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収縮期ShMOLLI心筋T1マッピングによる部分容積効果に対するロバスト性の向上と頻脈性不整脈への応用
Systolic ShMOLLI myocardial T1-mapping for improved robustness to partial-volume effects and applications in tachyarrhythmias.
PMID: 26315682 PMCID: PMC4552368. DOI: 10.1186/s12968-015-0182-5.
抄録
背景:
Shortened Modified Look-Locker Inversion Recovery（ShMOLLI）法を用いたT1マッピングは、重要な心筋組織の特徴を非侵襲的に評価することを可能にする。しかし、頻脈性不整脈は誤作動を引き起こし、不正確なT1推定を引き起こす可能性がある。我々は、収縮期T1マッピングがこれを克服できるかどうか、また、従来の拡張期T1マッピングと比較してT1値やデータの質が有意に異なるかどうかを検証することを目的とした。
BACKGROUND: T1-mapping using the Shortened Modified Look-Locker Inversion Recovery (ShMOLLI) technique enables non-invasive assessment of important myocardial tissue characteristics. However, tachyarrhythmia may cause mistriggering and inaccurate T1 estimation. We set out to test whether systolic T1-mapping might overcome this, and whether T1 values or data quality would be significantly different compared to conventional diastolic T1-mapping.
方法:
10人の健康なボランティア（5人の男性）の洞調律中の1.5TでのShMOLLI（Magnetom Avanto、Siemens Healthcare）を用いて、所定のトリガーディレイ（TD）時間を変化させて、ネイティブT1マップを取得した。0、50、100および150ms（すべて「収縮期」）、340ms（MOLLI TD 500ms、ShMOLLIのための従来のTD）および「拡張期終了」。T1マップもまた、画像の読み出し時間を短縮し、収縮期運動に対する感度を低下させる効果を探るために、より短い読み出しを用いて取得した。頻脈性不整脈患者15人（n=13人の心房細動、n=2人の洞性頻拍、平均HR範囲93～121bpm）を対象に、収縮期T1マッピングの実行可能性と画質を検証した。
METHODS: Native T1 maps were acquired using ShMOLLI at 1.5 T (Magnetom Avanto, Siemens Healthcare) in 10 healthy volunteers (5 male) in sinus rhythm, at varying prescribed trigger delay (TD) times: 0, 50, 100 and 150 ms (all "systolic"), 340 ms (MOLLI TD 500 ms, the conventional TD for ShMOLLI) and also "end diastolic". T1 maps were also acquired using a shorter readout, to explore the effect of reducing image readout time and sensitivity to systolic motion. The feasibility and image quality of systolic T1-mapping was tested in 15 patients with tachyarrhythmia (n = 13 atrial fibrillation, n = 2 sinus tachycardia; mean HR range 93-121 bpm).
結果:
健康なボランティアにおいて、収縮期の読影は拡張期の読影に比べて心筋の厚さを増加させた。T1値に対するTDの全体的な効果は小さく（p=0.04）、収縮期のT1値は拡張期に比べてわずかに短かった（最大差は10ms）。明らかな性差（男性ではTDのT1値への影響はなく、女性ではより顕著な差があり、女性では細い心筋セグメントでこの影響が誇張されていた）があったが、拡張と輪郭の侵食は、女性のT1へのTDの影響は、ほとんどすべてが拡張期におけるより部分的な容積効果によるものであることを示唆している。すべてのT1マップは優れた品質であったが、収縮期のTDと短い読み出しは、セグメントのT1値の変動が少ないことと関連していた。頻脈患者では、収縮期の画像取得は一貫して優れたT1マップを作成した（中央値R(2)=0.993）。
RESULTS: In healthy volunteers, systolic readout increased the thickness of myocardium compared to the diastolic readout. There was a small overall effect of TD on T1 values (p = 0.04), with slightly shorter T1 values in systole compared to diastole (maximum difference 10 ms). While there were apparent gender differences (with no effect of TD on T1 values in males, more marked differences in females, and exaggeration of this effect in thinner myocardial segments in females), dilatation and erosion of contours suggested that the effect of TD on T1 in females was almost entirely due to more partial-volume effects in diastole. All T1 maps were of excellent quality, but systolic TD and shorter readout were associated with less variability in segmental T1 values. In tachycardic patients, systolic acquisitions produced consistently excellent T1 maps (median R (2) = 0.993).
結論:
健康なボランティアでは、収縮期ShMOLLI T1マッピングはT1変動を減少させ、従来の拡張期読み出しと臨床的に同等のT1値を報告する；収縮期のわずかに短いT1値は、機能的心筋厚の増加による部分体積効果の減少によってほとんど説明される。頻脈性不整脈患者において、収縮期ShMOLLI T1マッピングは実行可能であり、誤作動を回避し、優れた品質のT1マップを作成する。このことは、困難なリズム（急速な心房細動など）への臨床応用の可能性を広げ、より細い心筋セグメントの調査を助ける。さらなる検証により、収縮期T1マッピングは心筋T1マッピングの新しい便利な標準となる可能性があります。
CONCLUSIONS: In healthy volunteers, systolic ShMOLLI T1-mapping reduces T1 variability and reports clinically equivalent T1 values to conventional diastolic readout; slightly shorter T1 values in systole are mostly explained by reduced partial-volume effects due to the increase in functional myocardial thickness. In patients with tachyarrhythmia, systolic ShMOLLI T1-mapping is feasible, circumvents mistriggering and produces excellent quality T1 maps. This extends its clinical applicability to challenging rhythms (such as rapid atrial fibrillation) and aids the investigation of thinner myocardial segments. With further validation, systolic T1-mapping may become a new and convenient standard for myocardial T1-mapping.