反轉(zhuǎn)脈沖帶的放置位置對(duì)非對(duì)比劑肝門(mén)靜脈血管成像的影響

姚斐斐YAO Feifei

楊子濤1YANG Zitao

肖云飛1XIAO Yunfei

車(chē)英玉1CHE Yingyu

徐田勇2XU Tianyong

程敬亮1CHENG Jingliang

反轉(zhuǎn)脈沖帶的放置位置對(duì)非對(duì)比劑肝門(mén)靜脈血管成像的影響

姚斐斐1YAO Feifei

楊子濤1YANG Zitao

肖云飛1XIAO Yunfei

車(chē)英玉1CHE Yingyu

徐田勇2XU Tianyong

程敬亮1CHENG Jingliang

目的三維穩(wěn)態(tài)自由進(jìn)動(dòng)序列結(jié)合雙流入反轉(zhuǎn)恢復(fù)（IR）脈沖選擇性地顯示肝門(mén)靜脈，針對(duì)雙IR脈沖的3種放置策略對(duì)血管成像的影響進(jìn)行前瞻性研究。資料與方法在3.0T MRI掃描儀上，對(duì)26例行上腹部MRI檢查的患者進(jìn)行流入IF脈沖血管成像。同一受檢者的掃描方案包括非選擇性IR的放置方位為斜軸位（A組）、冠狀位（B組）和矢狀位（C組）3組序列，保持層面選擇IR的位置不變。比較3組肝門(mén)靜脈的成像質(zhì)量、相對(duì)信號(hào)強(qiáng)度和分支顯示級(jí)別的差異。結(jié)果在分支顯示級(jí)別方面，B組較A組和C組得分高（P＜0.05）。在成像質(zhì)量方面，B組門(mén)靜脈主干、門(mén)靜脈右支、門(mén)靜脈左支和右前下支的得分高于A組和C組（P＜0.05）；B組左后支和右后上支的顯示優(yōu)于C組（P＜0.05）。在相對(duì)信號(hào)強(qiáng)度方面，B組門(mén)靜脈主干和門(mén)靜脈右支高于A組和C組（P＜0.05）；B組左后支高于A組（P＜0.05）；B組右前下支和右后上支高于C組（P＜0.05）。結(jié)論在3種非選擇性IR脈沖放置策略中，冠狀位的放置方法改善了非對(duì)比劑肝門(mén)靜脈血管的成像質(zhì)量。

門(mén)靜脈造影術(shù)；磁共振血管造影術(shù)；反轉(zhuǎn)恢復(fù)脈沖

肝門(mén)靜脈解剖的準(zhǔn)確描繪是肝切除和肝移植等術(shù)前評(píng)估的重要內(nèi)容之一。近年CT血管造影（CTA）和對(duì)比劑增強(qiáng)磁共振血管成像（contrast-enhanced magnetic resonance angiography，CE-MRA） 逐 漸 取代傳統(tǒng)的有創(chuàng)血管成像方法，成為臨床評(píng)估血管異常的標(biāo)準(zhǔn)方法[1]。然而，靜脈注射對(duì)比劑不僅增加了患者的不適感，而且也增加了醫(yī)療費(fèi)用。非對(duì)比劑磁共振血管成像技術(shù)（non-contrast-enhanced MRA，NCEMRA）重新獲得了研究者的關(guān)注。本課題組前期研究中，在3.0T高場(chǎng)MRI掃描儀上成功實(shí)現(xiàn)了對(duì)10名健康志愿者肝門(mén)靜脈的NCE-MRA[2]，該研究中非選擇性反轉(zhuǎn)恢復(fù)（inversion recovery，IR）脈沖的放置方位采用斜軸位。這種方法的一個(gè)主要缺點(diǎn)是僅部分上游血液被標(biāo)記，即血液標(biāo)記的效率并不是最佳的。本研究擬比較斜軸位、冠狀位和矢狀位3種非選擇性IR脈沖放置策略對(duì)肝門(mén)靜脈血管成像的影響，在前期研究的基礎(chǔ)上對(duì)成像協(xié)議進(jìn)一步優(yōu)化，從而推動(dòng)該技術(shù)更廣泛地應(yīng)用于臨床并造?；颊?。

1 資料與方法

1.1 研究對(duì)象 選擇2013-10～2014-01在鄭州大學(xué)第一附屬醫(yī)院磁共振科行上腹部MRI掃描的26例患者，其中男14例，女12例；年齡19～72歲，平均（43.0±16.4）歲。排除存在中等或大量腹水的患者。檢查前患者禁食、禁水至少6 h，采用腳先進(jìn)仰臥位，并保持身體長(zhǎng)軸與磁體中心平行。囑患者檢查過(guò)程中盡量保持呼吸頻率和幅度恒定，并佩戴耳機(jī)，避免聽(tīng)力損害。本前瞻性研究經(jīng)醫(yī)院倫理委員會(huì)批準(zhǔn)，所有受檢者均簽署知情同意書(shū)。

