中华小型猪心脏MRI扫描优化序列及主要测定指标的研究

郭庆 胡杉杉 张福洲

【摘要】

目的：探讨中华小型猪心脏磁共振成像（CMRI）扫描的优化序列及主要测定指标。方法：采用基于改进的Look-Locker快速稳态自由进动饱和恢复序列（MLLSR）的T1 mapping技术对10只健康中华小型猪行心脏磁共振成像扫描并分析主要指标。结果：基于MLLSR 序列的T1 mapping技术能定量心肌T1值，三个层面的平均T1值为（1070.9±33.7）ms，差异均有统计学意义（P<0.05）。结论：T1 mapping技术在临床心肌疾病方面的研究具有良好的实验依据及可用性。

【关键词】T1 mapping;心脏磁共振;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

【中图分类号】

R441 【文献标识码】

B【文章编号】2095-6851（2020）04-097-01

1材料与方法

1.1实验动物品种为中华小型猪，共10头，其中雄性7头，雌性3头;月龄为6～8月，体重为25±5kg。

1.2心脏磁共振检查前准备及动物麻醉

CMRI检查前24小时流质饮食，前12小时开始禁食。首先于耳后肌肉内注射盐酸氯氨酮溶液10 mg/kg行初步麻醉，待麻醉较稳定时再用留置针行耳缘静脉穿刺、置管，建立静脉通道，然后将盐酸氯氨酮注射液与安定以约20：1（盐酸氯胺酮注射液500mg，安定25 mg）混于500 ml生理鹽水中行静脉滴注（80滴/分），以维持实验猪深度麻醉至陈-斯呼吸状态，最后将实验猪以仰卧位将四肢分别固定于特制的长方形木框架内。

1.3 CMRI检查

选择实验用中华小型猪10只为研究对象，均采用3.0T高场强MRI扫描仪（Discovery MR750， USA），32通道腹部线圈，应用呼吸门控、前瞻性心电门控。心脏定位扫描步骤参考程流泉[1]等人研究结果：（1）心脏定位扫描：进行二腔心、四腔心和短轴位的定位（从心尖部开始向上扫描）。（2）电影序列：采集到四腔心、二腔心、短轴位图像由心底-心尖共8层。（3）T1 mapping：短轴位心尖- 中间部- 心底部图像各采集2层，共6层;两腔心、四腔心图像各采集1层。

采用序列如下：快速自由稳态平衡进动序列（fast imaging employing steady-state acquisition，FIESTA），呼吸导航回波触发。成像参数如下：

TR：3.4ms;TE：Min Full;FA：45°; FOV;38.0cm×1.0cm;矩阵224×224;激励次数：1;带宽：125kHz;层厚：8.0mm;层间距：0;phase：20 个。

基于改进的Look-Locker稳态自由进动饱和恢复序列（MLLSR）的T1 mapping序列，呼吸导航回波触发。成像参数如下：

TR：3.4ms;TE：最小;FA：45°; FOV;38.0cm×1.0cm;矩阵224×224;激励次数：1;带宽：125kHz;层厚：8.0mm;预备时间：100ms;触发时间窗：10%RR;触发延迟时间舒张中末期。

1.4影响实验扫描及图像质量问题及相对应的优化方案①猪的心脏结构与人类大致相同，但其位置与人类的有明显差异，而且在扫描过程中实验猪易动，引起心脏位置改变，增加扫描难度。优化方案：本实验自制木质框架，将实验猪固定于框架内，有效防止其移动位置;一般来说猪的心房心室平行于其身体的冠状面，注意这点扫描时可按人类心脏扫描步骤大致定位即可。②MRI心电门控监测时，实验猪心电图出现收缩期和舒张期分界不清，图像产生重影，QRS波异常，导致无法识别或误判。优化方案：出现重影时应及时更换另外一种心电门控方式，QRS波异常可能是由于电极片贴近主动脉区域而引起水磁效应，此时可相对移动电极片位置，心电图即可恢复正常。③实验猪部分麻醉效果不佳，心率不稳，呼吸动度较大，从而影响采集图像的质量。优化方案：采取少量多次注射给药，一般注射间隔维持在15-20min效果较好。

1.5统计分析

使用SPSS 23.0软件进行统计学分析，对初始T1值进行分组研究，依据心尖部、中间部及基底部分组后的各参数值行独立样本t检验，其余各组行One-way ANOVA方差分析。各参数值表示为平均值±标准差，以P<0.05为差异有统计学意义。

2结果

健康小型猪心尖部、中间部及基底部平均初始T1值及95%置信区间其中，心尖部和基底部心肌初始T1值大小无统计学差异，心尖部和中间部初始T1值间有统计学差异（F =26.581，P <0.01）。

3讨论

本实验健康猪中间部心肌平均初始T1值为（1107.9±55.2）ms，高于心尖部和基底部心肌平均初始T1值，分别为（1050.5±17.2）ms、（1026.7±36.2ms），这与陈媛媛等[2]人研究結果较一致，均为中间部心肌初始T1值较高（1139.7±54.4）ms，而心尖部心肌初始T1值稍低（1050.2±16.7）ms，但他们实验中没有测量基底部心肌平均初始T1值，这可能与具体扫描方法及采集到图像质量不同有关，因此在扫描中优化序列是有必要的;但本实验健康猪心肌的平均初始T1值为（1110.8±13.5）ms，这与国外部分学者研究结果不一致，如Hood[3]等人研究发现正常猪心肌平扫T1值为（960±96）ms，明显低于本实验研究结果，这可能跟实验仪器（他们采用的1.5T，而本实验采用的3.0T MR）、扫描技术及实验猪的品种（他们实验对象为约克猪，本实验对象为中华小型猪）不同有关。

4结论

4.1中华小型猪心脏磁共振成像（CMRI）扫描序列的优化明显提高了实验效率和图像质量。

4.2基于改进的Look-Locker快速稳态自由进动饱和恢复（MLLSR）序列的T1 mapping技术有较好的应用性及可重复性，在临床上有良好的应用前景。

参考文献：

[1] 程流泉，高元桂，盛复庚，等.磁共振心脏成像平面的定位与解剖[J].中国医学影像学杂志，2004，12（5）：321-324.

[2] 陈媛媛，方继良，俞裕天等. T1 mapping定量技术在慢性心肌缺血模型猪的初步应用研究[J]. 磁共振成像杂志，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.