心臟磁共振 T2* mapping 技術是一種基于梯度回波的弛豫恢復序列，臨床上多應用于評價心肌鐵代謝異常，如急性心肌梗死缺血再灌注損傷出血、輸血依賴性貧血、血色素沉著癥等疾病的心肌鐵含量，是目前定量檢測心肌鐵過載或缺乏的主要技術方式，具有重要的臨床價值。該文全面綜述了心臟磁共振 T2* mapping 的成像及后處理技術要點，以及其在心肌鐵代謝異常相關疾病中的臨床應用。
引用本文： 許華燕, 郭應坤, 楊志剛. 心臟磁共振 T2* mapping 技術及其在心肌鐵代謝中的臨床應用. 華西醫學, 2019, 34(4): 437-442. doi: 10.7507/1002-0179.201902069 復制
1991 年，英國首先引入心臟磁共振（cardiac magnetic resonance，CMR）T2* mapping 技術，主要用于評價臨床鐵螯合物治療后（如地中海貧血患者）心肌鐵的沉積狀態[1-4]。有研究發現心肌鐵與肝臟鐵、血清鐵無相關性，每個器官對鐵的親和力存在差異，因此利用無創影像技術特異性檢測不同器官的鐵代謝異常，對評估疾病進展顯得尤為重要。心肌鐵含量對心臟功能障礙甚至心力衰竭（心衰）有重要的預測作用[5]。CMR T2* mapping 技術簡單、快速且無需對比劑增強，能有效評估心肌鐵代謝情況。目前 CMR T2* mapping 除應用于地中海貧血鐵過載以及螯合劑治療效果評價外[6-7]，還應用于評估心肌梗死缺血再灌注中心出血程度、心肌鐵過載相關性心肌病及心肌鐵缺乏等病變的心肌鐵含量[8]，是目前相對成熟的心肌鐵代謝無創檢測技術，具有廣泛的應用前景。因此，本文將對 CMR T2* mapping 的技術原理、病理生理基礎、技術和后處理方式以及臨床應用等方面進行全面的綜述，以期為臨床提供方法學借鑒及應用指導。
1 T2* mapping 技術原理
磁化率是一種物質被放置在掃描儀磁場中時磁化程度的量度。鐵蛋白和含鐵血黃素等物質具有很高的磁化率，被認為是順磁性物質。順磁性粒子破壞局部磁場的均勻性，并導致鄰近質子以濃度依賴性方式失去相位相干性，因此縮短橫向弛豫時間（T2 和 T2*）。T2* 與 T2 的關系可表示為如下公式：1/T2*＝1/T2+1/T2’[9]，其中 T2’（T2 素數）表示由于磁場不均勻效應而引起的橫向弛豫時間改變；從上述方程可以看出，T2* 比 T2 對磁場不均勻性（如組織鐵沉積）更敏感。因此，T2* mapping 技術對組織鐵的量化依賴于從序列中測量的 T2* 弛豫時間，從而間接反映組織含鐵濃度。當機體中的鐵元素超過鐵蛋白的儲存容量時，鐵以微粒含鐵血黃素的形式沉積在心肌和肝組織中，這是一種鐵氫化物（水合氧化鐵），會破壞局部磁場均勻性，縮短 T2* 值。T2* 值與心肌鐵含量呈負相關性，鐵含量越多，T2* 越低；相反的，高 T2* 值表示心肌鐵含量減低[1]。
2 T2* mapping 異常的病理生理基礎
T2* mapping 異常主要基于心肌鐵代謝異常的病理變化。心臟鐵過載可發生在輸血依賴性貧血和血色素沉著癥，代表性疾病為地中海貧血患者的組織鐵負荷增加[10]。貧血患者由于定期輸血，加上腸道鐵吸收的不斷增多（可達到生理速率的 20～50 倍），機體內鐵增加，并在組織器官中不可避免地積累[11]；最終，在肝臟、胰腺、內分泌系統和心臟中產生廣泛的鐵過載損傷。另外，心肌梗死患者由于再灌注損傷導致微血管破裂引起紅細胞到達血管外，紅細胞破裂引起血紅蛋白降解，含鐵血黃素過度沉著[12]，而引起心肌梗死區域鐵沉積。同時，部分非缺血性心肌病可能引起心肌鐵含量降低。上述病理生理變化所導致的鐵過載以及鐵缺乏均可能引起 T2* 值異常。
3 T2* mapping 技術方式及進展
