本文關(guān)鍵詞：磁共振T1 Mapping技術(shù)在評(píng)價(jià)早期心室重塑中的應(yīng)用

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【摘要】：心衰的死亡率和醫(yī)療負(fù)擔(dān)在十年來并沒有改善。新發(fā)現(xiàn)的潛在的治療靶點(diǎn)向臨床轉(zhuǎn)化亟需理想的在體評(píng)價(jià)心肌病變的指標(biāo)。目前,以心肌縱向弛豫時(shí)間(T1)的測量為基礎(chǔ)的一系列新技術(shù)已經(jīng)顯示了磁共振在彌漫性心肌病變?cè)u(píng)價(jià)中的特殊價(jià)值和應(yīng)用潛力。本研究優(yōu)化磁共振T1 mapping技術(shù)及其衍生技術(shù),并探索這些技術(shù)在評(píng)價(jià)心衰前的早期心室重塑中的潛能。第一部分磁共振增強(qiáng)早期測量心肌對(duì)比劑分配系數(shù)目的用磁共振增強(qiáng)成像的方法,驗(yàn)證一個(gè)能夠準(zhǔn)確測量心肌對(duì)比劑分配系數(shù)(λ)的最早的動(dòng)態(tài)平衡建立的時(shí)間點(diǎn),來提高計(jì)算λ的時(shí)間效率。材料和方法通過模型實(shí)驗(yàn)對(duì)modified Look-Locker inversion recovery (MOLLI)序列進(jìn)行優(yōu)化,獲得分別適合用于3.0T磁共振增強(qiáng)前和增強(qiáng)后T1mapping的兩個(gè)MOLLI方案。對(duì)15名健康志愿者和3名糖尿病合并高血壓的患者進(jìn)行3.0T磁共振增強(qiáng)掃描,給藥方式為人工靜脈團(tuán)注。使用兩個(gè)優(yōu)化后的MOLLI序列獲得室間隔心肌和左心室血液增強(qiáng)前后的縱向弛豫時(shí)間(T1)和弛豫率(R1)。在增強(qiáng)前后對(duì)不同采集時(shí)間點(diǎn)的同一層面的心肌R1(R1心肌)和左心室血池R1(R1血液)作多點(diǎn)回歸,回歸線的斜率作為λ的參考值(多點(diǎn)回歸法)。簡化的兩點(diǎn)法以增強(qiáng)前及某一增強(qiáng)后時(shí)間點(diǎn)的R1心肌變化(ΔR1心肌=R1心肌增強(qiáng)后-R1心肌增強(qiáng)前)和R1 血液變化(ΔR1 血液=R1 血液增強(qiáng)后-R1血液增強(qiáng)前)的比值作為λ。根據(jù)所選取的增強(qiáng)后時(shí)間點(diǎn)的不同,得到一組兩點(diǎn)法的λ。兩點(diǎn)法與多點(diǎn)回歸的一致性通過Pearson簡單相關(guān)系數(shù)r和組內(nèi)相關(guān)系數(shù)ICC來驗(yàn)證。結(jié)果兩點(diǎn)法計(jì)算的λ隨時(shí)間從6分鐘的0.479±0.041上升到第45分鐘的0.534±0.043,均與多點(diǎn)回歸法的參考值具較高的相關(guān)性(r≥0.875,p0.05)。第6、7、8分鐘兩點(diǎn)法心肌對(duì)比劑分布系數(shù)與參考值的ICC分別為0.946、0.929和0.922;在第9分鐘以后,ICC由0.878降至第45分鐘的0.403。結(jié)論團(tuán)注給藥方式增強(qiáng)后第6-8分鐘使用兩點(diǎn)法計(jì)算心肌對(duì)比劑分布系數(shù)與多點(diǎn)回歸法參考值具有高度一致性,能夠用來準(zhǔn)確地測量非缺血心肌的心肌對(duì)比劑分布系數(shù)。第二部分磁共振評(píng)估高血壓病人早期心肌重塑中的細(xì)胞肥大目的心肌細(xì)胞肥大和間質(zhì)膠原聚積是心臟壓力負(fù)荷過載病人心肌肥厚的兩方面組成部分,目前還沒有影像學(xué)指標(biāo)來分別對(duì)這兩方面進(jìn)行評(píng)估。本研究目的是調(diào)查心肌細(xì)胞外容積分?jǐn)?shù)(ECV)、細(xì)胞內(nèi)空間(intracellular space, ICS)和細(xì)胞外空間(extracellular space,ECS)在原發(fā)性高血壓病人心室重塑早期如何改變,并調(diào)查它們與左心室功能和幾何學(xué)測量的關(guān)系。材料和方法用磁共振成像的方法對(duì)36名健康志愿者和39名原發(fā)性高血壓患者的ECV和左心室?guī)缀螌W(xué)和功能學(xué)參數(shù)進(jìn)行測量。