心脏磁共振成像

磁共振成像是一种利用组织的顺磁特性来可视化软组织对比度的技术。MRI机器的孔通常使用电磁线圈包裹，当施加电流时，该线圈提供恒定的均质磁场（B_0）。在呈现的高场鼠成像中，使用了7特斯拉（T）磁场强度，约为地球磁场的14万倍，是常见的临床3T和1.5T扫描仪场强度的两倍多。这种同质磁场使几乎所有活组织固有的氢质子对齐其旋转轴。然后，可以使用射频 （RF） 波将这些旋转"倾斜"到相对于旋转轴（即翻转角度）的一定角度。当质子试图放松回到原来的方向时，它们垂直于主轴的自旋成分会产生可探测的电信号。

此外，磁梯度可以干扰主磁场，并允许空间隔离的射频激发来本地化接收的信号。特定于此处描述的方法，FLASH 序列使用重复的低翻转角度激发在质子运动中诱导稳态模式。这种模式允许组织固有的动态，如在心血管系统，快速成像，并在心脏周期内实现相对稳定的快照。通过用生理信号触发FLASH序列，可以获取心血管系统的图像，突出心脏、血管和呼吸运动。

图 1显示了左心室短轴视图的 Cine 循环，该循环直接垂直于心脏的基顶轴，位置包括心室肌肉。

图1:小鼠心脏的明亮血肉成像，在心脏周期内提供14个短轴视图快照，包括端膜（t = 8）和峰值systole（t = 13）。左心室流明内的跌落信号区域表示血液快速移动，最初位于平面外，未被 RF 波激发标记。

第二个代表性的图像显示了心脏的4室视图，明亮的血液通过斜面瓣膜和三头瓣，然后分别流经主动脉和肺瓣。

图2:明亮的血液电影成像的老鼠心脏与四室视图显示端片（左）和峰值systole（右）。左心室流明内的跌落信号区域表示血液快速移动，最初位于平面外，未被 RF 波激发标记。

最后，第三个代表性的结果是最大强度投影（MIP），它显示了如何将多个切片空间结合，以可视化整个小鼠身体的心血管系统。

图3:三维时间同步的二维明亮血液图像的最大强度投影，显示小鼠的胸腔和腹部区域。从这个角度可以看出心脏、劣质的维纳卡瓦和小腹部主动脉瘤（红圈）。

在这里，心脏MRI与心脏和呼吸门浇口结合使用，以获取鼠心的循环数据。虽然心脏是示范的重点，但心血管系统的其他区域可以按照相同的方法进行成像。尽管 MRI 不会遭受其他成像模式常见的伪影，但每个采集持续时间实现的空间分辨率也有明显的权衡。当小鼠无法承受更长的麻醉持续时间时（如在严重疾病模型中）时，这种权衡是值得关注的。尽管如此，MRI的优点是能够可视化底层组织，而不会有微CT固有的电离辐射损伤风险。 使用MRI技术，可以对心血管进行体内评估，为小动物模型中疾病进展和相关治疗反应的纵向研究奠定基础。

作为所述技术的延伸，该技术可用于比较健康心脏与患病心脏的运动学。与临床上发现的Murine模型相比，心脏功能障碍的Murine模型可以受到更多的控制，使研究人员能够识别导致心脏病的特定因素，并研究机械损伤后的重塑过程。此外，类似的研究工作可以进行与血管的焦点，如腹部主动脉瘤（AAA）形成。鉴于血液在所述方法下发出高强度信号，可以利用该对比度来评估AAA的膨胀，并测量血管生物力学特性的变化。最后，可以进行研究，研究大脑的血管化，以比较血管生成对创伤性脑损伤或中风的反应。理想情况下，与大多数临床前成像一样，高场心血管MRI等技术可以加深我们对人类疾病过程的理解，并激发对下一代诊断技术的创新。