T2* mapping 技術方式從最初的單次回波平面成像（echoplanar imaging，EPI）轉換為交錯 EPI 序列，并進一步進展為多梯度回波的 T2* mapping 序列[9，13]。目前，T2* mapping 技術是基于 8 個梯度回波的弛豫恢復序列，單次屏氣在 T2* 衰減期間掃描采集 8 個不同回波時間的圖像，圖像采集在多個心跳內完成，并在心動周期的相同舒張期相獲得。由于所有回波都是在同一個射頻脈沖之后的短時間內采集的，因此所有多回波圖像都是固有記錄的，通過信號/回波曲線擬合形成 T2* mapping 偽彩圖（圖 1）。因此，在 T2* 值計算過程中不需要進行運動修正。每幅回波圖的信號值通過如下公式獲得：S（tn）=ρ0×exp（-TEn/T2*）；其中 TEn=第 n 個回波時間，ρ0=原始信號值；T2*=體素有效 T2*，該公式生成單個體素的 T2* 值。TE 值一般為 8 個，隨著時間延長，依次遞增，推薦 TE 值為 2.59、4.46、6.33、8.20、10.07、11.94、13.81、15.68 ms[13]。同時，有研究提出通過自動非剛性運動矯正和單次梯度回波-EPI 序列結合[14]，可在自由呼吸狀態下進行 T2* mapping 掃描，消除呼吸運動和心律失常引起的偽影，同時保證總掃描時間與控制呼吸 T2* mapping 技術相似，應用于無法自主控制呼吸的患者，克服多梯度回波序列對呼吸運動敏感的缺點。
圖1
T2* mapping 擬合過程示意圖
4 T2* mapping 技術檢查及后處理要點
T2* mapping 在注射對比劑前單次屏氣完成，由 8 個原始回波圖同時生成 T2* 偽彩圖；輸出的回波圖通常位于舒張中期，以使心臟運動最小化。此外，值得注意的是掃描圖像需在不同心動周期的同一個時相內采集圖像。因此，如果心動周期的長度變化很大，在收縮期成像可能幫助提高相位一致性。T2* mapping 序列采用黑血方式以減少血流運動的影響，黑血掃描方案使心肌 T2* 值測量更均勻、更準確[15]。
T2* mapping 后處理為手動勾畫每個原始回波圖的心內膜及心外膜獲得最佳 T2* 值擬合曲線和整個節段的心肌 T2* 值。也可手動勾畫感興趣區，獲得特定區域 T2* 值。主要參數包括 T2* 值、R2* 值，其中 R2*=1/T2*。
5 T2* mapping 臨床應用價值及前景
T2* mapping 技術主要應用于心肌鐵沉著相關性疾病、缺血再灌注出血，較少研究將其應用于心肌鐵缺乏[16-17]。研究表明，正常人心肌 T2* 值在不同場強磁共振上范圍并不一致，1.5 T 磁共振上正常心肌 T2* 值約為 59 ms（范圍為 55.7～60.2 ms），3.0 T 磁共振上正常心肌 T2* 值約為 23.9 ms（范圍為 22.2～25.7 ms）[18]。T2* 值異常與心功能障礙密切相關[19]，且室間隔中部的 T2* 值與心肌組織鐵含量具有較強的相關性[20]。下面將 CMR T2* mapping 技術的臨床應用進行總結。
5.1 輸血依賴性貧血
輸血依賴貧血如地中海貧血、再生障礙性貧血等[21]，長期反復的輸血治療可能導致機體鐵無法排除，沉積在各組織器官，如肝臟、心臟、胰腺等；此外，鐵的儲存方式可能會增加而不是減少腸道對鐵的進一步吸收，導致鐵過載。鐵過載時機體鐵以游離形式存在，導致羥基自由基的形成，從而干擾細胞能量的產生，造成組織器官損傷。鐵螯合治療是減少體內游離鐵主要治療手段之一[22]。研究表明，心肌鐵過載可能與輸血依賴性貧血患者心臟功能障礙密切相關[20]。CMR T2* mapping 技術可早期識別心肌鐵負荷狀態，可對鐵螯合治療效果進行動態評估，并為臨床防治輸血依賴性貧血患者因心肌鐵過載進展至心衰提供依據。