单倍剂量三维动态增强磁共振肺动脉造影

朱希松 毛明香

(衢州市人民医院,浙江 衢州 324000)

传统的血管造影和数字减影血管造影是诊断肺动脉病变的“金标准”。但它有创伤性、X线辐射损伤、含碘对比剂对肾脏的毒副作用及插管相关的并发症等缺点。近年开发应用的三维动态增强磁共振肺动脉造影(3D dynamic contrast-enhanced MR pulmonary angiography,3D DCE-MRPA)具有图像清晰、简便、无创、空间分辨率高、假阳性率低等优点,已被广泛应用于肺动脉病变的诊断。作者通过对20例健康志愿者及14例疑肺动脉病变患者的单倍剂量3D DCE-MRPA检查,探讨单倍剂量3D DCEMRPA的技术要点及其在诊断肺动脉病变中的应用价值。

1 资料与方法

1.1 一般资料 2002年 6月至2009年7月,作者共对20例健康志愿者及14例疑肺动脉病变的患者共计34例做了 3D DCE-MRPA检查,男22例,女12例,年龄29～78岁,平均 45.3岁。14例疑肺动脉病变的患者中,有11例临床疑诊肺动脉栓塞,临床主要表现为胸闷、突发呼吸困难、胸痛、咯血等;3例经胸片及CT扫描后疑肺血管畸形。

1.2 方法 设备为Siemens公司Magnetom Harmoney 1.0T MR扫描仪。扫描序列:3D FLASH。扫描参数:TR 4.6ms,TE 1.8ms,反转角25度,矩阵180cm×512cm,视野360～400 cm,有效层厚1.5～ 2.0mm,采集次数:1次。对比剂为北京北陆药业的钆喷酸葡胺(Gd-DTPA)。被检查者取仰卧位,双手抱头,头先进,先训练患者屏气,用体部相控阵线圈采集信号。先穿刺肘静脉,建立静脉通道,静脉流置针连接管与三通开关相连,三通开关的另两个接口分别与抽有对比剂以及20ml生理盐水的注射器连接。先预推注Gd-DTPA 1～2ml及生理盐水20ml,预推注Gd-DTPA的同时开始扫描,用TEST-BOLUS序列对肺动脉主干区冠状动态扫描40次,每次扫描间隔1秒,测定对比剂自肘静脉至肺动脉的循环时间,然后根据公式:延时扫描时间=对比剂循环时间-1/4采集时间,推算出扫描时所需延时时间(延时扫描时间为开始注射Gd-DTPA至3D DCEMRPA开始扫描的时间)。然后再自肘静脉用同样速度快速推注Gd-DTPA 0.1mmol/kg,紧接着快速推注20ml生理盐水冲管,至推算出的延时时间后,冠状扫描三组3D MRA原始数据。每组扫描时间14～16秒。每组间间隔8秒让患者呼吸。以上扫描所得三组原始图像分别行最大信号投影(maximum intensity projection,MIP),重建出任意角度、任意方向的三维肺动脉图像。

1.3 图像质量评定标准 MIP图像质量分优、良、差三级。优:肺动脉显示清晰,信号强,伪影少。良:肺动脉显示可,信号较强,有轻度呼吸或搏动伪影,但图像能满足临床诊断。差:肺动脉显示差,信号低,伪影明显,不能满足临床诊断。

2 结 果

2.1 3D DCE-MRPA图像所见 正常图像表现为肺动脉自肺门区呈树枝状向两肺外围延伸,逐渐变细,肺动脉腔内对比剂充盈均匀(图1)。因肺循环时间短于图像采集时间,图像中常可见主动脉、肺静脉同时显影(图2)。

图1 正常肺动脉

图2 肺动脉、肺静脉、主动脉同时显影

2.2 图像质量 根据评定标准,本组34例 3D DCE-MRPA图像,片质优21例,良13例,无质差片。全部图像都能满足临床诊断要求。

2.3 病变显示情况 14例疑肺动脉栓塞的患者中9例3D DCE-MRPA图像有阳性征象,包括:右下肺动脉主干充盈缺损2例,右下肺动脉主干及分支充盈缺损、截断1例(图3),两侧肺动脉主干均见充盈缺损1例,左肺动脉主干充盈缺损、截断2例,右下肺动脉远端分支截断1例,右下肺血管畸形1例(图4),右肺动脉发育异常1例。

图3 右下肺动脉主干及分支内栓子,表现为低信号充盈缺损(白箭)。

3 讨 论

肺动脉栓塞(pulmonary embolism,PE)是由内源性或外源性栓子堵塞肺动脉引起肺循环障碍所致的一组病理生理综合征,近年来发病率有上升趋势。PE的发病率、病死率及误诊率均高。病死率达20%～30%,误诊率为80%左右[1]。PE如生前能得到及时诊断,正确、有效治疗,死亡率可明显下降到2%～8%[2]。所以建立一种简便、易行、安全、准确的检查方法至关重要。

图4 右下肺畸形血管团,由腹主动脉供血(白箭),引流入左心房(黑箭)。

近年来,随着多层螺旋CT的不断更新,多层螺旋CT肺动脉造影用于诊断肺动脉栓塞,敏感性和特异性高,在诊断肺动脉栓塞时有取代DSA的趋势,但螺旋CT肺动脉造影仍有含碘对比剂的潜在致敏性和对肾的损害,以及电离辐射的损伤等缺点,如要同时行下肢深静脉螺旋CT成像以发现深静脉血栓,又会明显增加对性腺的辐射[3]。