ICS和ECS的計(jì)算基于ECV和左心室心肌體積,并用身高對(duì)它們進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化,得到細(xì)胞內(nèi)空間指數(shù)(ICSindex,ICSi)和細(xì)胞外空間指數(shù)(ECS index,ECSi)。結(jié)果高血壓女性ECV比正常女性ECV低(p=0.028)。相對(duì)于同性別的對(duì)照組,男性ICSi增加27.3%,增加速率為每年每10mmHg血壓差增加1.90%;女性ICSi增加35.6%,增加速率為每年每10mmHg血壓差增加2.59%。ICSi和ECSi都與左心室向心性相關(guān)(r=0.727,p0.001; r=0.462,p0.001)并且與E/A (r=-0.599,p0.001; r=-0.370,p=0.001)、充盈達(dá)峰時(shí)間(TTPF) (r=0.369,p=0.001; r=0.280,p=0.015)相關(guān)。在多變量線性回歸分析中,ICSi獨(dú)立于性別、年齡和高血壓狀態(tài)與左心室的向心性、E/A、TTPF具有獨(dú)立相關(guān)性。結(jié)論在高血壓性左心室重塑早期,ICSi比ECSi與左心室向心性重塑和舒張功能的關(guān)系更密切,ICSi和ECSi可以作為評(píng)價(jià)左心室早期重塑的影像學(xué)指標(biāo)。壓力負(fù)荷過載刺激下的女性的心肌細(xì)胞反應(yīng)性生長的活躍度似乎要高于男性。第三部分心肌細(xì)胞外容積分?jǐn)?shù)與心肌細(xì)胞寬徑有關(guān)目的由于ECV反映了細(xì)胞外間隙和心肌組織細(xì)胞體積的相對(duì)值,無論是細(xì)胞外容積改變還是細(xì)胞內(nèi)容積改變都可能影響ECV。正常人ECV的差別,既可能與細(xì)胞間質(zhì)含量有關(guān),也可能與心肌細(xì)胞大小有關(guān)。本研究擬通過大動(dòng)物實(shí)驗(yàn)明確生理水平ECV與組織學(xué)的心肌細(xì)胞寬度是否具有相關(guān)性。材料和方法16頭8-11周齡家豬(雄性8頭,雌性8頭,體重13.6～30kg,平均24kg)麻醉及機(jī)械通氣控制呼吸條件下進(jìn)行心臟磁共振檢查。按照已建立的方法計(jì)算室間隔區(qū)域ECV值。心臟離體后取相應(yīng)區(qū)域心肌組織塊HE染色400倍光學(xué)顯微鏡下選取8個(gè)合適視野(356μm×266μm),拍照存圖后離線測量左室中層環(huán)形纖維心肌細(xì)胞寬徑。結(jié)果有14頭動(dòng)物成功完成了測量。所有動(dòng)物的平均ECV為0.253±0.043。在組織學(xué)分析中,每個(gè)視野計(jì)數(shù)的有效的細(xì)胞個(gè)數(shù)約為100～160個(gè),每個(gè)動(dòng)物不少于1000個(gè)細(xì)胞納入了統(tǒng)計(jì)。全部實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的平均心肌細(xì)胞寬徑為10.02± 0.84μm。ECV與心肌細(xì)胞寬徑負(fù)相關(guān)(r=-0.729,p-=0.003)。結(jié)論心肌細(xì)胞外容積分?jǐn)?shù)與心肌細(xì)胞寬徑有關(guān),心肌細(xì)胞大小是ECV生理變異的一個(gè)來源。第四部分細(xì)胞外容積分?jǐn)?shù)(ECV)的生理變異及其矯正-ECV期望值的計(jì)算及其初步應(yīng)用目的對(duì)細(xì)胞外容積分?jǐn)?shù)(ECV)的生理性變異的來源進(jìn)行分析,將變異的主要因素用于個(gè)體化矯正,從而從生理性變異中發(fā)現(xiàn)和鑒別出ECV的微小變化,并驗(yàn)證這種策略對(duì)高血壓、糖尿病早期心室重塑的評(píng)估價(jià)值和以及在心衰評(píng)價(jià)中的應(yīng)用潛力。材料和方法使用已建立的方法計(jì)算49名健康志愿者(包括13名耐力型體育運(yùn)動(dòng)愛好者)的ECV。以全部正常人的數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)確定ECV生理變異來源因素。