文獻總結顯示心肌 T2* 值<20 ms 可認為存在鐵過載，而心肌 T2* 值<10 ms 為重度過載[21]。研究表明，地中海貧血患者中，心肌 T2* 值<10 ms 時，其發生心衰的危險性最高；而心肌 T2* 值在 10～20 ms 時，為中等危險程度；心肌 T2* 值>20 ms 時發生心衰危險明顯降低[23]。Kirk 等[21]也通過 652 例地中海貧血患者的研究發現，98%的心衰患者 T2*<10 ms，隨著 T2* 值的降低，發生左心室功能障礙的可能性逐漸增加：8～10 ms 時為 14%，6～8 ms 時為 30%，<6 ms 時為 47%；此外，T2*<20 ms 時的心律失常的總體相對危險度增加為 4.6 ［95% 置信區間（2.66，7.95）］。地中海貧血患者的心肌 T2* 值與心臟舒張和收縮功能密切相關[8]。Pepe 等[24]利用 T2* 技術研究 481 例地中海貧血患者的心肌鐵與雙心室功能、心肌纖維化的關系，并通過平均 57.91 個月隨訪發現，心肌鐵超載是地中海貧血患者心衰的獨立預測因子，心肌鐵含量和室性心律失常、心肌纖維化等有相關性。早期檢測輸血依賴性貧血（如地中海貧血）、心肌鐵超載情況以及動態評估鐵螯合物治療效果[25]，對預測患者心衰或心源性死亡至關重要。盡可能早期利用 T2* mapping 技術對該類患者進行心肌鐵沉積檢測和動態評價，對此類患者鐵螯合治療及其預后有一定指導意義[26-27]。
5.2 血色素沉著癥
血色素沉著癥是由于鐵質過多沉積在人體所致，包括原發性和繼發性。原發型血色素沉著癥為常染色體隱性遺傳，最常見的遺傳變異是 HFE 基因 C282Y 突變純合子（占遺傳型的 80%～85%），好發于北歐血統的白人（發病率為 0.3%～0.5%）；繼發型血色素沉著癥最常見的病因為無效紅細胞生成、腸外鐵過載和肝臟疾病等，60%～70% 為貧血治療后所致。過量鐵質異常沉積在器官組織內，常發生在肝臟、脾、胰腺、心臟及骨骼等器官，長期沉積可引起受累器官的組織細胞損傷、壞死、纖維化和功能障礙，并進行性器官衰竭[28]。T2* mapping 上心肌鐵沉積表現為 T2* 信號值減低，同時可能發現由于鐵沉積引起的心肌肥厚、心功能降低[29]。T2* mapping 可通過 T2* 值對血色素沉著癥患者的心肌鐵沉積含量進行定量測定[30]。
5.3 心肌梗死缺血再灌注出血
文獻[31]及筆者團隊均發現在急性心肌梗死中的梗死出血核心區域由于心肌內血紅蛋白降解，導致含鐵血黃素沉著，鐵元素超載，在 T2* mapping 圖像呈現低信號，偽彩圖為色帶底部顏色（圖 2）。研究表明心肌梗死核心區域 T2* 值明顯低于非梗死區域[32]，表明心肌梗死核心區域存在再灌注出血。O’Regan 等[33]利用磁共振黑血多回波 T2* mapping 序列研究冠狀動脈介入治療術后患者出血中心發現，心肌梗死區域并非僅僅是心肌梗死最初組織壞死和微血管損傷，還存在再灌注出血損傷，預示心肌存活潛力較差。Ghugre 等[34]使用 8 回波的 T2* mapping 序列選擇心肌梗死出血中心作為感興趣區，檢測并量化急性心肌梗死后出血降解產物，并通過組織病理證實組織鐵沉積存在；并發現 CMR T2* mapping 技術精確量化的心肌再灌注出血代表著更為嚴重的心肌損傷[35]。Carrick 等[36]也利用 T2* mapping 技術鑒別心肌內出血及微血管障礙，對患者的臨床預后有重要預測價值。因此，了解心肌內出血鐵沉積在心肌損傷及心肌重構中的作用[37]，對于制定急性心肌梗死的新治療策略至關重要[31]。
圖2
一例 56 歲女性急性心肌梗死患者 CMR T2* mapping 圖像
