磁共振肺動脈造影在肺動脈栓塞診斷中的應用價值評估

李 雯，紀俊雨，白洪忠，耿 廣，郝 萌，賈建雷

(1.河北省胸科醫院放射科，河北 石家莊 050041；2.河北省胸科醫院醫務處，河北 石家莊 050041)

·論 著·

磁共振肺動脈造影在肺動脈栓塞診斷中的應用價值評估

李 雯1，紀俊雨1，白洪忠2*，耿 廣1，郝 萌1，賈建雷1

(1.河北省胸科醫院放射科，河北 石家莊 050041；2.河北省胸科醫院醫務處，河北 石家莊 050041)

目的探討MR T2-trufi序列及增強磁共振肺動脈造影(magnetic resonance pulmonary angiography，MRPA)在肺動脈栓塞診斷中的應用價值。方法選擇成年健康中國大耳白兔30只，制備家兔肺動脈栓塞模型，分別進行CT肺動脈造影(computed tomography pulmonary angiography，CTPA)、MRPA及MR T2-trufi序列掃描，將肺動脈血管按照血管直徑分級，并將各級肺動脈血管直徑，血管邊緣、密度/信號等基本數據以及肺動脈血栓檢出結果進行比較。結果①3種檢測方法的Ⅰ級血管直徑差異無統計學意義(P>0.05)；T2-trufi序列檢出Ⅱ級血管直徑大于CTPA和MRPA(P<0.05)；Ⅲ級和Ⅳ級血管直徑MRPA較CTPA和T2-trufi序列更大(P<0.05)。②Ⅰ級血管清晰度比較，T2-trufi和MRPA均不如CTPA，差異有統計學意義(P<0.05)；Ⅱ級血管清晰度比較，T2-trufi序列和MRPA均不如CTPA，MRPA最差(P<0.05)；Ⅲ級血管清晰度比較，T2-trufi序列和MRPA低于CTPA(P<0.05)，T2-trufi序列與MRPA差異無統計學意義(P>0.05);Ⅳ級血管清晰度比較，CTPA高于T2-trufi序列和MRPA(P<0.05)，T2-trufi序列與MRPA之間差異無統計學意義(P>0.05)。③Ⅱ級肺動脈血栓檢出率比較，CTPA與T2-trufi序列差異有統計學意義(P<0.05)；Ⅲ級肺動脈血栓檢出率比較，CTPA高于T2-trufi序列、MRPA，差異有統計學意義(P<0.05)。結論MR T2-trufi序列及MRPA在肺動脈栓塞診斷中具有強大的優勢，但磁共振掃描時間和信噪比仍然是血管造影不可回避的弱點，故磁共振掃描目前不可取代CTPA檢查，但可作為CTPA檢查的有益補充。

肺栓塞；磁共振成像;肺動脈造影

肺栓塞是內源性或外源性栓子栓塞肺動脈以及分支動脈，導致肺循環障礙的一種常見疾病。傳統診斷肺栓塞的金標準是數字減影血管造影[1](digital subtraction angiography,DSA)，但因其檢查具有創傷性并存在相關并發癥風險，患者不易接受，因此臨床廣泛應用有一定困難。隨著多層螺旋CT的迅速發展、時間和空間分辨率的提高及信噪比的降低等，CT容積掃描肺血管造影(compute tomography pulmonary angiogram，CTPA)基本替代了傳統的DSA檢查，成為臨床診斷肺動脈栓塞的首選影像檢查方法[1]。近年來，磁共振掃描技術和計算機技術不斷發展和改進，尤其是快速磁共振掃描技術的發展，大大縮短了掃描時間，磁共振越來越多地被應用于血栓栓塞性疾病的診斷[2]。本研究通過對急性肺栓塞動物模型進行磁共振掃描觀察，探討磁共振在肺栓塞診斷中的價值，旨在為臨床應用提供科學依據。

