更正:利用血管活性呼吸动作进行氧敏感性心脏磁共振成像以无创评估冠状动脉微血管功能障碍

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已发布更正: 利用血管活性呼吸操作进行氧敏感性心脏 MRI 以无创评估冠状动脉微血管功能障碍。摘要、实验方案和代表性结果 部分已 更新。

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本更正针对文章 10.3791/64149

方案

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已发布更正: 利用血管活性呼吸操作进行氧敏感性心脏磁共振成像以无创评估冠状动脉微血管功能障碍。摘要、实验方案和代表性结果部分已更新。

摘要的第二段已从:

OS-CMR 利用 T2* 加权图像对血液氧合状态的已知敏感性。通过使用改良的标准临床稳态自由进动(SSFP)电影序列,可在任何心脏 MRI 扫描仪上获取氧合敏感图像,使该技术不受设备厂商限制且易于实施。作为一种血管活性呼吸操作,我们采用为期 4 分钟的呼吸方案:前 120 秒自由呼吸,随后 60 秒节律性过度通气,最后进行至少 30 秒的呼气屏气。通过追踪信号强度的变化,可评估心肌组织氧合状态对这一操作的局部及整体反应。在过度通气后屏气的最初 30 秒内信号变化,被称为呼吸诱导心肌氧合储备(B-MORE),已在健康人群及多种病理状态下得到研究。本文提供了结合血管活性操作进行氧敏感 CMR 扫描的详细操作方案。

至:

氧敏感心血管磁共振(OS-CMR)利用T2*加权图像对血液氧合状态的已知敏感性。通过在任何心脏MRI扫描仪上使用改良的标准临床稳态自由进动(SSFP)电影序列,即可获取氧敏感图像,使该技术不受设备厂商限制且易于实施。作为一种血管活性呼吸操作,我们采用为期2分钟的呼吸方案:首先进行120秒自由呼吸,随后60秒节律性过度通气,最后至少30秒的呼气屏气。通过追踪信号强度的变化,可评估心肌组织氧合状态的局部及整体反应。在过度通气后屏气的最初30秒内的信号变化,被称为呼吸诱导的心肌氧合储备(B-MORE),已在健康人群及多种病理状态下得到研究。本文提供了一套详细的氧敏感心血管磁共振扫描结合血管活性操作的实施方案。

方案第 1.4.1 步已更新为:

获取第二组OS-CMR序列,进行为期4分钟的连续采集,包括15秒的短暂屏气和1分钟的节律性过度通气,随后进行一次自主的最大限度屏气(约45秒)。由于连续采集过程在2分钟内获取多个心动周期,需调整一个额外参数(采集的心动周期数),使该序列为重复测量采集。
注意:所需的最短屏气时间为30秒,但60秒的屏气被视为标准。

至:

获取第二次OS-CMR序列,进行为期2分钟的连续采集,包括15秒的短暂屏气、1分钟的节律性过度通气,随后进行一次自主的最大限度屏气(约45秒)。由于连续采集在2分钟内获取多个心动周期,需调整一个额外参数(采集的心动周期数),使该序列为重复测量采集。
注意:最低要求的屏气时间为30秒,但45-60秒的屏气时间被视为标准。

方案第 1.4.3 步已从以下内容更新:

以自由呼吸开始呼吸操作,并在呼气末屏气以获取一个心动周期。随后,使用节拍器以每分钟30次呼吸的频率(一次蜂鸣表示吸气,一次蜂鸣表示呼气)引导受试者进行节律性呼吸。在过度通气进行至第55秒时,发出最后的语音指令“深吸一口气,然后呼气并屏住呼吸”,以确保屏气在呼气末水平进行。

至:

以一次短暂的15秒呼吸动作开始,结束呼气并屏住呼吸,以获取一个心动周期的数据。随后,使用节拍器以每分钟30次呼吸的频率(一个提示音表示吸气,另一个提示音表示呼气)引导受试者进行节律性呼吸。在过度通气进行至第55秒时,发出最后的语音指令:“深吸一口气,然后呼气并屏住呼吸”,以确保屏气动作在呼气末水平完成。

方案第 3.2 步已更新,原内容为:

创建两个OS序列,一个为基线序列(标记为:OS_base),另一个为执行呼吸动作期间的连续采集序列(标记为:OS_cont_acq)。保持基线OS序列不变。在OS连续采集中,将重复测量次数从1次增加至约25–40次(根据扫描仪型号而定)。增加心动周期(测量次数)直至采集时间约为4.5分钟。

至:

创建两个OS序列,一个为基线序列(标记为:OS_base),另一个为执行呼吸动作期间的连续采集序列(标记为:OS_cont_acq)。保持基线OS序列不变。在OS连续采集序列中,将重复测量次数从1次增加至约15–40次(取决于扫描仪型号)。持续增加心动周期(测量次数)的数量,直至采集时间达到约2.5分钟。

方案第 5.1.1 步已更新为:

如果可能,从 OS 基线图像复制切片位置并调整体积,或复制基线 OS 序列,并在重复测量中将扫描次数从 1 增加至约 25–40 次(或接近 4.5 分钟的采集时间)。

至:

如果可能,从 OS 基线图像中复制切片位置并调整扫描容积,或复制基线 OS 序列,并在重复测量中将扫描次数从 1 次增加至约 15–40 次(或接近 2.5 分钟的采集时间)。

方案第 5.5.2 步已更新为:

如果手动指导受试者进行呼吸动作,请指示他们先吸气、呼气,然后屏住呼吸10秒,一旦听到节拍器发出蜂鸣声,立即开始过度通气。

至:

