心電觸發非對比增強血管造影技術在3.0T MRA診斷下肢動脈病變中的應用
——與DSA對照

張 嵐， 邢 威， 朱海云

近年來糖尿病、高血壓、動脈粥樣硬化等疾病所致周圍動脈閉塞性疾病（PAOD）發病率逐年增加，臨床上常用診斷方法包括彩色多普勒血流顯像（CDFI）、CTA、對比增強（CE）-MRA 及 DSA。 然而CDFI不能評估下肢動脈整體結構和血供狀況；CTA時碘對比劑應用有增加對比劑腎病發生風險；DSA具侵入性，碘對比劑和X線輻射可能引起過敏、腎毒性、血管痙攣或損傷等［1］；CE-MRA可良好顯示下肢動脈狹窄部位、程度及側支血管，但小腿和足部動脈成像中常有靜脈干擾，影響診斷結果準確性。臨床上近年越來越重視腎功能不全患者釓對比劑應用可能引起腎源性系統纖維化（NSF）［2］。一些研究顯示，非對比增強（NCE）-MRA對下肢動脈病變評估具有重要意義。本研究旨在探討NCE-MRA檢查中采用心電觸發非對比增強血管造影（triggered angiography none contrast enhanced，TRANCE）技術診斷下肢動脈病變的臨床價值。

1 材料與方法

1.1 研究對象

收集2016年1月至2017年5月河南中醫藥大學第一附屬醫院收治的38例有臨床癥狀的下肢動脈狹窄病變患者臨床資料。其中男28例、女10例；年齡 32～83 歲，平均（58.5±11.4）歲；臨床表現為單側或雙側下肢靜息痛、肢端潰瘍或壞疽、間歇性跛行。所有患者無MR檢查禁忌證，無心律不齊，無嚴重腎功能損傷，即腎小球濾過率（GFR）＜30 mL/min。本研究經醫院倫理委員會批準，所有患者均簽署知情同意書。

1.2 NCE-MRA檢查

采用荷蘭Philips公司Ingenia 3.0T MRI系統。受檢者取仰臥位、足先進，用綁帶適當固定膝、踝部防止產生運動偽影；受檢者連接4導聯心電電極，雙下肢處于體部16通道相控陣線圈內；掃描范圍為自腹主動脈分叉上3～5 cm至踝關節水平，依次采集盆腔、大腿、小腿血管信號；TRANCE技術采用三維快速自旋回波（3D-TSE）序列（參數：TR 1 000 ms，TE 63 ms，FOV 375 mm×353 mm，層厚 1.1 mm，NSA 1），配合心電觸發門控，冠狀面三維模式采集圖像——舒張期采集“動脈亮血，靜脈亮血”圖像，收縮期采集“動脈黑血，靜脈亮血”圖像，減影后獲得下肢動脈圖像。每段圖像采集前，用定量流動（Q-flow）序列（參數：TR 11 ms，TE 6.8 ms，FOV 202 mm×139 mm，層厚 6 mm，NSA 1）測得每段血管流速，確定最佳心電觸發時相。

1.3 DSA檢查

采用荷蘭Philips公司FD20 DSA系統，于NCE-MRA檢查1個月內進行DSA檢查。局部麻醉下，Seldinger技術穿刺股動脈（雙下肢動脈均重度狹窄、閉塞則穿刺肱動脈），以15～20 mL/s速率、600 psi壓力注射碘普羅胺25～30 mL；先對腹主動脈下段，左、右髂總動脈，髂內、外動脈作常規造影，再用多功能導管以4～6 mL/s速率、2 600 psi壓力注入碘普羅胺6～8 mL，對患肢作分段造影。

1.4 圖像質量和下肢動脈狹窄程度評價

NCE-MRA圖像質量評價由2名MRI診斷醫師，采用4分法［3］分別從解剖顯示、靜脈污染、軟組織偽影等方面進行評分：4分——圖像清晰、動脈血管連續、對比優、無靜脈顯影干擾、無軟組織偽影；3分——圖像較清晰、動脈血管連續、對比良好、靜脈血管顯影淺淡、對動脈成像無影響、軟組織偽影較輕；2分——圖像尚可、對比較差、動脈血管較為連續、靜脈顯影明顯但對動脈成像無顯著影響、伴有中等程度軟組織偽影；1分——圖像差、動脈血管局部不連續、對比差或顯影不清、靜脈干擾嚴重影響動脈血管顯示、軟組織偽影較重。

將下肢動脈系統分為膝下動脈段（左右脛前、脛后動脈，腓動脈）、股腘動脈段（左右股總動脈、股淺動脈、股深動脈、腘動脈）和主髂動脈段（腹主動脈下段，左右髂總動脈、髂內動脈、髂外動脈）。2名MRI醫師各自測量每處狹窄動脈管腔內徑和狹窄近端正常動脈管腔內徑，結果取兩者平均值。下肢動脈狹窄率＝（1－狹窄處動脈管腔內徑/狹窄近端正常動脈管腔內徑）×100%［4］。下肢動脈狹窄程度分級標準：1級——輕度狹窄（≤50%）；2級——中度狹窄（50%～75%）；3級——重度狹窄（75%～99%）；4級——完全閉塞；若同一動脈節段有多處狹窄，按狹窄程度級別高者歸類。

