心血管磁共振成像(cardiovascular magnetic resonance imaging，CMR)凭借其无创、无电磁辐射及多参数、多平面、多序列成像的优势，一次扫描即可完成对心脏的结构、功能、血流灌注及组织特征的评估，其临床应用价值受到越来越多的重视。但目前常规的成像技术多为定性或半定量技术，局限于评估心肌局灶性病变，而对病变范围广泛的弥漫性病变以及早期微小病变则有很大的局限性^[1]。近年来蓬勃发展的参数定量技术则有效弥补了这一不足^[2]。

       T1、T2是组织的固有属性，分别代表组织的纵向及横向弛豫时间。细胞外间质容积分数(extracellular volume fraction，ECV)，是指细胞外间质容积占整个心肌容积的百分比。理论上，正常心肌组织在相同条件下具有固定的T1、T2及ECV值，在疾病状态下，心肌细胞和(或)细胞间质出现病理改变，这些数值亦会随之改变。因此通过测量心肌组织的T1、T2及EDV值即可动态分析心肌组织成分的改变，直接反映其病理生理状态，为疾病早期诊断及疗效评估提供更精确的依据。

       磁共振参数定量技术(T1和T2 mapping、ECV)首次实现了对心肌组织T1、T2及ECV值的在体定量，将心脏病学带入一个崭新的前沿。与现有的半定量技术(T1WI、T2WI、钆对比剂延迟强化等)不同，这些参数定量技术无需正常心肌组织做对照，不仅可以评估心肌局灶性病变，还可以评估早期微小病变及心肌弥散性病变，应用前景广阔。为充分开发其潜力，早在2013年由欧洲心脏病协会首次颁布了心血管磁共振T1 mapping的专家共识^[3]，就成像技术和临床应用给出相关推荐。在此基础上，2017年心血管磁共振协会及欧洲协会心血管影像协会共同发布了新的CMR参数定量技术专家共识^[4]，这项共识由该领域最具代表性的科学家、临床医生及CMR厂商共同起草并完成，旨在：(1)更新其临床适应证；(2)为最新开发的成像技术及方案提出实际临床应用推荐；(3)更新临床和试验研究结果和证据；(4)指导未来的科学研究。笔者就该专家共识进行解读，供大家参考。

1　临床适应证

       (1) CMR参数定量技术临床适应证包括：对可疑心肌疾患和心脏占位，可疑铁过载、淀粉样变、法布里病以及心肌炎，以及心衰或无法解释的肌钙蛋白升高的患者等均建议行CMR参数定量评估；(2)依据相应的临床背景选择具体的定量技术和方案；(3)对于接受了钆对比剂的患者，常规评估ECV值可能是合理的。

2　成像方案总体优化推荐

       应选择已有临床研究支持的成像序列，且最好是厂商提供的商业序列；新增序列以不影响常规检查流程为前提。

       T2^* mapping最好在1.5 T场强下进行，T1及T2 mapping在1.5 T和3.0 T场强均可；为尽可能减少偏振，1.5 T场强推荐B0匀场；3.0 T场强还推荐B1匀场。

       训练及鼓励患者配合呼吸，减少屏气不佳导致的运动伪影；对于正常心律的患者，常规推荐舒张期采集；对于房颤患者，应多次重复扫描以获得平均值；对于快速型心律不齐患者，推荐收缩期采集；图像采集中需密切关注图像质量(如监测心电门控识别、查看原始图像及质控图像等)，如果图像质量欠佳则需重新扫描。

       推荐常规应用层面内运动矫正技术以减少层面内伪影；推荐通过选择与目标结构垂直的切面来减小层面间部分容积效应。

       初始T1，T2及T2^*值的测量需要排除对比剂的干扰(距离上次对比剂注射时间>24 h)；注药后T1 mapping采集的层面和扫描参数必须与打药前T1 mapping一致，且在对比剂注射后>10 min即可开始采集(代替2013年专家共识中推荐的>15 min)。

