单倍剂量对比剂结合快速成像技术在下肢动脉3D CE-MRA中的应用

安徽省马鞍山市中心医院CT/MRI室(安徽 马鞍山 243000)

马 岩 陈传新 程华才 张宏伟 陈家祥

三维动态增强磁共振血管成像(3D dynamic contrast enhanced MR angiography,3D DCE-MRA)因其安全、简便、易操作、无辐射性、无创伤性等优点，已成为血管病变的主要影像检查手段；与DSA相比，其敏感度和特异度均在95%以上[1]。既往文献报导下肢血管成像，因各种技术原因，所用对比剂总量常为推荐剂量的2～3倍以上，一方面增加了患者的经济负担，另一方面也增加了对比剂的毒副作用。近年来，随着钆对比剂不良反应报导逐渐增多，尤其钆对比剂与肾源性系统性纤维化（nephrogenic systemic fibrosis,NSF）发病相关连性[2，3]，不主张应用大剂量对比剂。为此，笔者探讨利用1.5T MR仪，结合K空间中心优先采集（3D Centric Reordering）、全景成像矩阵Tim(total image matrix)、并行采集（iPAT）等快速技术，一次注射单倍剂量（0.1mmol/kg）对比剂，行下肢动脉3D DCE-MRA成像的检查方法和临床应用价值。

1 资料与方法

1.1 病例资料 收集我院2010年6月～2013年5月怀疑下肢动脉病变而行3D DCE-MRA 检查患者56例, 男48例，女8例，年龄56～82岁，平均年龄72岁。11例因下肢发凉或皮温降低；6例因间歇性跛行；4例因静息痛；2例因足溃疡就诊。其中合并糖尿病者13例、高血压病43例。

1.2 检查方法 采用西门子Magnetom Espree 1.5T MR仪结合并行采集技术、K空间中心优先采集技术、Tim技术、自动步式移床等快速技术。共分为四段：第1段为腹主动脉下段和髂动脉及分支；第2段为大腿部所有动脉；第3段为膝部及小腿部所有动脉；第4段为踝部及足部所有动脉。患者取仰卧位,足先进,垫沙袋调整双下肢尽量与腹部保持在同一水平。

表1 3D小角度激发快速梯度回波序列（3D FLASH）扫描参数

表2 3D DCE-MRA检出下肢动脉各血管段疾病情况

在扫描蒙片前首先测量延迟时间，选择髂动脉分叉处，应用小剂量团注试验（Test-bolus）测量延迟时间，采用2D小角度快速梯度回波序列(2D FLASH),TR38.5ms,TE 1.42ms,视野(FOV)400mm×380 mm,矩阵256×128,层厚27mm冠状位同层动态扫描扫描,每秒1帧，注射对比剂的同时启动测试序列，获得对比剂到达靶血管最高峰值浓度所需要的时间。依据K空间中心优先填充法原理,采集延迟时间=对比剂通过血管的高峰时间。

注射对比剂前，应用3D小角度激发快速梯度回波序列（3D FLASH冠状位）扫描获得各段靶血管蒙片，扫描参数（见表1）。然后一次性注射对比剂，以小剂量团注试验所测延迟时间作为启动时间，以扫描各段靶血管蒙片时完全相同的序列参数，获得各段增强后血管图片。

1.3 对比剂 对比剂为钆贝葡胺注射液(Gd-BOPTA，上海博莱科信谊药业有限责任公司)，应用磁共振专用高压注射器欧力奇（Ulrich），一次注射单倍剂量0.1mmol/kg对比剂，注射部位为肘前静脉，注射速率为2ml/s，注射完成后，立即使用生理盐水22ml以同样速率冲管。

1.4 图像后处理 在西门子新沟通Sygno后处理工作站上，将注射对比剂前后各段靶血管图像进行减影，获得多段前后位最大密度投影图像（MIP）。利用无缝拼接技术（Composing）将各段靶血管前后位最大密度投影图像（MIP）拼接，获得自腹主动脉下段到足部动脉的全景血管图像。另外，再将各段减影后的数据采取顺时针方式旋转，以15°为间隔，每段获得多方位、多角度靶血管3D MIP图像。

