心筋T2マッピングとテクスチャー分析の臨床的重要性

後期ガドリニウム強化(LGE)磁気共鳴画像(MRI) は、心筋瘢痕を視覚化できる可能性があるため、さまざまな心筋疾患の診断と重症度の評価に役立ちます。 T1 マッピングは、心筋線維症または浮腫の程度を定量化できるため、LGE を補完します。 このように、反転回復シーケンスを使用する LGE を含む T1- 強調イメージング技術は心臓 MRI に貢献しています。 T2- 強調イメージングは​​、多くの臓器の組織を特徴付けるために広く使用されています。 T2-強調画像は、胸痛に関連する心筋浮腫を特定するために心臓MRIで使用されます。急性心筋疾患、 または重度の心筋損傷。 しかし、正常な心筋と病気の心筋の間のコントラストが低く、T 強調画像の画像アーティファクトが存在し、画像を定量化する確立された方法がないため、心筋浮腫の存在と程度を判断することは困難です。{0} T2 マッピングは心筋 T2 値を定量化し、心筋浮腫の特定に役立ちます。 T2 値は、非虚血性心筋症の臨床症状または重症度に大きく関連しています。 テクスチャ分析は、T2- 加重画像に反映される組織の変化を定量化する後処理方法です。 テクスチャ分析では、歪度や歪みなどのさまざまなパラメータが提供されます。エントロピ、 そしてグレースケールの不均一性追加のシーケンスは必要ありません。 の異常な信号強度T2- 強調画像または T2 値は、心筋浮腫だけでなく他の組織変化にも対応する可能性があります。 この総説では、心臓 T2 マッピングと組織解析の技術と、それらの臨床的関連性について説明します。

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導入

後期ガドリニウム強化(LGE) 磁気共鳴画像法 (MRI) は、心筋の瘢痕を視覚化できる可能性があるため、さまざまな心筋疾患の診断と重症度の評価に価値があります 1-3。LGE MRI は瘢痕組織と瘢痕のない組織間のバイナリ コントラストを提供しますが、T1 マッピングは心筋線維症や浮腫の程度を定量化できるため、LGE を補完するものです 4-6。そのため、反転回復シーケンスを使用する LGE を含む T1- 強調画像技術は心臓 MRI に貢献します。 逆に、T2- 強調イメージングは​​、T2 値が浮腫、細胞増殖、および血管密度と相関しているため、多くの臓器の病理学的状態の特定に広く使用されています。7,8 瘢痕化組織または線維症がより顕著であるためです。新生物よりも炎症性疾患心筋では、心臓 MRI の分野では T1- 強調画像処理の方が、T2-} 強調画像処理よりも一般的です。 最近、胸痛に関連する心筋浮腫を特定するために T2- 強調画像が使用されています。急性心筋疾患、 または重度の心筋損傷.9–13 ただし、正常な心筋と病気の心筋の間のコントラストが低いこと、画像アーティファクト、および T2- 強調画像を定量化する確立された方法がないため、心筋浮腫の存在と範囲を評価することは困難です。 ; したがって、心筋浮腫や損傷を評価するには、心筋 T2 のいくつかの定量的方法が必要です。 T2 マッピングは心筋 T2 値を定量化し、心筋浮腫の特定に役立ちます。14,15 テクスチャ分析は、医療画像に反映される組織の変化を定量化する後処理方法です。 テクスチャ解析は、追加のシーケンスを必要とせずに、歪度、エントロピー、グレースケールの不均一性などの多くのパラメータを提供します。16-18 テクスチャ解析は、びまん性を識別する心臓の T2- 強調画像に適用されています。 16 これらの MRI および後処理ツールは、臨床現場での心筋疾患の評価に役立つ可能性があります。 この総説では、T 強調心臓 MRI 技術、心臓 T2 マッピング、テクスチャ分析、およびいくつかの心筋疾患に対するそれらの臨床的関連性について説明します。 我々は、T2- 強調画像、T2 マッピング、または 1.5T イメージャ (Ingenia、Philips Healthcare、Best、オランダ) によって取得されたその他の画像を示しました。

心臓 T 強調 MRI で使用される画像化技術2-

T2- 強調イメージングは​​、組織の特性評価や多くの臓器の病状の特定に広く使用されていますが、心臓と呼吸の動き、心膜脂肪と心室内血液の高強度、血流アーチファクトが心筋損傷の特定を妨げています。19したがって、心臓 T2- 強調 MR には、心電図 (ECG) ゲーティングと、二重反転回復 (IR)、化学シフト抑制または短い反転時間 IR (STIR またはトリプル IR) および息止めを使用したブラックブラッド技術が必要です。呼吸アーチファクトを除去するために息止めが使用され、息止め時間を短縮するためにターボ スピン エコーおよびパラレル イメージング技術が使用されます。19、22–24 ブラックブラッド イメージング技術とECG ゲーティングは、血液信号、血流アーチファクト、および心臓の動きを低減します。20 低酸素状態の心筋に隣接する停滞した血流は高い強度を示す可能性があり (図 1a)、IR パルスの RF 厚さの変化により信号が減少する可能性があります。私たちの経験。 スペクトル選択的脂肪抑制は、T2- 強調イメージングにおいてトリプル IR よりも高い信号対雑音比を提供する可能性がありますが、磁気の不均一性に対してより敏感です 21。 したがって、どちらの技術も磁場強度に応じて適用できます。 、心膜と胸壁からの脂肪信号を低減するために使用される MR 画像とシミング方法。 脂肪抑制により、心筋浮腫のダイナミックレンジ識別が向上します。