患者梗死出血核心區域見含鐵血黃素沉著所致的鐵過載（紅圈），表現為色帶底部的顏色，T2* 減低；梗死臨近區域（綠圈）及遠處心肌（黃圈）T2* 高于梗死出血區域
5.4 心肌鐵缺乏
有研究表明非缺血性心肌病患者存在心肌 T2* 增高情況[38]，表示心肌處于鐵缺乏狀態，并且心肌 T2* 值是預測非缺血性心肌病不良心臟事件的生物因子之一；同時動物實驗也證實缺鐵飲食可引起擴張性心肌病形成，可能的病理原因為心肌鐵缺乏導致的心肌細胞線粒體異常等[39]。然而，利用 T2* mapping 技術研究心肌鐵缺乏狀態的研究仍然較少。筆者團隊通過研究終末期腎病血液透析患者 CMR T2* mapping 圖像發現，長期血液透析患者存在心肌 T2* 增高（圖 3），結合文獻研究可能是因為血液透析導致的鐵元素流失所致的心肌鐵缺乏；同時間接證明口服鐵治療對于糾正心肌鐵、提高心肌鐵含量效果欠佳[39]。
圖3
健康人與終末期腎病透析患者 CMR T2* mapping 圖像
a. 健康人心肌 T2* mapping 圖像顏色較均勻，均為色帶底部顏色；b. 一例 75 歲女性終末期腎病透析患者 CMR T2* mapping 圖像，由于心肌鐵含量缺乏，T2* mapping 圖像顏色呈黃色或綠色，多為色帶中上部顏色，表明 T2* 較正常人高
6 T2* mapping 研究的不足
除鐵超載縮短 T2* 信號值外，血氧水平依賴效應也可能引起 T2* 信號的細微變化；但與鐵的順磁效應相比，血氧水平依賴性效應可能較小，可能對鐵超載監測的影響較小，但這一結論需要進一步研究。T2* mapping 技術對磁場不均勻性較為敏感，可能與磁共振場強有關；并且容易產生呼吸及運動偽影，影響數據的真實性，聯合非剛性的運動矯正技術可能對提高圖片質量有一定效果。
7 結語
CMR T2* mapping 技術仍然是除心肌活檢外檢測心肌鐵沉積的“金標準”，其簡單、無創、耗時少，可應用于所有輸血依賴性貧血、血色素沉著癥、急性心肌梗死再灌注出血等疾病評估心肌鐵沉著狀態，以及終末期腎病患者鐵缺乏評價。有效評估早期心肌鐵含量，可以幫助臨床醫生早期采取有效治療方案，根據鐵過載或鐵缺乏狀態，進行鐵螯合或者補鐵治療，幫助患者提高生存率。
1991 年，英國首先引入心臟磁共振（cardiac magnetic resonance，CMR）T2* mapping 技術，主要用于評價臨床鐵螯合物治療后（如地中海貧血患者）心肌鐵的沉積狀態[1-4]。有研究發現心肌鐵與肝臟鐵、血清鐵無相關性，每個器官對鐵的親和力存在差異，因此利用無創影像技術特異性檢測不同器官的鐵代謝異常，對評估疾病進展顯得尤為重要。心肌鐵含量對心臟功能障礙甚至心力衰竭（心衰）有重要的預測作用[5]。CMR T2* mapping 技術簡單、快速且無需對比劑增強，能有效評估心肌鐵代謝情況。目前 CMR T2* mapping 除應用于地中海貧血鐵過載以及螯合劑治療效果評價外[6-7]，還應用于評估心肌梗死缺血再灌注中心出血程度、心肌鐵過載相關性心肌病及心肌鐵缺乏等病變的心肌鐵含量[8]，是目前相對成熟的心肌鐵代謝無創檢測技術，具有廣泛的應用前景。因此，本文將對 CMR T2* mapping 的技術原理、病理生理基礎、技術和后處理方式以及臨床應用等方面進行全面的綜述，以期為臨床提供方法學借鑒及應用指導。
1 T2* mapping 技術原理
