mDIXON序列 3.0T MRA診斷中心靜脈病變：與DSA對照研究

陶黎，朱嵬，張曉宇，左子鈺，劉傳，楊柳，方維東，吳治嶧

目前將動靜脈內(nèi)瘺作為終末期腎病患者首選的永久性透析血管通路已經(jīng)成為一種比較理想的治療方案，但隨著透析時間的延長、中心靜脈置管術應用的不斷增加以及糖尿病、高血壓等疾病的發(fā)病率不斷上升，中心靜脈狹窄或閉塞的發(fā)生率也在逐年上升，在終末期腎病透析患者中可達25%～42%[1]。中心靜脈狹窄或閉塞可引起靜脈高壓和血流量下降，從而導致動靜脈內(nèi)瘺功能失調(diào)而影響透析效果。臨床上常用診斷方法包括彩色多普勒超聲、CT靜脈成像、CE-MRA和DSA[2]。這些檢查方法中，CDFI不能評估中心靜脈整體結構和血供情況；CT靜脈成像中碘對比劑用量較大，有增加對比劑腎病的風險，加重患者的腎臟負荷；CE-MRA使用較少的釓對比劑即可較好地顯示中心靜脈狹窄的部位及程度；DSA是診斷中心靜脈病變的金標準。

MR DIXON技術因其能夠同時重建脂肪相和水相而被廣泛應用[3]。改良DIXON(mDIXON)技術是一種新的兩點法DIXON，可靈活地選擇用于水脂分離的回波時間以提供更快的掃描速度，并且在物質(zhì)分離中使用脂肪7峰譜模型使脂肪抑制效果更均勻，可改善信噪比及校正相位誤差[4]。Kourtidou等[5]研究結果顯示，與平衡穩(wěn)態(tài)自由進動(balance steady state free precession，bSSFP)序列和CE-MRA技術相比，mDIXON CE-MRA在顯示肺靜脈和頸部靜脈方面的準確性與CE-MRA相當，高于bSSFP序列，且因鐵磁性植入物所致的磁敏感偽影較少。我們假設mDIOXN技術的應用將生成脂肪抑制均勻性更好的圖像，可以提高中心靜脈的圖像質(zhì)量，因此，本研究將mDIXON CE-MRA對中心靜脈病變的診斷情況與DSA技術進行了對照研究，旨在探討mDIXON CE-MRA在診斷血液透析患者中心靜脈病變中的可行性及應用價值。

材料與方法

1.研究對象

搜集2018年12月-2021年8月本院收治的40例有中心靜脈病變相關臨床癥狀的透析患者的臨床資料。其中，男18例，女22例，平均年齡(55±13)歲。臨床癥狀與狹窄的解剖位置有關，主要臨床表現(xiàn)有上肢持續(xù)腫脹、胸壁靜脈曲張、內(nèi)瘺假性動脈瘤、移植血管的搏動或震顫發(fā)生變化、頭面部腫脹和顱內(nèi)高壓等。所有患者無MRI檢查禁忌證，并簽署了知情同意書。

2.CE-MRA檢查

使用Philips Ingenia 3.0T數(shù)字網(wǎng)絡架構(digital network architecture,DNA)磁共振系統(tǒng)。受檢者取仰臥位、頭先進，放置呼吸門控及體部線圈。靜脈通道建立在造瘺側的對側手臂，采用mDIXON MRA序列及團注跟蹤(BolusTrack)技術，K空間中心采用對比增強時間穩(wěn)定血管成像技術(contrast-enhanced ti-ming robust angiography,CENTRA)，掃描參數(shù)：TR 3.9 ms，TE 1.39/2.50 ms，層厚3.2 mm，層間距0 mm，反轉角20°，視野500 mm×500 mm，矩陣200×160×100，激勵次數(shù)1，采集體素大小1.30 mm×1.30 mm×3.20 mm，重建體素大小0.78 mm×0.78 mm×1.60 mm。經(jīng)高壓注射器以2.5～3.0 mL/s的流率經(jīng)肘部靜脈團注釓噴酸葡胺(劑量0.2 mL/kg)，隨后以相同流率注射20 mL生理鹽水，監(jiān)測對比劑到達鎖骨下動脈時囑患者屏氣后啟動CE-MRA掃描，每期掃描屏氣時間9 s，如果需要觀察整個上肢自體動靜脈內(nèi)瘺(anteriovenous fistula,AVF)及中心靜脈，可以采用兩個掃描模塊先后進行上臂和前臂采集，一共掃描兩期。