       对于弥漫性心肌疾患，常规采集左室基底段及中段短轴层面即可；对于病变分布不均匀的心肌病变，还须至少加扫一个长轴层面(如淀粉样变加采4腔心层面以观察基底段到心尖段的梯度变化；法布里病加采3腔心层面以评估基底部下侧壁瘢痕)；对于局灶性和(或)急性病变，可以根据电影或T2WI增加短轴层数以覆盖病变的最大区域甚至是整个左室。

       对于弥漫性病变，感兴趣区推荐放置在左室中段室间隔以避开肝脏、肺脏或血管导致的磁敏感伪影；对于局灶性病变，可以根据伪彩图或灰度图的提示放置多个感兴趣区；感兴趣区不宜过小(>20个像素)。

       鉴于目前尚无统一规范的后处理软件，对参数定量结果的解读需综合临床背景及其他因素如心率、磁场不均匀性对结果的影响。

       出具的临床报告需列出所使用的序列、参数、对比剂等信息，并提供正常值参考范围，及所测量结果是正常、增加或减少(轻度、中度和重度)。

       正常值参考范围的确定：(1)对于初始T1、T2 mapping，测量的初始T1、T2值应以本地正常值参考范围为依据，且这个参考范围必须是在同等成像条件下获得的(如相同的硬件和软件、序列、扫描参数及年龄、性别等)，并以平均值±2倍的标准差(x±2s)来表示；如果本地正常值范围尚未确立，则具体定量结果不应出现在临床报告中。(2)不同的疾病对参考值的精度要求不同：①对于T1、T2值变化显著的疾病(如淀粉样变、法布里病以及急性心肌损伤)，低精度如15名健康志愿者或20名正常人群即可获得参考范围；②对于变化幅度较小的疾病如弥散性心肌纤维化则要求更高的精度，如50名健康人群，且还需进一步矫正年龄和性别因素；③ECV是一种相对稳定的指标，对场强、序列和参数的依赖性低于T1 mapping，可考虑选用文献报道中同等条件下获得的参考值范围，并以百分比表示；④对于T2^*，在1.5 T场强下如果应用8 point梯度回波脉冲序列评估心脏铁过载，应当采用3级风险模型(低风险，>20 ms；中等风险，10～20 ms；高风险，<10 ms)；⑤动态监测数值的变化需要应用同等成像条件下或高精度的参考范围；⑥一旦参考范围确立，扫描参数及成像条件就不可再更改；推荐定期对CMR设备进行质量控制以确保其稳定性及一致性。

3　成像技术

3.1　T1 mapping

       T1 mapping序列主要基于两种脉冲：反转恢复脉冲(如MOLLI序列)及饱和恢复脉冲(如SASHA序列)，或是结合了这两种脉冲的SAPPHIRE序列。其中MOLLI (modified look-locker inversion recovery)对T1值的测量最精确，缺点是对磁化传递效应、T2及偏振现象等较敏感。相反，SASHA (saturation recovery single-shot acquisition)序列则因为弱化MOLLI复杂的磁化过程，准确性提高而精确性降低。SAPPHIRE (saturation pulse prepared heart-rate-independent inversion recovery)序列则同时应用了饱和及反转脉冲在提高精确性的同时保持了较高的准确性。目前这三种技术均有临床研究依据，其中仍以MOLLI最经典、应用最广泛。

       初始T1(native T1)反映的是心肌细胞和细胞外间质的混合信号，因此累及心肌细胞(铁过载、法布里病)或者细胞外间质(淀粉样变)或者两者均受累(心肌水肿、心梗等)的疾患均可导致心肌T1值改变。通常脂肪(如法布里病，慢性心梗脂肪替代)和铁过载(肺铁末沉积症、出血)是导致初始T1降低的两大原因。其他各类导致细胞水肿(急性心肌梗死、心肌炎)和细胞外间质容积增大(纤维化)的疾患均可导致T1值升高。此外初始T1 mapping无需注射钆对比剂，还适用于合并肾功能损伤的患者。

       增强后T1(post-contrast T1)是指注射对比剂后获得的T1值，其增高主要与对比剂排空延迟有关，如纤维瘢痕或弥漫性纤维化。但其准确性及稳定性极差，较初始T1还会额外受到多种因素的影响，如对比剂种类、注射时间、延迟扫描时间等，因此目前其主要用于进一步获得ECV。