磁化率是一種物質被放置在掃描儀磁場中時磁化程度的量度。鐵蛋白和含鐵血黃素等物質具有很高的磁化率，被認為是順磁性物質。順磁性粒子破壞局部磁場的均勻性，并導致鄰近質子以濃度依賴性方式失去相位相干性，因此縮短橫向弛豫時間（T2 和 T2*）。T2* 與 T2 的關系可表示為如下公式：1/T2*＝1/T2+1/T2’[9]，其中 T2’（T2 素數）表示由于磁場不均勻效應而引起的橫向弛豫時間改變；從上述方程可以看出，T2* 比 T2 對磁場不均勻性（如組織鐵沉積）更敏感。因此，T2* mapping 技術對組織鐵的量化依賴于從序列中測量的 T2* 弛豫時間，從而間接反映組織含鐵濃度。當機體中的鐵元素超過鐵蛋白的儲存容量時，鐵以微粒含鐵血黃素的形式沉積在心肌和肝組織中，這是一種鐵氫化物（水合氧化鐵），會破壞局部磁場均勻性，縮短 T2* 值。T2* 值與心肌鐵含量呈負相關性，鐵含量越多，T2* 越低；相反的，高 T2* 值表示心肌鐵含量減低[1]。
2 T2* mapping 異常的病理生理基礎
T2* mapping 異常主要基于心肌鐵代謝異常的病理變化。心臟鐵過載可發生在輸血依賴性貧血和血色素沉著癥，代表性疾病為地中海貧血患者的組織鐵負荷增加[10]。貧血患者由于定期輸血，加上腸道鐵吸收的不斷增多（可達到生理速率的 20～50 倍），機體內鐵增加，并在組織器官中不可避免地積累[11]；最終，在肝臟、胰腺、內分泌系統和心臟中產生廣泛的鐵過載損傷。另外，心肌梗死患者由于再灌注損傷導致微血管破裂引起紅細胞到達血管外，紅細胞破裂引起血紅蛋白降解，含鐵血黃素過度沉著[12]，而引起心肌梗死區域鐵沉積。同時，部分非缺血性心肌病可能引起心肌鐵含量降低。上述病理生理變化所導致的鐵過載以及鐵缺乏均可能引起 T2* 值異常。
3 T2* mapping 技術方式及進展
T2* mapping 技術方式從最初的單次回波平面成像（echoplanar imaging，EPI）轉換為交錯 EPI 序列，并進一步進展為多梯度回波的 T2* mapping 序列[9，13]。目前，T2* mapping 技術是基于 8 個梯度回波的弛豫恢復序列，單次屏氣在 T2* 衰減期間掃描采集 8 個不同回波時間的圖像，圖像采集在多個心跳內完成，并在心動周期的相同舒張期相獲得。由于所有回波都是在同一個射頻脈沖之后的短時間內采集的，因此所有多回波圖像都是固有記錄的，通過信號/回波曲線擬合形成 T2* mapping 偽彩圖（圖 1）。因此，在 T2* 值計算過程中不需要進行運動修正。每幅回波圖的信號值通過如下公式獲得：S（tn）=ρ0×exp（-TEn/T2*）；其中 TEn=第 n 個回波時間，ρ0=原始信號值；T2*=體素有效 T2*，該公式生成單個體素的 T2* 值。TE 值一般為 8 個，隨著時間延長，依次遞增，推薦 TE 值為 2.59、4.46、6.33、8.20、10.07、11.94、13.81、15.68 ms[13]。同時，有研究提出通過自動非剛性運動矯正和單次梯度回波-EPI 序列結合[14]，可在自由呼吸狀態下進行 T2* mapping 掃描，消除呼吸運動和心律失常引起的偽影，同時保證總掃描時間與控制呼吸 T2* mapping 技術相似，應用于無法自主控制呼吸的患者，克服多梯度回波序列對呼吸運動敏感的缺點。
圖1
T2* mapping 擬合過程示意圖
4 T2* mapping 技術檢查及后處理要點
T2* mapping 在注射對比劑前單次屏氣完成，由 8 個原始回波圖同時生成 T2* 偽彩圖；輸出的回波圖通常位于舒張中期，以使心臟運動最小化。此外，值得注意的是掃描圖像需在不同心動周期的同一個時相內采集圖像。因此，如果心動周期的長度變化很大，在收縮期成像可能幫助提高相位一致性。T2* mapping 序列采用黑血方式以減少血流運動的影響，黑血掃描方案使心肌 T2* 值測量更均勻、更準確[15]。
T2* mapping 后處理為手動勾畫每個原始回波圖的心內膜及心外膜獲得最佳 T2* 值擬合曲線和整個節段的心肌 T2* 值。也可手動勾畫感興趣區，獲得特定區域 T2* 值。主要參數包括 T2* 值、R2* 值，其中 R2*=1/T2*。
