T1- mapping在急性和慢性心肌梗死中的应用及研究进展

袁碧营，李 波，刘建华，高丽华

(吉林大学第二医院 放射线科，吉林 长春130041)

我国心肌梗死的发病率不断增加，并呈年轻化趋势发展，这对人们的身体健康产生了很大的威胁。如今，心脏磁共振技术逐渐趋于成熟，现已应用在各类心肌疾病的诊断中，如缺血性和应激性疾病、弥漫性心肌纤维化、瓣膜病及先心病等，大大提高了对心肌损伤的诊断。

1 T1- mapping

T1-mapping技术目前是心脏核磁中的新兴技术。基于T1-mapping的组织表征，目前正在从研究工具过渡到临床模式，因为临床对几种疾病已经确定了其有用性，如缺血性心脏病、心肌炎、淀粉样变等[1]。

1.1 T1及mapping技术的概念

原子核从激化的状态回复到平衡排列状态的过程叫弛豫过程，它所需的时间叫弛豫时间(T1)。核磁共振技术通过某些特殊的序列，测量(反映)组织的某些特性值的技术。mapping技术是把所需要测量的值，通过特殊序列测量出来，然后把这些测量值赋予每个像素，生成mapping图像[1]。

1.2 T1-mapping技术

T1弛豫时间、自旋—晶格弛豫时间或一般来说的T1是描述磁化强度纵向分量指数恢复的基本磁共振性质。测量的T1是由自身组织特性和外部环境以及用于测量T1的软件和硬件来决定的。现代序列能够直接生成空间分辨T1松弛映射。组织的T1映射允许在体素-体素的基础上迅速评估它们的T1值[1]，T1定位序列的主要优点是它们有可能对心肌异常进行定量、客观的评价[2]。

1.3 T1-mapping成像方法

随着T1-mapping技术不断发展与改进，在保证准确度和精确度的情况下，尽量的缩短时间。目前的心脏T1映射技术是从1970年研发的原始Look-Locker光谱方法演变而来的[3]，该技术利用多个T1来采集多个纵向矢量信号，接着施加射频脉冲产生梯度回波，进而读出MR信号，这大大缩短了T1 的成像时间[4]。但由于心脏是一个动态的器官，具有收缩和舒张的功能，这就需要修改原来的方案，才能生成T1图。2004年，改良回顾反转回复序列(modified look-locker inversion recover，MOLLI) 得以应用[5]，并成为现在主要的T1-mapping技术之一，它可以克服最初的Look-Locker方法中遇到一些困难，如在一次屏气中完成17个心动周期的扫描，在之前的文献中了解到，MOLLI技术在分辨率和重复率方面都很高[6]。但后来的学者又在MOLLI技术的基础上继续改进，对扫描时间进行缩短，形成了后来的ShMOLLI技术，即缩短的MOLLI技术。ShMOLLI技术将原本的17个心动周期缩短至9个，这样屏气的时间会明显缩短，对心率的要求也会降低[4]。以上是几种常见并应用较广泛的T1-mapping技术。

细胞外间质容积分数(EVC)是指细胞外间质容积占整个心肌组织的百分比，是依靠T1-mapping技术得来的[7]。依靠T1-mapping技术和EVC可以对缺血性心肌病、非缺血性心肌病以及急性胸痛综合征进行诊断、鉴别和预后判断。此外，心肌的变化可以用这种非侵入性组织特征法进行纵向评估[8]。

2 T1-mapping技术的应用

目前，T1-mapping技术对急慢性心肌梗死的诊断、鉴别及判断预后方面有许多应用。

2.1 T1-mapping在急性心肌梗死中的应用

急性心肌梗死是冠状动脉急性且持续性缺血缺氧所引起的心肌坏死，患者多患有冠状动脉粥样硬化。急性心肌梗死后，心肌细胞由有氧代谢转换无氧酵解，毛细血管的通透性增高，使水分滞留于组织中，增加心脏的负荷。由于心肌梗塞后心肌含水量与心肌水肿有关，所以直接量化心肌T1弛豫时间而不需要参考组织是心脏核磁共振(CMR)的关键优势[9]。有研究表明急性心肌梗死区域心肌的平扫T1值、EVC值会比正常值高[10]。也有研究认为平扫 T1-mapping 可用于筛查急性心肌梗死,但是不能用来评估梗死区域面积，对于梗死面积的测量[11]，平扫 T1 mapping 显示的梗死区域比对比剂延迟强化( late gadolinium enhancement,LGE) 所显示的区域大,而增强后 T1-mapping 显示的区域与 LGE 显示的区域呈高度一致[10]。目前,LGE是最常应用于急性心肌梗死中的检查序列,在急性心肌梗死的病变程度及范围的评估中,发挥着极其重要的作用。而无对比剂T1 mapping可以作为LGE的重要补充或替代[12-13]。Malgorzata wami[14]等学者发现，CMR结合T1-mapping和急性CMR扫描的应变分析，提高了对急性心肌梗死后不可逆缺血性损伤的预测。由于准确评估冠状动脉疾病中心肌损伤的情况是影响治疗疗效的重要因素，所以，T1-mapping技术可能为我们提供了一个独特的机会来提高CMR的诊断能力(即其全面评估急性和慢性心肌梗死的能力)，而不需要多参数获得或外源性造影剂[15]。

2.2 T1-mapping在慢性心肌梗死中的应用

在慢性心肌梗死中，坏死和水肿的急性梗死组织被较小面积的纤维瘢痕所替代[16]。T1-mapping技术就可以评估慢性心肌梗死纤维瘢痕。在一些文献中表示，正常心肌中的静息T1为正常，在血管舒张应激期间会升高6%[17]。同样，与正常心肌相比，慢性心肌梗死心肌ECV明显升高，但略低于急性心肌梗死心肌。在慢性梗死心肌中，静息T1较正常心肌明显升高，在应激时T1无变化[18]。在Kali[19]等学者研究中发现,3.0T磁共振T1-mapping 技术对慢性心肌梗死诊断的敏感性和特异性分别为 89% 和98%,其中,在ST段抬高心肌梗死(STEMI) 患者中,敏感性和特异性分别为 87% 和95%,在非ST段抬高心肌梗死(NSTEMI) 患者中,敏感性和特异性与之前差别不大。综上，T1-mapping 技术能较清晰地显示梗死位置，对梗死面积进行评估，对后期的治疗与判断预后有很大帮助[20]。

3 T1-mapping的评价

虽然国外的一些临床已经对T1-mapping技术在心脏疾病的诊断方面表示过支持，但T1-mapping技术的生物学实践性及有效性仍需要进一步的验证。

3.1 T1-mapping的优势

T1-mapping的主要优点是它们有可能对心肌异常进行定量、客观的分析与评价[2]。另外，T1-mapping技术在诊断心脏疾病方面具有很大的优势，例如：扫描时间短、扫描便捷、无需依赖对比剂等。在相关文献中表示，T1-mapping技术可以指导临床治疗措施，提供个性化药物治疗[21]。

3.2 T1-mapping的局限性

虽然上述很多T1-mapping的优势，但仍存在一些不足。例如：天然T1值对偏离共振、心率、T1对T2的敏感性、磁化转移效应(Magnetization transfer effect)，以及在应力条件下的屏气持续时间和运动等[10,22]。并且，由于T1-mapping技术没有广泛应用临床,其扫描的相应细则及后处理方法就没有统一的标准。所以，对T1-mapping技术的评价及应用仍要采取客观的态度。