医学2015年1O月第26卷第l0期Med J Chin PAP,Vok 26,No.10,Oct0ber,2015 103l 多回波快速自旋回波T2 mapping定量技术评价 心肌T2值的价值 刘明熙 ,张挽时 ,张子衡 ,孟利民 ,徐先荣 ,田建伟 ,龚万沣 ,刘 洁 ’ 【摘要】 目的探讨多回波快速自旋回波序列(MEFSE)的Tz mapping定量技术评价左室心肌T:值的价值。方法30 例健康志愿者,均行3.0T心脏磁共振(CMR)Cine电影、T2WI序列、MEFSE T mapping序列扫描,依据描述性研究方法,探索 MEFSE T mapping序列临床应用的可行性和可重复性,测定感兴趣区T:值,应用方差分析方法统计分析心肌17节段和不同 供血区下有无差异。应用Bland~Altman分析和Pearson相关分析方法研究此技术在不同观察者间的一致性。结果健康志 愿者17节段心肌T 值不全相等(P<0.01)。不同冠状动脉供血区T2值无统计学差异(F=1.656,P=0.192)。左室心肌平 均T2值如下:基底部,(71.6-t-7.1)ms;中间部,(77.3±9.2)ms;心尖部,(83.0±8.5)ms,差异有统计学意义(F=14.245, P<0.01)。根据Bland—Ahman一致性分析和Pearson相关分析得到参数测量在观察者间具有良好的一致性,95%一致性界限 (一6.1,24.8)m8,相关系数r=0.809。结论CMRMEFSET:mapping定量技术在心脏成像中具有较好的可行性和可重复性。 中国健康志愿者中心肌T 值存在节段性差异。 【关键词】 心脏磁共振;T2 mapping;健康志愿者 【中国图书分类号l R445 A quantitative T2 mapping technique by multi-echo fast spin-echo in cardiac magnetic res- OnanCe LIU Mingxi ,ZHANG Wanshi ,ZHANG Ziheng ,MENG Limin ,XU Xianrong ̄,TIAN Jianwei ,GONG Wanfeng ,and LIU Jie .1.Department of Radiology,Xijing Hospital,The Fourth Military Medical University,Xi’an 710032,China;2.Department of CT and MR,Air Force Generla Hospitl,Beiajing 100142,China;3.Advanced Application GE Heltaheare China,Beijing 100176,China; 4.Department of Aircrew,Air Force General Hospitl,aBeijing 100142,China;5.Department of Cardiology,Air Force Generla Hospitl,a Beijing 100142,China 【Abstract】 Objective To investigate the clinicla feasibility and repeatability of a quantitative T2 mapping technique by multi- echo fast spin.echo(MEFSE),and to evaluate the left ventricular myocardila T2 values in diferent segments.Methods With a 3.0T magnetic resonance(MR)imaging system,according to descriptive research method,cardiovascular magnetic imaging(CMR)was per- formed in 30 healthy volunteers to investigate the clinical feasibility and repeatability of the quantitative MEFSE T2 mapping technique, combined with Cine and T2WI.T2 values in 17 segments of myoeardium and different blood supply areas were measured and compared using one—way ANOVA.The agreement of two radioloisgts was evaluated by Bland-Altman method and Pearsosn correlation analysis. Results There were differences in the T,values between some of 17 segmentla myocardia(P<0.