1 材料與方法

1.1 實驗動物 健康中國大耳白兔30只，體質量3.6～4.2 kg，雌雄不限，由河北省實驗動物中心提供，符合醫學實驗動物標準。

1.2 實驗方法 將中國大耳白兔經耳緣靜脈抽取靜脈血制備自體血栓，經頸靜脈置管，將血栓注入，形成急性肺動脈栓塞模型[3]。并對栓塞前、后家兔分別進行CTPA掃描、磁共振平掃梯度回波T2WI-trufi序列掃描及增強3D-MRPA序列掃描。

1.3 掃描方法

1.3.1 CT掃描 應用西門子64排螺旋CT，螺距(Pitch)為0.969∶1，電壓80 kV，電流200 mA，層厚2.5 mm，重建1.25 mm，肺動脈造影應用雙筒高壓注射器，對比劑碘海醇350，以1∶4比例稀釋,參照小兒應用計量[4]2 mL/kg計算,注射速率2 mL/s，相同速率推注12 mL生理鹽水將導管中造影劑推入體內。掃描范圍自胸廓入口至膈肌層面。數據由后處理工作站進行多平面重建(multiple planar reconstruction，MPR)、最大密度重建(maximum intensity reconstruction，MIP)及容積重建(volume rendering，VR)，采集相關數據。

1.3.2 磁共振掃描 應用西門子AVANTO 1.5T磁共振，將家兔仰臥位固定于固定架, 小兒胸帶固定以減少呼吸幅度影響，放置于掃描床,應用體部線圈,頭先進。掃描序列：①平掃采用梯度回波T2-trufi序列(流動補償血管成像技術)[5]，層厚2.5 mm，掃描層數為20層,視野(FOV field of vision)20 cm×20 cm；②磁共振肺動脈造影(magnetic resonance pulmonary angiography，MRPA)采用增強三維快速梯度回波(3D fast field echo,)進行冠狀面掃描或軸位無間隔掃描,掃描參數為TE=3 ms, TR=9 ms,SL=2.5 mm,激勵次數(NAQ)1次,反轉角20 °,矩陣128×256。經耳緣靜脈注入造影劑釓噴酸葡胺0.2 mmol/kg,注射速度為1 mL/s,同速率追加等量生理鹽水,延遲1 s開始掃描,共采集4次,獲得T1WIC+,并以最大密度投影(maximum intensity projection,MIP)重建為3D DCEMRPA圖像。

1.4 圖像評判標準

1.4.1 血管顯示信息 ①各級肺動脈直徑顯示有無差異；②血管顯示清晰程度分為2級：Ⅰ級，肺動脈顯示清晰且邊緣銳利，密度(信號)均勻；Ⅱ級，肺動脈可顯示，但血管邊緣不清晰、銳利或密度(信號)不均勻。

1.4.2 肺動脈血管分級 肺動脈分級通常以肺動脈主干為第1級，左、右肺動脈分支為第2級，葉動脈為3級，段及段以下肺動脈為第4級。但是由于家兔肺動脈各葉、段分支血管直徑差異較大，如家兔雙肺下葉膈支動脈本為4級肺動脈，其直徑約2～2.5 mm，而作為3級肺動脈的右肺中間葉肺動脈，其直徑僅為1.4～1.8 mm，若按照解剖分級所采集數據存在偏倚。故本研究沿用以往課題中分級方法[6]，按照血管直徑的大小將肺動脈分支分為4個等級：Ⅰ級，血管直徑>5 mm；Ⅱ級，>3～5 mm；Ⅲ級，2～3 mm；Ⅳ級，<2 mm。

1.4.3 肺動脈血栓檢出率 分別用CTPA及磁共振梯度回波T2-trufi序列及MRPA對各級肺動脈血栓檢出率進行分析。

1.5 統計學方法 應用SPSS 19.0軟件對數據進行統計學分析。計量資料比較分別采用F檢驗和SNK-q檢驗；計數資料比較采用χ2檢驗。P<0.05為差異有統計學意義。