1.2 儀器與方法 采用3.0T GE Discovery MR750掃描儀，8通道相控陣腹部線圈。先掃描一個(gè)二維的穩(wěn)態(tài)進(jìn)動(dòng)快速成像序列（fast imaging employing steadystate acquisition，F(xiàn)IESTA）以明確腹主動(dòng)脈、門(mén)靜脈主干、脾靜脈和腸系膜上靜脈等的大體位置。為了顯示肝內(nèi)門(mén)靜脈，三維平衡式穩(wěn)態(tài)自由進(jìn)動(dòng)序列（threedimensional balanced steady-state free-precession，3D bSSFP）采用冠狀位成像。結(jié)合呼吸觸發(fā)技術(shù)以降低腹部運(yùn)動(dòng)偽影。非選擇性IR脈沖的放置位置采用斜軸位[2]、冠狀位和矢狀位3種不同的策略，分別記為A組、B組、C組（圖1）。對(duì)于同一例患者，保證層面選擇IR的位置不變，只改動(dòng)非選擇性IR的位置。

圖1 序列定位。A示層面選擇IR的放置位置；B～D分別為A組、B組、C組序列定位。3組的層面選擇IR位置完全相同，非選擇IR的位置分別為斜軸位、冠狀位和矢狀位。紅框區(qū)域代表層面選擇IR，綠框區(qū)域代表非選擇性IR，白框區(qū)域?yàn)檠艹上穹秶?/p>

1.3 成像技術(shù) 為了比較3種IR帶的不同放置策略對(duì)非對(duì)比劑肝門(mén)靜脈血管成像的影響，對(duì)每一例入組患者進(jìn)行3次不同方式的成像。掃描參數(shù)：TR 3.8～4.3 ms，TE 1.9～2.1 ms，根據(jù)患者的呼吸頻率系統(tǒng)自動(dòng)調(diào)整；血液抑制反轉(zhuǎn)時(shí)間（blood suppression inversion time，BSP TI）預(yù)設(shè)為1450 ms[2]，翻轉(zhuǎn)角50°，視野（38.0～40.0）cm ×（34.2～40.0）cm，依患者身材做微小調(diào)整，層厚2.0 mm，矩陣192×320，帶寬125 kHz，掃描時(shí)間3:09～6:00 min，根據(jù)患者的呼吸頻率調(diào)整。為提高圖像的表觀分辨率，系統(tǒng)在層面方向和層面內(nèi)均采用內(nèi)插法對(duì)圖像進(jìn)行重建。

1.4 圖像分析 為比較3種策略的成像差異，本文評(píng)估肝門(mén)靜脈的分支顯示級(jí)別、血管顯示質(zhì)量及血管與周?chē)螌?shí)質(zhì)的相對(duì)信號(hào)強(qiáng)度（relative signal intensity，rSI）。進(jìn)行成像分析的血管包括門(mén)靜脈主干（main portal vein，MPV）、門(mén)靜脈右支（right portal vein，RPV）、右前下支（right anterior inferior portal branches，P5）、右后上支（right posterior superior portal branches，P7）、門(mén)靜脈左支（left portal vein，LPV）、左后支（left posterior portal branches，P2）。

肝門(mén)靜脈最高分支顯示級(jí)別評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)：1代表門(mén)靜脈主干的一級(jí)分支，即左、右門(mén)靜脈；2代表二級(jí)分支，即左、右門(mén)靜脈的段血管；3、4、5分別代表三級(jí)、四級(jí)、五級(jí)分支（段后血管及其分支），依次類推。

肝門(mén)靜脈血管成像質(zhì)量評(píng)分參照Lanzman等[3]的4分法：1分，血管未顯示；2分，管壁不光滑，血管信號(hào)強(qiáng)度不均勻；3分，管壁顯示良好輕微不光滑，血管信號(hào)強(qiáng)度均勻輕微流動(dòng)偽影；4分，管壁光滑連續(xù)，血管信號(hào)強(qiáng)度均勻無(wú)流動(dòng)偽影。