3.2　细胞外间质容积分数

       细胞外间质容积分数(extracellular volume fraction，ECV)是指细胞外间质容积占整个心肌容积的百分比。它是基于T1 mapping技术，通过分别获得注射对比剂前后的T1值及血细胞比容再运用特定计算公式获得的一个新指标。作为一个比值，ECV校正了各种因素(如场强、对比剂注射剂量、延迟扫描时间、扫描参数等)对T1值的影响，是一个相对更加稳定的指标。

       不同于初始T1，ECV只反映心肌间质病变，因此，任何引起细胞外间隙扩大的病变(如瘢痕、弥散性纤维化、淀粉样变性及心肌水肿等)都可导致ECV值增大，其中胶原纤维比例增加是ECV值增大的主要原因。研究提示在排除其他间质病变(如淀粉样变)后，ECV可作为心肌纤维化最敏感的生物标志物，与组织病理学结果高度一致。最新研究提示平衡期血池T1值有望替代实际血细胞比容，其获得的简化ECV (synthetic ECV)与原始ECV显著相关。

3.3　T2 mapping

       目前T2 mapping序列主要包括：多回波快速自旋回波序列(TSE with varying echo time)、T2预备的平衡稳态自由进动序列(balanced steady-state free precession sequence，SSFP)或损毁梯度回波序列(spoiled gradient echo，GRE)以及梯度自旋回波序列(gradient spin echo sequence，GraSE)。其中T2预备的bSSFP或GRE序列应用最广泛，也是此次专家共识的推荐序列。

       T2值增大主要与心肌水肿有关。心肌水肿是诸多心脏疾病的早期病生理改变，如急性心梗、心肌炎、结节病及心脏移植免疫排斥反应等，及早诊断和明确水肿的范围及程度、鉴别可挽救心肌有助于临床决策，意义重大。目前临床常规应用T2加权黑血序列(T2WI short tau inversion recovery，T2-STIR)来评估心肌水肿，然而其成像质量及可重复性欠佳，更重要的是由于该序列为半定量技术，必须参照正常心肌来定义水肿心肌，当病变较弥漫或与正常心肌对比度不够，即可出现漏诊或低估。T2 mapping可直接测量单位像素的T2值，有效避免了上述情况^[5]。其不足之处主要是对T1和偏振较敏感。

3.4　T2* mapping

       T2^* mapping主要基于GRE序列，常规需要采集8组不同回波时间图像(2～18 ms)。根据血池的明暗又可分为亮血和黑血技术，前者在R波后迅速采集以减少血流和室壁运动伪影；后者通过施加两次反转恢复脉冲抑制血液信号，并且在心室舒张末期采集图像。相比之下，黑血技术偏差较小、可重复性更高，是本次共识的首选推荐。

       T2^* mapping主要用于诊断心肌组织铁过载，如心肌内出血、肺铁末沉积症和地中海贫血等。由于T2^* mapping对磁敏感伪影非常敏感，在实际测量中感兴趣区应尽量放置在左室中段短轴层面的室间隔，以避免周边脏器(肝脏、肺脏、血管)的干扰，此外由于铁更容易沉积在心外膜下，因此感兴趣区需同时覆盖心外膜和心内膜；对于急性心梗心肌内出血的患者，可依据常规扫描序列(如T2WI)适当增加扫描层面甚至覆盖整个左心室。

4　临床应用现状

       CMR参数定量技术适用于各类心肌受累疾患、心衰及不明原因肌钙蛋白升高的患者，其中心肌水肿和间质纤维化分别代表了各类心脏疾患发生发展过程中最常见的两种病理组织学改变。较之常规T2WI和LGE，参数定量技术对这类病变尤其是心肌弥漫性病变的定量评估展现了独特的临床应用价值，并随着研究的深入和技术的完善发挥着越来越重要的作用^[6]。

