磁共振T2 mapping技术在心脏疾病中的应用研究进展.pdf

综述Reviews磁共振成像 2023年6月第14卷第6期 Chin J Magn Reson Imaging,Jun,2023,Vol.14,No.6http:/磁共振T2 mapping技术在心脏疾病中的应用研究进展贾斯齐1，颜春龙2，金宇华1，齐先龙2*作者单位：1.济宁医学院临床医学院，济宁 272002；2.济宁市第一人民医院放射科，济宁 272002*通信作者：齐先龙，E-mail：中图分类号：R445.2；R542.2 文献标识码：A DOI：10.12015/issn.1674-8034.2023.06.026本文引用格式：贾斯齐,颜春龙,金宇华,等.磁共振T2 mapping技术在心脏疾病中的应用研究进展J.磁共振成像,2023,14(6):145-150.摘要 心脏磁共振（cardiac magnetic resonance,CMR）成像因具有无创、无辐射、多参数、任意角度成像等特点，现已发展成为一种重要的影像检查方法。T2值因心肌中水浓度的改变而发生变化，T2值升高可能是心肌损伤的第一征兆，并且经常先于症状的出现而发生变化。T2 mapping以T2WI为基础，高质量获取心肌T2图像，并进行定量评估分析，弥补了传统MRI主观性评价的缺点，使诊断趋于客观精准化。T2 mapping自最初用于研究心肌缺血性疾病和心肌再灌注以来，已在临床和试验中陆续应用于各种以水肿、坏死和出血为特征的心肌损伤性疾病，如心肌炎、扩张型/肥厚型心肌病、围产期心肌病等，也有助于诊断心脏移植排斥反应及肿瘤治疗后/慢性肾脏病等产生的心脏受累等疾病。目前关于T2 mapping技术的研究较少，本文将总结国内外最新研究，对T2 mapping技术的原理及其在上述心脏疾病中的特异性临床应用进行归纳阐述，并对其今后的技术革新进行展望，为临床早期诊断心脏疾病提供新的方法与思路，提高患者的生存质量。关键词 心脏疾病；心肌水肿；心肌梗死；心肌炎；心肌病；T2定量成像；磁共振成像；早期诊断Research progress on the application of magnetic resonance T2 mapping technology in heart diseaseJIA Siqi1,YAN Chunlong2,JIN Yuhua1,QI Xianlong2*1Medical College of Jining Medical University,Jining 272002,China;2Department of Radiology,Jining First Peoples Hospital,Jining 272002,China*Correspondence to:Qi XL,E-mail:Received 11 Dec 2022,Accepted 24 Apr 2023;DOI:10.12015/issn.1674-8034.2023.06.026ACKNOWLEDGMENTS The Qihang Scientific Research Project of Jining No.1 Peoples Hospital(No.2021-QHM-020).Cite this article as:JIA S Q,YAN C L,JIN Y H,et al.Research progress on the application of magnetic resonance T2 mapping technology in heart diseaseJ.Chin J Magn Reson Imaging,2023,14(6):145-150.Abstract Cardiac magnetic resonance(CMR)imaging has developed into an important non-invasive imaging method because of its non-invasive,radiation-free,multi-parameter,arbitrary angle imaging,and ability to characterize myocardial activity.Based on T2WI,T2 mapping has the advantage of accurately characterizing myocardial edema,quickly and high-quality acquisition of myocardial T2 images in various disease states,and quantitative evaluation and analysis,which makes up for the shortcomings of traditional MRI subjective evaluation and makes the diagnosis tend to be objective and accurate Change.T2 mapping values vary depending on the concentration of water in the myocardium,so T2 mapping can be used to diagnose infiltrative cardiomyopathy and myocardial injury characterized by edema,necrosis,or bleeding formation,as well as to diagnose heart transplant rejection.This article will summarize the principle of T2 mapping technology and its clinical application in heart disease.Key words cardiac diseases;myocardial edema;myocardial infarction;myocarditis;cardiomyopathy;T2 mapping;magnetic resonance imaging;early diagnosis0前言心脏磁共振（cardiac magnetic resonance,CMR）成像由于具有表征心肌活性的能力，且具有无创、无辐射、多参数、任意角度成像等优点，现已发展成为一种重要的影像检查手段1。