為比較3種不同IR放置策略對(duì)血管和肝實(shí)質(zhì)rSI的影響，由1名觀察者在原始圖像上放置感興趣區(qū)（ROI）進(jìn)行定量評(píng)估。血管的ROI放置在MPV、RPV、LPV、P2、P5和P7，且盡可能大（6.7～99.9 mm2）。肝實(shí)質(zhì)ROI的放置要避開(kāi)血管和有明顯偽影的區(qū)域，其大小保持在100 mm2左右。每個(gè)數(shù)據(jù)測(cè)量3次并取平均值作為最終計(jì)算值。rSI的計(jì)算公式：rSI=（血管信號(hào)強(qiáng)度－肝實(shí)質(zhì)信號(hào)強(qiáng)度）/血管信號(hào)強(qiáng)度。為了確保比較結(jié)果的可靠性，3組圖像ROI的放置位置保持一致。

由1名住院醫(yī)師和1名主治醫(yī)師在ADW 4.5后處理工作站進(jìn)行圖像分析，意見(jiàn)不同時(shí)協(xié)商達(dá)成一致。

1.5 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法 采用SPSS 19.0軟件，3組血管與肝實(shí)質(zhì)的相對(duì)信號(hào)強(qiáng)度比較采用單因素方差分析，兩兩比較采用LSD法；血管顯示級(jí)別得分與圖像顯示質(zhì)量比較采用Friedman非參數(shù)檢驗(yàn)，P＜0.05表示差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 3組圖像血管分支顯示級(jí)別和成像質(zhì)量比較 A組、B組和C組在門(mén)靜脈分支的最高顯示級(jí)別方面的平均得分分別為（3.58±0.64）分、（3.81±0.63）分和（3.38±0.98）分，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05）。B組的門(mén)靜脈分支顯示級(jí)別最高。肝門(mén)靜脈血管成像質(zhì)量評(píng)估情況見(jiàn)表1。B組MPV、RPV、LPV、P5的圖像質(zhì)量得分高于A組和C組，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05）。B組P2和P7的血管顯示質(zhì)量得分優(yōu)于C組（P＜0.05）。

2.2 3組圖像血管與肝實(shí)質(zhì)的相對(duì)信號(hào)強(qiáng)度比較 3組不同血管與肝實(shí)質(zhì)的平均相對(duì)信號(hào)強(qiáng)度見(jiàn)表2。B組MPV和RPV的平均相對(duì)信號(hào)強(qiáng)度高于A組和C組（P＜0.05）。B組LPV的平均相對(duì)信號(hào)強(qiáng)度最高，但3組間差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05）。B組P2的平均相對(duì)信號(hào)強(qiáng)度高于A組（P＜0.05）。B組P5和P7的平均相對(duì)信號(hào)強(qiáng)度高于C組（P＜0.05）。見(jiàn)圖2。

表1 門(mén)靜脈分支顯示質(zhì)量情況（n=26）

表2 不同情況下血管與肝實(shí)質(zhì)的平均相對(duì)信號(hào)強(qiáng)度（n=26）

圖2 女，42歲。A～C分別為A組、B組、C組門(mén)靜脈血管成像冠狀位MIP圖，B組血管信號(hào)強(qiáng)度高，分支顯示清晰。3幅圖像的窗寬及窗位相同（W/L=5232/3312）

3 討論

門(mén)靜脈系統(tǒng)的準(zhǔn)確描繪對(duì)于擬行肝移植或肝切除的患者十分重要。近年眾多國(guó)內(nèi)外學(xué)者開(kāi)展了關(guān)于非對(duì)比劑肝門(mén)靜脈血管成像技術(shù)的研究，主要研究方向?yàn)榉崔D(zhuǎn)時(shí)間的優(yōu)化[2,4,5]、影響成像質(zhì)量的技術(shù)因素[6]、不同成像序列的成像特點(diǎn)[7]、流入IF脈沖序列對(duì)肝硬化患者門(mén)靜脈系統(tǒng)評(píng)估的可行性研究[8,9]等。

本課題組既往研究成功實(shí)現(xiàn)了10名健康志愿者肝門(mén)靜脈的NCE-MRA[2]，非選擇性IR脈沖的放置方位采用斜軸位。本研究的主要目的是優(yōu)化雙反轉(zhuǎn)恢復(fù)脈沖的放置位置，比較非選擇性IR斜軸位、冠狀位和矢狀位3種不同放置策略對(duì)血管成像的影響，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，B組肝門(mén)靜脈最高分支顯示級(jí)別、門(mén)靜脈分支MPV、RPV、LPV和P5的成像質(zhì)量得分、MPV和RPV的相對(duì)信號(hào)強(qiáng)度均高于A組和C組（P＜0.05），可能是由于B組有更多的高信號(hào)血流流入肝內(nèi)門(mén)靜脈，而在A組與C組中，非選擇性IR和層面選擇IR的交叉區(qū)域僅包括脾靜脈和腸系膜上靜脈的主干部分?？傊?，B組的上游血液標(biāo)記率更高。

