MR三维动态增强成像在下肢动脉血管的临床应用

孙红梅，刘新爱，史志勇

近年来，3D动态增强MR血管成像(contrastenhanced MR angiography, CE-MRA) 以其无创、简便快捷及高敏感度和特异度的优点已广泛应用于临床。下肢CE-MRA检查通常包括肾动脉水平的腹主动脉、髂动脉及双下肢动脉，成像范围大，空间分辨率高，需要采用先进的高性能MR检查设备。3D CE-MRA有利于糖尿病、动脉粥样硬化、大动脉炎等疾病的全身血管病变的检出，客观地评估动脉血管状况，可为临床制定治疗方案提供有价值信息。

1 资料与方法

1.1 临床资料

搜集河南省中医院2010年7月至2012年1月间30例临床疑有下肢动脉疾病的患者行3D CE-MRA检查，其中男18例，女12例，年龄22～83岁，平均64岁。主要表现为间歇性跛行，小腿或足部静息痛、下肢麻、溃疡或坏疽等严重临床症状，大多受检者伴有高血压、糖尿病病史数年。

1.2 检查方法

采用德国Siemens Essenza 1.5 T全身MR扫描仪，应用TIM联合一体化线圈(包括体线圈及胸腰椎线圈)。患者取仰卧位，足先进，双上肢平放于身体两侧，定位线对于小腿中下1/3处。扫描序列采用3D快速小角度激发成像(FLASH)序列，各段靶血管参数见表1。

通过MR专用高压注射器(美国Medrad)经手背或肘静脉注射对比剂Gd-DTPA(先灵药业有限公司生产)，剂量为0.2 mmol/kg，总量35～40 ml，注射流率2.0～2.5 ml/s，待对比剂注射完毕后注射理盐水40 ml (注射流率同前)。

扫描范围为腹主动脉的肾动脉分支水平以下至足背。将扫描范围由上至下分为4段扫描：腹盆段、大腿段、膝段、小腿足段，4段扫描视野之间切换采用自动移床技术，4段之间相互有一定重叠，均取冠状面扫描，前后中心一致。第1段腹盆段，采用屏气扫描，以减少呼吸伪影，以2.0～2.5 ml/s的流率经手背或肘静脉注射对比剂，用2D care-bolus序列观察对比剂到达腹主动脉靶血管的最佳时间(一般为18～25 s)。当对比剂到达腹主动脉靶血管时，利用延迟时间(2～3 s)嘱受检者立即屏气并开始3D扫描。3D CE-MRA扫描分4个动态进行，注射对比剂前做第1次蒙片扫描。注射对比剂后4个动态所得的4段图像与第1次的蒙片减影得出4段血管的动脉期及静脉期的最大强度投影(maximum intensity projection, MIP)减影像。通过自动拼接，得到由腹部到足部的完整血管像，总采集时间为5 min18 s。

1.3 图像后处理技术

图像后处理平台为Siemens公司3D处理平台。所有3D CE-MRA受检者的原始数据均采用减影技术减少背景噪声，用MIP进行三维血管重建，然后用Composing自动拼接软件将4段血管的MIP图像拼接为1幅完整动脉图像。还可以利用多层面重组(mutiplannar reconstruction, MPR)和容积重组(volumerendering VR)技术对图像进行分析。

1.4 影像资料评价方法

30例患者经3D CE-MRA检查，均一次成功获得了满意的双下肢动脉全程图像。评价包括对血管成像效果和临床应用价值两方面。3D DCE-MRA图像质量按以下标准评价：0级，无静脉重叠，靶血管轮廓清楚、信号均匀，无运动伪影，减影完全，符合诊断要求；1级，靶血管轮廓较清楚，信号较均匀，部分与静脉重叠，有较少运动伪影，减影较完全，但不影响动脉的评估；2级，靶血管轮廓不清楚，信号不均匀，大部分或完全与静脉重叠，有明显运动伪影，减影不完全，不符合诊断要求，静脉重叠且影响动脉的评估[1]。动脉狭窄程度参照血管造影方法分为4级：Ⅰ级，轻度狭窄，狭窄程度为0%～49%，血管轮廓正常或轻度不规则；Ⅱ级，中度狭窄，狭窄程度为50%～74%，血管变细或狭窄，但无节段性信号缺失；Ⅲ级，重度狭窄，狭窄程度为75%～99%，邻近远侧有局限性信号中断，但其远侧仍有血流信号；Ⅳ级，闭塞，狭窄程度为100%，血管闭塞，其远端无血流信号。下肢动脉硬化闭塞的程度按狭窄最重的部位确定[2]。