5 T2* mapping 臨床應用價值及前景
T2* mapping 技術主要應用于心肌鐵沉著相關性疾病、缺血再灌注出血，較少研究將其應用于心肌鐵缺乏[16-17]。研究表明，正常人心肌 T2* 值在不同場強磁共振上范圍并不一致，1.5 T 磁共振上正常心肌 T2* 值約為 59 ms（范圍為 55.7～60.2 ms），3.0 T 磁共振上正常心肌 T2* 值約為 23.9 ms（范圍為 22.2～25.7 ms）[18]。T2* 值異常與心功能障礙密切相關[19]，且室間隔中部的 T2* 值與心肌組織鐵含量具有較強的相關性[20]。下面將 CMR T2* mapping 技術的臨床應用進行總結。
5.1 輸血依賴性貧血
輸血依賴貧血如地中海貧血、再生障礙性貧血等[21]，長期反復的輸血治療可能導致機體鐵無法排除，沉積在各組織器官，如肝臟、心臟、胰腺等；此外，鐵的儲存方式可能會增加而不是減少腸道對鐵的進一步吸收，導致鐵過載。鐵過載時機體鐵以游離形式存在，導致羥基自由基的形成，從而干擾細胞能量的產生，造成組織器官損傷。鐵螯合治療是減少體內游離鐵主要治療手段之一[22]。研究表明，心肌鐵過載可能與輸血依賴性貧血患者心臟功能障礙密切相關[20]。CMR T2* mapping 技術可早期識別心肌鐵負荷狀態，可對鐵螯合治療效果進行動態評估，并為臨床防治輸血依賴性貧血患者因心肌鐵過載進展至心衰提供依據。文獻總結顯示心肌 T2* 值<20 ms 可認為存在鐵過載，而心肌 T2* 值<10 ms 為重度過載[21]。研究表明，地中海貧血患者中，心肌 T2* 值<10 ms 時，其發生心衰的危險性最高；而心肌 T2* 值在 10～20 ms 時，為中等危險程度；心肌 T2* 值>20 ms 時發生心衰危險明顯降低[23]。Kirk 等[21]也通過 652 例地中海貧血患者的研究發現，98%的心衰患者 T2*<10 ms，隨著 T2* 值的降低，發生左心室功能障礙的可能性逐漸增加：8～10 ms 時為 14%，6～8 ms 時為 30%，<6 ms 時為 47%；此外，T2*<20 ms 時的心律失常的總體相對危險度增加為 4.6 ［95% 置信區間（2.66，7.95）］。地中海貧血患者的心肌 T2* 值與心臟舒張和收縮功能密切相關[8]。Pepe 等[24]利用 T2* 技術研究 481 例地中海貧血患者的心肌鐵與雙心室功能、心肌纖維化的關系，并通過平均 57.91 個月隨訪發現，心肌鐵超載是地中海貧血患者心衰的獨立預測因子，心肌鐵含量和室性心律失常、心肌纖維化等有相關性。早期檢測輸血依賴性貧血（如地中海貧血）、心肌鐵超載情況以及動態評估鐵螯合物治療效果[25]，對預測患者心衰或心源性死亡至關重要。盡可能早期利用 T2* mapping 技術對該類患者進行心肌鐵沉積檢測和動態評價，對此類患者鐵螯合治療及其預后有一定指導意義[26-27]。
5.2 血色素沉著癥
血色素沉著癥是由于鐵質過多沉積在人體所致，包括原發性和繼發性。原發型血色素沉著癥為常染色體隱性遺傳，最常見的遺傳變異是 HFE 基因 C282Y 突變純合子（占遺傳型的 80%～85%），好發于北歐血統的白人（發病率為 0.3%～0.5%）；繼發型血色素沉著癥最常見的病因為無效紅細胞生成、腸外鐵過載和肝臟疾病等，60%～70% 為貧血治療后所致。過量鐵質異常沉積在器官組織內，常發生在肝臟、脾、胰腺、心臟及骨骼等器官，長期沉積可引起受累器官的組織細胞損傷、壞死、纖維化和功能障礙，并進行性器官衰竭[28]。T2* mapping 上心肌鐵沉積表現為 T2* 信號值減低，同時可能發現由于鐵沉積引起的心肌肥厚、心功能降低[29]。T2* mapping 可通過 T2* 值對血色素沉著癥患者的心肌鐵沉積含量進行定量測定[30]。
