定量心肌灌注MRI中由团注弥散引起的心肌血流分段变异性：基于CFD的分析

背景：定量动态对比增强心肌灌注心血管磁共振（CMR）能够估算心肌血流量（MBF）和心肌灌注储备（MPR）。这些测量需要动脉输入函数（AIF），其通常来源于左心室血池。然而，对比剂团注在到达心肌微循环之前，于冠状血管系统中的传输过程中会发生弥散。这可能在MBF和MPR估算中引入系统性且空间异质性的误差。 目的：本研究基于先前已建立的、采用真实猪冠状动脉模型的计算流体力学（CFD）模拟，对定量心肌灌注MRI中由团注弥散引起的误差进行了扩展的节段分析。本次分析的重点是冠状动脉出口向心肌节段的分配，以及由此产生的MBF和MPR误差的节段间变异性。 方法：从离体猪成像冷冻显微切片数据集中提取了左、右冠状动脉的真实三维模型。模型延伸至前小动脉水平，包括左冠状动脉364个出口和右冠状动脉104个出口，出口平均直径为383 ± 85 μm。在静息和负荷条件下，使用OpenFOAM模拟血流。随后，以伽马变异团注作为输入，通过求解对流-扩散方程对对比剂传输进行建模。采用指示剂稀释模型分析出口处的浓度-时间曲线，以估算MBF和MPR误差。将各出口分配至标准化心肌节段，并结合冠状动脉供血区域及距模型入口的传输距离，对节段平均值进行评估。 结果：模拟结果显示，容积血流量以及由团注弥散引起的MBF和MPR误差均存在显著的节段异质性。误差随距冠状动脉入口传输距离的增加而增大，并且在由右冠状动脉供血的区域更为明显，这与较低的流速和更强的团注弥散一致。由此产生的系统性误差导致MBF被低估、MPR被高估，节段偏差最高可达约60%。 结论：冠状血管系统中的团注弥散可能导致定量心肌灌注MRI中显著的节段性和位置依赖性误差。该扩展分析表明，与弥散相关的偏倚在空间上并非均一，而是取决于冠状动脉供血区域、传输距离和流动条件。在解读区域性MBF和MPR估算结果时应考虑这些影响，尤其是在自动化定量心肌灌注CMR日益广泛应用的背景下。

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🏷️ 心肌灌注MRI 计算流体力学 心肌血流量 动脉输入函数 团注弥散 节段异质性