3.DSA檢查

使用GE Innova 4100-IQ DSA系統(tǒng)，在mDIXON CE-MRA檢查后1周內(nèi)進行DSA檢查，主要步驟：局部麻醉下，采用Seldinger技術穿刺頭靜脈或者貴要靜脈，以6.0～10.0 mL/s流率、600壓強高壓注射碘普羅胺20 mL后進行中心靜脈段血管造影檢查。40例患者均完成DSA檢查，并根據(jù)狹窄程度進行了球囊擴張及支架植入。

4.圖像質(zhì)量和中心靜脈狹窄程度評價

mDIXON CE-MRA圖像質(zhì)量評價由2位MRI診斷醫(yī)師采用4分法進行評分。4分：圖像清晰，靜脈連續(xù)、對比優(yōu)，無動脈顯影干擾，無軟組織偽影；3分：圖像較清晰，靜脈連續(xù)、對比良好，動脈顯影淺淡、對靜脈成像無影響，軟組織偽影較輕；2分：圖像質(zhì)量尚可，對比較差，靜脈血管較為連續(xù)，動脈顯影明顯但對靜脈成像無顯著影響，伴有中等程度軟組織偽影；1分：圖像質(zhì)量差，靜脈血管局部不連續(xù)、對比差或顯影不清，動脈顯著強化且嚴重影響靜脈血管的顯示，軟組織偽影較重[6]。

狹窄程度判斷參照北美癥狀性頸動脈內(nèi)膜剝脫試驗(North American Sympomatic Carotid Endar-terectomy Trial,NASCET)標準[7]，計算中心靜脈的狹窄程度：狹窄率=(1-頸內(nèi)動脈最狹窄處內(nèi)徑/狹窄病變遠端正常頸內(nèi)動脈內(nèi)徑)×100%。若一個節(jié)段有多處狹窄，則評估最狹窄處。將血管狹窄程度分為4級：管徑正常；輕度狹窄(狹窄率<50%)；中度狹窄(狹窄率為50%～75%)；重度狹窄(狹窄率為75%～99%)；血管閉塞(100%)。

5.統(tǒng)計學分析

使用SPSS 20.0軟件對數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析。采用Kappa檢驗分析2位MRI醫(yī)師對圖像質(zhì)量評分、mDIXON CE-MRA與DSA對中心靜脈狹窄程度分級及診斷閉塞病變和非閉塞病變的一致性。以DSA為金標準，分析計算mDIXON CE-MRA診斷中心靜脈閉塞病變和非閉塞病變的敏感度、特異度、陽性預測值和陰性預測值。以P<0.05為差異有統(tǒng)計學意義。

結 果

1.一致性分析

兩位MRI醫(yī)師對mDIXON CE-MRA圖像質(zhì)量的評分結果見表1。兩位MRI醫(yī)師對中心靜脈圖像質(zhì)量評分、mDIXON CE-MRA與DSA對中心靜脈狹窄程度分級及診斷閉塞病變和非閉塞病變的一致性均較好，Kappa值分別為0.655、0.921、1.000，P值均<0.05，詳見表2。