3D DCE-MRPA是利用Gd-DTPA缩短血液的T1值的效应,造成血液与周围组织的明显T1差别[4]。静脉内注射Gd-DTPA后,在对比剂首过肺动脉时,肺动脉中的血液T1值明显缩短,此时利用快速梯度序列在屏气条件下扫描,短时间采集三维数据。成像主要靠此时血液的短T1作用成像,而与流动关系很小,故避免了与流动相关的伪影。而血管周围背景组织中的质子由于采用超短TR/TE的梯度回波序列抑制静态组织的信号强度,加上脂肪抑制技术,两者可形成鲜明的对比。与常规MRA相比它克服了血流饱和效应和去相位引起的信号丢失,不受血流方向的影响。同时由于计算机技术以及扫描技术的改进,显著缩短了扫描时间,使3D DCE-MRPA能在屏气条件下进行,消除了层面的错位。假阳性率明显下降,病变显示真实可靠。由于是应用冠状位扫描,视野大,显示范围长,分辨率高。因采集到的是三维数据,能进行任意方向任意角度重建,有利于病变显示。

3D DCE-MRPA在对比剂首过肺动脉的瞬间完成成像,得到信号强、分辨率高的肺动脉图像。国外有研究表明,用3D DCE-MRPA诊断肺动脉栓塞的敏感性为77%～100%,特异性为95%～98%[5],并且Gd-DTPA使用安全,无肾毒性作用,所以3D DCE-MRPA尤其适用于对碘剂过敏、肾功能不全的患者及孕妇[5]。

对比剂循环时间个体差异较大,受年龄、心肺功能等因素影响,3D DCE-MRPA检查时,正确估计或测算延时扫描时间非常重要,它关系到检查的成败。磁共振成像时,K空间的中央部分决定图像的对比度,外周部分决定图像的细节[6]。所以,3D DCE-MRA时,靶血管的强化峰值必须落在K空间的中心部分,如扫描过早,对比剂尚未到达肺动脉,或对比剂峰值落在K空间采集外围,致检查失败;如扫描过迟,肺动脉内信号下降,易有较多肺静脉影重叠,且由于对比剂较快地进入组织间液,一方面使血管内对比剂浓度快速下降,信号降低,另一方面使背景组织强化,不利于肺动脉显示。作者采用预先注射1～2ml Gd-DTPA用专用序列来测定自肘静脉至肺动脉的循环时间,然后根据公式:延时时间=对比剂循环时间-1/4采集时间,推算出延时扫描时间。这样能使对比剂首过峰值落在K空间采集中心,肺动脉信号强,肺静脉重叠信号少。经过临床应用,效果好,成功率高。虽然用MR透视功能也能实时观察到对比剂到达肺动脉的部位,然后行实时触发三维动态采集。但等观察到对比剂高峰浓度后再嘱患者屏气,患者有一反应时间,配合上有时间的滞后,常常时机已太晚。

测时以及正式扫描时,两次对比剂后紧接着推20ml生理盐水很重要。它能使对比剂以最快速度、最高浓度达到肺动脉部位。同时强调患者屏气的重要性,良好的屏气是得到高质量图像的关键。有关对比剂用量,有主张用单倍剂量(0.1mmol/kg)的,也有主张用双倍甚至三倍剂量(0.2～0.3mmol/kg)的[7]。Stefan等[8]对一组 20例健康志愿者用0.025mmol/kg,0.05mmol/kg,0.1mmol/kg,和0.2 mmol/kg 4种浓度进行了对比研究,认为检查肺动脉时0.1mmol/kg是最适合的。本组病例用0.1 mmol/kg对比剂,肺动脉图像质量令人满意。所以作者认为,只要延时时间计算准确,检查肺动脉时对比剂用单倍剂量(即0.1mmol/kg)就能满足临床诊断,有利于降低检查成本。

[1] 何权瀛.努力提高肺栓塞的早期诊断率.中国医药导刊,2001,3(1):9

[2] European society of cardiology.Task force report:guidelines on diagnosis and management of acute pulmonary embolism.Eur Heart J,2000,21(16):1301

[3] Begemann P G,BonackerM,Kemper J,et al.Evaluation of the deep venous system in patients with suspected pulmonary embolism with multi-detector CT:a prospective study in comparison to doppler sonography.J Comput Assist Tomogr,2003,27(3):399

[4] Michael B J M K,France B M,Cornelis T P,et al.Accuracy of normal-dose contrast-enhanced MR angiography in assessing renal artery stenosis and accessory renal arteries.AJR,2000,174(3):629

[5] Paul D S,Pamela K W,Russell D H,et al.Gadolinium-Enhanced magnetic resonance angiography for detection of acute pulmonary embolism.Chest,2003,124(6):2324

[6] Mezrich R.A perspective on K-space.Radiology,1995,195(2):297

[7] 蒋涛,邱传亚,姜铧.肺动脉栓塞症及盆腔和下肢深静脉血栓的MR血管成像诊断初探.中华放射学杂志,2004,38(8):868

[8] Stefan S,Carlos H B,Anja-Carina S,et al.Dose optimization for dynamic time-resolved contrast-enhanced 3D MR angiography of pulmonary circulation.AJR,2003,181(6):1499