2 結 果

實驗動物30只，成功 27只，失敗3只，失敗原因為血栓注入過量和造模麻醉意外。共獲得血管數據445支，其中Ⅰ級肺動脈62支，Ⅱ級肺動脈102支，Ⅲ級肺動脈84支，Ⅳ級肺動脈197支。CTPA可清晰顯示直徑1.5 mm以上肺動脈血管，磁共振掃描對2 mm以下肺動脈顯示欠清。

2.1 肺動脈直徑比較 3種檢測方法的Ⅰ級血管直徑差異無統計學意義(P>0.05)；T2-trufi序列檢出Ⅱ級血管直徑大于CTPA和MRPA(P<0.05)；而在Ⅲ級和Ⅳ級血管中MRPA較CTPA和T2-trufi序列檢出血管直徑更大(P<0.05)。見表1。

表1 各級肺動脈直徑比較Table 1 The diameters of each grade of pulmonary artery

*P<0.05與CTPA比較 #P<0.05與T2-trufi序列比較(SNK-q檢驗)

2.2 動脈清晰度評價 Ⅰ級血管清晰度比較，T2-trufi序列和MRPA不如CTPA，差異有統計學意義(P<0.05);Ⅱ級血管清晰度比較，T2-trufi序列和MRPA均不如CTPA，MRPA最差(P<0.05)；Ⅲ級血管清晰度比較，T2-trufi序列和MRPA均不如CTPA(P<0.05)，T2-trufi序列與MRPA之間檢出率差異無統計學意義(P>0.05);Ⅳ級血管清晰度比較，CTPA高于T2-trufi序列和MRPA(P<0.05)，T2-trufi序列與MRPA之間差異無統計學意義(P>0.05)。見表2。

表2 各級血管清晰度比較Table 2 The vessel clarity displayed (支數，%)

*P<0.05與CTPA比較 #P<0.05與T2-trufi序列比較(χ2檢驗)

2.3 肺動脈血栓檢出率 CTPA檢出肺動脈血栓185支，MR T2-trufi序列檢出血栓111支，MRPA檢出血栓107支。CTPA可見雙肺下葉膈支動脈內低密度充盈缺損為肺動脈血栓(圖1)；MRPA顯示左肺下葉膈支動脈內充盈缺損(圖2)，右肺下葉部分肺動脈截斷；MR T2-trufi序列顯示雙肺下葉膈支動脈內充盈缺損(圖3～4)；CTPA血管直徑<2 mm的Ⅳ級小肺動脈內尚能清晰顯示肺動脈血栓(圖5)，而磁共振血管成像顯影欠清晰。3種檢測方法對Ⅰ級肺動脈血栓檢出率差異無統計學意義(P>0.05)。Ⅱ級肺動脈血栓檢出率比較，CTPA與T2-trufi序列差異有統計學意義(P<0.05)，而CTPA與MRPA差異無統計學意義(P>0.05)。Ⅲ級肺動脈血栓檢出率比較，CTPA高于T2-trufi序列、MRPA，差異有統計學意義(P<0.05)，而T2-trufi序列與MRPA差異無統計學意義(P>0.05)。見表3。

表3 各級肺動脈血栓檢出率比較Table 3 The display of thrombus in each grade of pulmonary artery (支數)

*P<0.05與CTPA比較(χ2檢驗)

3 討 論

肺動脈栓塞是一種常見的循環系統疾病，由于起病急，進展快，致死率較高，故及時準確診斷并早期開展有效治療可以明顯降低病死率。CTPA技術廣泛應用于臨床[7]，逐漸取代了作為診斷肺動脈栓塞金標準[8]的DSA檢查，成為肺栓塞的首要診斷方法，但是CTPA的檢查依然有其局限性，其中造影劑過敏是最常見的原因之一，其次CT掃描的輻射量較大，也成為部分患者無法進行CTPA檢查的一個重要因素。MRA作為一項成熟的血管成像技術早已應用于腦動脈成像[9]。但對于存在呼吸及心臟運動偽影的胸部肺動脈成像，其應用還在實踐中逐步探索，目前已有影像界前輩用磁共振增強掃描通氣-血流比診斷肺動脈栓塞進行了大量的研究[10]。本研究通過對家兔肺動脈的CT與MR造影對比，評價MRPA以及磁共振平掃流動補償T2WI-trufi序列對家兔各級肺動脈的顯示差異，對肺動脈血栓檢出率進行比較，評價磁共振掃描在肺動脈栓塞診斷中的應用價值。