表1 兩位MRI醫(yī)師對mDIXON CE-MRA圖像質(zhì)量的評分結果 /例

表2 圖像質(zhì)量評分、中心靜脈狹窄程度分級及診斷閉塞和非閉塞病變的一致性

表3 mDIXON CE-MRA與DSA診斷中心靜脈狹窄程度比較 /處

2.mDIXON CE-MRA顯示中心靜脈狹窄

DSA顯示40例中有3例患者未見明顯狹窄，其余37例共發(fā)現(xiàn)38處中心靜脈狹窄病變，其中位于上腔靜脈4處、右側頭臂靜脈近心端(圖1) 11處、右側鎖骨下靜脈近心端1處 (圖2)、左側頭臂靜脈近心端17處及左鎖骨下靜脈5處。

圖1 透析患者動靜脈造瘺術后5年，近期右上肢腫脹。a)DSA示右側頭臂靜脈近心端閉塞(箭)；b)DSA示右側頭臂靜脈近心端球囊擴張后置入1個支架(箭)；c)mDIXON CE-MRA VR圖像，示右側頭臂靜脈近心端閉塞(箭)；d) CE-MRA MIP圖像，示右側頭臂靜脈近心端閉塞(箭)，與DSA所示一致。

圖2 透析患者，女，56歲，右上肢持續(xù)腫脹。右上肢血管全程及中心靜脈mDIXON CE-MRA MIP圖像，清晰地顯示了右鎖骨下靜脈近心端完全閉塞(長箭)，用于透析的動靜脈瘺的靜脈支呈動脈化擴張(短箭)，肩背部可見代償擴張的血管網(wǎng)。a)MIP圖像；b)MIP黑白反轉圖像。

以DSA為金標準，mDIXON CE-MRA診斷中心靜脈狹窄程度的符合率為94.74%(36/38)。mDIXON CE-MRA將1例輕度狹窄和1例中度狹窄分別高估為中度狹窄和重度狹窄，對狹窄程度分級高估率為5.26%(2/38)。mDIXON CE-MRA診斷中心靜脈閉塞病變的敏感度、特異度、PPV和NPV均為100%；診斷中心靜脈非閉塞病變的敏感度、特異度、PPV和NPV分別為100%、75%、93%和100%。上述結果表明mDIXON CE-MRA與DSA診斷中心靜脈狹窄程度的一致性較好。

討 論

血液透析通路的建立及維持是終末期腎病患者延長壽命、提高生活質(zhì)量的重要保證條件。動靜脈內(nèi)瘺是已經(jīng)被證實的目前維持性血液透析患者最好的血管通道，但隨著終末期腎疾病患者壽命的延長和疾病的不斷變化，動靜脈內(nèi)瘺相關并發(fā)癥逐漸增加，其中最常見的并發(fā)癥就是中心靜脈狹窄和閉塞[8]。故在動靜脈內(nèi)瘺術前和術后，通過影像檢查評估中心靜脈的情況非常有必要。近年來MRA在下肢血管病變的診斷中應用越來越廣泛[9-10]，在上肢血管病變的應用還比較少[11]，本文嘗試采用mDICON CE-MRA來評估中心靜脈病變，并與金標準DSA檢查進行對比，旨在探討mDIXON CE-MRA診斷中心靜脈病變的可行性及準確性。Rydahl等[12]指出對于腎功能不全患者，腎小球濾過率(glomerular filtration rate，GFR)<30 mL/min為CE-MRA檢查禁忌證，且釓對比劑還可能引起腎源性系統(tǒng)性纖維化(nephrotenic systemic fibrosis，NSF)。隨著MRI技術的飛躍發(fā)展，非對比增強(non-contrast enhancement，NCE)MRA技術應用于外周血管病變的診斷成為研究熱點。與下肢不同，NCE-MRA用于描述上肢血管系統(tǒng)的文獻報道還較少，尤其是在等待動靜脈內(nèi)瘺(arterio venous fistula,AVF)創(chuàng)建的患者。

