三維時間分辨對比動態(tài)增強MR血管成像的臨床應(yīng)用

黃璐，韓瑞，孫子燕*，夏黎明*

1.華中科技大學(xué)同濟(jì)醫(yī)學(xué)院附屬同濟(jì)醫(yī)院放射科，武漢 430030

2.武漢市第一醫(yī)院放射科，武漢430022

數(shù)字減影血管造影(digital subtraction angiography, DSA)一直以來被認(rèn)為是血管性病變診斷的“金標(biāo)準(zhǔn)”，但其是有創(chuàng)性操作，術(shù)后并發(fā)癥較多。近年來，CT血管成像(CT angiography，CTA)在臨床應(yīng)用增多，但其有輻射，碘對比劑的不良反應(yīng)及后處理過程復(fù)雜耗時。對比增強磁共振血管成像(contrast- enhanced magnetic resonance angiography，CE-MRA)為無創(chuàng)性檢查，無電離輻射和碘過敏反應(yīng)，圖像直觀且簡便易行，已經(jīng)廣泛應(yīng)用于全身各個部位血管病變的診斷。但是其成像時間長，時間分辨率低，不能動態(tài)顯示血管的實時動態(tài)信息，對掃描技術(shù)要求高。時間分辨對比動態(tài)增強MR血管成像(time–resolved imaging of contrast kinetics，TRICKS)具有很高的時間分辨率，能捕捉到團(tuán)注對比劑后血流動力學(xué)的信息，顯示效果類似于DSA，又被稱作MR-DSA或四維CE-DSA[1]。筆者旨在對TRICKS的臨床應(yīng)用進(jìn)行探討。

1 材料與方法

1.1 研究對象

搜集來我院行TRICKS檢查的60例患者，其中男32例，女28例，年齡20～73歲，平均43.6歲。其中11例行顱內(nèi)血管成像；5例行頸動脈及椎動脈成像；10例行脊髓血管成像；5例行上肢血管成像；22例行下肢及足部血管成像；7例行盆腔血管成像。

1.2 檢查方法

所有患者在1.5 T超導(dǎo)型磁共振掃描儀(HD，GE Healthcare，USA)上，采用8通道相控陣表面線圈、八通道相控陣頭頸聯(lián)合表面線圈進(jìn)行檢查。首先行三平面定位，在三平面定位像基礎(chǔ)上，定位興趣血管成像容積區(qū)，注射對比劑前先掃描3D圖像作為蒙片，注射對比劑與掃描同時開始，連續(xù)掃描15～20個期相。TRICKS掃描參數(shù)：TR 6.4 ms，TE 1.5 ms；反轉(zhuǎn)角30°，帶寬31 kHz，矩陣384×224，視野40 cm×28 cm，層厚1.00～1.36 mm，使用高壓注射器，對比劑釓噴葡胺(0.5 mmol/ml)，頭頸部頭頸部注射量20 ml，注射流率2 ml/s；胸腹部對比劑注射量為25～30 ml，注射流率2～3 ml/s，對比劑注射完立即以相同的速率注射20 ml生理鹽水。胸腹部血管成像掃描前需要先訓(xùn)練患者呼吸，行呼氣末屏氣約45 s，注射對比劑與屏氣掃描同時開始。

1.3 圖像后處理

所患者的原始圖像傳輸至MR工作站(ADW4.2,GE Healthcare, USA)。各時相的自動剪影選擇電影播放模式動態(tài)觀察對比劑注射的整個流程。選擇病變顯示清晰的時相進(jìn)行最大密度投影(maximal intensity projection，MIP)和多平面重組(multi-plane reconstruction，MPR)。