MR T2-trufi序列(流動補償血管成像技術)[5]，其成像原理是通過流動補償效應，使流動的血液成為高信號影，而相對穩定的血管壁及血栓呈現為等信號或者略低信號影，周圍含氣肺組織呈現低信號影，與高信號的血流形成鮮明對比。因此，T2-trufi序列是一種不用注射造影劑即可完成的血管成像技術，特別是在血液流動方向一致、流速穩定的動脈血管內，顯示尤佳[8]。其缺點是對血流方向及血流速度敏感，特別是存在血管搏動的較大動脈及存在湍流形成的區域，血管信號欠均勻，邊緣毛糙，有礙于血管內充盈缺損的準確評價。在本研究中，對于血管直徑>5 mm的葉及葉以上肺動脈，該序列對肺動脈血栓的檢出率與CTPA接近。

對于血管直徑<3 mm的肺小動脈，磁共振的顯示明顯不足，究其原因：①1.5T磁共振的磁場強度決定了信噪比的局限性；②本研究尚存在動物模型選擇的原因，家兔的肺臟較小,循環速度快,最主要的是家兔的呼吸頻率高,成年家兔平靜呼吸頻率[3]達20～40次/min,在麻醉狀態下高于平靜呼吸,64排CTPA掃描時間短，一般需要3～4 s時間即可完成，故CTPA影響不明顯，而磁共振掃描時間較長，心臟搏動偽影明顯，并且檢查時未中斷呼吸，影響成像質量。而此問題同樣存在于人體。故MR T2-trufi-trufi序列可作為疑似肺動脈栓塞患者篩選檢查，但不宜作為確診檢查。

MRPA是采用3D快速梯度回波T1WIC+序列，通過耳緣靜脈靜脈注射順磁性造影劑，縮短血液的T1弛豫時間，使血液信號增強的血管造影成像方法。本研究顯示，MRPA對于不同直徑肺動脈血栓檢出率較高，接近CTPA對血栓的檢出率。

MRPA優點：相對于CT而言，MRPA所用造影劑為釓螯合劑，劑量少，較少引起致敏反應；MRPA不存在放射線損傷；多平面采集數據，選擇與血管的平行層面進行數據采集，掃描范圍廣，可包含較大范圍的血管。對于磁共振平掃T2-trufi序列而言，MRPA不依只賴于血液流動物理狀態成像，故消除了層面內飽和效應和血流物理狀態對血管成像的影響[11]，后期進行多方位三維重建、多角度觀察，使信息更為準確。因此，3D磁共振血管成像技術成為近年來迅速發展的磁共振血管造影新技術，逐漸應用于胸腹部血管疾病的診斷[10，12]，在肺動脈造影中也顯示出了廣闊的前景。

MRPA缺點：掃描時間依然是制約磁共振血管造影的關鍵因素，增強掃描所采集T1WI相，掃描時間長，而3D DCEMPPA掃描雖然提高了掃描速度，卻降低了信噪比，故對于血管直徑<3 mm的小動脈血栓顯示不清，MRPA對于小肺動脈分支略遜色于CTPA。另外，不可避免的呼吸運動及心臟搏動偽影和掃描時長的限制，目前希望得到信噪比較高的有關血栓時相的T1WI和T2WI圖像比較困難。尤其是急性肺動脈栓塞患者，應盡量縮短掃描時間，減少檢查風險。

MRPA存在CT不具備的優勢，①不存在放射線損傷；②不存在含碘造影劑過敏風險；③磁共振造影劑劑量小，可減少心功能異常患者檢查風險；④對于3 mm以上的肺動脈血管的顯示，MRPA與CTPA差異無統計學意義。但MRPA無法取代CTPA，因其掃描時間長，且對于直徑<3 mm肺動脈的顯影清晰程度低于CTPA，只可作為CTPA檢查的有益補充。