Bode等[13]將平衡穩(wěn)態(tài)超快速場回波序列(Balance Turbo field echo，B-TFE)用于單側整個上肢血管造影，其中提到NCE-MRA技術受到有限視野和較長采集時間的影響，以及由于表面線圈覆蓋范圍有限和患者定位困難，無法顯示更多的近心端血管和中心血管的情況。

本研究選擇CE-MRA的原因：①安全無輻射、對比劑用量少、成像速度快、分辨率高且偽影少；②可大范圍成像，能非常清晰地全程觀察中心靜脈及整個上肢血管的情況(圖2)。③中心靜脈段血管位于縱膈內(nèi)，受心跳及呼吸運動的影響比較大，NCE-MRA技術面臨的挑戰(zhàn)比較大，往往不能達到理想效果；④經(jīng)皮血管球囊擴張成形術(percutaneous transluminal angioplasty，PTA)和經(jīng)皮血管支架植入術(percutaneous transluminal angioplasty and stenting，PTAS)逐漸成為中心靜脈病變介入治療的首選方案[14]。中心靜脈段血管完全閉塞和次全閉塞的手術難度及手術效果完全不同，由于中心靜脈完全閉塞病變再通的可能性比較小，且手術造成靜脈撕裂的風險比較大[14]，同時術中會增加耗材及碘對比劑的用量，一方面增加患者的經(jīng)濟負擔，另一方面增加了對比劑腎損害的風險，mDIXON CE-MRA僅需少量對比劑即可以清晰顯示中心靜脈狹窄情況，為手術方案的制訂提供參考。

CE-MRA成像的基本原理是注入對比劑后，使得血液的T1值明顯縮短，從而與組織形成明顯對比。由于常規(guī)CE-MRA采用的是3D梯度回波序列，脂肪組織呈高信號，用于增強掃描的頻率選擇飽和法脂肪抑制技術由于受到掃描視野的限制，使得脂肪抑制不均勻，所以常規(guī)CE-MRA采用減影法以避免脂肪組織干擾血管顯像。傳統(tǒng)四肢血管CE-MRA的缺點：①分別在注射對比劑前、后各掃描一次，效率慢；②在兩次掃描間隔時間內(nèi)患者可能因移動等原因而導致減影失?。虎蹨p影會增加圖像噪聲和減弱血管的信號[15]。

本研究采用的mDIXON CE-MRA序列，是一種新的兩點自由采集法水脂分離技術，不需要減影，注射對比劑后采用K空間優(yōu)先填充的方式直接采集圖像，同時采用屏氣掃描減少呼吸運動偽影，同時為了避免近線圈效應，可以將患側肢體盡量靠近磁體中心。傳統(tǒng)的兩點固定采集DIXON方法是采用梯度回波序列，在不同的TE時間采集信號，采集2個回波，根據(jù)計算可以把水信號和脂肪信號分離出來，達到水-脂分離的目的，其缺點：①只能結合梯度回波序列；②TE時間依賴于水-脂的同相位、反相位時間，比較固定，不能靈活設置；③受靜磁場(B0)均勻性影響大，導致相位誤差[3]。相比傳統(tǒng)的兩點固定采集DIXON方法，三點自由采集法并不基于水和脂肪相位的相對差異，可以進行回波的自由選取且對靜磁場(B0)不均勻性不敏感，然而，由于該技術各種迭代算法受到掃描時間較長的限制和信噪比較低[16]，使得其目前尚不適合于臨床使用。

