非對比劑增強磁共振血管成像流入反轉恢復序列在肝硬化門靜脈高壓患者門靜脈系統(tǒng)成像的可行性研究

王麗娟，潘自來，蘇文婷，徐敬慈，饒 敏，劉 宵

（上海交通大學醫(yī)學院附屬瑞金醫(yī)院北院放射科，上海 201801）

在我國，由肝臟疾病引起的門靜脈高壓占患者90%以上，而我國又是乙型肝炎高發(fā)國家，肝炎后肝硬化的發(fā)病率明顯高于歐美等發(fā)達國家。最近一項報告顯示，我國有多達0.51%的人患有肝硬化[1]，而美國和歐洲的肝硬化發(fā)病率為0.27%和0.10%。因肝硬化而導致的門靜脈高壓大出血在臨床較常見，嚴重影響患者的生存及生活質量，故對門靜脈高壓及時進行診斷及防治尤為重要。影像學檢查可以判別門靜脈高壓的分類、分型、血流動力學等情況，具有較高的診斷價值。在諸多影像學檢查中，非對比劑增強磁共振血管成像（non-contrast-enhanced magnetic resonance angiography,NC-MRA）檢查在腹部肝門靜脈系統(tǒng)血管成像中的應用成為了當前研究的熱點，但以往研究對象多為健康體檢者，針對門靜脈高壓患者的研究較少。本研究采用非對比劑增強磁共振血管成像（non-contrast-enhanced magnetic resonance angiography,NC-MRA）流入反轉恢復 （flow inversion recovery，FIR）序列進行研究，該新技術在使用了三維穩(wěn)態(tài)自由進動序列技術的同時，還利用呼吸門控及心電門控雙觸發(fā)技術對肝硬化門靜脈高壓患者的門靜脈系統(tǒng)顯像進行分析，并將顯示結果與對比劑增強磁共振血管成像（contrast enhancement magnetic resonance angiography，CE-MRA）結果進行對比，旨在探討NC-MRA檢查中采用FIR序列（NC-FIR-MRA）對門靜脈高壓患者進行門靜脈系統(tǒng)成像的可行性。

資料與方法

一、資料

選取2017年3月至2018年4月期間在我院臨床診斷為門靜脈高壓的患者或經影像學檢查（MRI或CT血管成像）診斷為門靜脈高壓的患者。原則上篩選門靜脈高壓表現典型的患者，并排除臨床診斷或前期影像學檢查提示有中量或大量腹水的患者（由于NC-FIR-MRA圖像對比依賴于組織的T2與T1的比值，因此腹水也會呈現高信號），以便比較2種掃描技術的效果。本研究最終篩選出20例符合納入標準的門靜脈高壓患者，其中女性6例，男性14例，平均年齡為（55±9）歲。所有研究對象均需簽知情通知書，且無MRI掃描及對比劑應用禁忌證。

二、方法

1.MRI檢查：所有研究對象在進行MRI檢查前6 h內禁食、禁水。采用1.5T MRI掃描儀（上海聯影醫(yī)療科技有限公司）先后行CE-MRA及NCMRA掃描。

行CE-MRA檢查前，受檢者經肘正中靜脈用雙筒高壓注射器注射釓對比劑（劑量0.2 mmol/kg），流率3～4 mL/s，對比劑注射完畢后，繼續(xù)以同樣的流率快速推注20 mL生理鹽水沖管。注入對比劑后，采用對比跟蹤觸發(fā)技術對肝門靜脈進行快速梯度回波三維冠狀位成像，掃描參數如下。掃描方位為斜位；視野（field of view,FOV）320 mm×320 mm；翻轉角25°；層面層厚2.4～3.6 mm；帶寬600 MHz，TR 3.8 ms；TE取最小值；矩陣224×256；動態(tài)掃描，共3期，每期掃描時間約14 s，掃描過程中囑患者屏氣。

