小腿加壓下肢動(dòng)脈1.5T三維對(duì)比增強(qiáng)MRA對(duì)比劑劑量的對(duì)比研究＊

.安徽省太和縣人民醫(yī)院磁共振室(安徽 太和 36600).安徽醫(yī)科大學(xué)第一附屬醫(yī)院放射科(安徽 合肥 300)謝玉海 范 影 錢(qián)銀鋒李曼曼 趙 雷 史曉飛曹 莉 哈傳傳

小腿加壓下肢動(dòng)脈1.5T三維對(duì)比增強(qiáng)MRA對(duì)比劑劑量的對(duì)比研究＊

1.安徽省太和縣人民醫(yī)院磁共振室(安徽 太和 236600)
2.安徽醫(yī)科大學(xué)第一附屬醫(yī)院放射科(安徽 合肥 230022)
謝玉海1范 影1錢(qián)銀鋒2李曼曼1趙 雷1史曉飛1曹 莉1哈傳傳1

目的 探討采用小腿加壓法1.5T MR上行下肢動(dòng)脈三維對(duì)比增強(qiáng)MRA(3D CEMRA)中減少對(duì)比劑用量的可行性。方法 30例健康志愿者隨機(jī)分為A、B、C三組，使用1.5T MR行腹主動(dòng)脈至下肢動(dòng)脈3D CE-MRA，A、B、C組使用釓對(duì)比劑劑量分別為0.25mmol/kg、0.20mmol/kg和0.15mmol/kg，比較三組患者最大密度投影(MIP)的圖像質(zhì)量，計(jì)算并比較原始增強(qiáng)圖像腹主動(dòng)脈、股動(dòng)脈、腘動(dòng)脈的信號(hào)強(qiáng)度(SI)、信噪比(SNR)和對(duì)比噪聲比(CNR)。結(jié)果 三組的MIP圖像質(zhì)量均符合診斷要求，盆腔動(dòng)脈段圖像質(zhì)量A組和B組優(yōu)于C組，膝以上動(dòng)脈段A組和C組優(yōu)于B組，膝以下動(dòng)脈段圖像質(zhì)量三組間無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(P＞0.05)。小腿靜脈污染程度C組優(yōu)于A、B兩組，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＜0.05)。A、B、C三組間腹主動(dòng)脈SI、SNR、CNR及股動(dòng)脈SNR水平均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異（P＞0.05）；C組股動(dòng)脈SI和腘動(dòng)脈SI、SNR、CNR均低于B組和A組(P＜0.05)，B組低于A組(P＜0.05)；C組和B組股動(dòng)脈CNR水平低于A組(P＜0.05)，但C組和B組間無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(P＞0.05)。結(jié)論 1.5T MR行下肢動(dòng)脈3D CE-MRA，使用0.15mmol/kg釓對(duì)比劑可以獲得良好的圖像質(zhì)量并能滿足臨床的診斷要求。

磁共振；下肢動(dòng)脈；對(duì)比增強(qiáng)磁共振血管成像；對(duì)比劑

隨著人們生活水平的不斷提高以及人口的老齡化，下肢血管疾病的發(fā)病率呈逐年上升的趨勢(shì)。三維對(duì)比增強(qiáng)磁共振血管成像(3D CEMRA)作為一種無(wú)創(chuàng)、安全、簡(jiǎn)便、快捷的檢查方法，對(duì)下肢血管病變的檢出具有較高的敏感性和特異性[1-2]，已廣泛應(yīng)用于臨床。但近年來(lái)越來(lái)越多的文獻(xiàn)報(bào)道，發(fā)生腎源性系統(tǒng)性纖維化(nephrogenic systemic fibrosis，NSF)的患者與使用釓對(duì)比劑密切相關(guān)[3-7]，且當(dāng)劑量達(dá)到0.2mmol/kg時(shí)即會(huì)顯著增加NSF的危險(xiǎn)性[7]。為此，本文旨在探討采用小腿加壓法在1.5T MR儀上行腹主動(dòng)脈至下肢動(dòng)脈3D CE-MRA中減少對(duì)比劑用量的可行性。

