心电激发非对比增强MRA在糖尿病下肢动脉病变的研究

张 岚 邢 威 吴云虎 朱海云

糖尿病下肢动脉狭窄性病变可引起间隙性跛行、静息痛和足溃疡等并发症。早期诊断和治疗是预防并发症和减少截肢风险的重要手段。目前常用于诊断糖尿病下肢动脉病变的方法有彩色多普勒超声、CT血管造影(computed tomographic angiography，CTA)、对比增强MRA (contrastenhanced MR angiography， CE-MRA)以及数字减影血管造影（digital subtraction angiography， DSA）。超声不能显示下肢动脉的整体结构和评价血供情况。CEMRA和CTA虽然对下肢动脉狭窄的部位和程度都有较好的显示，但因使用对比剂会增加对比剂肾病发生的风险[1]，且钆对比剂可能引起肾源性系统纤维化（nephrogenic systemic fibrosis， NSF）[2]。DSA 虽然是诊断下肢动脉狭窄的金标准，但可能引起肾毒性、血管痉挛或损伤等问题。心电激发非对比增强磁共振血管成像（triggered angiography non-contrast enhanced，TRANCE）MRA配合心电门控三维采集，图像信噪比和空间分辨率较高，在下肢动脉成像中表现出良好的应用前景。本研究与CTA对照，探讨TRANCE-MRA在糖尿病下肢动脉病变的应用价值。

方 法

1.临床资料

收集2016年3月～2018年08月河南中医药大学第一附属医院收治的有不同程度下肢血管闭塞症状的38例糖尿病患者，在行DSA检查前依次行TRANCE-MRA和CTA检查。38例中，男28名、女10名，年龄32～79岁，平均（56.5±7.8）岁。所有患者均按照1999年WHO诊断标准[3]确诊为糖尿病，其中36例为2型糖尿病，2例为1型糖尿病，合并视网膜病变24例，伴发周围神经病变30例，合并高血压25例。平均空腹血糖（8.6±2.8）mmol/L，餐后2h血糖（11.2±2.1）mmol/L。临床表现为下肢静息痛、间歇性跛行、肢端溃疡或坏疽。所有患者无严重心、肝、肺疾病，无严重肾功能损伤，无MRI检查禁忌症。本研究经我院伦理委员会批准，所有患者或家属均签署知情同意书。

2.检查方法

ETNCE-MRA采用荷兰飞利浦3.0T Ingenia MRI 扫描仪。患者仰卧位、足先进，绑带和沙袋适当固定膝部和踝部，双下肢置于16通道体部相控阵线圈内。检查前嘱患者在扫描过程中保持下肢不动。扫描范围自腹主动脉下段至踝关节水平，依次采集盆腔、大腿、小腿节段的血流信号，总时长约为30min。TRANCE技术采用三维快速自旋回波(3D turbo spin echo， 3D-TSE)序列，配合使用心电触发技术，冠状面三维模式采集。每段图像采集前采用Q-flow序列测得每段血管流速，来确定最佳触发时相。舒张期采集“动脉亮血，静脉亮血”图像，收缩期采集“动脉黑血，静脉亮血”图像，舒张期和收缩期图像减影后获得下肢动脉图像。Q-flow序列参数：TR 11ms，TE 6.8ms，FOV 202mm×139mm，层 厚 6mm，NSA 1。3D-TSE序 列 参 数：TR 1000ms，TE 63ms，FOV 375mm×353mm， 层 厚1.1mm，反转角90°，激励次数（NSA）1。

CTA检查采用德国西门子Somatom双源64排CT，患者仰卧位足先进，经肘静脉以3ml/s的流率通过高压注射器注入70～100ml的碘海醇及40～50 ml的生理盐水。采用对比剂跟踪触发技术，扫描范围为腹主动脉下段至足跟。扫描参数：电压120 kV，电流200 mA，准直器宽度0.75 mm，螺距1.25，FOV 50cm×50cm。

