三维动态增强MR血管造影在糖尿病足下肢动脉病变中的应用研究

张继，赵小二，吴慧，夏金翔，连虎

安徽医科大学附属合肥医院 合肥市第二人民医院MRI科，合肥 230011

糖尿病足(diabetic foot，DF)是糖尿病综合因素所致足和(或)下肢组织静息痛、溃疡、坏疽等病变总称。其中下肢动脉病变(lower extremities arterial disease，LEAD)导致缺血在DF的发病中起到十分重要的作用[1]。LEAD主要表现在膝关节腘动脉以下部位[2]。DSA是诊断LEAD的“金标准”，而对于DF的LEAD，行DSA检查要受到许多因素影响：(1)DF的LEAD主要表现为多发节段性狭窄或闭塞，这使得DSA检查中碘对比剂通过阻力增加、血流速度减慢、对比剂稀释，导致远端目标血管显示不确定。(2)操作时间长、创伤性及对比剂刺激引起足部疼痛加重及不良的并发症。(3)DSA对足 背动脉显示较差[3]。三维动态增强磁共振血管成像(3D CE-MRA)弥补了以上DSA缺点外，一次扫描可获得两侧血管，从而利于对比分析LEAD，而且结合MRI平扫，可了解DF周围软组织和骨质改变，有望取代DSA来明确血管闭塞部位、程度及范围。采用MRI血管造影检测下肢动脉病变，既往已有文献报道，由于受到采集速度、扫描范围及成像效果等技术原因限制，大范围、高分辨率成像仍存在一定问题。临床上仍多采用CTA进行下肢动脉成像，主要是因为CTA扫描范围大、成像速度快，图像质量高。笔者采用3D CE-MRA行大范围下肢动脉成像并与DSA行对照研究，探讨其对DF的LEAD的优越性。

1 材料与方法

1.1 临床资料

搜集2010年10月至2013年1月15例怀疑有糖尿病足患者行3D CE-MRA，年龄43～88岁，男12例，女3例，平均年龄67岁。临床症状表现为下肢疼痛、肿胀11例，伴间歇性跛行者5例，足趾坏疽2例，足背搏动减弱、皮温减低5例，均有糖尿病史，合并有高血压8例。3D CE-MRA检查后1周内均行DSA检查。

1.2 检查方法

15例患者均采用德国siemens 1.5 T Magnetom Avanto型磁共振扫描机，联合使用外周血管线圈、体部线圈及头脊柱线圈采集从腹主动脉下段至足背动脉的图像数据。每段扫描序列，主要参数均为FOV 500 mm×500 mm，层厚 7.0 mm，TR 3.95 ms，TE 1.98 ms，激励次数 1。先从足部开始，分小腿、大腿、下腹部三段进行预扫描。预扫描结束，分别copy并行位置适当调整后，按上述三段顺序扫描蒙片，然后将对比剂适时跟踪序列定位于腹主动脉层面，打开适时跟踪小窗口，静脉推注对比剂(钆双胺30 ml，流速4 ml/s)。观察对比剂在腹主动脉显现并渐浓时，点击中断适时跟踪程序，设备将按下腹部、大腿、小腿三段进行自动步进式扫描，所采集的数据自动与蒙片进行减影得到三段血管图像。

1.3 图像后处理

利用3D后处理组合功能将三段血管组合成自下腹部至足部的完整血管图像，获得自腹主动脉至足背动脉的全景图像。也可以对3段靶血管增强前后减影数据分别进行 3D MIP 重组，并从左至右以 15°间隔旋转 180°，获得靶血管多角度 3D 图像。1周后15例患者18侧均行DSA检查。

经过MIP重建、多角度旋转，2名影像学专家采用双盲法评估CE-MRA图像。主要观察下肢血管6节段(股动脉、腘动脉、胫前动脉、胫后动脉、腓动脉、足背动脉)(图1)。在MIP图像上每段血管的狭窄程度被分为3级：A级(正常/狭窄程度<50%)，血管管径轮廓正常或轻度不规则；B级(狭窄程度≥50%未闭塞)，血管管径中重度狭窄、变细，但无节段性血管信号缺损；C级(闭塞)，血管未见显示，其远端无血流信号。观察狭窄的程度、范围、侧支血管及邻近软组织有无异常，并与DSA结果对比。

1.4 统计学方法

采用SPSS 18.0统计软件包分析数据，对3D CE-MRA与DSA所显示血管病变及狭窄程度均作一致性对比分析，使用Kappa法检验，P<0.05被认为差异有统计学意义。Kappa值≥0.75，两种检查技术一致性较好，Kappa值在0.75与0.4之间，两种检查方法一致性一般，Kappa值≤0.4，两者一致性较差。

