MOLLI技術。ShMOLLI技術將原本的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用較廣泛的T1-mapping技術。

細胞外間質容積分數(EVC)是指細胞外間質容積占整個心肌組織的百分比，是依靠T1-mapping技術得來的[7]。依靠T1-mapping技術和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技術的應用

目前，T1-mapping技術對急慢性心肌梗死的診斷、鑒別及判斷預后方面有許多應用。

2.1 T1-mapping在急性心肌梗死中的應用

急性心肌梗死是冠狀動脈急性且持續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，心肌細胞由有氧代謝轉換無氧酵解，毛細血管的通透性增高，使水分滯留于組織中，增加心臟的負荷。由于心肌梗塞后心肌含水量與心肌水腫有關，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)的關鍵優勢[9]。有研究表明急性心肌梗死區域心肌的平掃T1值、EVC值會比正常值高[10]。也有研究認為平掃 T1-mapping 可用于篩查急性心肌梗死,但是不能用來評估梗死區域面積，對于梗死面積的測量[11]，平掃 T1 mapping 顯示的梗死區域比對比劑延遲強化( late gadolinium enhancement,LGE) 所顯示的區域大,而增強后 T1-mapping 顯示的區域與 LGE 顯示的區域呈高度一致[10]。目前,LGE是最常應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]等學者發現，CMR結合T1-mapping和急性CMR掃描的應變分析，提高了對急性心肌梗死后不可逆缺血性損傷的預測。由于準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)，而不需要多參數獲得或外源性造影劑[15]。

2.2 T1-mapping在慢性心肌梗死中的應用

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，在應激時T1無變化[18]。在Kali[19]等學者研究中發現,3.0T磁共振T1-mapping 技術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后有很大幫助[20]。

3 T1-mapping的評價

雖然國外的一些臨床已經對T1-mapping技術在心臟疾病的診斷方面表示過支持，但T1-mapping技術的生物學實踐性及有效性仍需要進一步的驗證。

3.1 T1-mapping的優勢

T1-mapping的主要優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技術在診斷心臟疾病方面具有很大的優勢，例如：掃描時間短、掃描便捷、無需依賴對比劑等。在相關文獻中表示，T1-mapping技術可以指導臨床治療措施，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、磁化轉移效應(Magnetization transfer effect)，以及在應力條件下的屏氣持續時間和運動等[10,22]。并且，由于T1-mapping技術沒有廣泛應用臨床,其掃描的相應細則及后處理方法就沒有統一的標準。所以，對T1-mapping技術的評價及應用仍要采取客觀的態度。