Bornert等[17]研究顯示mDIXON用于心血管磁共振血管成像(cardiovascular magnetic resonance angiography，CMRA)在1.5T MR設備上具有極佳的圖像質(zhì)量，并很好地改善了血管腔的對比度。Kourtidou等[5]研究發(fā)現(xiàn)mDIXON與兩種常規(guī)CMRA技術(CE-CMRA和bSSFP)相比，在圖像質(zhì)量主觀評分方面，mDIXON顯示了充分的組織特征、更銳利的遠端血管解剖邊界以及視野內(nèi)更清晰的脂肪組織和心外周圍結構之間的空間關系。由此可見，改良DIXON技術有以下優(yōu)點：①不依賴固定的同、反相位時間，采集時間縮短的同時圖像分辨率無降低；②大幅提高了算法的精確度；③可以和多種序列相結合，如快速梯度回波序列、快速自旋回波序列等?；诳焖偬荻然夭ㄐ蛄械膍DIXON CE-MRA，在掃描過程中可以同時使用2個回波采集圖像，且對靜磁場(B0)大范圍不均勻性進行了校正，利用脂肪7峰譜模型可以提供精確的脂肪抑制[4]，一次采集可以同時得到正相位、反相位、水相及脂相四種對比的圖像，還具有高信噪比、成像時間短和TE時間更短等優(yōu)點，在屏氣后只需要9秒就可以完成中心靜脈掃描。

本研究中所有患者檢查前均進行了呼吸訓練，采用屏氣掃描可以減少呼吸運動偽影，提高圖像質(zhì)量。本組患者的mDIXON CE-MRA圖像上可見中心靜脈管壁不光滑，不同程度的管腔狹窄，局部管腔完全或不完全閉塞，伴或不伴側支循環(huán)形成，圖像質(zhì)量較好，且2位MRI醫(yī)師對圖像質(zhì)量評分的一致性也較好(Kappa=0.655，P<0.05)。本研究結果顯示，CE-MRA診斷中心靜脈狹窄病變符合DSA金標準比例為94.74%(36/38)，其中在狹窄分級上CE-MRA高估2例：1例在CE-MRA上測量的血管狹窄率為50.00%，評級為中度狹窄，而DSA測量結果為47.76%，評級為輕度狹窄；另1例在CE-MRA評估的血管狹窄率為75.56%(重度狹窄)，DSA測量結果為73.05%(中度狹窄)。高估的這兩例的狹窄率其實與DSA差距并不大，在可接受范圍內(nèi)，可能系測量誤差所致。CE-MRA與DSA對中心靜脈狹窄程度分級及診斷閉塞病變和非閉塞病變的一致性均較好， Kappa值分別為0.921和1.000，CE-MRA診斷中心靜脈閉塞病變的敏感度(100%)、特異度(100%)、PPV(100%)和NPV(100%)和診斷非閉塞病變的敏感度(100%)、特異度(75%)、PPV(93%)和NPV(100%)也比較理想。這表明mDIXON CE-MRA診斷中心靜脈病變具有一定的臨床價值，可為透析患者提供一種可選擇的、不良反應較小的評估中心靜脈狹窄的檢查手段。

本研究中mDIXON CE-MRA過程中使用了釓對比劑，但用量很少，同時檢查后的透析可避免發(fā)生釓對比劑腎病的可能性。但CE-MRA應用于中心靜脈成像還存在以下難點：①注射對比劑后，啟動掃描的時間把握不準確；②中心靜脈狹窄嚴重時血流速度明顯減慢，對比劑通過狹窄段較緩慢，屏氣狀態(tài)下采集圖像時，嚴重狹窄段可表現(xiàn)為閉塞病變；③患者心功能及循環(huán)功能對血管成像也有一定的影響。期待在今后的研究中能與圖像質(zhì)量更優(yōu)秀的NCE-MRA技術進行對比，早日實現(xiàn)應用NCE-MRA獲得高質(zhì)量影像來評估中心靜脈及上肢全程血管。

總之，在3.0T磁共振系統(tǒng)上采用mDIXON技術進行中心靜脈CE-MRA檢查是可行的，而且可以同時獲得中心靜脈及上肢全程血管的大范圍血管圖像，所獲得圖像的脂肪抑制非常均勻，能清晰顯示中心靜脈血管情況，對中心靜脈狹窄病變的診斷具有較高的敏感度、特異度和準確度，為臨床上提供了一種可靠的術前評估檢查。