2 結(jié)果

60例患者均完成TRICKS檢查。其中55例獲得優(yōu)質(zhì)圖像。11例顱內(nèi)動脈成像中，6例動靜脈畸形和2例頭皮動脈靜脈畸形顯示良好，可見粗大的供血動脈、畸形血管團(tuán)和粗大的引流靜脈(圖1)。3例靜脈竇血栓，上矢狀竇、橫竇和乙狀竇可見充盈缺損的血栓影，側(cè)支循環(huán)明顯增多。5例頸動脈血管成像中，3例頸總動脈分叉處狹窄，1例左側(cè)椎動脈狹窄；1例頸部神經(jīng)纖維瘤的供血動脈顯示清晰(圖2)。10例脊髓血管畸形顯示良好(圖3)。上肢血管成像5例均為血管瘤。22例下肢和足部血管成像中，10例為動脈靜脈瘺，動脈顯示的同時可見靜脈顯影，瘺口定位準(zhǔn)確(圖4)；假性動脈瘤1例；3例糖尿病患者下肢血管閉塞；8例為下肢動脈狹窄。盆腔血管成像7例，2例為髂骨骨肉瘤，3例為股骨骨肉瘤，2例為纖維瘤，均可以清晰顯示腫瘤的供血動脈及血供情況。

3 討論

為了克服常規(guī)CE-MRA時間分辨率低的缺陷，1996由Korosec等首先提出一種超快速多時相MRA新技術(shù)，稱為時間分辨對比動態(tài)增強MR血管成像技術(shù)(time –resolved imaging of contrast kinetics，TRICKS)[2]。TRICKS的成像原理[3-4]是根據(jù)K空間中心決定圖像對比，K空間外圍決定圖像分辨率，其采用橢圓形中心K空間采集，4倍于外圍K空間的方法成倍提高CE-MRA的時間分辨率，由于三維K空間在層面方向和層面內(nèi)的相位方向均采用相位編碼，因此把層面方向Kz和層面內(nèi)的相位編碼方向Ky分為面積相等(也可不等)的A、B、C、D區(qū)域，A區(qū)位于K空間中心區(qū)域，為決定圖像對比的重要區(qū)域；D區(qū)為空間周邊區(qū)域，決定圖像空間分辨率；B區(qū)緊鄰A區(qū)，而C區(qū)緊鄰D區(qū)，掃描時當(dāng)對比劑還未進(jìn)入目標(biāo)血管時先采集全部區(qū)域，重建出的圖像作為減影的蒙片。以后對決定對比度的A區(qū)采用更高的采集頻率，而B、C、D采用的相對低的采樣頻率，圖像重建時以采集K空間的某一區(qū)域的時刻為一時相，該時相的此區(qū)域僅以本次采集到的信息填充，而其他區(qū)域有最靠近該時相的兩次信息填充。

圖1 顱內(nèi)動靜脈畸形A、B、C為不同時相的圖像，可以清楚顯示供血動脈起源、引流靜脈及畸形血管團(tuán) 圖2 左鎖骨上神經(jīng)纖維瘤A、B、C為不同時相的圖像，清晰顯示了腫瘤血供豐富，由左側(cè)鎖骨下動脈供血 圖3 脊髓血管畸形A、B、C為不同時相的圖像，清晰顯示動靜脈畸形的供血動脈起源，畸形血管團(tuán)和引流靜脈 圖4 下肢動靜脈瘺A、B、C為不同時相的圖像，可以清楚顯示左側(cè)脛前動脈與靜脈直接相通，并可見瘺口Fig.1 Intracranial arteriovenous malformation A, B, C show the feeding artery, draining vein and vascular malformation. Fig.2 Left supraclavicular neurofibroma A, B, C show some nurturing arteries, originating from left subclavian artery. Fig.3 Spinal vascular malformation A, B, C show the feeding artery, draining vein and vascular malformation. Fig.4 Arteriovenous fi stula of left lower limb A, B, C show left anterior tibial artery, vein and fi stula.

