非对比剂增强磁共振血管成像流入反转恢复序列在肝硬化门静脉高压患者门静脉系统成像的可行性研究

王丽娟，潘自来，苏文婷，徐敬慈，饶 敏，刘 宵

（上海交通大学医学院附属瑞金医院北院放射科，上海 201801）

在我国，由肝脏疾病引起的门静脉高压占患者90%以上，而我国又是乙型肝炎高发国家，肝炎后肝硬化的发病率明显高于欧美等发达国家。最近一项报告显示，我国有多达0.51%的人患有肝硬化[1]，而美国和欧洲的肝硬化发病率为0.27%和0.10%。因肝硬化而导致的门静脉高压大出血在临床较常见，严重影响患者的生存及生活质量，故对门静脉高压及时进行诊断及防治尤为重要。影像学检查可以判别门静脉高压的分类、分型、血流动力学等情况，具有较高的诊断价值。在诸多影像学检查中，非对比剂增强磁共振血管成像（non-contrast-enhanced magnetic resonance angiography,NC-MRA）检查在腹部肝门静脉系统血管成像中的应用成为了当前研究的热点，但以往研究对象多为健康体检者，针对门静脉高压患者的研究较少。本研究采用非对比剂增强磁共振血管成像（non-contrast-enhanced magnetic resonance angiography,NC-MRA）流入反转恢复 （flow inversion recovery，FIR）序列进行研究，该新技术在使用了三维稳态自由进动序列技术的同时，还利用呼吸门控及心电门控双触发技术对肝硬化门静脉高压患者的门静脉系统显像进行分析，并将显示结果与对比剂增强磁共振血管成像（contrast enhancement magnetic resonance angiography，CE-MRA）结果进行对比，旨在探讨NC-MRA检查中采用FIR序列（NC-FIR-MRA）对门静脉高压患者进行门静脉系统成像的可行性。

资料与方法

一、资料

选取2017年3月至2018年4月期间在我院临床诊断为门静脉高压的患者或经影像学检查（MRI或CT血管成像）诊断为门静脉高压的患者。原则上筛选门静脉高压表现典型的患者，并排除临床诊断或前期影像学检查提示有中量或大量腹水的患者（由于NC-FIR-MRA图像对比依赖于组织的T2与T1的比值，因此腹水也会呈现高信号），以便比较2种扫描技术的效果。本研究最终筛选出20例符合纳入标准的门静脉高压患者，其中女性6例，男性14例，平均年龄为（55±9）岁。所有研究对象均需签知情通知书，且无MRI扫描及对比剂应用禁忌证。

二、方法

1.MRI检查：所有研究对象在进行MRI检查前6 h内禁食、禁水。采用1.5T MRI扫描仪（上海联影医疗科技有限公司）先后行CE-MRA及NCMRA扫描。

行CE-MRA检查前，受检者经肘正中静脉用双筒高压注射器注射钆对比剂（剂量0.2 mmol/kg），流率3～4 mL/s，对比剂注射完毕后，继续以同样的流率快速推注20 mL生理盐水冲管。注入对比剂后，采用对比跟踪触发技术对肝门静脉进行快速梯度回波三维冠状位成像，扫描参数如下。扫描方位为斜位；视野（field of view,FOV）320 mm×320 mm；翻转角25°；层面层厚2.4～3.6 mm；带宽600 MHz，TR 3.8 ms；TE取最小值；矩阵224×256；动态扫描，共3期，每期扫描时间约14 s，扫描过程中嘱患者屏气。

行NC-FIR-MRA检查时，采用1.5T MRI扫描仪（上海联影医疗科技有限公司），8通道相控阵体线圈，使用FIR序列进行扫描。首先扫描一个二维的稳态进动快速成像序列，以明确腹主动脉、门静脉主干、脾静脉和肠系膜上静脉等的大体位置，以便于放置非选择性反转恢复脉冲带。反转恢复脉冲带的位置一般放置于剑突下水平。肝门静脉血管成像序列扫描参数为，TR 4.00 ms，TE 2.03 ms，翻转角80°，FOV 340 mm×340 mm，层厚3.20 mm，相位方向加速因子2，矩阵192×320，采集体素1.18 mm×1.18 mm×3.20 mm，反转恢复延迟时间700 ms，扫描时间4～5 min，触发间隔1 s。扫描过程中嘱患者保持均匀平静呼吸。

2.数据采集：扫描完成后，将原始数据传输到工作站。2种不同扫描方法获得的所有图像均由2位主治或以上级别的医师进行阅片，观察门静脉系统主要血管显示率、门静脉分支显示级数、图像质量；分析门静脉主干及其左右支和肠系膜上静脉的测量差异。2种扫描技术,测量门静脉主干宽径时，取脾静脉和肠系膜上静脉汇合处以上2 cm作为血管宽径的测量点;其他血管尽量取同一血管的相同位置点进行血管宽径测量，一个点测量3次，取平均值。