行NC-FIR-MRA檢查時，采用1.5T MRI掃描儀（上海聯影醫(yī)療科技有限公司），8通道相控陣體線圈，使用FIR序列進行掃描。首先掃描一個二維的穩(wěn)態(tài)進動快速成像序列，以明確腹主動脈、門靜脈主干、脾靜脈和腸系膜上靜脈等的大體位置，以便于放置非選擇性反轉恢復脈沖帶。反轉恢復脈沖帶的位置一般放置于劍突下水平。肝門靜脈血管成像序列掃描參數為，TR 4.00 ms，TE 2.03 ms，翻轉角80°，FOV 340 mm×340 mm，層厚3.20 mm，相位方向加速因子2，矩陣192×320，采集體素1.18 mm×1.18 mm×3.20 mm，反轉恢復延遲時間700 ms，掃描時間4～5 min，觸發(fā)間隔1 s。掃描過程中囑患者保持均勻平靜呼吸。

2.數據采集：掃描完成后，將原始數據傳輸到工作站。2種不同掃描方法獲得的所有圖像均由2位主治或以上級別的醫(yī)師進行閱片，觀察門靜脈系統(tǒng)主要血管顯示率、門靜脈分支顯示級數、圖像質量；分析門靜脈主干及其左右支和腸系膜上靜脈的測量差異。2種掃描技術,測量門靜脈主干寬徑時，取脾靜脈和腸系膜上靜脈匯合處以上2 cm作為血管寬徑的測量點;其他血管盡量取同一血管的相同位置點進行血管寬徑測量，一個點測量3次，取平均值。

3.圖像重建及后處理：掃描完成后，將所有原始數據輸入聯影后處理工作站，由2名不知研究目的且有經驗的（主治及以上）放射科醫(yī)師獨立進行圖像處理。采用最大密度投影進行重建，剪切周圍無關影像，調整對比度及圖像清晰度，并按照標準存儲上下、前后位圖像。

4.圖像評分標準：由上述放射科醫(yī)師對圖像進行雙盲法評分。評分標準采用Likert 5分量表法，5分為門靜脈主干及第1～5級分支充盈良好，管壁光滑、連續(xù)，5級血管清晰可見。4分為門靜脈主干及第1～4級分支充盈良好，管壁光滑、連續(xù)，5級血管模糊或未顯示；3分為門靜脈主干及第1～3級分支充盈良好，管壁光滑、連續(xù)，4級及以下血管模糊或未顯示；2分為門靜脈主干及第1～2級分支充盈良好，管壁光滑、連續(xù)，3級及以下血管模糊或未顯示；1分為門靜脈主干充盈良好，管壁光滑、連續(xù)，2級及以下血管模糊或未顯示。門靜脈主干的1級分支為左、右門靜脈，2級分支為左、右門靜脈的段血管，3級、4級、5級分支 （段后血管及其分支）依次類推。對顯示的血管分支級別有爭議時，由2位醫(yī)師協商達成一致。脾靜脈及腸系膜上靜脈的顯示情況評價采用4分評分法，4分為血管顯示清晰，邊界光滑，信號均勻；3分為血管顯示清晰，邊緣較光滑；2分為血管顯示模糊，血管結構難以辨別；1分為血管未見顯示。

5.2種掃描方法的圖像質量及門靜脈顯示情況比較：采用美國放射學會的單幅圖像法在原始圖像上測信噪比的方法，對2種MRI掃描方法的圖像質量進行分析。取背景信號區(qū)域的信號標準差作為噪聲，信噪比計算公式為信噪比=0.655×S/SDair。上述公式中，S是門靜脈感興趣區(qū)域中的平均信號強度，SDair為視野邊角上空氣部分的信號標準差。門靜脈感興趣區(qū)域及視野邊角上空氣部分的選擇區(qū)域均為圓形，每次測量區(qū)域半徑相同?？諝鈪^(qū)域要避免有明顯偽影和濾波偽影的區(qū)域，因為這會導致信噪比計算出現明顯偏差。對2種成像技術所獲得的圖像整體質量及門靜脈血管各級分支顯示情況采用Likert 5分量表法進行評分并比較分析。

三、統(tǒng)計學處理

應用SPSS 25.0軟件進行數據處理，比較2種MRI掃描技術對肝門靜脈系統(tǒng)顯影的結果，計量資料以表示。采用配對t檢驗比較2種方法顯示的血管寬徑及門靜脈的信號強度；采用卡方檢驗比較2種方法顯示的門靜脈、腸系膜上靜脈及脾靜脈顯示情況。對2種方法測得門靜脈的信噪比采用非參數檢驗（曼-惠特尼U檢驗）進行統(tǒng)計學分析。P＜0.05時認為差異有統(tǒng)計學意義。

