基于磁共振弥散张量成像的恒河猴心肌梗死早期心肌纤维特性研究

The alteration of myocardial fiber's structures will result in alteration of myocardial mechanical functions after myocardial infarction. The noninvasive MR techniques for myocardial fiber's structures imaging will contribute to evaluate comprehensively the change rule of damaged myocardial structure and viability from the point view of microscopic structures and mechanical functions. It is more accurate to deduce the characteristic of human being's myocardial fibers in different states by using the myocardial fibers of rhesus monkey having most close genetic relationship with human being. In the present study, the methods including diffusion tensor magnetic resonance imaging (DT-MRI), delayed enhancement magnetic resonance (DE-MR) and T1rho in 7.0T MR scanner with superhigh magnetic field will be used to evaluate the characteristic of rhesus monkey's myocardial fiber structure and myocardial viability in different early stages of myocardial infarction, to deduce and interpret the characteristic manifestation of human being's myocardial fibers after myocardial infarction, and to uncover the potential relation between myocardial viability and characteristic of myocardial fibers. This study will establish more theoretical basis for the future clinical application and translation of myocardial fiber's DT-MRI in vivo.

心肌梗死后心肌纤维结构发生改变将导致心脏力学功能改变。无创MR心肌纤维结构影像技术将有助于从微观结构及力学角度综合评估受损心肌结构及活性的变化规律。采用与人亲缘关系最接近的非人灵长类恒河猴心脏模型推演人类心肌不同状态下的纤维特性更为准确。本课题采用7.0T超高场磁共振弥散张量成像（DT-MRI）及心肌延迟增强和T1rho成像评估恒河猴心肌梗死早期不同阶段下的心肌纤维结构与活性特征；推演和解译人类心肌梗死后心肌纤维的特征性表现，揭示心肌活性与心肌纤维特性的内在联系；为未来在体心肌纤维DT-MRI的临床应用转化奠定更多的理论基础。

心肌纤维特性是反映心肌力学功能特征的重要指标。心肌梗死造成心肌纤维发生变化，导致其力学功能改变。磁共振弥散张量成像技术（DT-MRI）可从微结构角度评估受损心肌力学功能的变化规律。由于心脏快速搏动，DT-MRI在体检测心肌纤维尚存不足。评估动物离体心脏的心肌纤维特性将为该技术临床转化奠定前期理论基础。采用恒河猴心脏模型能更准确地推演人类心肌不同状态下的纤维特性。.本项目采用DT-MRI方法评估恒河猴心肌梗死急性期（1小时）、亚急性期（7天）和慢性期（84天）三个不同阶段下的心肌纤维特征。.通过本项目获取了恒河猴急性、亚急性、慢性心梗各3例及8例正常恒河猴心脏弥散张量成像数据。.研究发现正常恒河猴心肌纤维特性相关参数与正常人心脏标本的相关参数一致性非常高。组间对比发现与正常恒河猴心肌纤维相比，急性心梗模型心梗区的部分各向异性系数（FA）、表观弥散系数（ADC）和螺旋角（HA）仅发生轻微改变，遥远区基本未发生变化；亚急性模型心梗区心内膜出现局灶性缺损，FA值的降低、ADC值的上升、HA值透壁范围的降低以及左手螺旋倾向较明显，遥远区发生较轻微变化；慢性模型心梗区心内膜出现大面积缺损，心外膜出现明显的瘢痕组织，FA值、ADC值、HA值透壁范围变化极显著，HA值右手螺旋部分基本缺失，心外膜仅剩残余的左手螺旋，遥远区心肌纤维发生明显变化，整个左心室发生明显重构。慢性心梗模型的心肌纤维特性相关参数与慢性心梗病人换心手术摘除的心梗心脏的相关参数一致性也非常好。.该项目表明，DT-MRI技术对于评价心肌纤维特性变化灵敏度高，由于恒河猴正常的和慢性心梗模型心肌纤维特性参数与人的相关参数的高度一致性，急性和亚急性恒河猴心肌梗死模型对于理解相关病人的心肌纤维特性早期变化趋势及发生发展规律具有重要参考价值，这些研究将为DT-MRI技术临床在体评估病人心肌纤维特性奠定前期理论基础。