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【科研进展】心脏磁共振纵向弛豫时间定量成像技术进展
作者：南昌大学第二附属医院影像中心磁共振室，殷亮 喻思思 龚良庚
心脏磁共振（cardiac magnetic resonance, CMR）纵向弛豫时间定量成像（T1 mapping）技术是评估心肌组织特征的一种无创性影像检查方法，能够直接定量心肌组织的T1值，可以无创地评估心肌梗死、弥漫性心肌纤维化、心力衰竭、心肌淀粉样变等疾病[1-4]。CMR T1 mapping技术是近年来发展起来的一种新技术，它基于反转或饱和脉冲序列激发，在纵向磁化矢量恢复过程中的不同时间采集信号，再经过一系列的数据计算和后处理后得到心肌组织的T1值。笔者就CMR T1 mapping技术进展作一综述。
一、T1 mapping脉冲序列技术基本原理以反转恢复准备的单次自旋回波技术为例说明T1 mapping脉冲序列技术的基本原[5]。纵向磁化矢量在施加反转恢复脉冲（inversion recovery, IR）之后开始弛豫恢复，经过特定的反转时间（TI）单次采集自旋回波信号，然后在一系列的TI下重复这个序列，采集多点的反转恢复信号，最后通过单指数函数Mz(TI)=M0×[1-INV×EXP(-TI/T1)]来计算T1值。在大多数情况下，可以利用这种函数来描述血液和组织在反转脉冲后的纵向磁化矢量的恢复，其中Mz(TI)表示以TI为变量的函数的纵向磁化矢量，T1是函数的时间常数，M0代表平衡状态下的纵向磁化矢量，INV代表反转因子。二、基于反转恢复准备的T1 mapping技术T1 mapping技术最早应用的是反转恢复激发脉冲，可使纵向磁化矢量恢复的范围最大（即Mz=-M0～M0），原则上评估T1 值的错误的可能性最小。基于反转恢复准备的T1 mapping技术是目前应用最广泛和最成熟的一类T1 mapping技术。
-Locker（LL）T1 mappping 技术：在标准的反转恢复准备的单次自旋回波技术中，在每2个反转脉冲之间，磁化矢量完全恢复到平衡状态大概需要4～5个T1时间，因此大大延长了T1成像的时间。Look和Locker[6]首先提出了LL技术，即在每个反转脉冲之后利用多个TI值来采集多个纵向磁化矢量信号，从而能够克服这种局限性。Look-Locker技术是在纵向磁化矢量反转之后，周期性地施加一系列低反转角（<>LL技术优点是在多个TI值下多次采集，与反转恢复准备的单次自旋回波技术相比成像速度更快。但缺点是利用梯度回波读出信号使得反转恢复曲线发生改变，可能会导致T1测量的不准确；而且在心脏搏动过程中连续的采集图像，导致心脏形态发生改变，因此不太适用于心脏。2. 改良Look-Locker 反转恢复(modified Look-Locker inversion recovery, MOLLI）T1 mapping技术：LL技术为CMR T1 mapping技术奠定了重要的基础，而Messroghli等[7]提出的MOLLI技术则在推动CMR T1 mapping的进一步发展和应用中起到了重要作用。与LL技术相比，MOLLI有3点改进：（1）利用平衡稳态自由进动（balanced steady state free precession，bSSFP）序列读出信号，可以减少反转恢复中磁化矢量的丢失，对纵向磁化矢量恢复曲线的影响更小，能获得更高的信噪比[8]。（2）利用心电门控，在舒张末期进行选择性图像采集，有效减少了心脏跳动对图像采集的影响。（3）应用多个（通常是3个）不同反转时间（TIs）的LL序列产生一个数据集，增加了弛豫曲线的样本数，从而使得评估T1的准确性更高。MOLLI由3个连续的心电门控反转恢复准备LL序列（LL1、LL2、LL3）在1次闭气内（17个心动周期）扫描完成，这3个序列舒张末期分别进行3个、3个及5个单次采集，即LL1采集3次，间隔3个心动周期，再LL2采集3次，间隔3个心动周期，最后LL3采集5次。在每2个LL序列之间间隔3个无数据采集的心动周期，以使纵向磁化矢量完全恢复平衡。每个LL序列的初始TI时间为施加反转脉冲到采集k空间第1幅图像的时间。有效TI时间为初始TI加上从第1幅图像采集开始后的心动周期的时间长度，图像后处理时，根据有效TI时间重新排列拟合出T1弛豫曲线，使得图像类似于一次采集获得的。利用MOLLI技术可在1次屏气过程中采集心脏单层T1mapping数据，每次舒张末期数据采集时间<200 ms，运动伪影较少，而且具有较高的准确性、可重复性和空间分辨率[9]，是目前心脏t1="">3. 短MOLLI(shortened MOLLI, ShMOLLI)T1 mappi