3.图像重建及后处理：扫描完成后，将所有原始数据输入联影后处理工作站，由2名不知研究目的且有经验的（主治及以上）放射科医师独立进行图像处理。采用最大密度投影进行重建，剪切周围无关影像，调整对比度及图像清晰度，并按照标准存储上下、前后位图像。

4.图像评分标准：由上述放射科医师对图像进行双盲法评分。评分标准采用Likert 5分量表法，5分为门静脉主干及第1～5级分支充盈良好，管壁光滑、连续，5级血管清晰可见。4分为门静脉主干及第1～4级分支充盈良好，管壁光滑、连续，5级血管模糊或未显示；3分为门静脉主干及第1～3级分支充盈良好，管壁光滑、连续，4级及以下血管模糊或未显示；2分为门静脉主干及第1～2级分支充盈良好，管壁光滑、连续，3级及以下血管模糊或未显示；1分为门静脉主干充盈良好，管壁光滑、连续，2级及以下血管模糊或未显示。门静脉主干的1级分支为左、右门静脉，2级分支为左、右门静脉的段血管，3级、4级、5级分支 （段后血管及其分支）依次类推。对显示的血管分支级别有争议时，由2位医师协商达成一致。脾静脉及肠系膜上静脉的显示情况评价采用4分评分法，4分为血管显示清晰，边界光滑，信号均匀；3分为血管显示清晰，边缘较光滑；2分为血管显示模糊，血管结构难以辨别；1分为血管未见显示。

5.2种扫描方法的图像质量及门静脉显示情况比较：采用美国放射学会的单幅图像法在原始图像上测信噪比的方法，对2种MRI扫描方法的图像质量进行分析。取背景信号区域的信号标准差作为噪声，信噪比计算公式为信噪比=0.655×S/SDair。上述公式中，S是门静脉感兴趣区域中的平均信号强度，SDair为视野边角上空气部分的信号标准差。门静脉感兴趣区域及视野边角上空气部分的选择区域均为圆形，每次测量区域半径相同。空气区域要避免有明显伪影和滤波伪影的区域，因为这会导致信噪比计算出现明显偏差。对2种成像技术所获得的图像整体质量及门静脉血管各级分支显示情况采用Likert 5分量表法进行评分并比较分析。

三、统计学处理

应用SPSS 25.0软件进行数据处理，比较2种MRI扫描技术对肝门静脉系统显影的结果，计量资料以表示。采用配对t检验比较2种方法显示的血管宽径及门静脉的信号强度；采用卡方检验比较2种方法显示的门静脉、肠系膜上静脉及脾静脉显示情况。对2种方法测得门静脉的信噪比采用非参数检验（曼-惠特尼U检验）进行统计学分析。P＜0.05时认为差异有统计学意义。

结果

一、血管宽径

采用NC-MRA及CE-MRA扫描对门静脉、肠系膜上静脉及脾静脉主干宽径进行测量，结果显示，2种检查方法测得的门静脉主干宽径分别为（1.59±0.31）cm、（1.57±0.30）cm，测得脾静脉主干宽径分别为（1.33±0.43）cm、（1.29±0.41）cm，测得肠系膜上静脉近端宽径分别为 （1.30±0.34）cm、（1.36±0.33）cm。比较发现，2种方法测得的门静脉及脾静脉主干宽径差异无统计学意义（P值分别为0.330、0.090）,而2种方法测得的肠系膜上静脉近端宽径差异有统计学意义（P=0.037）。

二、2种检查方法的血管显示情况（见表1）

在NC-MRA检查中，有45%（9/20）的患者门静脉图像评分在3分及以上 （见图1A、1C、2A、2B）；在CE-MRA检查中，有85%（17/20）的患者门静脉图像评分在3分及以上（见图1B、1D），2种方法间比较，差异有统计学意义（P=0.008）。2种方法检查,100%（20/20）的患者门静脉主干及1级分支（即左、右门静脉）均能清晰显示，且门静脉血管图像清晰、边缘光滑，成像效果好；而CE-MRA法对3级以上分支的显示有17/20例，明显优于NC-MRA（9/20例）（见图2C）。2种方法显示肠系膜上静脉及脾静脉近端评分间差异无统计学意义（P值分别为0.677及0.077）。

表1 2种成像方法显示门静脉、脾静脉及肠系膜上静脉的情况比较（n）

图1 肝炎后肝硬化、门静脉高压患者（56岁）的CE-MRA和NC-MRA图像

图2 门静脉高压患者CE-MRA和NC-MRA图像

三、2种检查方法间的图像信号强度及信噪比

NC-MRA图像由门静脉主干的信号强度为684.60±215.31，CE-MRA图像由门静脉主干的信号强度为238.44±69.84，NC-MRA的门静脉信号强度明显高于CE-MRA，差异有统计学意义（P=0.040）。分析2种方法间的信噪比，CE-MRA图像信噪比中位数为47.55，四分位距为34.40～104.97；NC-MRA图像信噪比中位数为279.39，四分位距为146.06～2 047.59。使用非参数检验（曼-惠特尼U检验），提示差异有统计学意义（Z=-4.27，P＜0.01）。