1.5 統計學分析

采用SPSS 20.0軟件對數據進行統計分析。以DSA為金標準，分析計算NCE-MRA診斷下肢動脈顯著狹窄（狹窄程度≥2級）的靈敏度、特異度、準確度、陽性預測值、陰性預測值。采用Kappa檢驗分析2名MRI醫師對圖像質量評分一致性及NCE-MRA與DSA診斷下肢動脈各節段顯著狹窄一致性，K＜0.4為一致性較差，0.4～0.8為一致性較好，＞0.8為一致性良好。P＜0.05為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 NCE-MRA圖像質量

4分法評價38例患者病變下肢動脈共798段（主髂動脈266段，股腘動脈304段，膝下動脈228段），NCE-MRA圖像質量結果見表1。2名MRI醫師對主髂動脈段、股腘動脈段、膝下動脈段NCEMRA圖像質量評分的一致性K值，分別為0.93、0.89、0.82（P 均＜0.05）。

表1 2名MRI醫師評價NCE-MRA圖像質量結果 n/%

2.2 NCE-MRA顯示下肢動脈狹窄

根據DSA檢查金標準，NCE-MRA共發現38例患者268處狹窄，其中主髂動脈段57處，股腘動脈段106處，膝下動脈段105處（圖1）。DSA診斷主髂動脈段1處3級狹窄被NCE-MRA判斷為2級；診斷股腘動脈段2處2級狹窄被判斷為1級，2處3級狹窄被判斷為4級；診斷膝下動脈段4處1級狹窄被判斷為2級，4處3級狹窄被判斷為4級。NCE-MRA診斷下肢動脈狹窄病變符合DSA金標準比例為 95.15%（255/268），共高估 10處（3.73%），低估3處（1.12%）（表2）。NCE-MRA診斷主髂動脈段、股腘動脈段顯著狹窄的靈敏度、特異度、準確度均較高于膝下動脈段，主髂動脈段、股腘動脈段、膝下動脈段K 值分別為0.90、0.87、0.73，P值均＜0.05，表明NCE-MRA與DSA診斷下肢動脈中重度狹窄的一致性較好，尤其是在診斷主髂動脈段和股腘動脈段時（表 3）。

3 討論

CE-MRA具有清晰的圖像質量和較高的診斷準確率，成為臨床上診斷下肢動脈病變最常用的影像學檢查方法。但早有研究指出腎功能不全患者GFR＜30 mL/min為CE-MRA檢查禁忌證，且釓對比劑可能引起NSF［5］。此外，CE-MRA為分段式采集血流信號（一般始于腹主動脈下段，其次為大腿部位動脈，最后為小腿和足部動脈），對比劑停留時間過長可引起小腿段靜脈顯影較明顯，造成靜脈污染［6］。近年來，NCE-MRA技術應用于外周動脈病變診斷成為研究熱點。

傳統的時間飛躍法（TOF）最早應用于下肢動脈MRA，但因受血液流入效應限制，成像范圍有限，圖像空間分辨率較低，因而不適用于大范圍下肢動脈成像［7］。快速自旋回波（FSE）序列也是早期應用的NCE-MRA技術之一，具有掃描范圍大、靜脈干擾少等優勢，在肺動脈、胸主動脈和腹主動脈病變診斷中應用較多［8］。隨著快速采集技術不斷優化，FSE序列應用于下肢動脈成像的時間極大縮短，圖像空間分辨率顯著提高。本研究采用TRANCE技術，基于心電觸發的半Fourier 3D-FSE序列，配合應用心電門控，分別在心臟收縮期和舒張期采集血流信號。動脈血在收縮期流速快，T2加權成像（T2WI）表現為低信號，舒張期流速放慢，T2WI表現為高信號；靜脈血流速在收縮期和舒張期均較緩慢，整個心動周期均表現為高信號。因此，將舒張期和收縮期圖像作減影，即可獲得動脈血管成像。