備選變量根據(jù)背景知識(shí)選定,包括性別、年齡、體表面積、身高、體重、體重指數(shù)(BMI)、左心室心肌質(zhì)量(LVM)、左心室容積、左心室向心性、以(身高27)矯正的LVM、以體表面積矯正的LVM、高強(qiáng)度體育鍛煉。通過多變量線性回歸模型進(jìn)行變量篩選,使備選變量通過逐步法進(jìn)入模型。模型整體R2最大者且大于0.5時(shí),根據(jù)模型計(jì)算所有受試者的ECV期望值(ECVo)。ECV擴(kuò)張指數(shù)(EEI)等于個(gè)體實(shí)際ECV與ECV0。之差。EEI計(jì)算結(jié)果通過一組糖尿病病人(n=22)、一組高血壓(n=39)病人以及來自9篇文獻(xiàn)報(bào)道的數(shù)據(jù)進(jìn)行驗(yàn)證。結(jié)果LVM、性別和BMI最終進(jìn)入模型,模型R2=0.655。EGV期望值計(jì)算公式為：ECV0=0.364-0.00045×LVM-0.003×BMI+0.0273×性別(女性=1,男性=0)。根據(jù)該公式計(jì)算的高血壓、糖尿病患者的EEI有比正常志愿者高的趨勢(shì),但差別尚無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。正常組、無左心室肥厚(LVH)的高血壓病人和有LVH的高血壓病人的EEI有遞增趨勢(shì),分別為-0.0003±0.0209、0.0029±0.0332和0.0173±0.0244,其中有LVH的高血壓病人與正常組EEI差別有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(p=0.005)。根據(jù)文獻(xiàn)報(bào)道的數(shù)據(jù)計(jì)算的正常對(duì)照組的EEI平均值均接近0,符合預(yù)期,而疾病組平均EEI普遍高于對(duì)照組。其中主動(dòng)脈瓣狹窄病人術(shù)后6個(gè)月的EEI較術(shù)前下降。結(jié)論ECV的生理變異與個(gè)體的LVM, BMI和性別有關(guān)。對(duì)ECV生理變異的個(gè)體化矯正有助于提高ECV反映疾病發(fā)展程度的敏感性。EEI可以作為一個(gè)評(píng)價(jià)心衰過程心室重塑的影像學(xué)指標(biāo)。
【關(guān)鍵詞】：磁共振成像 T1 Mapping 心肌 分配系數(shù) 細(xì)胞外容積分?jǐn)?shù) 細(xì)胞外容積分?jǐn)?shù) 磁共振成像 高血壓 心肌 左心室重塑 心肌細(xì)胞 T1 mapping 細(xì)胞外容積分?jǐn)?shù) 磁共振成像 組織學(xué) 細(xì)胞外容積分?jǐn)?shù) 磁共振成像 心肌 高血壓 糖尿病
【學(xué)位授予單位】：東南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：R445.2;R541.6
【目錄】：

• 中文摘要4-8
• 英文摘要8-15
• 縮略詞及中英文對(duì)照表15-17
• 綜述17-27
• 前言27-30
• 第一部分 磁共振增強(qiáng)早期測量心肌對(duì)比劑分配系數(shù)30-47
• 1.1 材料和方法31-35
• 1.2 結(jié)果35-42
• 1.3 討論42-46
• 1.4 結(jié)論46-47
• 第二部分 磁共振評(píng)估高血壓病人早期心肌重塑中的細(xì)胞肥大47-58
• 2.1 材料和方法47-49
• 2.2 結(jié)果49-53
• 2.3 討論53-56
• 2.4 結(jié)論56-58
• 第三部分 心肌細(xì)胞外容積分?jǐn)?shù)與心肌細(xì)胞寬徑有關(guān)58-64
• 3.1 材料和方法58-60
• 3.2 結(jié)果60
• 3.3 討論60-62
• 3.4 結(jié)論62-64
• 第四部分 細(xì)胞外容積分?jǐn)?shù)(ECV)的生理變異及其矯正-ECV期望值的計(jì)算及其初步應(yīng)用64-78
• 4.1 材料和方法65-67
• 4.2 結(jié)果67-73
• 4.3 討論73-75
• 4.4 結(jié)論75-78
• 致謝78-79
• 參考文獻(xiàn)79-91
• 作者簡介91
• 博士期間發(fā)表論文及學(xué)術(shù)活動(dòng)91-92

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本文編號(hào)：1104942