Investigative Radiology：使用BOLD进行心肌组织氧合和微血管血容量测量

现阶段，心血管磁共振成像（MRI）已广泛应用于评估心肌的宏观结构和微观结构。许多研究已经证明了绘制心肌参数图的临床价值，如T1、T2和细胞外体积。另一种评估重要血液动力学变化的方法是使用血氧水平依赖性（BOLD）对比。血氧水平依赖性信号是由Ogawa等学者首次报道，BOLD成像已经彻底改变了脑功能成像。Ogawa和Lee将这种对比机制归结为血管中不同数量的脱氧血红蛋白（dHb）。脱氧血红蛋白是顺磁性的，血液中不同数量的脱氧血红蛋白会导致T2*信号的变化。许多对心肌BOLD成像的研究表明，该技术可检测到病变或灌注不良的心肌区域的信号变化。

多项研究表明，狭窄的冠状动脉远端微血管处于基础的血管扩张状态，并可能在其他一些疾病状态下受到不利影响，包括糖尿病、非缺血性扩张型心肌病、冠状动脉狭窄、心脏移植排斥和淀粉样变。微血管血容量（MBVs）的测量是重要的组织特征，特别是在解释组织氧饱和度测量时。到目前为止，临床上已经发表了一些研究证实了使用MRI量化各种给药引起的心肌组织氧饱和度变化 ，但所有这些研究都假设MBV在静脉注射腺苷或多巴胺时保持不变。为了准确评估心肌，必须对MBV进行测量和计算。此外，MBV 的无创测量有助于诊断一些疾病或其相关因素，如内皮功能紊乱、冠状动脉血管痉挛和非缺血性扩张型心肌病。

最早的心肌BOLD研究是在动物呼吸和孤立的灌注心脏模型中进行的。在一份评估心肌BOLD信号生理基础的早期手稿中，Atalay证明了在孤立的灌注兔心脏恒定血流条件下，T2和血液中血红蛋白氧饱和度之间的强烈关联。

近日，发表在Investigative Radiology杂志的一项研究提出了一种定量测量药物诱导的微血管容积变化的方法以及使用校准的血氧水平依赖的磁共振成像（MRI）药物诱导的血氧变化，并通过4个R2*的测量探讨了微血管血容量（MBV）和组织氧合变化随着血管活性药物使用而被量化的过程。

本项研究纳入了12只健康大鼠进行了评估。在输注增加微血管血流的腺苷或增加心肌耗氧量的多巴胺的情况下和不输注的情况下获得了R2*maps。此外，在静脉注射单晶氧化铁纳米粒子后，在无论是否注射腺苷或多巴胺后都获得了R2*maps。 

结果显示，使用腺苷时，微血管总量增加了10.8%，使用多巴胺时增加了25.6%（P < 0.05）。当比较心内膜和心外膜时，腺苷和多巴胺都显示心内膜和心外膜的MBV变化有明显差异( P < 0.05)。腺苷的心肌总氧饱和度增加了6.59%，多布他明增加了1.64% ( P = 0.27)。每种药物的心外膜和心内膜氧饱和度变化的差异都很明显（腺苷P < 0.05，多巴胺P < 0.05）。 

图  大鼠心肌的R2*maps。A，静止时。B, 注射多巴酚丁胺期间。C，在不使用腺苷的情况下，在MION使用后。D，MION给药后，腺苷输注期间

本项研究结果证明了使用校准的血氧水平依赖性MRI量化微血管容积和氧合变化的能力，并且证明了腺苷和多巴胺的不同反应。研究表明，这种方法在检查各种疾病状态下的微血管疾病方面具有临床潜力，而无需摄入放射性药物或钆基造影剂。
原文出处：

Jeffrey M Dendy,Sean G Hughes,Jonathan H Soslow,et al.Myocardial Tissue Oxygenation and Microvascular Blood Volume Measurement Using Contrast Blood Oxygenation Level-Dependent Imaging Model.DOI:10.1097/RLI.0000000000000873