結果

一、血管寬徑

采用NC-MRA及CE-MRA掃描對門靜脈、腸系膜上靜脈及脾靜脈主干寬徑進行測量，結果顯示，2種檢查方法測得的門靜脈主干寬徑分別為（1.59±0.31）cm、（1.57±0.30）cm，測得脾靜脈主干寬徑分別為（1.33±0.43）cm、（1.29±0.41）cm，測得腸系膜上靜脈近端寬徑分別為 （1.30±0.34）cm、（1.36±0.33）cm。比較發(fā)現，2種方法測得的門靜脈及脾靜脈主干寬徑差異無統(tǒng)計學意義（P值分別為0.330、0.090）,而2種方法測得的腸系膜上靜脈近端寬徑差異有統(tǒng)計學意義（P=0.037）。

二、2種檢查方法的血管顯示情況（見表1）

在NC-MRA檢查中，有45%（9/20）的患者門靜脈圖像評分在3分及以上 （見圖1A、1C、2A、2B）；在CE-MRA檢查中，有85%（17/20）的患者門靜脈圖像評分在3分及以上（見圖1B、1D），2種方法間比較，差異有統(tǒng)計學意義（P=0.008）。2種方法檢查,100%（20/20）的患者門靜脈主干及1級分支（即左、右門靜脈）均能清晰顯示，且門靜脈血管圖像清晰、邊緣光滑，成像效果好；而CE-MRA法對3級以上分支的顯示有17/20例，明顯優(yōu)于NC-MRA（9/20例）（見圖2C）。2種方法顯示腸系膜上靜脈及脾靜脈近端評分間差異無統(tǒng)計學意義（P值分別為0.677及0.077）。

表1 2種成像方法顯示門靜脈、脾靜脈及腸系膜上靜脈的情況比較（n）

圖1 肝炎后肝硬化、門靜脈高壓患者（56歲）的CE-MRA和NC-MRA圖像

圖2 門靜脈高壓患者CE-MRA和NC-MRA圖像

三、2種檢查方法間的圖像信號強度及信噪比

NC-MRA圖像由門靜脈主干的信號強度為684.60±215.31，CE-MRA圖像由門靜脈主干的信號強度為238.44±69.84，NC-MRA的門靜脈信號強度明顯高于CE-MRA，差異有統(tǒng)計學意義（P=0.040）。分析2種方法間的信噪比，CE-MRA圖像信噪比中位數為47.55，四分位距為34.40～104.97；NC-MRA圖像信噪比中位數為279.39，四分位距為146.06～2 047.59。使用非參數檢驗（曼-惠特尼U檢驗），提示差異有統(tǒng)計學意義（Z=-4.27，P＜0.01）。

討論

肝門靜脈系統(tǒng)的成像在門靜脈高壓的診斷、預后評估及治療中起著至關重要的作用[2]。CT血管成像掃描具有電離輻射危害，且部分患者存在碘對比劑過敏的禁忌證。臨床上，肝門靜脈CE-MRA檢查應用廣泛[3]，然而該檢查方法要求患者屏氣來避免呼吸偽影，對聽力和屏氣不佳的患者，檢查難度很大；CE-MRA使用的釓對比劑可能引起腎功能不全的患者發(fā)生腎源性系統(tǒng)性纖維化[4-5]。目前文章報道的非對比劑腹部血管研究多采用三維穩(wěn)態(tài)自由進動序列技術[6]，主要研究方向包括反轉恢復時間的優(yōu)化、影響成像質量的技術因素、不同成像序列的成像特點，還有流入反轉恢復序列對肝硬化患者門靜脈系統(tǒng)顯影可行性等[7-9]。FIR是由上海聯影醫(yī)療科技有限公司最新研發(fā)的一種NC-MRA技術，其成像原理是基于血流流入效應并利用三維穩(wěn)態(tài)自由進動序列，利用呼吸門控并加上心電門控雙觸發(fā)以減少運動偽影，并使用空間可控的選擇性反轉恢復脈沖和選頻脂肪抑制技術以抑制背景和脂肪信號。FIR技術特別適合顯像循環(huán)系統(tǒng)中比較復雜的血供，如肝臟門脈系統(tǒng)、腎動脈、肝靜脈等。