2 结果

15例DF患者行3D CE-MRA检查后，经减影、MIP后处理后获得的足以影像诊断的6段主要下肢动脉，显示率达100%。CE-MRA可清晰的显示下肢动脉正常解剖结构和狭窄部位、范围、程度(图2，3 )。

15例患者(18条腿) 1个月内行DSA，每腿按六个节段，即股动脉、腘动脉、胫前动脉、胫后动脉、腓动脉、足背动脉，选取共109段DSA显示清晰的动脉段。将狭窄程度<50%归为正常，狭窄≥50%或闭塞归为病变(对于段中存在多处狭窄，取其级别最重的狭窄进行比较)。DSA与3D CEMRA对15例DF患者LEAD评价与对比(表1)

表1 DSA与3D CE-MRA对15例DF患者LEAD节段结果评价与对比(个)Tab.1 Comparison and assessment of severity of LEAD of 15 DF patients indicated by DSA and 3D CE-MRA (section)

图1 下肢动脉部位及节段划分。1：股深动脉；2：股动脉；3：腘动脉；4：胫前动脉；5：腓动脉；6：胫后动脉；7：足背动脉 图251岁男性DF患者，CE-MRA图像显示双侧胫前动脉、胫后动脉多发轻度狭窄(箭) 图384岁男性DF患者。A：CE-MRA图像双侧股动脉中上段节段性闭塞，周围可见侧支循环形成(箭)。B：右腿股动脉相应DSA显示与CE-MRA一致。C：62岁男性DF患者截肢术后DE-MRA显示右侧下肢动脉远端侧支血管大量开放，双侧足背动脉弓未见显示(箭)Fig.1 Division of lower extremity artery parts and segments.1: Deep femoral artery.2: Femoral artery.3: Popliteal artery.4: Anterior tibial artery.5:Peroneal arter.6: Porsterior tibial artery.7: Dorsalis pedis artery.Fig.2 Multiple mild stenosis of bilateral posterior and anterior tibial artery indicated by CE-MRA.One 51 DF patient (arrows appear stenosis). Fig.3 One 84 man with DF.A: CE-MRA shows segmental block of the upper and middle of bilateral femoral artery and collateral circulation (arrows).B: Right femoral artery showed with DSA were consistent with CE-MRA.C: Abundant collateral circulation vessels developed near the right distal lower extremity artery, arcus dorsalis pedis not display (arrow), one DF patient after amputation.

图4 M81岁男性DF患者，A、B：3D CEMRA和减影图，右侧股动脉下段、腘动脉下段见局限性狭窄，狭窄程度大于50%(箭)；并见左侧股动脉上段长约9 cm节段性闭塞(箭头)；C：DSA示右侧股动脉、腘动脉狭窄范围、程度与3D-CEMRA和减影图一致(箭)；D：左侧股动脉局部显影变淡，未闭塞(箭头) 图564岁女性DF患者。A：3D CE-MRA示右侧股动脉下段长约6 cm节段闭塞，侧支循环形成；B：DSA示右侧股动脉下段闭塞范围、侧支循环建立与3D-CEMA一致(箭)Fig.4 One 81 man with DF.A, B: 3D CE-MRA and subtration angiography shows >50% focal stenosis of lower of right femoral artery and popliteal artery(arrows), about 9 cm segmental block in left femoral artery (arrow head).C: The result of DSA was consistent with 3D CE-MRA.D: DSA shows focal left femoral artery imcompletely (arrow head). Fig.5 One 64 female with DF.A: 3D CE-MRA shows about 6 cm segmental block of lower of right femoral artery and collateral circulation.B: The result of DSA was consistent with 3D CE-MRA (arrow).

以DSA结果为“金标准”，CE-MRA对DF患者的LEAD的敏感性、特异性分别为98.0%、96.7%，阳性率、阴性率分别为96.0%、98.3%；假阳性、假阴性分别为3.3%，2.0%。

3D CE-MRA与DSA两种检查方法对股动脉、腘动脉、胫前动脉、胫后动脉、腓动脉、足背动脉病变评价的一致率分别为88.9%、94.4%、83.3%、83.3%、94.4%、100%(图4)。

将每段血管的狭窄程度被分为：A级(正常/狭窄程度<50%)、B级(狭窄程度≥50%)、C级(闭塞)3个级别。3D CE-MRA 与DSA对15例DF患者的LEAD狭窄程度的评价与对照(表2)