1.5 图像质量评价及分析 所有3D DCE-MRA 图像由2名有经验的医师从MIP图像质量及动脉病变显示情况两方面进行双盲评价。

图像质量评价参照宋金松[4]按优、良、差3级进行分析评价，优：靶动脉显示佳，无或较少与静脉重叠，符合诊断要求；良：靶动脉显示尚可，部分与静脉重叠，不影响诊断分析；差：靶动脉显示差或未显示，大部分或完全与静脉重叠，不符合诊断要求，无诊断价值。

双侧下肢动脉共分为18个解剖段：双侧髂总、髂外、髂内、股、股深、腘、胫前、胫后及腓动脉。根据MIP重建图像，将下肢动脉分为无狭窄(0%)、轻度狭窄(1%～49%)、中度狭窄(50%～74%)、重度狭窄(75%～99%)和完全闭塞(100%)。多发狭窄以最窄处计算，其公式为狭窄率=(1-L/R)×100%，其中L为最狭窄处管腔直径，R为参照位置处正常管腔直径。

2 结 果

2.1 图像质量 本组56例3D DCE-MRA全景血管图像，图像质量优53例（94.6%），图像质量良3例（5.36%），无质量差图片，图片优良率100%，均能够满足临床诊断需要。

图1 正常下肢血管，下肢动脉各级分支充盈，显示清晰，行程柔顺，未见异常狭窄、扩张及充盈缺损，未见受压移位。

图2、图3 为同一患者，男，82岁，双下肢乏力入院，临床怀疑双下肢动脉闭塞。CE-MRA提示：双侧髂内外动脉、股动脉、腘动脉广泛性中、重狭窄，尤以髂内外动脉起始处、左侧股动脉明显。

图4 患者，男，75岁，临床怀疑双下肢动脉硬化。CE-MRA提示：两侧胫前、后动脉及腘动脉多发性轻度狭窄。

2.2 下肢动脉病变显示情况56例患者中5例(17.24%)显示下肢动脉无狭窄；51例(82.76% )共143个血管段有病变(表2)，其中轻度狭窄占25.87%(37/143)，中度狭窄占22.37%(32/143)，重度狭窄占39.16% (56/143),完全闭塞占12.58% (18/143) (图1-4)。

2 讨 论

磁共振增强血管成像（CEMRA）是通过外周向静脉内快速推注顺磁性对比剂，利用对比剂在血管内短暂的高浓度状态，形成明显缩短血液T1弛豫时间的效果。同时再利用三维快速梯度回波序列的短TR效应，使周围背景组织信号被明显抑制，形成了信号明显增高的血管影，而周围组织信号明显减低的对比效果，清晰地显示血管病变[5]。因其与流动关系较小，从而避免了流动相关伪影，病变显示真实可靠。

过去，由于受到计算机技术及扫描技术的限制，成像速度慢，扫描时间常落后于对比剂到达各级血管的循环时间。为了延长对比剂通过各级分支动脉时间，不得已采用大剂量（大于0.3mmol/kg体质量）、慢速（0.3～0.5ml/s）注射法。这样不仅增加了患者的负担，而且增加了对比剂发生不良反应的风险，所得图像的信噪比（SNR）仍较低。

近年来，随着钆对比剂不良反应报导逐渐增多，尤其钆对比剂与NSF发病密切相关，甚至可导致患者死亡[6]，大剂量对比剂不再主张应用。因此，使用小剂量对比剂行下肢血管3D CE-MRA检查引起了大家的足够的重视和探讨。

目前，随着场强、梯度硬件、脉冲序列、计算机技术性能上的发展，一系列快速成像技术被开发研究，如K空间中心优先采集技术、Tim技术、并行采集技术、自动步式移床技术等，成像速度大大提高。依据CE-MRA的成像原理，结合这些快速技术，在保证图像质量的同时，减少对比剂的用量，有望得到实现。

本研究中，笔者采用了Tim技术的联合一体化线圈，将颅脑、颈部、腹部及脊柱矩阵线圈联合一体，在分段检查时，线圈的自动选择组合（Auto select）和移床同步于对比剂到达各级靶血管的循环时间。线圈的选择组合与步式移床为计算机程序自动控制，其中检查床自动步式进出，避免了手动移床所致速度不均和错位[7]。

下肢血管成像检查范围大，如果近端靶血管成像时间过长，极易导致远端靶血管成像采集时间落后于对比剂首过到达时间，导致静脉污染。笔者采用加速因子为2的并行采集技术扫描，使得扫描时间缩短为原来的一半，既提高了动脉血管的对比度和分辨率，又减少了静脉污染。同时，结合K空间中心优先采集技术使得对比剂的首过时间与K空间中心数据采集时间同步，从而可以获得各段高对比度、高分辨率且无静脉污染的靶血管图像。