1 資料與方法

1.1 一般資料 30名健康志愿者，男13例，女17例，年齡27歲～80歲，平均年齡55.4歲，體重47Kg～93Kg，平均體重68.0Kg。入選標(biāo)準(zhǔn)：經(jīng)臨床及相關(guān)檢查證實(shí)無(wú)高血壓、糖尿病、高血脂癥等基礎(chǔ)病史。隨機(jī)分為A、B、C三組，每組各10名志愿者，三組間性別、年齡、體重均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異。所有志愿者于檢查前3min均行小腿加壓，壓力為60mmHg。

1.2 設(shè)備與參數(shù) 采用Siemens Avanto 1.5T磁共振掃描儀及并行采集iPAT快速掃描技術(shù)，聯(lián)合使用頭頸線圈、腹部線圈及脊柱線圈，取仰臥位，足先進(jìn)。分三段進(jìn)行掃描，參數(shù)如下：FOV均為50cm×50cm，層厚1.4mm，層數(shù)96，并行采集因子2，翻轉(zhuǎn)角25°。第1段(腹盆腔)：TR/TE=3.01ms/1.1ms，帶寬500Hz/Pixel，采集時(shí)間18s，矩陣227×384，體素1.4×1.3×1.4mm；第2段(大腿)：TR/TE=3.17ms/1.13ms，帶寬450Hz/Pixel，采集時(shí)間19s，矩陣227×384，體素1.4×1.3×1.4mm；第3段(雙小腿)：TR/TE=3.29ms/1.19ms，帶寬440Hz/Pixel，采集時(shí)間23s，矩陣268×512，體素1.3×1.0×1.4mm。采用Carebolus技術(shù)，首先進(jìn)行3段血管蒙片掃描，注射對(duì)比劑同時(shí)啟動(dòng)透視掃描序列，當(dāng)觀察到腹主動(dòng)脈信號(hào)強(qiáng)度增高時(shí)手動(dòng)觸發(fā)進(jìn)入3D CE-MRA序列掃描，總共掃描時(shí)間為60s。

1.3 對(duì)比劑 A、B、C三組均使用釓噴酸葡胺注射液(Gd-DTPA，北京北陸公司產(chǎn))，使用高壓注射器經(jīng)右側(cè)肘前靜脈進(jìn)行團(tuán)注。A、B、C組注射劑量分別為0.25mmol/kg、0.20mmol/kg和0.15mmol/kg。對(duì)比劑注射方式采用雙相注射，第一相注射總量的2/3，注射速率為2.0ml/s；第二相注射總量的1/3，A、B、C組的注射速率分別為1.5ml/s、1.0ml/ s和0.5ml/s；注射完畢后用生理鹽水30ml沖管(速率為1.0ml/s)。

1.4 圖像后處理 原始數(shù)據(jù)經(jīng)減影處理后，運(yùn)用Composing軟件將各段靶血管圖像進(jìn)行拼接。采用三維最大強(qiáng)度投影(maximum intensity projection,MIP)重建圖像，進(jìn)行多方位、多角度觀察。

1.5 圖像質(zhì)量分析 由兩位高年資醫(yī)師在不知臨床資料和對(duì)比劑用量的情況下分別對(duì)三段靶血管(盆腔動(dòng)脈段、膝以上動(dòng)脈段和膝以下動(dòng)脈段，其中膝以上動(dòng)脈段和膝以下動(dòng)脈段實(shí)行左右側(cè)分開(kāi)評(píng)價(jià))MIP圖像質(zhì)量進(jìn)行逐段評(píng)價(jià)，意見(jiàn)不一致時(shí)共同協(xié)商直至一致。評(píng)分采用5分制[8]：0分：圖像質(zhì)量極差，動(dòng)脈血管顯示不清，完全不能用于診斷分析；1分：圖像質(zhì)量差，正常段血管輪廓不清，血管中心信號(hào)不均勻，不符合診斷要求；2分：圖像質(zhì)量一般，正常段血管輪廓毛糙，血管中心信號(hào)不均勻，不影響診斷分析；3分：圖像質(zhì)量良好，正常段血管輪廓清晰或少許毛糙，血管中心信號(hào)較均勻，符合診斷要求；4分：圖像質(zhì)量極好，正常段血管輪廓清晰銳利，血管中心信號(hào)均勻，完全符合診斷要求。小腿靜脈污染實(shí)行左右側(cè)單獨(dú)評(píng)價(jià)，評(píng)分采用3分制[9]：1分：無(wú)污染；2分：存在污染，不影響診斷評(píng)價(jià)；3分：存在污染且影響診斷評(píng)價(jià)。

