《Magnetic Resonance Imaging》：4D flow MRI of aortic blood flow parameters in healthy volunteers: Sex- and age-specific analysis
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本研究通过4D流动磁共振成像，建立了健康韩国成年人在升主动脉、主动脉弓和降主动脉段的血流动力学参数（流速、粘滞能量损失、归一化涡旋度、正负归一化螺旋度）的年龄和性别特异性正常值范围。结果显示男性升主动脉流速和各段粘滞能量损失显著高于女性，而大部分参数呈现年龄依赖性下降趋势，其中降主动脉段参数下降最明显。研究为亚洲人群的血流动力学评估提供了标准化参考数据。
李圭汉（Gyu-Han Lee）| 哈镐真（Hojin Ha）| 朴京珍（Kyung Jin Park）| 权亨圭（Hyun Jung Koo）| 李俊秀（June-Goo Lee）| 李炫秀（Hyun Seo Lee）| 李贞恩（Jong Eun Lee）| 杨东贤（Dong Hyun Yang）| 金大熙（Dae-Hee Kim）
韩国蔚山大学医学院阿?医疗中心放射科及放射学研究所，首尔松坡区奥林匹克路43巷88号，邮编05505
摘要
目的
四维（4D）血流磁共振成像（4D flow MRI）能够全面评估主动脉的血流动力学，但相关规范值仍较为有限，尤其是在亚洲人群中。本研究旨在为健康韩国成年人建立基于年龄和性别的血流相关参数的规范值。
方法
77名健康志愿者（年龄20–79岁）接受了4D血流MRI检查。研究人员量化了升主动脉（AAo）、主动脉弓（AoA）和降主动脉（DAo）中的血流动力学参数，包括流速、粘性能量损失、归一化涡度和螺旋度。
结果
研究发现，升主动脉中的流速（p < 0.001）和所有节段中的粘性能量损失存在显著性别差异（p < 0.05），而归一化涡度和螺旋度则无性别差异。在粘性能量损失方面，男性值高于女性：升主动脉为2.84 ± 1.05 mW vs 2.22 ± 0.60 mW（p = 0.017），主动脉弓为0.74 ± 0.37 mW vs 0.42 ± 0.19 mW（p = 0.001），降主动脉为4.78 ± 1.82 mW vs 3.32 ± 1.55 mW（p = 0.002）。大多数参数随年龄增长而下降，尤其是在降主动脉中。流速（r = -0.725, p < 0.001）和粘性能量损失（r = -0.745, p < 0.001）与年龄的相关性最强。螺旋度的变化具有性别特异性，男性在降主动脉中相关性最强，女性在主动脉弓中相关性最强；负螺旋度在两性中降主动脉中的相关性最强。
结论
本研究利用4D血流MRI为健康韩国成年人建立了基于年龄和性别的主动脉血流动力学参数的规范值。虽然性别差异有限，但大多数血流参数随年龄增长而下降。
引言
四维血流磁共振成像（4D flow MRI）是一种强大的技术，可用于可视化心血管疾病中的血流现象并提取具有预测价值的血流动力学生物标志物。它能够全面、实时地量化三维血流，从而评估流速、粘性能量损失、涡度、螺旋度和壁面剪切应力等参数[1]。这些参数在多种心血管疾病的临床应用中显示出越来越高的实用性，包括双尖瓣主动脉瓣、主动脉狭窄、主动脉瘤和主动脉夹层[2][3][4][5]。
血流动力学参数因性别和年龄而异，这突显了制定特定人群规范范围的必要性[6][7][8][9][10][11][12][13]。主动脉几何结构和顺应性的年龄相关变化（如直径增大、壁厚增加和弹性降低）强调了准确规范值在早期检测和临床决策中的重要性[14,15]。主动脉疾病中的性别差异进一步支持了制定针对不同性别的诊断和治疗策略[16,17]。
虽然已有共识建议用于标准化4D血流MRI参数[1]，但大多数基于健康志愿者的规范值是基于西方人群的研究得出的[6][7][8][9][10][11][12][13]，对于亚洲人群的血流动力学特征了解较少。
本研究旨在为健康韩国成年人建立基于年龄和性别的4D血流MRI血流动力学参数的规范值。通过创建正常主动脉血流参数图谱，将为临床应用提供重要数据，并提高4D血流MRI在不同人群中的适用性。
研究队列
2021年5月至2023年11月期间，阿?医疗中心前瞻性招募了88名无MRI检查禁忌症的健康志愿者。所有参与者均经经胸超声心动图检查确认无异常，并无心血管疾病史。本研究已获得机构审查委员会批准（批准编号IRB 2020–1698），所有参与者均签署了书面知情同意书。志愿者按年龄分组。
结果
经评估排除标准后，有21名参与者被排除：10名因扫描不完整（如撤回同意、扫描失败或错过预约），11名因数据重建不完整（图1）。最终分析共纳入77例检查结果。表2显示了各年龄组的详细特征。主动脉直径数据是根据相位对比分割结果手动得出的。
讨论
本研究旨在建立基于性别和年龄的主动脉血流相关参数的规范值，包括流速、粘性能量损失、归一化涡度以及绝对螺旋度、正螺旋度和负螺旋度。主要发现如下：（1）除粘性能量损失外，各年龄组中男性和女性的正常值差异极小；（2）大多数参数随年龄增长而下降。
局限性
本研究存在一些局限性。首先，4D血流MRI扫描采用了ICOSA6方法，该方法精度较高但采集时间较长，因此在其他研究中较少使用[18]。其次，4D血流MRI的时空分辨率在量化血流相关参数时存在挑战，尤其是粘性能量损失，其数值通常低于计算流体动力学的结果[23,24]。
结论
本研究确定了胸主动脉中流速、粘性能量损失、归一化涡度、绝对螺旋度、正螺旋度和负螺旋度以及脉搏波速度（PWV）的规范值。本研究开发的图谱模型有助于识别异常血流模式并评估与年龄相关的血流动力学变化，具有早期疾病检测和监测治疗效果等临床应用潜力。
作者贡献声明
李圭汉（Gyu-Han Lee）：概念构思、方法设计、初稿撰写、审阅与编辑。
哈镐真（Hojin Ha）：概念构思、数据整理、初稿撰写、审阅与编辑。
朴京珍（Kyung Jin Park）：方法设计、撰写、审阅与编辑。
权亨圭（Hyun Jung Koo）：概念构思、撰写、审阅与编辑。
李俊秀（June-Goo Lee）：方法设计、撰写、审阅与编辑。
李炫秀（Hyun Seo Lee）：方法设计、撰写、审阅与编辑。
李贞恩（Jong Eun Lee）：概念构思、撰写、审阅与编辑。
资助
本研究得到了韩国国家研究基金会（NRF）的资助，资金来源包括韩国政府（MSIT）（RS-2023-00218630、RS-2024-00336999、2022R1A5A1022977），以及韩国国家研究基金会通过教育部提供的基础科学研究计划（RS-2023-00270614）。
利益冲突声明
作者声明无潜在的利益冲突。