本研究比較了CE-MRA與NC-MRA 2種成像方法間的圖像質量及門靜脈血管顯示的情況，分析結果如下。

一、肝門靜脈系統(tǒng)各血管的寬徑測量及評分

門靜脈高壓時，患者的門靜脈主干及屬支均有不同程度擴張，當影像學檢查結果顯示門靜脈寬徑≥1.3 cm時，即提示患者存在門靜脈高壓。然而，門靜脈高壓的判斷亦不能僅依賴于門靜脈寬徑，還需結合其他臨床指標。脾靜脈是門靜脈的主要屬支之一，當患者存在門靜脈高壓時，脾靜脈曲張，其直徑多可大于1.0 cm。本研究結果發(fā)現，2種方法測得的門靜脈及脾靜脈主干寬徑間差異無統(tǒng)計學意義（P值分別為0.330、0.090）,而腸系膜上靜脈近端寬徑差異有統(tǒng)計學意義（P=0.037）。NC-MRA對于腸系膜上靜脈的顯示不佳，體現在只能顯示腸系膜上靜脈近端一段血管，考慮這與反轉恢復脈沖帶位置放置有關。本研究對腸系膜上靜脈近端顯影效果進行評分，并以2分為分界對病例數進行統(tǒng)計學分析，提示差異無統(tǒng)計學意義（P=0.077），提示2種檢查方法對腸系膜上靜脈近端顯示無差異。

二、血管顯示評分

本研究的NC-MRA圖像中，45%（9/20）的患者門靜脈圖像評分在3分及以上，而在CE-MRA圖像中，85%（17/20）的患者門靜脈圖像評分在3分及以上，2種方法間比較，差異有統(tǒng)計學意義（P=0.008），說明相對NC-MRA，CE-MRA對較遠端分支的顯示上有優(yōu)勢。CE-MRA和NC-MRA成像方式對20例患者的門靜脈主干及1級分支均能做到清晰顯示，即2種方法可顯示效果相似的門靜脈系統(tǒng)圖像。另外，NC-MRA圖像在門靜脈及1、2級分支的管壁清晰度和光滑度顯示上優(yōu)于CE-MRA，原因在于部分患者由于緊張或者體質弱不能均勻呼吸，造成CE-MRA血管圖像不理想，間接反映對比劑血管成像因對呼吸有要求而具有一定局限性。本研究結果還顯示，2種方法對脾靜脈及腸系膜上靜脈近端顯示情況的評分間差異無統(tǒng)計學意義（P值分別為0.677及0.077）。

三、信號強度及信噪比

NC-MRA圖像的門靜脈信號強度明顯高于CE-MRA圖像，差異有統(tǒng)計學意義。2種方法間的信噪比差異有統(tǒng)計學意義，NC-MRA圖像的信噪比普遍高于CE-MRA圖像，說明其圖像質量相對較高。

本研究提示，相對于CE-MRA檢查，NC-MRA檢查在門靜脈高壓患者門靜脈系統(tǒng)的顯示上具有以下優(yōu)點。①無創(chuàng)、無輻射，無需對比劑；②采用FIR技術，患者自由呼吸，成功率高并可重復掃描，檢查時間短，大大降低了因掃描時間長而患者配合不佳引起的圖像質量不高從而影響診斷的概率；③在門靜脈主干及1、2級分支顯示方面，與CEMRA效果相當；④在脾靜脈及腸系膜上靜脈近端的顯示方面，與CE-MRA效果相似；⑤空間分辨力強，肝靜脈偽影很少，信噪比相對較高，對血管邊緣的清晰度及光滑度的顯示優(yōu)于CE-MRA，圖像質量較好；⑥能夠進行冠狀位門靜脈成像，并能采用最大密度投影重建，實現多角度的三維觀察。

FIR技術還處于研究初期，是否成功受諸多因素的影響，存在一定的缺陷。如飽和帶位置的放置影響腸系膜上靜脈的顯示；對于肝門靜脈肝內3～5級分支的顯示不如CE-MRA；需篩選檢查患者，對具有大量腹水的患者，掃描效果差；部分患者不能做均勻呼吸，對掃描結果也會有影響等。

總之，采用NC-FIR-MRA觀察門靜脈高壓患者的門靜脈系統(tǒng)具有較積極的臨床意義，可以作為一種安全、有效、無創(chuàng)且較準確的檢查方法。