CMR定量成像技术（T1 mapping和T2 mapping）可直接客观地对心肌特性进行量化，能更精确地检测心肌病变，该技术逐渐受到研究者的重视。近年来，T1 mapping技术研究报道较多，T2 mapping 技术也在临床实践中迅速发展。T2 mapping 以 T2WI 为基础，可定量精确测量 T2 时间，优势在于能准确地表征心肌水肿，并能在不使用对比剂或电离辐射的情况下尽早发现可逆性心肌疾病2。在许多疾病中，T2弛豫时间增加可能是心肌损伤的第一征兆，并且经常先于症状的出现、射血分数的减低以及不可逆的心肌重构而发生改变。这种对病理改变的敏感性使T2 mapping值可与其他指标联合评估以提高诊断的可信度，甚至可能足以作为早期心肌疾病的单一标志物3。T2 值因心肌中水浓度的改变而发生变化，T2 mapping自最初用于研究心肌缺血性疾病和心肌再灌注以来，已在临床和试验中陆续应用于各种心肌损伤疾病4。由于水肿与急性心脏移植排斥反应相收稿日期：2022-12-11 接受日期：2023-04-24基金项目：济宁市第一人民医院“启航”科研项目面上项目（编号：2021-QHM-020）145磁共振成像 2023年6月第14卷第6期 Chin J Magn Reson Imaging,Jun,2023,Vol.14,No.6http:/综述Reviews关，该技术也有助于诊断心脏移植排斥反应。此外，由于新型化疗药物对心肌造成的不可逆性损伤，CMR也越来越多地被用于化疗患者早期心肌毒性的检查以及治疗后的监测。尽管T2 mapping技术已经发展成为新兴的影像诊断工具，但仍有一些因素限制了其在临床实践中的广泛应用。比如制订T2值参考范围的标准化、患者心率对图像的影响以及图像采集时间较长等5-7。并且，作为一种先进的影像诊断手段，目前关于T2 mapping技术的研究报道较少。本文将归纳国内外最新研究进展，对T2 mapping技术的原理及其在心脏疾病中的临床应用进行总结阐述，并对其今后的技术革新进行展望，为临床早期诊断心脏疾病提供方法与思路，便于其尽早制订并完善治疗方案，改善患者的预后，提高患者的生存质量。1CMR T2 mapping技术介绍1.1 技术原理CMR T2 mapping技术采用的是单次激发稳态自由进动序列（steady-state free precession sequence,SSFP），通过不同的T2拟定时间生成3张T2WI影像，每张影像的信号代表不同的回波时间，T2 mapping通过拟合两个参数方程到每幅图的相应像素而获得。根据函数计算产生T2值，通过后处理获得T2伪彩图，并采用不同的颜色表示T2值的高低，从而能够对局部和弥漫性心肌疾病进行视觉识别和定量分析8。1.2 技术特点与进展在 CMR 中，传 统 的 T2WI 使 用 涡 轮 自 旋 回 波（turbo spin echo,TSE）读数和黑血（dark blood,DB）序列，这种方法会受到伪影的影响，造成图像显影不准确9。并且，由于在低流量血液中，信号在血液-心肌界面处不被抑制，使得DB T2WI技术无法区分缓慢流动的血液和心内膜下水肿，导致传统CMR在心律失常中检测心肌水肿尤为困难10。为 了 克 服 上 述 T2WI 的 局 限 性，产 生 了 T2 mapping技术。T2 mapping技术利用不同屏气时间来获取多个分段图像进而生成横向弛豫曲线，然后进行包括地图配准在内的后处理，提高了空间分辨率，取代了传统单次成像方法。T2 mapping技术采用亮血（bright blood,BB）序列11，它具备更高的准确性及高度可重复性，不易出现伪影和与流量相关的信号丢失12。近来关于T2 mapping技术的创新主要集中在如何缩短T2 mapping技术采集图像的时间上，该创新主要通过 K 空间欠采样以及图像重建和信号共享来实现13。将基于模型的迭代非线性反演加速弛豫测量技术（model-based accelerated relaxometry by iterative nonlinear inversion,MARTINI）与广义自校准部分并行捕获技术（generalized autocalibrating partially parallel acquisition,GRAPPA）相结合，形成的新技术GRAPPATINI可以在不到4 min的时间内获得全心的T2图像14。现有研究还表明15，将人工智能技术中的卷积神经网络与K空间欠采样相结合，可以在不损害机器性能的情况下进一步加快T2 mapping的捕获速度。这些发展提供了更加方便快捷的检查技术手段，为T2 mapping更多的临床可行性应用打开了大门。但是在广泛的临床使用之前，也需要进一步的研究来验证其的准确性和精确性。2CMR T2 mapping技术的临床应用2.1 心肌缺血急性心肌梗死或梗死后缺血心肌的再灌注过程中，由于冠状动脉闭塞，导致水从间质空间到细胞内空间的重新分布，造成细胞内水分增多，打破了Na+/K+泵的平衡状态16。在急性心肌梗死中，AAR（area at risk）被定义为无再灌注的潜在梗死区域（由闭塞的冠状动脉灌注的区域）。AAR可分为两个部分，一个是坏死的核心区域（无存活的梗死区），另一个是周围有存活心肌的区域（