4.1　急性心肌病变

       心肌水肿是心肌急性损伤(急性心梗、急性心肌炎、Tako-tsubo、心脏移植排斥反应等)最常见的早期病生理改变，T1和T2延长与心肌水肿发展同步，反映了组织自由水含量增加，随着病变进展，细胞外间质水肿可导致ECV增大。

       对于急性心梗患者，初始T1和T2 mapping均可用于识别心肌水肿及可挽救心肌，为临床再血管化治疗提供依据；初始T1mapping识别非ST段抬高心梗心肌损伤优于常规T2WI。T2^* mapping可用于评估心肌内出血和再灌注损伤，被认为是目前诊断心肌内出血的无创性金标准。此外有研究提示急性心梗早期远处非缺血心肌ECV升高提示心室重塑很可能在心梗发生即刻就启动了，而非单纯远期血流动力学改变所致。

       对于急性心肌炎患者，T1和T2 mapping识别心肌水肿均要优于常规T2WI，其中T2 mapping识别活动性心肌炎的敏感性最高，结合LGE其诊断急性心肌炎的敏感性和特异性均优于"路易斯湖标准"^[7]；此外，T1和T2 mapping技术还能够用于检测某些系统性疾病(如类风湿关节炎，系统性硬化、系统性红斑狼疮等)所致的心肌亚急性炎症^[8,9,10]。

4.2　淀粉样变性

       淀粉样变性是以细胞外不可溶纤维蛋白异常在体内组织或器官沉积为特征的一种系统性疾病，累及心脏者称心肌淀粉样变。典型表现为左、右室壁弥漫性增厚伴心室收缩及舒张功能障碍，广泛心内膜下轨道样强化是其特征性LGE表现，严重者可见心肌弥漫粉尘样或透壁性强化。对于上述典型表现常规CMR检查即可明确诊断，但在疾病早期或LGE表现不典型的患者，T1 mapping具有重要补充价值。研究表明，在LGE尚无阳性发现时，心肌初始T1和ECV值即明显升高，一旦心内膜下出现LGE，远处心肌ECV>40%则具有诊断价值^[9]。此外，淀粉样变性常常累及肾脏，对于合并肾功能损伤无法耐受钆对比剂的患者，初始T1 mapping显得尤为重要^[11]。

4.3　法布里病(Anderson-Fabry disease)

       法布里病是由于α-半乳糖苷酶缺乏引起糖鞘脂类在细胞内异常积聚，心脏受累可导致左室肥厚、纤维化及心衰。糖鞘脂类聚集导致心肌T1值降低，鉴于脂肪沉积和铁过载是心肌初始T1值降低的两个主要原因，因此在排除铁过载(出血及血色素性心肌病等)后，心肌初始T1值降低对诊断合并心肌肥厚的法布里病患者具有独特价值；即便不合并心肌肥厚，亦有大约50%的患者T1值降低。左室基底段下侧壁中层灶状LGE是其另一常见特征性表现，不同于其他心肌节段，该节段初始T1和T2值均升高，并且T2升高程度与血清肌钙蛋白升高相关^[12]，提示慢性活动性炎症有可能是导致非缺血性心肌纤维化的一个重要机制。

4.4　铁过载

       心脏铁过载多见于反复输血(如地中海贫血)或肠道铁吸收增加(如遗传性血色素沉着症)的患者，可导致严重的心衰和致命性心律失常，但早期诊断和干预患者常可得到有效治疗。T2^* mapping是目前临床在体量化评估心肌铁过载的金标准，具有较高的准确性和可重复性，也是目前唯一被写入指南的参数定量技术^[13]。T2^*值下降与患者不良预后包括心衰和心律失常密切相关，通过测定T2^*值可以动态评估疾病的进展和疗效^[14]。此外，对于明显铁过载患者，初始T1和T2值均与T2^*呈线性相关，而对仅少量或无明显铁沉积的患者，两者均无显著相关性，而初始T1 mapping的可重复性要优于T2^* mapping^[15]。