讨论

肝门静脉系统的成像在门静脉高压的诊断、预后评估及治疗中起着至关重要的作用[2]。CT血管成像扫描具有电离辐射危害，且部分患者存在碘对比剂过敏的禁忌证。临床上，肝门静脉CE-MRA检查应用广泛[3]，然而该检查方法要求患者屏气来避免呼吸伪影，对听力和屏气不佳的患者，检查难度很大；CE-MRA使用的钆对比剂可能引起肾功能不全的患者发生肾源性系统性纤维化[4-5]。目前文章报道的非对比剂腹部血管研究多采用三维稳态自由进动序列技术[6]，主要研究方向包括反转恢复时间的优化、影响成像质量的技术因素、不同成像序列的成像特点，还有流入反转恢复序列对肝硬化患者门静脉系统显影可行性等[7-9]。FIR是由上海联影医疗科技有限公司最新研发的一种NC-MRA技术，其成像原理是基于血流流入效应并利用三维稳态自由进动序列，利用呼吸门控并加上心电门控双触发以减少运动伪影，并使用空间可控的选择性反转恢复脉冲和选频脂肪抑制技术以抑制背景和脂肪信号。FIR技术特别适合显像循环系统中比较复杂的血供，如肝脏门脉系统、肾动脉、肝静脉等。

本研究比较了CE-MRA与NC-MRA 2种成像方法间的图像质量及门静脉血管显示的情况，分析结果如下。

一、肝门静脉系统各血管的宽径测量及评分

门静脉高压时，患者的门静脉主干及属支均有不同程度扩张，当影像学检查结果显示门静脉宽径≥1.3 cm时，即提示患者存在门静脉高压。然而，门静脉高压的判断亦不能仅依赖于门静脉宽径，还需结合其他临床指标。脾静脉是门静脉的主要属支之一，当患者存在门静脉高压时，脾静脉曲张，其直径多可大于1.0 cm。本研究结果发现，2种方法测得的门静脉及脾静脉主干宽径间差异无统计学意义（P值分别为0.330、0.090）,而肠系膜上静脉近端宽径差异有统计学意义（P=0.037）。NC-MRA对于肠系膜上静脉的显示不佳，体现在只能显示肠系膜上静脉近端一段血管，考虑这与反转恢复脉冲带位置放置有关。本研究对肠系膜上静脉近端显影效果进行评分，并以2分为分界对病例数进行统计学分析，提示差异无统计学意义（P=0.077），提示2种检查方法对肠系膜上静脉近端显示无差异。

二、血管显示评分

本研究的NC-MRA图像中，45%（9/20）的患者门静脉图像评分在3分及以上，而在CE-MRA图像中，85%（17/20）的患者门静脉图像评分在3分及以上，2种方法间比较，差异有统计学意义（P=0.008），说明相对NC-MRA，CE-MRA对较远端分支的显示上有优势。CE-MRA和NC-MRA成像方式对20例患者的门静脉主干及1级分支均能做到清晰显示，即2种方法可显示效果相似的门静脉系统图像。另外，NC-MRA图像在门静脉及1、2级分支的管壁清晰度和光滑度显示上优于CE-MRA，原因在于部分患者由于紧张或者体质弱不能均匀呼吸，造成CE-MRA血管图像不理想，间接反映对比剂血管成像因对呼吸有要求而具有一定局限性。本研究结果还显示，2种方法对脾静脉及肠系膜上静脉近端显示情况的评分间差异无统计学意义（P值分别为0.677及0.077）。

三、信号强度及信噪比

NC-MRA图像的门静脉信号强度明显高于CE-MRA图像，差异有统计学意义。2种方法间的信噪比差异有统计学意义，NC-MRA图像的信噪比普遍高于CE-MRA图像，说明其图像质量相对较高。

本研究提示，相对于CE-MRA检查，NC-MRA检查在门静脉高压患者门静脉系统的显示上具有以下优点。①无创、无辐射，无需对比剂；②采用FIR技术，患者自由呼吸，成功率高并可重复扫描，检查时间短，大大降低了因扫描时间长而患者配合不佳引起的图像质量不高从而影响诊断的概率；③在门静脉主干及1、2级分支显示方面，与CEMRA效果相当；④在脾静脉及肠系膜上静脉近端的显示方面，与CE-MRA效果相似；⑤空间分辨力强，肝静脉伪影很少，信噪比相对较高，对血管边缘的清晰度及光滑度的显示优于CE-MRA，图像质量较好；⑥能够进行冠状位门静脉成像，并能采用最大密度投影重建，实现多角度的三维观察。

FIR技术还处于研究初期，是否成功受诸多因素的影响，存在一定的缺陷。如饱和带位置的放置影响肠系膜上静脉的显示；对于肝门静脉肝内3～5级分支的显示不如CE-MRA；需筛选检查患者，对具有大量腹水的患者，扫描效果差；部分患者不能做均匀呼吸，对扫描结果也会有影响等。

总之，采用NC-FIR-MRA观察门静脉高压患者的门静脉系统具有较积极的临床意义，可以作为一种安全、有效、无创且较准确的检查方法。