叭).T2 values were similar in dif- ferent blood supply areas(F=1.656,P=0.192).Mean myocardila T2 ValUes from the base to the apex were diferent(F=14.245, P<0.01):(71.6±7.1)ms(base),(77.3±9.2)ms(middle),(83.0±8.5)ms(apex).According to the Bland--Altman meth— od and Pearson correlation analysis,the measurement of T2 values had a good inter—observer agreement[95%limits of agreement (一6.I,24.8)ms,correlation coeicifent r=0.809].Conclusions Quantitative CMR MEFSE T2mapping technology is feasible and repeatable.Myocardil T2a reference values for the specific CMR setting are provided and they have regional variation. 【Key words】 cradiac magnetic resonance;T2 mapping;normal volunteers 目前,T mapping技术逐渐应用于各种心肌损 基金项目:全军后勤科研十二五重大项目(AKJ11J004) 作者简介:刘明熙,在读硕士,E—mail:liumingxil216@126.tom 伤和心脏疾病的临床试验中,定量测定 值有助于 评估心肌损伤的严重程度。因心肌细胞内含水量增 作者单位:1.710032西安,第四军医大学西京医院放射科;100142 北京,空军总医院:2.CT、MR科,4.空勤科,5.心内科;3.100176 北京,GE磁共振研究中心 通讯作者:张挽时,E—mail:cjr .zhangwanshi@vip.163.corn 加,水分子从细胞外进入细胞内,以及水分子从蛋白 质中分离由结合水变为自由水,都可引起损伤后心 肌T'值的升高 J。与传统的心脏磁共振(cardiac magnetic resonance,CMR)检查比较,其定量优势较 1032 医学2015年10月 第26卷第lO期Med J Chin PAP,Vo1.26,No.10,October,2015 明显,但其正常阈值尚无统一标准,灵敏度、特异度、 准确度及临床价值还需大规模的临床试验研究探 讨。本试验拟通过描述性研究的方法,使用基于多 回波的快速自旋回波序列(multi—echo fast spin—ech- O,MEFSE)的T mapping定量扫描技术评价左室不 同区域心肌的T,值,并探讨其应用于临床CMR检 查的可行性和可重复性。 1对象与方法 1.1 对象健康志愿者3O例,男21例,女9例,年 龄23~66岁,平均42.7岁,心率54—78 ̄/min,呼 吸8—25 ̄./min,体重指数17.6—29.2 kg/m ,心肌 质量(1eft ventifeular myocardium mass,LVM)44— 128 g,射血分数(ejection fraction,EF)50%~69%, 每搏输出量(stroke volume,SV)37~97 ml。入组条 件为无胸闷、心悸、心绞痛等常见心血管疾病的临床 症状,心电图检查均正常,既往无心肺脑疾病和肿瘤 史,CMR Cine电影和T2WI黑血压脂序列扫描后心 脏形态结构和功能未见异常。排除条件为MR禁忌 证人群。所有健康志愿者均签署知情同意书。 1.2检查方法 使用3.0T超导型磁共振扫描机 (Discovery Signa MR750,GE)和心脏8通道射频线 圈进行CMR检查,扫描前连接好呼吸门控和心电门 控,对检查者进行呼吸训练,扫描过程中使用并行采 集系统加快扫描速度和局部匀场技术减少磁敏感 伪影。 先对30例健康志愿者行CMR Cine电影序列 和T WI黑血压脂序列检查,扫描层面为6个层面 短轴位和各1个层面的四腔心、两腔心层面。然后, 对其进行同一层面的MEFSE T2 mapping序列扫描, 扫描参数如下:freq.FOV(34—42)em x(34—42) am,Phase FOV 70%~100%,每次扫描含4个不同 回波时间(TE)图像(TEs per Scan,4),不同TE值依 次为5.4~6.1 ms、48.4~52.6 ms、80.9~87.7 ms、 113.2~122.3 ms,回波链长度(echo train length, ETL)16~32;反转角(flip angle,FA)为45。;层厚8 mm;带宽62.5 kHz;触发时间窗10%RR;触发延迟 时间为心搏舒张中末期。