3T与5T心肌延迟钆增强MRI评估心肌纤维化的早期结果

2024-12-31 Tue
5T与3T心肌延迟增强MRI在心肌纤维化评估中的对比研究学术背景心肌纤维化是多种心脏疾病的共同病理特征，准确评估心肌纤维化对于疾病的诊断、治疗和预后具有重要意义。心脏磁共振成像（Cardiac MRI）是目前评估心肌结构和功能的重要手段，尤其是延迟钆增强（Late Gadolinium Enhancement, LGE）技术，能够精确显示心肌纤维化的区域。LGE技术的原理是基于心肌纤维化区域细胞外间隙增大和毛细血管密度降低，导致钆对比剂在纤维化区域的滞留时间延长。
近年来，超高场强MRI设备逐渐进入市场，尤其是5T MRI设备，相较于传统的3T MRI，其在组织对比度和信噪比（Signal-to-Noise Ratio, SNR）方面具有潜在优势。然而，超高场强MRI在心脏成像中也面临诸多挑战，如磁场不均匀性、射频能量沉积增加以及磁流体动力学效应对心电图信号的干扰等。因此，5T MRI在心肌纤维化评估中的可行性和临床价值仍是一个待解决的问题。
研究目的本研究旨在通过对比5T和3T心肌LGE MRI的图像质量和LGE定量分析，评估5T MRI在心肌纤维化评估中的可行性。
研究方法研究设计与参与者本研究为前瞻性研究，遵循赫尔辛基宣言，并获得北京协和医院伦理委员会的批准。所有参与者在入组前均签署了知情同意书。研究纳入了2023年1月至2023年7月期间接受3T心脏MRI检查并确诊为心肌纤维化的患者，并在2023年8月至2023年11月期间进行了5T MRI的随访检查。排除标准包括MRI禁忌症（如金属植入物）或拒绝参与研究的患者。每位参与者均接受了相同剂量的钆对比剂注射。
心肌LGE MRI检查参与者首先在3T MRI设备（Siemens Healthineers Magnetom Skyra）上进行检查，使用18通道体部矩阵线圈和32通道脊柱阵列线圈。随后在5T MRI设备（United Imaging Healthcare UMR Jupiter）上进行检查，使用8通道容积发射线圈和24通道体部接收线圈，以及48通道脊柱接收线圈的上半部分。所有序列均为心电图触发，并在屏气状态下进行。LGE图像在钆喷酸葡胺（0.15 mmol/kg）静脉注射10分钟后，使用长轴和短轴视图的相位敏感反转恢复梯度回波脉冲序列采集。
图像质量评估LGE图像由三位放射科医生（分别具有4年、12年和19年心脏MRI经验）独立评估，采用Likert量表（1-5分）对图像质量进行评分。此外，还测量了LGE区域、正常心肌、左心室腔和心包脂肪的信号强度，并计算了信噪比（SNR）和对比噪声比（Contrast-to-Noise Ratio, CNR）。
LGE定量分析LGE的定量分析使用专用软件（CVI42, version 5.12）进行，计算LGE区域占左心室的百分比。
统计分析使用SPSS软件（version 26）进行统计分析。正态分布数据采用均值和标准差表示，非正态分布数据采用中位数和四分位距表示。连续变量比较采用配对t检验和Wilcoxon符号秩检验。Bland-Altman分析用于评估SNR和CNR的场间一致性。
研究结果参与者特征研究最终纳入了18名参与者（平均年龄49岁±17，男女各9名），3T和5T MRI检查的平均间隔时间为6.2个月±2.3。
安全性评估所有参与者的比吸收率（Specific Absorption Rate, SAR）值均未超过国际电工委员会标准60601-2-33的限值。一名患者在检查初期出现呼吸短促，未能完成检查，其余参与者均未报告与MRI相关的不良反应。
图像质量5T和3T MRI的图像质量评分中位数均为4.0（p = 0.45），表明两者在主观图像质量上无显著差异。5T MRI的SNR显著高于3T MRI（中位数分别为183.7和125.8，p = 0.002）。正常心肌和心包脂肪的CNR在5T MRI中也显著高于3T MRI（p < 0.001）。
LGE定量分析5T和3T MRI在LGE定量分析上无显著差异（中位数分别为11.8%和12.6%，p = 0.81），且两者之间的相关性极佳（r = 0.98，p < 0.001）。
讨论本研究首次评估了5T心肌LGE MRI在心肌纤维化评估中的性能，并与3T MRI进行了对比。研究结果表明，5T MRI在图像质量和LGE定量分析上与3T MRI无显著差异，且SNR和CNR显著提高。这一发现为5T MRI在心肌纤维化评估中的临床应用提供了初步证据。
超高场强MRI在心脏成像中的优势主要体现在SNR和CNR的提高，这不仅可以用于提高空间分辨率，还可以缩短采集时间，减少呼吸和心脏运动伪影。此外，5T MRI在显示心包脂肪等复杂结构时具有更高的对比度，有助于提高心肌纤维化检测的准确性和可重复性。
然而，本研究也存在一些局限性，如单中心研究、样本量较小、3T和5T MRI检查之间存在时间间隔等。未来需要在更大样本量和随机检查顺序的研究中进一步验证5T MRI的性能。
结论5T心肌LGE MRI在心肌纤维化评估中是可行的，其图像质量和定量分析与3T MRI无显著差异，且SNR和CNR显著提高。这一研究为5T MRI在心脏成像中的临床应用提供了重要依据。
研究亮点重要发现：5T MRI在心肌纤维化评估中表现出与3T MRI相当的图像质量和定量分析能力，且SNR和CNR显著提高。
问题意义：本研究解决了超高场强MRI在心脏成像中的可行性问题，为其在临床中的应用提供了初步证据。
方法创新：研究采用了前瞻性设计，并通过严格的图像质量评估和定量分析，确保了结果的可靠性。
研究对象的特殊性：研究聚焦于心肌纤维化患者，为这一特定人群的影像学评估提供了新的技术选择。
研究价值本研究的科学价值在于首次系统评估了5T MRI在心肌纤维化评估中的性能，为其在心脏成像中的临床应用提供了重要依据。应用价值则体现在5T MRI在提高图像质量、缩短检查时间和减少对比剂剂量方面的潜力，有望在未来成为心脏MRI的重要技术选择。