T2- 強調画像における心筋 T2 信号比測定の定量的手法

心筋と骨格筋の間の信号比の測定は、心筋の検出急性心筋炎に伴う浮腫。10,25 この定量的方法は臨床現場で簡単かつ迅速に行えます。 ガントリー コイルは、マルチチャネル受信コイルおよび関連する並列イメージング技術の使用に伴う幾何学的要因や信号補正を回避するために、心筋および骨格筋の信号強度を測定するために使用されてきました。 ただし、心臓 MRI 検査の画質とスループットを向上させるために、マルチチャンネル コイルが一般的に使用されます。 骨格筋炎は心筋炎と関連している可能性があります。26 T2 マッピングやテクスチャ分析などの他の定量的手法が登場するにつれて、信号比測定は時代遅れになりつつあります。

T2マッピング

T2 マッピングは、心筋損傷の推定。 T2- で準備された定常状態の自由歳差運動またはマルチエコー勾配およびスピンエコー イメージング シーケンスが T2 マッピングに使用されます。27-29 ECG ゲート、脂肪および血液信号抑制、および高速データ収集技術が一般的に適用されます。 16,27–29 それ以外の場合は、呼吸アーチファクトを最小限に抑えるためにナビゲータ ゲーティングが使用されます。5 T1 マッピングと比較した T2 マッピングの利点は、MRI シーケンスの選択が少ないことです。磁場強度、イメージングシーケンス、MR装置ベンダーにかかわらず、心筋T2値のばらつきが減少（つまり45〜55ミリ秒）、心筋浮腫に対する感度が高く、T2マッピングとT2-の視覚的比較が可能これらにより、心筋 T2 マッピングに関する以前の報告を参照することができますが、正常な心筋 T2 値の範囲は各施設で決定される必要があります。30 また、T2 マップ ping の画像面を適切に決定することもできます。 T2- 加重画像に変換します。 対照的に、心筋の T1 値は磁場強度に大きく影響され、多くの T1 マッピングシーケンスが報告されています 4,30。T1 マッピングと非造影 T1- 強調画像との間の比較は行われていません。 T2 マッピングの限界は、さまざまな心筋疾患に関連する一般的な病理である心筋線維症を定量化できないことです。

図1 心筋梗塞。 T2-強調画像では急性心筋梗塞（a、矢印）のみが可視化されますが、急性（矢印）と慢性梗塞（矢印）の両方で後期ガドリニウム増強が示されます（b）。 点線の矢印は、慢性心筋梗塞に隣接する停滞した流れアーチファクトを示しています (a)。

質感分析

テクスチャ分析は、統計分析に基づいた定量的な後処理方法です。17,18 ヒストグラムは、各ピクセルのグレー レベル値を与えるよく知られた定量分析です。 ヒストグラムから、特定の領域の平均値、分散、歪度、および 90% パーセンタイルが導出され、これにより、体内の対応する組織を反映する領域の信号強度パターンを特徴付けることができます。 1 つのピクセルのグレー レベル値とその隣接ピクセルのグレー レベル値の間の空間的な変化と相関は、組織のテクスチャを反映している可能性があります。17,18 隣接するピクセルは、医用画像内の任意の方向に定義できます。 たとえば、多くのピクセルが特定の方向で同じグレー レベルを持つ場合、対象領域は均一な生体組織で構成されている可能性があります。 ピクセル分布のグレーレベルの変化、ランダム性、または不均一性の程度を計算することができ、これらのテクスチャの特徴は、病状におけるいくつかの組織の変性、壊死、および混合を反映している可能性があります。 このように、テクスチャ解析はエントロピーやグレースケールの不均一性などのさまざまなパラメータを提供し、あらゆる画像モダリティ、シーケンス、および病理学に適用できます (図 2)。心臓 MRI の分野ではすでに使用されており、その結果、心筋組織の変化が特定されています 16,31,32。急性発症症状を示す心筋炎を評価するために、T2 マッピングと組織解析の組み合わせも実行されています。33 この場合、組織分析は、心筋 T2 値を反映するグレー レベルに適用されます。 テクスチャ解析の利点は、パラメータが豊富であること、追加のイメージング シーケンスが不要であるため過去の画像シリーズを遡及的に解析できること、およびオープンアクセス ソフトウェアが存在することです。17,18 テクスチャ解析にはデメリットも考えられます。 : パラメータが多すぎると臨床ルーチンで使用するのが難しく、定量的データを過剰適合させる可能性があります。 したがって、人工知能によるテクスチャ分析または経験的に提供される 200 以上のパラメータからいくつかのパラメータを選択する必要があります 32。また、テクスチャ分析によって得られる異常な変数と一致する心筋の病理学的変化を判断することも困難です。

定量的心筋 T2 心筋梗塞の臨床応用と関連性

T2- 強調心臓 MRI は、「急性」心筋損傷と心筋浮腫を特定できる可能性があるため、急性心筋梗塞と慢性心筋梗塞の区別に役立ちます（図 1）。9 T2- 間の不一致重み付け画像および LGE 画像は、介入によって救済できるリスク領域を示しますが、心臓 MRI がリスク領域を特定する能力についてはいくつかの議論があります 34。さらに、急性心筋梗塞における心筋浮腫は、急性心筋梗塞の予後不良を示唆する可能性があります。 T2 マッピングと組織解析は、急性心筋梗塞を特定し、急性心筋梗塞と慢性梗塞を区別するために使用されてきました (図 3)。冠動脈疾患（図4）。