綜上所述，對于急慢性肺動脈栓塞的診斷，CTPA逐漸取代了具有診斷金標準的DSA有創檢查，成為2014版歐洲心臟病學會急性肺血栓栓塞癥診斷治療指南中的首選檢查方法[1]，磁共振是一種可以作為CTPA有效補充的檢查方法，尚需要臨床進一步檢驗，在患者無法承受含碘造影劑，或不適合X線照射的妊娠期女性，可以考慮應用磁共振平掃MR T2-trufi序列及MRPA作為替代檢查，結合臨床，早診斷，早期干預，早期治療，以期待獲得更好的效果。隨著磁共振場強的提高，硬件及軟件的不斷發展,磁共振必將進一步完善,故MRPA將成為發展前景可觀的新的診斷方法。(本文圖見封三)

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(本文編輯：劉斯靜)

The clinical value of MRI pulmonary artery angiography in the diagnosis of pulmonary artery embolism

LI Wen1， JI Jun-yu1， BAI Hong-zhong2*，GENG Guang1， HAO Meng1， JIA Jian-lei1

(1.DepartmentofRadiology，HebeiChestHospital，Shijiazhuang050041，China；2.DepartmentofAdministration，HebeiChestHospital，Shijiazhuang050041，China)

Objective To discuss the value of MR T2-trufi bright blood sequence and contrast-enhanced magnetic resonance pulmonary angiography(MRPA) in the diagnosis of pulmonary artery embolism. Methods Thirty healthy adult Chinese white rabbit were chosen as experimental animal and were examined using computer tomography pulmonary angiography(CTPA)、 MRPA and MR T2-trufi bright blood sequence separately. Their pulmonary arteries were graded by vessel diameter. The basic values such as vessel diameter, vessel edge and density in each grade of pulmonary artery were compared with each other and with the results of pulmonary artery embolism. Results ①In the display of vessel diameters, MRPA and CTPA, MR T2-trufi bright blood sequence had no significant difference in the display of gradeⅠpulmonary artery(P>0.05); MR T2-trufi bright blood sequence detected a larger diameter than MRPA and CTPA in gradeⅡpulmonary artery(P<0.05); MRPA had a larger diameter than CTPA and MR T2-trufi bright blood sequence in Ⅲ and Ⅳpulmonary artery(P<0.05). ②In the display of vessel clarity, CTPA was superior than MR T2-trufi bright blood sequence and MRPA in gradeⅠpulmonary artery(P<0.05); CTPA was superior than MR T2-trufi bright blood sequence and MRPA in gradeⅡpulmonary artery, and MRPA was the worst(P<0.05); In grade Ⅲ and Ⅳpulmonary artery, CTPA was superior than MR T2-trufi bright blood sequence(P<0.05), and MRPA had no significant difference with MR T2-trufi bright blood sequence(P>0.05). ③In the detection of pulmonary emboli, CTPA and MR T2-trufi bright blood sequence had significant difference in gradeⅡpulmonary artery(P<0.05); CTPA and MR T2-trufi bright blood sequence , MRPA had significant difference in grade Ⅲ pulmonary artery(P<0.05).Conclusion MR T2-trufi bright blood sequence and MRPA pulmonary artery angiography had obvious advantage in the diagnosis of pulmonary artery embolism, but the examination time and signal-noise ratio are inevitable pitfalls. MR can not replace CTPA examination up till now, but can be an beneficial supplement.

pulmonary embolism； magnetic resonance imaging； pulmonary artery angiography

2016-07-04；

2016-08-03h

河北省醫學科學研究重點課題(20110018)

李雯(1973-)，女，河北石家莊人，河北省胸科醫院副主任醫師，醫學碩士，從事醫學影像診斷研究。

R563.5

A

1007-3205(2017)02-0188-06

10.3969/j.issn.1007-3205.2017.02.016

*通訊作者