圖1 采用TRANCE技術的NCE-MRA對比DSA診斷下肢動脈病變影像

表2 NCE-MRA與DSA診斷下肢動脈狹窄程度評分比較n

表3 NCE-MRA診斷下肢動脈顯著狹窄一致性比較 %

本研究中患者NCE-MRA影像上均表現為不同程度管腔狹窄，管壁不光滑，部分動脈長段呈“串珠樣”改變，局部動脈完全或不完全閉塞，伴或不伴有側支循環形成；2名MRI診斷醫師對圖像質量評分一致性較高，其中主髂動脈段和股腘動脈段圖像質量較高，評分為3～4分動脈節段占90%以上，僅1節段評為1分，而膝下動脈段評分為3～4分節段占86%左右，6～7節段（2%～3%）評為1分。可見，NCE-MRA圖像能較為清楚地顯示下肢動脈狹窄部位、程度及范圍等，與DSA圖像顯示基本一致，但對側支血管顯示不如DSA。本研究結果顯示，NCE-MRA檢查中采用TRANCE技術診斷主髂動脈段顯著狹窄的靈敏度（95.8%）、特異度（94.2%）、準確度（96.8%）最高，診斷股腘動脈段、膝下動脈段顯著狹窄的靈敏度（分別為93.2%、92.4%）、特異度（分別為93.7%、85.6%）及準確度（分別為94.7%、88.3%）均較高，與Gutzeit等［9］報道采用 TRANCE技術診斷大腿、小腿部動脈狹窄的靈敏度（分別為95.6%、95.2%）、特異度（分別為 97.4%、87.5%）及準確度（97.1%、90.5%）近似；NCE-MRA與DSA診斷下肢動脈顯著狹窄的一致性均較好（K＞0.7，P＜0.05），尤其是在主髂動脈段和股腘動脈段（K＞0.8）。這表明NCE-MRA診斷下肢動脈病變具有一定的臨床價值，可為患者提供一種不良反應較小、可供選擇的下肢動脈狹窄評估手段。

以DSA結果為金標準，本組NCE-MRA高估4處動脈1級狹窄（均位于膝下動脈段）為2級狹窄，高估6處3級狹窄（2處位于股腘動脈段，4處為膝下動脈段）為完全閉塞。狹窄程度高估情況主要發生于動脈狹窄嚴重節段，分析其原因可能為：①自旋回波在血流速度較快或發生渦流時可引起血流失相位，導致信號丟失，因而高估狹窄程度［10］；②動脈狹窄較重時血流速度明顯減慢，收縮期采集信號與舒張期近似，同樣表現為高信號，減影后與舒張期高信號抵消，故嚴重狹窄動脈可表現為閉塞；③對比劑通過閉塞動脈遠端較緩慢，或經側支循環到達閉塞動脈遠端使其充盈顯影。

靜態間隔單次激發（quiescent-interval singleshot，QISS）技術是德國Siemens公司近年提出并較多應用于下肢動脈病變診斷的NCE-MRA技術，即采用心電門控，在收縮期施加90°飽和脈沖和90°靜脈血流抑制脈沖后于舒張期以單次激發的穩態自由進動（steady-state free precession，SSFP）序列采集動脈血流信號，因此不需減影［11］。與QISS序列相比，TRANCE技術優點為：①下肢靜脈污染較少，多為淺靜脈污染，不影響診斷；②為三維采集方式，層厚可達2 mm以下，相比QISS二維采集（層厚約3 mm），圖像空間分辨率更高，細小病變顯示更清晰；③對動脈二級分支和側支血管顯示更好。但TRANCE技術局限性在于：①患者心律不齊時易出現錯誤的觸發延遲校準時間，故心律明顯不齊時不能觸發信號采集［12］；②信號采集易受呼吸運動影響，而QISS序列受運動偽影干擾較小；③整體掃描時間較長，部分患者不能耐受，而QISS信號采集速度很快。

TRANCE技術應用于下肢動脈病變已有相關報道，但均只在 1.5T MRI系統上實現［9，13］。 Liu 等［14］報道在德國Siemens公司1.5T MRI系統上采用血流敏感散相（FSD）-SSFP序列對膝下動脈進行NCE-MRA與CE-MRA對比研究，但未以DSA作為對照。 Thierfelder等［15］在德國 Siemens公司 3.0T MRI系統上采用QISS技術對全下肢動脈進行NCEMRA與CE-MRA檢查，對比分析兩者所示圖像質量、血管狹窄程度等，但仍未能選擇DSA作為金標準。Liu等［16］報道采用FSD-SSFP技術進行NCE-MRA與CE-MRA、DSA對照研究，但僅限于小腿動脈段成像。本研究以DSA金標準為對照，在3.0T MRI系統上采用TRANCE技術聯合三維容積各向同性快速自旋回波采集（volume isotropic TSE acquisition，VISTA）、頻譜衰減反轉恢復（spectral attenuated inversion recovery，SPAIR）脂肪抑制序列實現自動移床全下肢動脈NCE-MRA檢查，掃描野（FOV）更大，圖像減影更充分，分辨率更高（層厚為1 mm）。

總之，在3.0T MRI系統上采用TRANCE技術作下肢動脈NCE-MRA檢查切實可行，成功率較高，所獲圖像能清晰顯示下肢動脈系統，對下肢動脈顯著狹窄診斷具有較高靈敏度、特異度和準確度，為臨床上提供了一種可靠的替代檢查方法。

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