1.6 信號(hào)測(cè)量 由一位醫(yī)師在圖像后處理工作站上測(cè)量信號(hào)。在未減影的原始增強(qiáng)圖像上分別測(cè)量腹主動(dòng)脈下段及雙側(cè)股動(dòng)脈、腘動(dòng)脈的信號(hào)強(qiáng)度(signal intensity, SI)、動(dòng)脈血管鄰近組織的信號(hào)強(qiáng)度(SIm)及同層水平的背景噪聲標(biāo)準(zhǔn)差(SDn)。計(jì)算信噪比(signal-to-noise ratio, SNR；SNR=SI/SDn)、對(duì)比噪聲比[contrast to noise ratio, CNR；CNR=(SI-SIm)/SDn]。

圖1 A組志愿者，女，57歲，體重51kg。3D CE-MRA顯示血管邊緣清晰銳利，管腔信號(hào)均勻，無(wú)靜脈污染。圖2 B組志愿者，女，71歲，體重93kg。3D CE-MRA顯示血管邊緣清晰銳利，管腔信號(hào)均勻，右側(cè)小腿段有少許靜脈污染(圖中箭頭所指)。圖3 C組志愿者，女，27歲，體重47kg。3D CE-MRA顯示血管邊緣清晰銳利，兩側(cè)腘動(dòng)脈管腔對(duì)稱性變細(xì)，信號(hào)減低（結(jié)合原始圖像分析后被判為線圈重疊不全所致）,小腿段無(wú)靜脈污染。圖4 C組另一志愿者，男，54歲，體重82kg。3D CE-MRA顯示血管邊緣清晰銳利，管腔信號(hào)均勻，左側(cè)小腿內(nèi)側(cè)見(jiàn)靜脈影(圖中箭頭所指)。

表1 三組圖像質(zhì)量評(píng)價(jià)

表1 三組圖像質(zhì)量評(píng)價(jià)

注：*同A組比較，P＜0.05,#同B組比較，P＜0.05

分組 圖 像 質(zhì) 量 小腿靜脈污染盆腔動(dòng)脈段 膝以上動(dòng)脈段 膝以下動(dòng)脈段A組 3.900±0.316 4.000±0.000 3.700±0.483 1.400±0.503 B組 4.000±0.000 3.600±0.516* 3.800±0.422 1.600±0.503 C組 3.200±0.789*# 3.900±0.316 3.400±0.516 1.200±0.410#χ2 11.368 6.032 3.608 6.556 P 0.003 0.049 0.165 0.038

表2 三組三段動(dòng)脈的信號(hào)強(qiáng)度、信噪比及對(duì)比噪聲比

表2 三組三段動(dòng)脈的信號(hào)強(qiáng)度、信噪比及對(duì)比噪聲比

SNK-q檢驗(yàn)：與A組比較*P＜0.05，**P＜0.05；與B組比較△P＜0.05，▲P＞0.05

血管分段 觀察值 A組 B組 C組 F值 P值SI 221.200±67.322 238.040±79.490 160.650±89.654 22.631 0.090腹主動(dòng)脈 SNR 40.580±19.148 28.820±10.428 23.870±18.575 2.694 0.086 CNR 34.610±16.091 23.500±8.341 19.300±17.892 2.894 0.073 SI 481.020±52.488 380.365±56.615*323.760±55.236**△42.243 0.000股動(dòng)脈 SNR 101.205±39.252 89.515±28.128 83.695±42.500 1.153 0.323 CNR 105.025±29.638 82.635±26.247* 73.155±37.578**▲ 5.393 0.007 SI 526.105±89.817 442.885±47.641*333.210±63.005**△39.257 0.000腘動(dòng)脈 SNR 121.425±40.116 95.795±37.889*69.880±20.614**△11.486 0.000 CNR 107.095±34.538 85.300±34.483*64.265±19.534**△9.958 0.000