將采集到的對比劑注射后的圖像與蒙片減影，可以得到一系列的類似于DSA的動態(tài)圖像。這種連續(xù)多期相動靜脈期的圖像可進(jìn)行電影播放，完整顯示血流自動脈期至靜脈各期MRA數(shù)字減影血管造影圖像。而且還可以對圖像進(jìn)行360°旋轉(zhuǎn)，從多個角度觀察病變，全面顯示病變。另外，TRICKS不需依靠經(jīng)驗或用少量對比劑做預(yù)試驗或用特殊軟件測定對比劑到達(dá)靶血管的高峰時間，減少了對比劑的使用量。由于每個時相掃描時間極短，所以受呼吸、心率和腸蠕動的影響很小。采用最短TR、最短TE及部分回波采集技術(shù)等，在顯示動脈時克服或明顯減輕靜脈重疊和污染，尤其是靜脈回流快的區(qū)域如頸動脈、腎動脈、肺動脈、下肢動脈和手足動脈等[5-6]；從而對動脈的走行及病變細(xì)節(jié)的觀察更為準(zhǔn)確。能動態(tài)顯示動靜脈畸形的供血動脈、瘤巢和引流靜脈[7]；可清楚顯示主動脈夾層的破口位置和心內(nèi)外分流道。

TRICKS在頭顱和脊髓常規(guī)MRI和MRA中，可以發(fā)現(xiàn)各種血管畸形病變：海綿狀血管瘤、動靜脈畸形(AVM)和動靜脈瘺(AVF)等[8]，常常可以做出正確診斷。但明確畸形血管的供血來源和流出途徑需要進(jìn)一步的DSA檢查。動態(tài)三維多時相血管成像TRICKS在對比劑到達(dá)感興趣區(qū)時進(jìn)行多時相動態(tài)掃描，觀察對比劑通過病變血管的全過程，可以為臨床提供更多的細(xì)節(jié)。

下肢血管性疾病也越來越多，以往評價下肢血管病變都是采用有創(chuàng)的動脈內(nèi)插管造影或DSA檢查，MRA的出現(xiàn)成為一種評價血管性疾病的無創(chuàng)檢查方法。由于靜脈注射對比劑到達(dá)下肢血管的時間有很大差別，特別是在血管栓塞性疾病的患者，操作者不易于掌握注藥-掃描時間。TRICKS血管成像采用多時相掃描，可以顯示一個穩(wěn)定的純動脈時相圖，不必?fù)?dān)心靜脈顯影問題，對診斷動脈血管閉塞、狹窄的范圍及程度有意義。在對稱的雙下肢血管成像中，由于兩側(cè)血管受損程度不同，多時相的血管圖還可以比較顯示血流的快慢。下肢外傷性和非外傷性動靜脈瘺、假性動脈瘤和真性動脈瘤等比較常見，TRICKS可以清晰多平面顯示上述病變[9]。

TRICKS對腫瘤性疾病的顯示也有較大的價值。腫瘤患者常規(guī)增強掃描前，對病變區(qū)行TRICKS掃描，發(fā)現(xiàn)TRICKS成像方法可以顯示腫瘤的供血信息[10]，且無需增加患者的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)，無介入的創(chuàng)傷性。

但是TRICKS也有存在缺陷。特殊的K空間填充方式，時間分辨MRA的圖像重建時間較長。相鄰時相掃描時采用的回波分享過程中對比劑濃度可有變化，因此血管邊緣可出現(xiàn)環(huán)狀偽影(ghost)?？臻g分辨率稍低于常規(guī)靜態(tài)的高分辨率CE-MRA，尤其是將3D原始圖像做多平面重組時圖像質(zhì)量下降。并行采集可使血管的信噪比下降，與體線圈相比，表面線圈能明顯提高血管的信噪比[3]。

TRICKS可以無創(chuàng)的顯示全身多個部位的血管系統(tǒng)，且具有360°旋轉(zhuǎn)的靈活性，可以全面觀察病變，為臨床診斷和治療提供更多的影像學(xué)信息。

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