DSA检查采用Philips FD20 DSA血管机，局麻下采用Seldinger穿刺法，经股动脉入路（双下肢动脉均重度狭窄或闭塞则穿刺肱动脉），以15～20ml/s的速率注射碘普罗胺25～30ml，压力600 psi，先对腹主动脉下段、左右髂总动脉、髂内、外动脉行常规造影，再利用多功能导管以4～6ml/s的速率注入碘普罗胺6～8ml，压力2600 psi，对患肢进行分段造影。

3.图像分析

原始图像传至工作站，采用最大密度投影（MIP）对ETNCE-MRA和CTA图像进行后重建。二者的图像质量和下肢动脉狭窄程度由2位高年资放射科诊断医师采用盲法评价。每个动脉节段的图像质量按照4级标准进行评分[4]：1分，动脉轮廓显示不清，静脉污染严重伴重度软组织伪影，图像不能用于诊断；2分，动脉轮廓比较清楚，伴深静脉污染和中度软组织伪影，图像基本满足诊断需要；3分，动脉轮廓清楚，伴浅静脉污染和轻度软组织伪影，诊断较为明确；4分，动脉轮廓清晰锐利，无或伴少许静脉和软组织伪影。下肢动脉狭窄程度分为4级：1级为轻度狭窄，狭窄程度≤50%；2级为中度狭窄，狭窄程度50%～75%；3级为重度狭窄，狭窄程度75%～99%；4级为完全闭塞。若同一动脉节段有多处狭窄，按狭窄程度级别高者归类。

4.统计学分析

采用SPSS20.0软件统计分析数据。CTA和ETNCE-MRA图像质量评分比较采用Wilcoxon检验。CTA和TRANCE-MRA诊断下肢动脉狭窄的一致性采用Kappa检验。Kappa值＜0.40为一致性较差，0.4～0.8为一致性较好，＞ 0.8为一致性良好。以DSA结果为金标准，计算CTA和TRANCEMRA诊断下肢动脉显著性狭窄（狭窄程度≥50%）的敏感度、特异度和准确率，二者之间的比较采用配对卡方检验。P＜0.05为差异有统计学意义。

表1 CTA和ETNCE-MRA的图像质量评分

表2 CTA和ETNCE-MRA诊断下肢动脉狭窄程度的比较

结 果

2名医师对下肢动脉722节段的CTA和ETNCE-MRA图像质量评分见表1。结果显示CTA图像质量总体评分略高于MRA（P＜0.05），股腘动脉段（股浅动脉、股深动脉、腘动脉）和主髂动脉段（腹主动脉下段，髂总动脉、髂内动脉、髂外动脉）水平CTA和MRA图像质量评分无统计学差异（P＞0.05），膝下动脉段（胫前动脉、胫后动脉，腓动脉）水平CTA图像质量评分高于MRA（P＜0.05）。以DSA为金标准，采用CTA与ETNCE-MRA对268处狭窄程度的比较见表2，二者诊断下肢动脉狭窄一致性良好(Kappa=0.92、0.91)（图 1、图2）。CTA和ETNCE-MRA诊断下肢动脉显著性狭窄的敏感度、特异度和准确率无统计学差异（P＞0.05）（表3）。

表3 CTA和ETNCE-MRA诊断下肢动脉显著性狭窄的敏感度、特异度和准确率

图1 男，63岁，糖尿病20余年，下肢动脉硬化闭塞症8年。A.TRANCE-MRA示右侧动脉闭塞（箭），右侧胫后动脉重度狭窄，周围可见部分侧支血管；B.CTA示右侧动脉、胫后动脉狭窄的部位和程度与MRA基本一致；C.DSA示右侧动脉闭塞（箭），右侧胫后动脉狭窄，伴周围侧枝血管形成。