1.7 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析 采用SPSS17.0進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。MIP圖像質(zhì)量采用非參數(shù)檢驗(yàn)進(jìn)行多組間兩兩比較；SI、SNR及CNR的比較采用單因素方差分析，使用SNK法進(jìn)行多組間兩兩比較。以P＜0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié) 果

2.1 MIP圖像質(zhì)量比較 A、B、C三組所獲得的圖像均能滿足臨床診斷要求(圖1-4)。三組的圖像質(zhì)量評(píng)價(jià)結(jié)果見(jiàn)表1。膝以下動(dòng)脈段圖像質(zhì)量三組間無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(P＞0.05)。盆腔動(dòng)脈段圖像質(zhì)量A組和B組優(yōu)于C組，膝以上動(dòng)脈段A組和C組優(yōu)于B組，小腿靜脈污染程度C組優(yōu)于A、B兩組，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＜0.05)。

2.2 圖像信號(hào)強(qiáng)度比較 A、B、C三組間腹主動(dòng)脈SI、SNR、CNR及股動(dòng)脈SNR水平均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(P＞0.05)；C組股動(dòng)脈SI和腘動(dòng)脈SI、SNR、CNR水平均低于B組和A組(P＜0.05)，B組低于A組(P＜0.05)；C組和B組股動(dòng)脈CNR水平低于A組(P＜0.05)，C組和B組間股動(dòng)脈CNR水平無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(P＞0.05)(見(jiàn)表2)。

3 討 論

目前數(shù)字減影血管造影(digital subtraction angiography，DSA)仍然是血管病變?cè)\斷的金標(biāo)準(zhǔn)，但其具有創(chuàng)傷性、電離輻射、碘對(duì)比劑的過(guò)敏性和腎臟毒性等缺點(diǎn)，難以作為下肢血管病變的常規(guī)篩查。3D CE-MRA具有無(wú)創(chuàng)、安全、簡(jiǎn)便快捷等優(yōu)點(diǎn)，且對(duì)下肢血管病變的檢出具有較高的敏感性和特異性[1-2]，已廣泛應(yīng)用于臨床。

以往下肢動(dòng)脈3D CE-MRA檢查多采用高劑量對(duì)比劑45ml[10]。隨著人們對(duì)釓對(duì)比劑的不斷認(rèn)識(shí)發(fā)現(xiàn)，發(fā)生NSF的患者與使用釓對(duì)比劑密切相關(guān)[3-7]，且當(dāng)釓對(duì)比劑劑量達(dá)到0.2mmol/kg時(shí)即會(huì)顯著增加NSF的危險(xiǎn)性[7]，因此高劑量對(duì)比劑進(jìn)行3D CE-MRA檢查已不再提倡使用。

近年來(lái)國(guó)內(nèi)外一些學(xué)者對(duì)下肢3D CE-MRA檢查中減少對(duì)比劑的研究多是在具有高空間分辨率的3.0T MR儀上進(jìn)行的。如：楊敏星等[11]采用20ml釓對(duì)比劑獲得的腹主動(dòng)脈至下肢動(dòng)脈CE-MRA圖像質(zhì)量完全滿足臨床診斷要求。張磊等[9]使用13ml 釓對(duì)比劑在診斷下肢血管狹窄性病變上與DSA比較具有較高的敏感度(96.0%)和特異度(73.7%)，但小腿靜脈污染較嚴(yán)重。為了減少或消除靜脈污染，有學(xué)者[12]采用小腿加壓法對(duì)31例患者進(jìn)行雙下肢3D CE-MRA檢查，發(fā)現(xiàn)小腿加壓后明顯抑制靜脈重疊。其原理是小腿加壓提高了毛細(xì)血管床的靜水壓，延長(zhǎng)靜脈回流時(shí)間，從而延長(zhǎng)動(dòng)脈內(nèi)對(duì)比劑充盈時(shí)間。小腿加壓技術(shù)是用血壓計(jì)袖帶在腘窩下方施加一定的壓力，一般在50～60mmHg。本研究結(jié)果表明，采用0.15mmol/kg劑量對(duì)比劑及小腿加壓法在1.5T MR儀上獲得的下肢動(dòng)脈CE-MRA血管圖像質(zhì)量完全滿足臨床的診斷要求。