表1 扫描序列各段靶血管参数Tab.1 The scanning parameters of the segment peripheral arteries

2 结果

2.1 图像质量

30例患者均能清晰地显示从腹主动脉到胫、腓动脉踝关节水平以上的全程主干血管动脉图像，并且可显示至2～3级的分支动脉情况，2～3级以上周围小动脉显示良好，病变与血管的关系、血管与周围组织的关系显示良好。其中21例靶血管显示无静脉重叠，9例靶血管显示有下肢和或足部血管重叠，但不影响对血管及病变的评估诊断，无因静脉重叠而影响动脉及病变显示者。仅有2例因参数中心不一致等导致图像不能完全拼接。

图1 男，41岁，动脉重度狭窄伴高血压。左侧腘动脉、胫前动脉始端及胫后动脉上段重度狭窄 图2 女，22岁，动脉变异。腹腔干及肠系膜上动脉供干变异 图3 A：女，44岁。左大腿周围可见多发增粗、迂曲血管团，左侧大腿动静脉畸形(AVM)；B：男，76岁，动静脉瘘 图4 男，67岁，动脉瘤伴重度狭窄、糖尿病。腹主动脉肾门水平以下、右侧髂总动脉及两侧髂内动脉局限性增粗、迂曲，呈串珠状、囊状，粗细不均，为动脉瘤；右肾动脉及左侧股深动脉管腔呈重度狭窄 图5 女，58岁，髂静脉压迫综合征伴静脉曲张。右侧髂总动脉压迫两侧髂总静脉始端Fig. 1 Patient M, 41, severe arteriosclerosis with hypertension. The left popliteal artery anterior tibial artery and posterior tibial artery and the upper section of posterior tibial artery had severe stenosis. Fig. 2 Patient F, 22, variant arteries. The imaging of variant abdominal artery and superior mesenteric artery. Fig. 3 A: Patient F, 44, the left leg was around with the multiple,thickening and tortuous vessels, left leg had arteriovenous malformation (AVM). B: Patient M, 76. Arteriovenous fistula.Fig. 4 Patient M, 67, aneurysma with severe arteriosclerosis and diabetes mellitus. Abdominal aorta renal hilar level below, right common iliac artery and bilateral had limitations thickening, tortuous, a string of beads, saccate, uneven thickness. Right renal artery and proximal segment of left deep femoral artery and severestenosis. Fig. 5 Patient F, 58, iliac vein compression syndrome with swelling of the legs and feet. Right common iliac artery compressed on both sides of the common iliac vein.

2.2 图像诊断

30例患者中，3D CE-MRA显示正常3例，可清楚显示10段主动脉至2～3级的分支动脉血管走行及动态情况，3D CE-MRA显示异常病例27例，其中动脉狭窄、闭塞20例，包括轻度狭窄5例、中重度狭窄7例、动脉闭塞8例，其中多发病灶15例(图1)；动脉变异1例(图2)，表现为动脉起源的变异或缺如及动脉发育纤细等；动静脉畸形1例(图3A)，动脉瘘1例(图3B)，可见异常的供血动脉和引流静脉以及杂乱无章的血管瘤巢；动脉瘤2例(图4)；髂静脉压迫综合征2例(图5)。检查过程中患者未见明显副反应。

3 讨论

3D CE-MRA是一种新的无创血管成像技术[3]，当对比剂首次通过靶血管区，在峰值的一段时间内，从三维方向快速采集感兴趣区的图像数据，并通过各种后处理技术最终产生类似于DSA的效果，并可获得多角度投影的CE-MRA图像。此技术可客观准确评估下肢动脉血管状况[4]。

3.1 下肢动脉3D CE-MRA成像技术

由于扫描范围大、时间长，而动脉期又有一定的时间窗，因此要求有较高的操作技巧才能得到高质量的下肢动脉血管图像，检查中需要注意以下几方面：(1)对比剂的剂量与注射速度，由于对比剂的浓度与血管信号强度成正比，注射剂量越大，速度越快，则血管内对比剂的浓度越高，血管信号越强[5]。为了兼顾血管内对比剂的瞬时浓度和持续浓度，笔者先以2.0～2.5 ml/s的流率注射40 ml对比剂，然后用40 ml生理盐水冲管，这样就能得到主动脉及周围动脉的优质图像。(2)扫描延迟时间与扫描时间，选择最佳的延迟扫描时间是保证图像质量的重要因素。由于年龄、身高、体重的差异而血液动力学不同，因此，可根据病情及注药速度适当调节开始扫描时间，当疑有较大血管阻断和注药速度较慢时，可延迟扫描时间；反之，提前扫描时间[5]。笔者采用透视触发法，实时观察对比剂到达腹主动脉后开始扫描。(3)参数选择的一致性，增强前后的扫描序列、参数要相同，各组段之间的扫描序列参数也要相同；否则，扫描完成后图像无法减影和对接。(4)扫描层厚与范围，在包括全身动脉而又不影响诊断的前提下，可以适当增加扫描层厚，如果在相位编码方向增大扫描范围，则会延长扫描时间，影响时间分辨率，导致静脉污染，所以必须权衡二者孰轻孰重。