完成一次扫描屏气时间 15—25 s,屏气时间与心率有关。 1.3 图像分析所有图像均传人AW 4.5工作站 进行后处理。T:mapping分别选择FUNCTOOL软 件进行后处理,添加伪彩,测量感兴趣区(region of interest,ROI)T2值。由2位从事心血管诊断的放射 科医师分别进行图像分析和数据测量,各感兴趣区 T,值取两者测量的平均值。扫描左室基底部、中间 部、心尖部心肌各两层,并依据美国心脏病协会建议 采用的心肌17节段分析法划定感兴趣区,不包含心 腔血池和心外膜脂肪组织,分别测量每个层面平均 T,值及各节段心肌的T 值,然后计算基底部、中间 部、心尖部各两层心肌的平均T'值,以及两层面中 各节段心肌的平均T:值,心肌第17节段取两腔心 和四腔心层面心尖处T,值的平均值。 1.4 图像分级标准 I级,存在严重的呼吸和心 脏搏动伪影,图像不能进行测量;Ⅱ级,图像中出现 呼吸和心脏搏动伪影或心肌内存在异常高或低信 号,可能会影响此区域心肌各种参数值测量的准确 度;m级,图像中出现少许呼吸和心脏搏动伪影或心 肌旁异常高或低信号伪影,但不影响此区域心肌各 种参数值测量的准确度;1v级,心肌显示清楚,轮廓 清晰锐利,图像无伪影。 1.5统计学处理使用SPSS 17.0统计软件进行 分析,对T’值进行分组研究,行方差分析和SNK或 Tamhane’s组间分析,对2位放射科医师测量的T, 值行Bland~Ahman分析和Pearson’S相关分析, 值用 ±s来表示,P<0.05为差异有统计学意义。 2 结 果 2.1 T mapping图像质量评估所有健康志愿者 均顺利完成扫描,检查后均未出现不适症状,获得了 具有诊断价值的图像。30例健康志愿者心脏Cine 电影和T WI黑血压脂序列显示心脏大小、形态和 结构正常,各节段心肌运动功能正常,各瓣膜未见异 常,心功能参数未见异常。每名健康志愿者在T’ mapping中扫描短轴位层面各6层,两腔心、四腔心 层面各1层,共扫描短轴位180层,两腔心30层,四 腔心30层。本试验研究的短轴位心肌510节段,两 腔心和四腔心层面分别为210节段。T,mapping序 列扫描图像如表1。 表1 T mapping技术左室心肌层面图像质量评估 (层;%) 2.2 T 值统计结果左室心肌短轴位、两腔心及 四腔心层面测得的健康志愿者心肌T 值的平均值、 医学2015年10月第26卷第1O期Med J Chin PAP,Vo1.26,No.10,October,2015 1033 标准差及95%可信区间如表2、3,心尖T 值取四腔 心和两腔心层面测得的心尖处T:平均值。其17节 段心肌、两腔心及四腔心层面各节段心肌T 值不全 相等,差异具有统计学意义(F值分别为8.202、 两位放射科医师分别测得的T:值差值均数为 9.3 ms,差值标准差为7.9 ms,95%一致性界限(差 值±1.96x差值标准差)为(一6.1,24.8)ms,除个 13.802和16.251,均P<0.01)。从基底部到心尖部 心肌平均 值不相等(F=14.245,P<0.01,图1), 基底部心肌平均T 值为(71.6±7.1)ms,中间部为 (77.3±9.2)ms,心尖部为(83.0±8.5)ms,95%可 信区间分别为(68.9~74.2)ms、(73.9—80.8)ms 别测量点外,其余各测量点均在95%一致性界限范 围内,其在观察者间具有较好的一致性(相关系数r =0.809)。 表2左室短轴位心肌17节段T 参考值( ±s) 心肌节段 ±s 1r2值(ms) 95%可信区间 和(79.8~86.2)ms。30例健康志愿者中左前降支、 右冠状动脉、左旋支供血区T 值无统计学差异(F =1.656,P=0.192),对应区域的心肌T2值和95% 可信区间如下:左前降支供血区,(77.0士14.0)ms, (75.1—78.9)ms;(76.3±11.6)ms,(74.4~78.2) ms;(79.0±15.3)ms,(76.6—81.5)1118。其中健康 志愿者左室心肌T2值示意图如图2和3。 l1O 100 9O 要 8O 7O 6O 50 心肌节段 图1左室心肌T 值 1、2和3分别表示左室从基底部到心尖部的心肌 表3左室两腔心和四腔心层面心肌T2参考值 ( ±s) 鳖医学2015年1O月第26卷第10期Med J Chin PAP.Vo1.26.No.10.October.2015 1035 3讨 论 T 值可升高,四腔心层面出现这种情况的比例高于 短轴位层面,且发现大多数健康志愿者心尖T 值较 高。本试验中健康志愿者部分心肌节段也出现了 T:值升高的现象。扫描过程中,磁场不均匀性、部 分容积效应、运动伪影、舒张末期残留的心肌舒张运 动、心肌厚度较小及心率均可能影响心肌T,值的大 T mapping技术是新兴的CMR检查技术,由于 其对细胞内水分的增加较敏感,主要应用于心肌梗 死、梗死后缺血再灌注、心肌炎、心脏移植及其他疾 病引起的心肌水肿的定量检测,有助于对心肌梗死 心肌损伤危险区域和心肌炎性损伤等病变的评估, 具备良好的应用价值 剖。