讨 论

糖尿病下肢病变发展较快，严重者可因足部坏疽而截肢。早期诊断糖尿病下肢血管病变并进行干预治疗可明显降低截肢率。而糖尿病患者下肢动脉的血运情况直接关系到血管重建手术成功与否，并对疗效评价具有较大的临床意义[5]。但CTA和DSA检查均使用碘对比剂，可引起过敏反应，并增强对比剂肾病发生的风险，更是肾功能不全患者的禁忌证。近年来非对比增强MRA在下肢动脉的应用越来越受到关注。本研究采用的ETNCE技术是基于心电触发的半傅里叶3D-TSE序列，利用动脉和静脉在收缩期与舒张期流速不同表现出来的信号不同这个特点进行成像[6]。在一个心动周期中，动脉流速变化很大，静脉流速变化很小。收缩期时，动脉血流流速快，由于流空效应动脉表现为低信号，静脉流速缓慢表现为高信号；舒张期时，动、静脉流速均缓慢，动脉和静脉均表现为高信号。分别在收缩期和舒张期采集血流信号，将二者图像减影后即可得到下肢动脉图像[7]。

ETNCE技术在不需要使用对比剂的情况下，清楚显示下肢动脉的解剖结构、狭窄的部位、范围、程度和侧支循环的代偿情况。与CTA所示的下肢动脉管腔狭窄，部分动脉节段呈“串珠样”改变等表现较为一致。虽然ETNCE-MRA图像易出现静脉和软组织伪影，但从图像质量评分来看，腹主动脉下段至腘动脉水平MRA与CTA图像质量评分无统计学差异，仅膝下动脉段的CTA图像质量略优于MRA图像质量。从两位观察者的研究结果中能够看出ETNCEMRA与CTA诊断下肢动脉显著性狭窄的敏感度、特异度和准确率无统计学差异（P＞0.05）。且两位观察者均认为ETNCE-MRA的下肢动脉图像具有较好的信噪比和空间分辨率，图像基本能够满足诊断需求。因此，ETNCE-MRA在下肢动脉狭窄性病变中具有较大的临床应用价值，能够成为不愿意接受辐射、对碘对比剂过敏或拒绝使用对比剂或肾功能不全的糖尿病患者的首选检查，并能为无对比剂禁忌证的糖尿病患者提供一种可供选择的检查手段。

本研究发现ETNCE-MRA图像膝下动脉段存在较多的浅静脉污染，原因为小腿部浅静脉血流速度较快，收缩期采集动脉信号会同时采集到浅静脉血流信号，减影后浅静脉仍为高信号而出现静脉干扰。但浅静脉不与动脉伴行，不影响对动脉狭窄的判断。膝下动脉段的ETNCE-MRA图像质量评分较CTA略低，原因可能为：①糖尿病患者下肢动脉病变时常伴有静息痛，小腿可能发生不自主抽动，产生运动伪影；②糖尿病患者可合并小腿或足部的感染和坏疽，图像静脉污染和软组织伪影较严重[8]；③糖尿病患者小腿动脉弹性较差，血流速度缓慢，减影后易造成血流信号丢失。本研究ETNCE-MRA诊断糖尿病患者下肢动脉显著性狭窄的准确性较高，但是两位观察者仍然将10个3级狭窄高估为4级完全闭塞。其原因可能为动脉发生严重狭窄时，血流速度明显减慢，收缩期采集信号时表现为高信号，减影后与舒张期高信号抵消，血管可显示为完全闭塞。另一方面狭窄动脉远端的侧枝循环丰富，对比剂通过侧枝逆向充盈而病变远侧的动脉出现显影[9]。

本研究ETNCE非对比增强MRA的优势为：①无需对比剂，避免对比剂引起的相关并发症，尤其适用于肾功能不全的患者；②静脉污染较少，多为浅静脉污染，不影响图像质量；③三维采集可使层厚达1mm，图像空间分辨率较高，细小病变显示更清晰。ETNCE技术的局限性为：①心电触发技术要求患者心律齐，当心律不齐时可能触发错误的延迟校准时间，心律明显不齐时不能触发信号采集；②当血流动力学明显异常时会出现对动脉狭窄的过高评判[10]；③对于细小动脉，如手、足动脉显影较为困难；④全下肢扫描时间较长，部分患者不能完全配合。

总之，ETNCE-MRA能够清晰显示下肢动脉病变，具有较高的图像质量和诊断准确率，可作为糖尿病患者合并肾功能不全及不能使用对比剂时的一种安全可靠的替代检查方法。