3.2 3D CE-MRA在下肢动脉疾病中的临床应用

下肢动脉疾病是老年人常见疾病，病变主要有动脉粥样硬化、动脉狭窄闭塞、动脉瘤、动静脉畸形等，并常伴有高血压、糖尿病等病史。本组27例异常病例中就有20例(66.7%)为动脉狭窄、闭塞性病例。DSA是目前公认的诊断血管性病变的“金标准”，但需动脉插管，具有创伤性，且检查过程相对复杂，有X线辐射，所用对比剂量大且有肾毒性。3D CE-MRA检查方法相对简单，无创伤性，无X线辐射，所用对比剂量少且无肾毒性。动脉粥样硬化、糖尿病以及大动脉炎等多为多部位、多血管受累的疾病，本组多部位发病病例为50% (15/30)。这些局限性病变3D CE-MRA可较满意地解决，可显示腹主动脉至下肢动脉所有血管及其狭窄程度或闭塞后侧支血管循环情况，为临床诊断提供更多的信息。de Vries等[6]采用3D CE-MRA与DSA对25例四肢动脉闭塞患者进行研究，结果说明3D CE-MRA对动脉狭窄的判断与DSA有同样的准确性。因此，3D CE-MRA可为临床血管性病变的筛选检查、制定治疗方案提供依据。对于动脉瘤，3D CE-MRA可将3D血管图像任意角度旋转，选择最佳角度显示动脉瘤和瘤颈以及载瘤动脉的情况，不易遗漏动脉瘤[7]，为血管内血栓治疗、手术方案的选择提供确实的影像学依据。对于动静脉畸形，由于畸形血管的血流快和血管粗，3D CE-MRA能显示供血动脉、畸形血管和分流静脉，可用于下肢血管疾病的术前评价，对外科确定手术治疗方案有极大的帮助。3D CE-MRA能清楚显示动脉变异、发育情况，有助于对临床症状的诊断提供判断依据。另外3D CE-MRA的MIP重组，虽可三维立体呈现全程主动脉及其主要分支，且直观、易被临床医师接受。但由于原理上的缺陷，使得MIP对一些细微结构不能完全显示。3D CEMRA原始图和MPR重组图结合可弥补上述缺陷，综合分析血管的细小变化，为临床治疗提供更多的信息。

[References]

[1] Fellner FA, Requardt M, Lang W, et al. Peripheral vessels:MR angiography with dedicated phased-arraycoil with large-field-of-view adapter feasibility study. Radiology,2003, 228(1): 284-289.

[2] Ruehm SG, Hany TF, Pfammatter T, et al. Pelvic and lower ex-tremity arterial imaging:diagnostic performance of three-dimen-sional contrast-enhanced MR angiography.AJR Am J Roentgenol, 2000, 174(4): 1127-1135.

[3] Ni J, Wang PJ, Wang GL, et al. Diagnostic value of MR angiography in aortic dissection. Chin J Magn Reson Imaging, 2011, 2(2): 51-56.倪炯, 王培军, 王国良, 等. 磁共振血管造影在主动脉夹层诊断中的价值. 磁共振成像, 2011, 2(2): 51-56.

[4] Krishnam MS, Tomasian A, Malik S, et al. Image quality and diagnostic accuracy of unenhanced SSFPMR Angiography compared with conventional contrast-enhanced MR angiography for theassessment of thoracic aortic diseases. Eur Radiol, 2010, 20(6): 1311-1320.

[5] Kramer H, Morana G. Whole-body magnetic resonance angiography with blood-pool agents. Eur Radiol, 2007,17(suppl 2): B24-29.

[6] de Vries M, de Koning PJ, de Haan MW, et al. Accuracy of semi-automated analysis of 3D contrast-enhanced magnetic resonance angiography for detection and quanti fication of aortoiliac stenoses. Invest Radiol, 2005, 40(8): 495-503.

[7] Yan SL, Wang MP, Yu JM, et al. The national medical equipment using personnel (CT/MR/DSA) mount guard test guidelines. Beijing: Military Med Sci Press,2009: 403.燕树林, 王鸣鹏, 余建明, 等. 全国医用设备使用人员(CT/MR/DSA)上岗考试指南. 北京: 军事医学科学出版社, 2009: 403.