5.3 心肌梗死缺血再灌注出血
文獻[31]及筆者團隊均發現在急性心肌梗死中的梗死出血核心區域由于心肌內血紅蛋白降解，導致含鐵血黃素沉著，鐵元素超載，在 T2* mapping 圖像呈現低信號，偽彩圖為色帶底部顏色（圖 2）。研究表明心肌梗死核心區域 T2* 值明顯低于非梗死區域[32]，表明心肌梗死核心區域存在再灌注出血。O’Regan 等[33]利用磁共振黑血多回波 T2* mapping 序列研究冠狀動脈介入治療術后患者出血中心發現，心肌梗死區域并非僅僅是心肌梗死最初組織壞死和微血管損傷，還存在再灌注出血損傷，預示心肌存活潛力較差。Ghugre 等[34]使用 8 回波的 T2* mapping 序列選擇心肌梗死出血中心作為感興趣區，檢測并量化急性心肌梗死后出血降解產物，并通過組織病理證實組織鐵沉積存在；并發現 CMR T2* mapping 技術精確量化的心肌再灌注出血代表著更為嚴重的心肌損傷[35]。Carrick 等[36]也利用 T2* mapping 技術鑒別心肌內出血及微血管障礙，對患者的臨床預后有重要預測價值。因此，了解心肌內出血鐵沉積在心肌損傷及心肌重構中的作用[37]，對于制定急性心肌梗死的新治療策略至關重要[31]。
圖2
一例 56 歲女性急性心肌梗死患者 CMR T2* mapping 圖像
患者梗死出血核心區域見含鐵血黃素沉著所致的鐵過載（紅圈），表現為色帶底部的顏色，T2* 減低；梗死臨近區域（綠圈）及遠處心肌（黃圈）T2* 高于梗死出血區域
5.4 心肌鐵缺乏
有研究表明非缺血性心肌病患者存在心肌 T2* 增高情況[38]，表示心肌處于鐵缺乏狀態，并且心肌 T2* 值是預測非缺血性心肌病不良心臟事件的生物因子之一；同時動物實驗也證實缺鐵飲食可引起擴張性心肌病形成，可能的病理原因為心肌鐵缺乏導致的心肌細胞線粒體異常等[39]。然而，利用 T2* mapping 技術研究心肌鐵缺乏狀態的研究仍然較少。筆者團隊通過研究終末期腎病血液透析患者 CMR T2* mapping 圖像發現，長期血液透析患者存在心肌 T2* 增高（圖 3），結合文獻研究可能是因為血液透析導致的鐵元素流失所致的心肌鐵缺乏；同時間接證明口服鐵治療對于糾正心肌鐵、提高心肌鐵含量效果欠佳[39]。
圖3
健康人與終末期腎病透析患者 CMR T2* mapping 圖像
a. 健康人心肌 T2* mapping 圖像顏色較均勻，均為色帶底部顏色；b. 一例 75 歲女性終末期腎病透析患者 CMR T2* mapping 圖像，由于心肌鐵含量缺乏，T2* mapping 圖像顏色呈黃色或綠色，多為色帶中上部顏色，表明 T2* 較正常人高
6 T2* mapping 研究的不足
除鐵超載縮短 T2* 信號值外，血氧水平依賴效應也可能引起 T2* 信號的細微變化；但與鐵的順磁效應相比，血氧水平依賴性效應可能較小，可能對鐵超載監測的影響較小，但這一結論需要進一步研究。T2* mapping 技術對磁場不均勻性較為敏感，可能與磁共振場強有關；并且容易產生呼吸及運動偽影，影響數據的真實性，聯合非剛性的運動矯正技術可能對提高圖片質量有一定效果。
7 結語
CMR T2* mapping 技術仍然是除心肌活檢外檢測心肌鐵沉積的“金標準”，其簡單、無創、耗時少，可應用于所有輸血依賴性貧血、血色素沉著癥、急性心肌梗死再灌注出血等疾病評估心肌鐵沉著狀態，以及終末期腎病患者鐵缺乏評價。有效評估早期心肌鐵含量，可以幫助臨床醫生早期采取有效治療方案，根據鐵過載或鐵缺乏狀態，進行鐵螯合或者補鐵治療，幫助患者提高生存率。