目前,国外部分研究已 小。研究提示,使用T2值鉴别损伤心肌时,应注意 这种节段性差异的影响。 取得了一定的研究成果,但国内相关研究尚缺乏。 3.1 MEFSE T2 mapping技术的优势T2 mapping 技术以T:WI黑血序列为基础,可定量测定心肌组 织的T 值,不仅具有T WI序列的优点,而且还能有 效弥补其不足,如心肌与血池分界清晰,能够有效的 抑制血池内高信号缓慢血流,受线圈表面信号强度 的变化、电解质伪影、心脏搏动伪影和呼吸运动伪影 影响较小。在T mapping图像中,基底部心肌轮廓 和边界的显示常较心尖部清晰。T:mapping图像的 准确性与激励回波有关,激励回波可引人纵向弛豫 时间T 值而使信号衰减_9 J。检查前有效的呼吸训 练,检查中局部匀场技术和心电门控技术的应用,能 够有效的提高T mapping的图像质量。 3.2左室心肌T’值初步观察研究发现,17节段 心肌T’值不全相等,其中心肌第2节段即基底部前 间壁T’值较同层面余心肌节段稍低,而第17节段 心尖心肌的T 值则高于其余心肌节段,从基底部到 心尖部的心肌T 值呈逐渐升高的趋势,而中间部、 心尖部同层面各节段心肌间T:值差异不明显。这 与之前文献中如Markl等¨o_试验结果相近;Von 等 只发现在基底部前壁T 值比同层面其余节段 略低,中间部和心尖部同一层面中各节段心肌T:值 差异不明显;Wassmuth等_1 试验中短轴位前间壁 心肌1r’值略高于下壁。本研究采用MEFSE序列, 其T’值比文献报道中使用的稳态自由进动(stead- y-state free.precession,SSFP)序列采集的T2值 lI”J 和多回波自旋回波(multi-echo spin-echo,MESE)序 列¨ 测得的左室中间部心肌T 值略高。Hagio等 提示,根据T 值算法的不同,T。值可略有差别。 MEFSE序列中的多个激励回波等可使测量的T 值 大于多个自旋回波序列采集的T:值 。若将左室 17节段心肌按照供血区域划分,结果显示心肌T: 值与血流灌注无关。另外,曾有西方国家的文献 [12]报道,健康志愿者中在短轴位、四腔心层面测 得的各节段T’值不全相等,且部分节段或心肌平均 虽然,目前T mapping技术测定的T:值尚具有 一定的变异性,多种因素可影响其值的测定,仍需要 根据不同技术自身特点进行技术优化,但其定量优 势较明显,在评估心肌损伤尤其是心肌水肿的范围 和程度方面,具有良好的临床应用前景。 3.3 本研究局限性 由于医学伦理学,人组 rL rL l 2 的健康志愿者均未行冠脉造影检查,属于相对健康 1j]J人群。试验中样本例数较少,仍需扩大样本量进一 步研究。扫描和后处理过程中可能会出现微小差 异。本试验未将T mapping技术与T:WI黑血压脂 序列进行比较,也未将正常心肌与损伤心肌的T2值 进行对照研究,这将是后续研究的重点。 【参考文献】 Ffiedfich M G.Myocardial eden ra new clinical enti— ty?[J].Nature Reviews Cardiology,2010,7(5): 292-296. 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(下转1038页) rL 3 、J 1038 医学2015年l0月第26卷第1O期Med J Chin PAP,Vo1.26,No.10,October,2015 一垂体一性腺轴功能低下和紊乱是中医肾阳虚的重 对大鼠性功能影响的实验研究[J].医科大学学 报,2010,33(11):1283-1285. 要原因,温补肾阳不仅直接提高该轴的功能,而且还 间接纠正该轴失调的全身各系统紊乱 6 J。 目前,切除动物的副性器官是较常用的检测药 物具有雄激素样作用的一种方法。文献[7,8]表 明,去势大鼠阴茎NO含量及eNOS、nNOS蛋白表达 [2] 郭芳,齐亚娟,张永健,等.灵芝发酵液对衰老大鼠 抗氧化作用及其性功能的研究[J].第三军医大学学 报,2005,27(15):1564—1568. 赫[3] 金春花,慧,郭伟芳,等.益阳液的壮阳作用[J]. 中草药,2005,36(7):1049—1050. [4] 刘煜德,刘林锡,赵秀珍.利血平对大鼠性功能的影响 水平均显著下降,NO是引起阴茎平滑肌松弛和海 绵体充盈勃起的主要神经递质,而NO相关的合酶 表达降低,提示LArg—NO.cGMP传导通路受抑制,造 成大鼠勃起功能障碍。另外,当机体雄激素缺乏时, 精子发生减少,并且阴茎勃起组织结构也会发生异 及补肾益心片的干预作用[J].中国男科学杂志, 2010,24(8):36-38. [5] 邵祥龙,罗 琼,秦772-775. 芹,等.山茱萸多糖对雄性大鼠 性功能损伤的影响[J].中国中药杂志,2010,35(6): 夏祺生.中医证候诊断治疗学[M].北京:科 [6] 程绍恩,学技术出版社,1995:415. 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