為了保證動(dòng)脈內(nèi)對(duì)比劑的維持時(shí)間，本實(shí)驗(yàn)中對(duì)比劑注射方式均采用雙相注射，即第一相采用較快的注射速度是為了獲得高對(duì)比度的動(dòng)脈相，第二相采用較慢的注射速度是延長(zhǎng)和維持整個(gè)數(shù)據(jù)采集過(guò)程中的動(dòng)脈時(shí)間窗，以保證動(dòng)脈K空間中心區(qū)的填充。此外，本研究發(fā)現(xiàn)，隨著釓對(duì)比劑劑量的減少動(dòng)脈的SI、SNR、CNR逐漸下降，且股動(dòng)脈及以下動(dòng)脈段三組間差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，這與Krause等[13]的研究結(jié)果相一致。雖然低劑量組動(dòng)脈的信號(hào)強(qiáng)度有所下降，但其圖像質(zhì)量仍能滿足臨床診斷要求，且小腿段靜脈重疊影明顯減少。

總之，雖然0.15mmol/kg劑量下肢3D CE-MRA所獲得動(dòng)脈圖像的SI、SNR及CNR較低，但圖像質(zhì)量仍能滿足臨床診斷要求，尤其對(duì)于有慢性腎功能不全者，應(yīng)建議使用小劑量(0.15mmol/kg)釓劑進(jìn)行雙下肢3D CE-MRA血管檢查。

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(本文編輯: 汪兵)

The Comparison Study of Three-dimensional Contrast-enhanced MR Angiography with Difference Doses Contrast Agents on 1.5T MR with Simultaneous Calf Compression*

XIE Yu-hai1, FAN Ying1, QIAN Yin-feng2,et al., 1 Taihe county people's hospital MRI Room, Anhui Taihe, 236600 2 Department of Radiology, the First Hospital, Anhui Medical University, Hefei 230022, China

Objective To explore the feasibility of reducing contrast medium dose in threedimensional contrast-enhanced MR angiography(3D CE-MRA) of lower extremity arteries at 1.5T MR system with calf compression.Methods Thirty healthy volunteers underwent 3D CE-MRA at 1.5T MR system with calf compression. The volunteers were divided into group A(n=10)、group B(n=10) and group C(n=10). The contrast medium doses of were 0.25mmol/kg、0.20 mmol/kg and 0.15 mmol/kg in three groups, respectively. The qualities of maximum intensity projection(MIP) images were assessed. The signal intensity(SI), signal-to-noise ratio(SNR) and contrast-to-noise ratio(CNR) of the source images were calculated and compared among three groups. Results The MIP images qualities were conformed to the diagnosis requirements in three groups, which were superior in A and B groups to C group in pelvic artery segment (P＜0.05), and were superior in A and C groups to B group in femoral artery segment (P＜0.05), but the difference was not statistically significant in artery below knee among three groups (P＞0.05). The vein pollution was slightly less in group C than in groups A and B (P＜0.05).The SI, SNR and CNR of abdominal artery and SNR of femoral artery had not statistically significant differences among three groups. The SI of femoral artery and SI, SNR and CNR of popliteal artery were higher in group A than those in group B, which were lowest in group C (P＜0.05). The CNR of femoral artery was higher in group A than those in groups B and C (P＜0.05), but the difference was not statistically significant between B and C groups (P＞0.05).Conclusion On 1.5 T MR, lower extremity arteries 3D CE-MRA can obtain high quality image and meet the clinical diagnosis with 0.15mmol/kg gadolinium contrast medium.

Magnetic Resonance; Lower Extremity Artery; Contrast-enhanced MR Angiography; Contrast Agents

R323.7+2；R322.1+21

A

阜陽(yáng)市衛(wèi)生局醫(yī)學(xué)科學(xué)研究項(xiàng)目（編號(hào)：2012-337）

10.3969/j.issn.1672-5131.2014.06.28

2014-07-10

錢(qián)銀鋒