以DSA结果为“金标准”，CE-MRA对下肢动脉不同狭窄程度A、B、C级敏感性分别为96.7%、80.0%、84.6%，特异性分别为98.0%、92.9%、97.1%；；假阳性率分别为2.0%、7.07%、2.9%；假阴性率分别为3.3%、20%、15.4%。仍以DSA结果为“金标准”，用Kappa一致检验分别比较两种检查方法对血管狭窄程度A、B、C3级的一致性。结果：(1)对于A级Kappa值为0.94>0.75，P<0.05，认为DSA与CE-MRA两种检查技术对A级评价一致性较好。(2)对于B级Kappa值0.608<0.75而>0.4，P<0.05，认为两种检查技术对B级判断一致性一般。(3)对于C级Kappa值为0.84>0.75，P均<0.05，认为两种检查技术对C级判断一致性较好(图5)。

表2 CE-MRA与DSA对15例DF患者的LEAD狭窄程度的评价与对照(个)Tab 2 Comparison and assessment of serious grades of LEAD of 15 DF patients indicated by DSA and 3D CE-MRA(section)

3 讨论

糖尿病外周血管病变是DF重要发病机制之一[4]，动脉狭窄或闭塞导致足部缺血、坏疽、溃疡和骨髓炎，致残和致死性很强，并且年龄大于65岁风险增大。因此尤其高龄糖尿病早期被明确LEAD部位、范围、狭窄程度对及时诊断和治疗DF至关重要[5]。DSA虽为“金标准”，但由于有创伤、有辐射、时间长、肾毒性、对多发重度狭窄远端目标血管及足部动脉显示不如3D CE-MRA[6]。CTA可以从任意角度观察血管狭窄程度，不但能采用CTVE观察动脉血管腔内的病变，还可以很好显示出动脉血管壁钙化或斑块等，此外还可以提供支架及血管外结构的信息。Jurgen等[7]对39例下肢动脉病变的患者行CTA检查并和DSA结果进行比较，CTA的特异性、敏感性为97%、96%，因此有学者认为CTA应作为评估血管病变的首选方法。王朝阳[8]将31例2型糖尿病伴下肢动脉病患者CTA影像与其DSA对比，总符合率93.15%，股动脉、腘动脉、胫前动脉、胫后动脉、腓动脉、足背动脉符合率分别为100%、100%、96.77%、90.32%、87.09%、77.42%。本研究15例(18条腿)DF患者下肢动脉血管CE-MRA图像质量好，能清晰显示血管轮廓、病变血管狭窄部位、范围及狭窄程度。15例CE-MRA对下肢动脉病变的检出以及对病变血管狭窄程度的判断，与DSA一致性很高； CE-MRA对DF患者的LEAD的特异性、敏感性分别为96.7%、98.0%，与DSA总符合率89.9%，对股动脉、腘动脉、胫前动脉、胫后动脉、腓动脉、足背动脉病变符合率分别为88.9%、94.4%、83.3%、83.3%、94.4%、100%，与有关文献报道[9-10]一致。CE-MRA对下肢动脉病变评估有很高可靠性[11-13]。从以往报道中CTA对下肢动脉病变诊断的特异性、敏感性，与DSA相比各节段符合率可知，与3D CE-MRA相差不大，而CTA仍有X线辐射、碘剂过敏及肾功能损害危险因素等缺点， 3D CE-MRA有望成为评估血管病变的筛查手段。

在109个可比动脉节段中，CE-MRA对98个节段评估与DSA一致，总符合率达89.9%；7个节段狭窄被高估(6.4%)，(图4左侧股动脉上段3D-CEMRA高估为闭塞)，CE-MRA更容易高估动脉狭窄，可能因其空间分辨率较DSA明显减低，且以后处理重建图像为诊断依据，缺乏轴位检查图像评价[14]；3个节段狭窄被低估(2.8%)，考虑为血管弥漫性狭窄导致低估狭窄程度；其侧支循环可延迟显示闭塞远端的血管，导致误诊为该血管未闭塞；部分节段重建角度观察欠全面[14]。 CEMRA对下肢动脉狭窄的“低估”可能正是其优势之一，本文中3个节段。本文中1个动脉节段在DSA中未显影，而在CE-MRA图像表现为闭塞伴侧支动脉形成，1个动脉节段DSA显示多发节段性闭塞，而在CE-MRA图像上显示多发轻重度狭窄，但血流信号是连续。这种现象可能因为血流通过多处重度狭窄，血流阻力增加，导致对比剂减慢、稀释，故不能显示狭窄远端血管。

总之，3D CE-MRA与DSA有很好的一致性，虽无法避免假阳性和假阴性，但CE-MRA敏感性、特异性很高且有无创伤性、无辐射、无肾毒性等优势。因此笔者认为3D CE-MRA是DF下肢动脉病变的重要检查方法。

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