4.5　心肌病

       扩张型心肌病和肥厚型心肌病是目前参数定量技术应用相对较广泛的两类原发性心肌病，心肌弥漫性纤维化是它们共同的病理生理学改变，表现为心肌纤维化并不局限于LGE阳性节段，在LGE阴性节段心肌初始T1和ECV值亦会升高，并且与患者不良预后相关^[16]。更有研究发现，对于无症状及表型阴型的扩心病和肥心病基因携带者，其心肌ECV值亦升高，提示心肌间质纤维化并不是疾病晚期的病理表现，而是贯穿于整个疾病的发生与发展过程中，甚至有可能是基因突变的直接表现^[17]。

4.6　瓣膜疾患

       瓣膜疾病(狭窄或关闭不全)会导致左室负荷(压力或容量负荷)增大，心室继发肥厚或扩张。例如主动脉瓣狭窄致左室后负荷增加，左室心肌增厚。这类患者在疾病早期即可出现心肌ECV增大，提示心肌纤维化改变及左室重塑。相比心肌肥厚程度，ECV升高是患者不良预后更强大的独立预测因子^[18]，并与左室舒张功能障碍显著相关，提示对于这类患者即使尚未出现明显临床症状，提早手术而非单纯依据狭窄程度来决定手术时机或许能获得更好的预后。

4.7　高血压

       类似于主动脉瓣狭窄，高血压也会导致左室肥厚和心肌纤维化，表现为心肌ECV小幅度升高，并与心肌肥厚程度及左心功能减低相关。这类疾病常常需要与对称型肥厚型心肌病进行鉴别，有研究指出肥心病患者心肌初始T1值显著高于高血压患者，但并没有给出明确的界值，因此对于特定患者而言，单纯依靠初始T1和ECV值并不能鉴别两种疾病。另有研究表明，高血压患者有效降压治疗后，患者血液-组织分配系数λ(ECV标记物)会显著降低，提示ECV有潜力成为未来高血压心脏病诊断及疗效的新型标志物^[19,20]。

4.8　先天性心脏病

       心室容量和(或)压力负荷增大亦是先天性心脏病患者心肌结构及功能改变的重要原因。研究发现，法洛四联症根治术后患者左、右室心肌ECV均增大，并与右室容量负荷及心律失常密切相关，且女性患者ECV增大较男性更显著，右心功能及运动耐量也更差，提示一方面动态监测心肌ECV值有可能为临床选择最佳的手术时机提供更多的依据，另一方面对于女性患者临床有必要采取不同于男性的治疗策略。然而由于右室心肌薄，尤其是儿童患者，要求T1 mapping具备更高的空间分辨率，限制了该技术在右室受累疾患中的应用，目前仍处于研究阶段的呼吸导航分段采集序列有望突破这一难题^[21,22]。

4.9　心脏及心包占位

       参数定量技术可用于分析占位的组成成分，如以脂肪为主的占位，表现为初始T1值明显且较均匀降低；而单纯囊肿或心包积液，则表现为T1、T2值均显著升高；注射钆对比剂前后T1值无明显改变提示肿块乏血供，若增强后T1值显著下降则提示钆对比剂被大量摄取，如纤维瘤。但对于成分较复杂或者T1、T2值无明显特征性的占位，则需要综合评估，重点是判断肿块的血供、良恶性以及对心脏血流动力学的影响，以指导临床决策。

5　展望

       尽管CMR参数定量技术已经展现出其重要价值和巨大潜力，但它也面临了诸多问题，而这些问题的解决也是未来研究发展的重要方向，包括对数据采集和后处理的规范化，以及工作流程的最优化。与此同时，必须开展更多的临床研究、积累更多的数据，找出参数定量技术究竟在哪些疾病中能够明确诊断、指导治疗及评估预后。

       在技术层面，应用压缩感知技术加速图像采集能够缩短扫描时间、提高图像质量及空间分辨率。3D mapping技术能够一次扫描即覆盖整个心脏，有助于更全面的分析病变的分布方式和特征。新近发展的腺苷负荷T1和T2 mapping技术可用于评估心肌缺血，而无需使用钆对比剂。此外磁共振指纹识别技术(MR fingerprinting，MRF)可同时对多组弛豫时间进行绘制，节省时间的同时避免了交互效应，以上既是目前参数定量技术研究的热点，也是未来研究的方向。