基于IVIM的磁共振成像对急性心肌梗死可挽救心肌定量的实验研究

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目的:探讨磁共振体素内不相干运动(intravoxel incoherent motion,IVIM)技术应用于贵州小型猪心脏检查的可行性。探讨基于IVIM的磁共振技术对贵州小型猪急性心肌梗死模型定量评估微循环的可行性。方法:1、选取健康贵州小型猪8只,行心脏磁共振IVIM扫描。磁共振检查前实验动物需禁食12小时、禁水6小时,肌注麻醉成功后进行清洁、备皮。2、使用GE3.0T静音磁共振(Discovery MR750W)扫描,采用快速稳态梯度回波序列(fast imaging employ steady state quisition,FIESTA)进行标准二、三、四腔心以及左室短轴(覆盖心尖部到心底部)电影成像。在左心室短轴层面,分别对左心室心尖部、心中部以及心底部进行IVIM成像,触发延迟时间(trigger delay,TD)选左心室短轴电影序列上心肌运动幅度相对最小的时间值。3、由2名从事心血管影像诊断的高年资医师采取双盲法对心脏IVIM图像质量评估等级。将原始数据传至GE后处理工作站(AW 4.6)进行相应参数定量测量,其中较高年资者间隔1个月以上对相关定量参数进行再次测量。4、再选取健康贵州小型猪10只,按照急性心肌梗死建模前后分成2组:A组为建模前组,B组为建模后组。建模前组按照上述心脏磁共振扫描完后,将原始数据传至GE后处理工作站(AW 4.6)进行相应参数测量,勾画感兴趣区后自动生成ADCslow(D值)、ADCfast(D*值)及f值以建立正常值标准。5、心脏磁共振IVIM扫描完后介入下行明胶海绵颗粒栓塞左旋支(left circumflex coronary artery,LCX)远端或分支建立急性心肌梗死模型,于建模成功后1-2h内进行心脏IVIM成像扫描,FIESTA序列与TD时间选取同前。6、将原始数据传至GE后处理工作站(AW 4.6),同时得到各参数伪彩图,勾画梗死心肌及梗死周边心肌兴趣区后自动生成ADCslow(D值)、ADCfast(D*值)及f值。结果:1、图像分析组间的Kappa系数值在IVIM图像上为0.79,图像质量评估一致性较好。8只小型猪总计24层IVIM图像,符合II、III级的图像质量视为IVIM成像成功,总计24层心肌短轴IVIM图像,其中6层图像质量不能达到要求,18层图像质量达到II级或III级图像质量要求,总成功率75.0%(18/24),符合II级评估13层54.17%(13/24),符合III级评估5层20.83%(5/24)。2、同一名医师重复两次定量测量以及两名医师分别定量测量左室心肌所得各参数的一致性较好(ICC>0.75)。3、10只小型猪急性心肌梗死成模前后总计48层IVIM成像图像(急性心肌梗死成模前30层,成模后18层),共25层图像质量到达II级或III级图像质量要求,图像质量等级评估具有较好的一致性(Kappa=0.86)。4、心率越慢,图像成功率越高(P<0.05),体重及性别在各层面成像均无统计学差异(P>0.05)。5、同一名医师重复两次测量以及两名医师分别测量左室心肌所得各参数的重复性和一致性均较好(ICC>0.75)。6、建模前不同冠脉供血心肌的ADCfast(D*)两两比较,右冠状动脉(right coronary artery,RCA)与LCX、前降支(left anterior descending artery,LAD)与LCX差异具有统计学意义(P均<0.05),其中LCX的ADCfast(D*)最小,为90.96±70.95×10-3;RCA与LCX间f值差异具有统计学意义(P<0.05),LAD分别与RCA及LCX间f值无统计学意义(P均>0.05);三组间ADCslow(D)差异均无统计学意义(P均>0.05)。7、梗死心肌与梗死心肌周边区域ADCfast(D*)均低于正常区(P<0.05),而梗死心肌ADCfast(D*)又低于梗死心肌周边区域,差异具有统计学意义(P<0.05)。正常区f值高于梗死心肌周边区域,差异具有统计学意义(P<0.05),梗死心肌f值分别与周边区域及正常值间无统计学差异(P>0.05)。三组间ADCslow(D)均无统计学差异(P均>0.05)。ROC曲线分析发现D*值诊断疾病组的效能相较于D值和f值更高。结论:磁共振IVIM成像技术用于小型猪心脏扫描具有可行性。健康小型猪冠状动脉三大分支供血心肌IVIM各定量参数存在一定差异。心梗模型IVIM参数测量中,ADCfast(D*)对急性心肌梗死微循环灌注信息的评价较其他参数效能更优,可为临床评估急性心肌梗死或冠脉取栓后提供新的诊断思路。
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