如果手动指导受试者进行呼吸动作,请指示他们先吸气、呼气,然后屏住呼吸15秒(短时间屏气),并在听到节拍器发出蜂鸣声后立即开始过度通气。

方案第 8.1 步已从以下内容更新:

将 B-MORE 表示为从基线到血管舒张期间信号强度的百分比变化(见公式 1):
应变分析的 ΔSI 公式,基于图像比较的数学方程,研究方法。     (1)

至:

将 B-MORE 表示为从基线到血管舒张期间信号强度的百分比变化(见公式 1):
用于计算光谱强度变化的ΔSI[%]公式,适用于光学研究。     (1)

代表性结果中的图2已从以下内容更新:

CMR成像示意图:组织映射、血管反应;呼吸对信号强度的影响。
图2:含血管活性呼吸操作的完整OS-CMR扫描可视化示意图。A)心脏磁共振成像扫描的标准采集步骤,包括定位像、短轴和长轴电影功能图像,以及组织表征图像(如T1和/或T2映射)。(B)血管活性呼吸操作的执行过程、生理效应、图像采集时机,以及MRI信号强度在操作过程中的变化。缩写:OS-CMR = 氧敏感性心脏磁共振成像;DeoxyHb = 脱氧血红蛋白。请点击此处查看此图的放大版本。

至:

心脏 MRI 过程;示意图显示 CMR 成像阶段、呼吸控制对血管的反应、过度通气。
图 2:结合血管活性呼吸操作的完整 OS-CMR 扫描的可视化表示。A)心脏磁共振成像扫描的标准采集步骤,包括定位像、短轴和长轴电影功能图像,以及组织表征图像(如 T1 和/或 T2 映射)。(B)血管活性呼吸操作过程中的操作方法、生理效应、图像采集以及 MRI 信号强度的动态变化。缩写:OS-CMR = 氧敏感性心脏磁共振成像;DeoxyHb = 脱氧血红蛋白。请点击此处查看该图的放大版本。

代表性结果中的表 2 已从以下内容更新:

3T1.5T
bSSFPmSSFP (OS)bSSFPmSSFP (OS)
重复时间 (TR)2.9 ms3.5 ms31.1 ms39 ms
回波时间 (TE)1.21 ms1.73 ms1.21 ms1.63 ms
翻转角 (FA)80 deg35 deg39 deg35 deg
体素大小1.6 mm x 1.6 mm x 6 mm2.0 mm x 2.0 mm x 10.0 mm1.6 mm x 1.6 mm x 6 mm1.6 mm x 1.6 mm x 6 mm
带宽 (赫兹/像素)947130213131302

表2:在3特斯拉和1.5特斯拉下,平衡式SSFP与改良式SSFP(BOLD)序列的参数差异。 缩写:SSFP = 稳态自由进动;bSSFP = 平衡式SSFP;mSSFP = 改良式SSFP;OS = 氧敏感;BOLD = 血氧水平依赖。

至:

2.1 西门子

3T Siemens
改良的SSFP(OS)
1.5T Siemens
改良的SSFP(OS)
TR重复时间(ms)41.439
TE回波时间(ms)1.71.63
FA翻转角(度)3535
体素大小(mm)2.0 x 2.0 x 10.02.0 x 2.0 x 10.0
带宽(Hz/Px)13021302

2.2 GE HEALTHCARE

3T GE Healthcare
改良 SSFP (OS)
1.5T GE Healthcare
改良 SSFP (OS)
TR重复时间 (ms)2.83.22
TE回波时间 (ms)0.971.2
FA翻转角 (度)3535
体素大小 (mm)2.0 × 2.0 × 10.01.6 × 1.6 × 10.0
带宽 (Hz/Px)13021302

2.3 PHILIPS

3T Philips
改良的SSFP(OS)
1.5T Philips
改良的SSFP(OS)
TR重复时间(ms)3.413.3
TE回波时间(ms)1.711.64
FA翻转角(度)3555
体素大小(mm)1.98 × 1.98 × 10.01.19 × 1.19 × 10.0
带宽(Hz/Px)571.1571.1

表2:在3特斯拉和1.5特斯拉下,西门子(2.1)、通用电气医疗(2.2)和飞利浦(2.3)扫描仪上改良的SSFP(BOLD)序列参数差异 缩写:GE = 通用电气;SSFP = 稳态自由进动;OS = 氧敏感。

代表性结果中的表 3 已从以下内容更新:

可调节参数不可调节参数
视野(mm)360-400层厚(mm)10
间隙(%)0-200翻转角35
采集时间(秒/次测量)8分段数12
测量次数1(基线)或 25+(连续采集)心电图触发/前瞻性
采集窗口无设定限制TE(ms)1.7
TR(ms)40.68 (3.4)
带宽(赫兹/像素)1302

表3:图像采集过程中可调节与不可调节的OS-CMR序列参数。 缩写:OS-CMR = 氧敏感心脏磁共振成像;ECG = 心电图;TE = 回波时间;TR = 重复时间。

至:

可调节参数不可调节参数
视野(mm)360–400层厚(mm)10
层间距(%)0–200翻转角35
采集时间(秒/次测量)8分段数12–16
测量次数1(基线)或 15 次以上(连续采集)心电图触发/前瞻性
采集窗口无固定限制TE(ms)1.7
TR(ms)40.68(3.4)
带宽(赫兹/像素)1302

表3:图像采集期间可调节与不可调节的OS-CMR序列参数。 缩写:OS-CMR = 氧合敏感性心脏磁共振成像;ECG = 心电图;TE = 回波时间;TR = 重复时间。

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