本研究中，笔者采用一次注射单倍剂量（0.1mmol/kg），以注射速率为2ml/s单相注射，分多段结合自动移床技术进行,所得图像均达到Ⅰ或Ⅱ级标准, 无Ⅲ级图像。同国内杨敏星[8，9]等利用3.0T MR仪研究下肢动脉CE-MRA成像时，最大体质量患者接近于单倍剂量，所得图像质量较高，均能够满足临床诊断要求。关于对比剂的速度,有文献报导减慢注射速度,不但延长了注药时程,保证了动脉内对比剂浓度的维持时间,还可以减少小腿静脉污染[10，11]。Herold等[12]研究颈动脉CE-MRA成像时，推荐最佳注射流率为2ml/s,既能保证颈动脉-颈静脉时间窗足够长,减少静脉软组织污染,又能获得较高浓度的动脉图像。故笔者推荐注射速度采用2ml/s。

另外，笔者采用在扫描蒙片前首先测量启动时间，这样可以使蒙片扫描和注射对比剂后增强扫描的时间连贯，避免因时间间隔过长，患者运动所致减影失败；另一方面通过减影，可以降低由测试延迟时间所用对比剂所造成的静脉软组织污染。

本研究不足之处是大部分患者踝以下足背部的细小动脉的显示不满意，信噪比较低，有待进一步提高。目前，笔者通过采用加做Vibe序列作为弥补，即在第四段检查完成后，立即启动容积内插体部检查序列（VIBE），获得一组增强图片后再进行三维后处理，辅助诊断。虽然本组研究无DSA对比,但通过临床治疗及随访结果表明,此方法所获得高质量、高分辨率、大范围的下肢动脉全景图像,对下肢动脉疾病的诊断和治疗有重要指导意义，值得推广应用。

1.何永胜，潘少辉，王粮钢，等.颈动脉狭窄三维对比增强MR血管成像与DSA的对照研究[J].中国CT和MRI杂志，2010，8（6）：15-18.

2.Sadowski EA，Bennett LK，et al.nephrogenic systemic fibrosis：risk factors and incidence estimation[J].Radiology,2007,243(1):148-157.

3.Marckmann P，Skovl，Rossen K,et al.nephrogenic systemic fibrosis:suspected causative role of gadodiamide used for contrast-enhanced magnetic resonance imaging[J].Am Soc Nephrol,2006,179(9)：2359-2362.

4.宋金松，刘玉清，朱杰敏，等.三维增强磁共振血管造影[J].中华放射学杂志，1999，33（9）：602-605.

5.Huegli RW，Aschwanden M,Bongartz G,et al.Intraarterial MR Angiography and DSA in Patients with Peripheral Arterial Occlusive Disease:Prospective Comparison[J].radiology,2006,239(3):901-908.

6.Thomsen HS.ESUR guideline：gadolinium-based contrast media and nephrogenic systemic fibrosis.Eur Radiol，2007，17（10）：2692-2696.

7.宋云龙，孟利民，张挽时等.Tim技术3D CE-MRA对下肢动脉狭窄的诊断应用[J].中国CT 和MRI杂志，2007，5（1）：18-20.

8.杨敏星,李选,金斌等.3.0T磁共振下肢动脉3D CE-MRA对比剂用量[J].中国介入影像与治疗学,2010,7（4）：358-362.

9.赵晶,刘明,彭楠,等.CE-MRA 在外周血管闭塞性疾病诊断中的应用[J].中国中西医结合影像学杂志，2006，4（3）：170-173.

10.董刚志，廖明壮.多层螺旋CT 诊断下肢静脉疾病的进展[J].罕少疾病杂志，2011，18（4）：41-44.

11.Lin K,Zhang ZQ,Sun JY,et al.Low injection rate for 3D moving-table bolus-chase MR angiography: initial experience with 3T imaging to allay venous contamination in the calf.AJR,2008,191(6)：1734-1739.

12.Herold T,Paetzel C,Voelk M, et al.Contrast-Enhanced Magnetic Resonance Angiography of the Carotid Arteries: influence of injection rates and volumes on arterial venous transit time.Invest Radio,2004，39（2）：65-72.