专家解读 | 心肌梗死磁共振信号

星标“医工学人”，第一时间获取医工交叉领域新闻动态~

急性心肌梗死（Acute myocardial infarction, AMI）是指各种原因造成冠状动脉血供急剧减少或完全中断，使相应心肌严重而持久的急性缺血而致心肌细胞的坏死的疾病。AMI是人类死亡的主要病因，在我国城乡居民疾病死亡构成比中，心血管疾病占首位，每5例死亡中就有2例死于心血管疾病，推算我国心血管疾病现患人数，高达3.3亿。

心脏磁共振成像（Cardiac magnetic resonance, CMR）具有多参数、多平面、多序列成像，具有良好的软组织分辨率；可以获取有关心脏解剖、壁运动、心脏瓣膜、泵功能、血流、心肌灌注、心脏代谢、大血管和冠状动脉的信息。

T2加权成像（T2WI）序列可以帮助评估心肌水肿和炎症情况；

CMR cine序列可以动态观察每个心肌节段室壁运动，清晰显示梗死区域壁的扩展程度、心室扩大和受损的收缩功能，识别危险（存活）心肌，评估心肌损伤的可逆程度；

钆对比剂延迟增强（LGE）序列可以帮助评估心肌梗死的位置和大小，提供重要的诊断和预后信息。

图1. CMR“一站式”评价心脏形态结构、运动功能、血流灌注、冠状动脉、心肌活性

梗死心肌的核心面积是如何通过LGE量化得到的？

注射所用的对比剂是钆螯合物不能穿过完整的细胞膜，急性心肌坏死后，细胞膜破裂，对比剂进入这些细胞。在慢性心梗的情况下，梗死区胶原蛋白沉积引起的细胞外间隙扩张，完整心肌细胞残留量相对较低。因此，在注射钆螯合物后，对比剂重新分布到间质的空间中。因此，在假定平衡的状态下，急性或慢性心肌梗死区域的对比剂浓度均会比正常心肌要高，从而产生的差异就是我们捕捉信号的基础。

图2. LGE显示梗死心肌示意图

LGE序列的时序图显示，梗死心肌和正常心肌存在不同的纵向磁化矢量，如果给予一定的反转TI时间，就会使正常心肌肃清，从而显示出梗死心肌。

图3. LGE信号的采集

在注射对比后，正常心肌表现出对比剂“快进快出”的模式，而梗死心肌对比剂进入慢，流出更慢，两者在特定的时间点上能够产生出最大的差异，也就是我们扫描操作中所谓的TI SCOUT。

图4. 梗死心肌与正常心肌的对比剂信号差异

Bright is Dead

我们为什么要不断地改进LGE技术，去量化梗死心肌？这是因为在大动物病理对照中，磁共振的LGE序列与真实的病理对照基本吻合，从而在患者身上，在我们拿不到病理的情况下，LGE可以等量代换为真实梗死。

EMT：Elastin Masson’s 三色法；TTC：triphenyl tetrazolium chloride氯化三苯基四氮唑

心肌梗死MRI信号的量化趋势性

（1）信号采集的技术改进

CMR屏气采集向自由呼吸转变，成像方式由2D向3D采集转变，亮血向黑血、灰血转变，以及高分辨率的显示成像。

（2）信号处理的智能化，精准化

CMR采集由半定量向全定量转变，局部阈值测定向全局标定转变；半自动手动标注向AI神经网络智能识别转变。

图6. LGE显示心肌梗死的特征结构

总结

LGE序列是整个CMR采集流程中最重要的一环，位于金字塔的顶尖，梗死的大小影响预后心室重塑，影响患者心功能的恢复，如果梗死发生在室间隔，对于整体心肌运动的同步性，左心室室内运动的同步性都会产生严重的影响。因此，把LGE的信号采集和解读，是影像分析的首要目标，在保证患者安全的情况下，尽可能获取更多有利于临床的，有价值的信息。

▼作者信息

孙峥副主任技师 | Technician Deputy Director | Ph.D

Department of radiology and nuclear medicine, Xuanwu Hospital, Capital Medical University | School of Biomedical Engineering, Capital Medical University

Mobile: +86-138-1169-9547

WeChat ID:13811699547

Telephone：+86-10-8319 8378

Work E-mail：sunzheng@xwhosp.org

*本文仅分享医疗科技前沿进展，不代表平台利益。如涉及版权问题，请联系我们删除。

END

编译 | 刘帅

撰稿 | 孙峥

审核 | 医工学人理事会

扫码注册加入医工学人，进入综合及细分领域群聊，参与线上线下交流活动