自旋標(biāo)記非對(duì)比劑肝門(mén)靜脈血管成像的實(shí)現(xiàn)方法大體分為流入型和流出型兩種。前文提到的研究方法[5-7,9]多屬于流入型，即IR脈沖用于抑制背景信號(hào)，而未被標(biāo)記的新鮮血液呈現(xiàn)亮血高信號(hào)流入肝內(nèi)門(mén)靜脈。而本文采用的方法屬于流出型。首先，非選擇性IR反轉(zhuǎn)成像區(qū)域的磁化矢量，緊接著的層面選擇IR進(jìn)行再次反轉(zhuǎn)從而保持了上游血液的高磁化矢量。Furuta等[10]比較了流入型和流出型兩種成像方式，結(jié)果發(fā)現(xiàn)流出型對(duì)肝內(nèi)門(mén)靜脈的顯示更好，該研究中2個(gè)IR帶的放置方式和本文B組的放置方式類似。

本研究的局限性為：①缺乏CE-MRA等作為血管顯示的參考標(biāo)準(zhǔn)，但鑒于本文的研究目的，這一點(diǎn)并非必需的。②不適用于腹水和肝內(nèi)外膽管擴(kuò)張患者，SSFP序列的圖像對(duì)比依賴于組織的T2/T1，因此水也會(huì)呈現(xiàn)高信號(hào)[11]。對(duì)于腹水和肝內(nèi)外膽管擴(kuò)張患者，此法很可能無(wú)效。③若患者在檢查過(guò)程中不能保持規(guī)律的呼吸節(jié)奏，將導(dǎo)致嚴(yán)重的運(yùn)動(dòng)偽影，從而使圖像質(zhì)量變差。

總之，非選擇性IR采用冠狀位的放置策略會(huì)改善非對(duì)比劑肝門(mén)靜脈血管的成像質(zhì)量。此外，還可以通過(guò)靈活改變IR的放置位置實(shí)現(xiàn)腎動(dòng)脈[12]、腎靜脈、肝動(dòng)脈、肝靜脈[13]、下腔靜脈、頸動(dòng)脈等的非對(duì)比劑血管成像。

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（本文編輯 張春輝）

Effect of Three Different Double-inversion Preparations on Non-contrast-enhanced Portal Vein MR Angiography

PurposeTo selectively display the portal vein using three dimensional steady-state free precession sequence combined with double inflow inversion recovery (IFIR) pulse, and the infuence of three different kinds of placement strategy of the double IR pulse on the imaging of vascular were prospectively studied.Materials and MethodsThe hepatic portal veins of 26 subjects were investigated on 3.0T MRI system using IFIR MR angiography. Portal MR angiography sequences with three different double-inversion preparation schemes were performed referred as group A (oblique-axial non-selective IR pulse), group B (coronary non-selective IR pulse), group C (sagittal non-selective IR pulse), with the location of the slice selective IR invariant. The image quality of hepatic portal vein and relative signal intensity (rSI) between vessel and surrounding liver parenchyma and the order of vessel branches were analyzed.ResultsAs for the order of portal vein branches displayed, group B was better than the other two groups (P＜0.05).The image quality scores of the main portal vein, right portal vein, left portal vein and right anterior inferior portal branches were all higher in group B than those in group A and group C (P＜0.05). For the imaging of left posterior portal branches and right posterior superior portal branches, group B was better than group C (P＜0.05). In terms of the relative signal intensity, the rSI of main portal vein and right portal vein was signifcantly better in group B than in other groups (P＜0.05). For the rSI of left posterior portal branches, group B was better than group A (P＜0.05). For the rSI of right anterior inferior portal branches and right posterior superior portal branches, group B was better than group C (P＜0.05).ConclusionAmong the three different selective IR pulse placement strategies, non-contrast-enhanced MR portography with coronal non-selective IR pulse (group B) is able to improve the image quality of the portal vein without an exogenous contrast agent.

Portography; Magnetic resonance angiography; Inversion recovery pulse

1. 鄭州大學(xué)第一附屬醫(yī)院磁共振科 河南鄭州 450052

2. 通用電氣（中國(guó)）醫(yī)療集團(tuán)培訓(xùn)部 上海201203

程敬亮

Department of MRI, the First Affliated

Hospital of Zhengzhou University, Zhengzhou 450052, China

Address Correspondence to: CHENG Jingliang E-mail: cjr.chjl@vip.163.com

R445.2

2014-07-08

修回日期：2014-11-17

中國(guó)醫(yī)學(xué)影像學(xué)雜志

2014年 第22卷 第12期：932-935

Chinese Journal of Medical Imaging 2014 Volume 22(12): 932-935

10.3969/j.issn.1005-5185.2014.12.015