非增強、自由呼吸、3D-TFE-WH序列冠狀動脈成像與CTA的對比研究

李 敏，秦洪濤，楊 麗*，王 琦，段夢婷，王向明

(1.河北醫(yī)科大學第四醫(yī)院CT/MRI科,河北 石家莊 050011;2.河北醫(yī)科大學第一醫(yī)院放射科,河北 石家莊 050031)

冠狀動脈CT血管成像(CT angiography，CTA)臨床應用廣泛，普遍被人們接受，但是其潛在的電離輻射、碘劑過敏、造影劑腎病等在一定程度上限制了過敏體質及腎功能障礙人群的應用。近年來MR血管成像(magnetic resonance angiography，MRA)中非強化、超快速梯度回波(turbo field echo,TFE)序列廣泛應用于腎動脈成像[1-2]，應用于冠狀動脈成像的報道較少且多為1.5T[3]。本研究旨在探討3.0TMR上MRA對冠狀動脈的顯示能力及臨床應用價值。

1 資料與方法

1.1一般資料 2020年1—2月招募10例志愿者為研究對象，男性6例，女性4例，年齡36～70歲，中位年齡52歲。納入標準：①無磁共振檢查禁忌證(幽閉恐懼癥、體內(nèi)金屬異物等)；②心律整齊，心率<80次/min。每位志愿者均于同日依次接受冠狀動脈MRA檢查和CTA檢查，檢查前均簽訂書面知情同意書。

1.2方法

1.2.1冠狀動脈MRA檢查方法 取仰臥位，指導受檢者平穩(wěn)呼吸。檢查采用3.0T超導雙梯度磁共振機(ingenia CX，PHILIPS)，梯度場80 mT/m，梯度切換率200 T·m-1·s-1，32通道體部專用相控線圈，使用心電觸發(fā)和膈肌導航技術，在自由呼吸狀態(tài)下，首先采用B-TFH(平衡式自由穩(wěn)態(tài)進動)序列進行50時相冠狀動脈定位掃描，確定最佳采集時間后，采用TFE(超快速梯度回波)序列進行全心3D掃描，采樣前施加T2準備脈沖和脂肪抑制脈沖。掃描參數(shù):重復時間(repetition time,TR)4.2 ms，回波時間(echo time，TE)1.94 ms，反轉角 12，激勵次數(shù)1次，視野(field of view，F(xiàn)OV)300 mm×255 mm×188 mm，矩陣 240×204，并行采集加速因子2，層厚 1.6 mm，重建160層。掃描結束后圖像傳送至PHILIPS星云工作站，進行冠狀動脈CPR重建、分析。

1.2.2冠狀動脈CTA檢查方法 檢查前訓練受檢者屏氣。采用GE Revolution掃描儀，采用前瞻性心電門控對冠狀動脈進行掃描。使用雙筒高壓注射器經(jīng)肘正中靜脈以5.0 mL/s的速率團注(370 mgI/mL)優(yōu)維顯(普羅胺注射液)，劑量為1.5 mL/kg，并以相同速率追加50 mL生理鹽水，監(jiān)測升主動脈根部，閾值設定為150 Hu，達閾值后自動觸發(fā)掃描。掃描參數(shù):管電壓100 kV，自動管電流，準直器寬度256 mm×0.625 mm，旋轉時間0.28 s，層厚0.625 mm。掃描范圍自氣管分叉上1 cm至膈下2 cm。掃描結束后圖像傳送至GE ADW4.4工作站，進行冠狀動脈CPR重建、分析。

1.3圖像分析 冠狀動脈節(jié)段參照美國心臟學會冠狀動脈分段法[4]，分析各受檢者左主干,左前降支近段、中段、遠段，左回旋支近段、遠段，右冠狀動脈近段、中段、遠段，9段血管的圖像質量及狹窄程度。具體方法如下：分別由2名5～9年心血管疾病診斷經(jīng)驗的影像科醫(yī)師進行圖像質量評分及血管狹窄程度的判定，如有異議，協(xié)商解決。圖像質量評價采用4分法[5-6]：1分，圖像質量差，圖像偽影嚴重，冠狀動脈與周圍組織對比度差，血管邊界模糊不清；2分，圖像質量一般，圖像存在中度偽影，冠狀動脈與周圍組織對比度尚可，血管邊界尚清晰；3分，圖像質量良好，存在輕度偽影，冠狀動脈與周圍組織對比度較好，血管邊界較清晰；4分，圖像質量優(yōu)，無偽影，冠狀動脈與周圍組織對比度好，血管邊緣清晰銳利。血管圖像質量評分≥2分者可滿足診斷要求，為可評價節(jié)段。評價冠狀動脈血管狹窄程度采用直徑法[7]：管徑≤25%為輕微狹窄，25%<管徑≤50%為輕度狹窄，50%<管徑≤70% 為中度狹窄，管徑>70%重度狹窄，99%以上則為完全閉塞。

1.4統(tǒng)計學方法 應用 SPSS 18.0統(tǒng)計軟件分析數(shù)據(jù)。計量資料比較采用t檢驗，計數(shù)資料比較采用秩和檢驗，Kappa檢驗評價冠狀動脈MRA與CTA顯示管腔狹窄能力的一致性，Kappa值<0.4為一致性差，0.4≤Kappa值<0.75為一致性中等，Kappa值值≥0.75為一致性良好。P<0.05為差異有統(tǒng)計學意義。

2 結 果

10例志愿者均順利完成冠狀動脈MRA、CTA檢查。MRA檢查心率52～78 次/min，平均(66.6±8.5)次/min，CTA檢查心率為56～80 次/min，平均(69.8±7.6)次/min，2種檢查方法心率差異無統(tǒng)計學意義(t=0.866，P=0.387)。

2.1圖像質量評價 10例志愿者冠狀動脈血管共90段，冠狀動脈MRA檢查83段(92.2%)血管可滿足診斷要求，CTA檢查90段(100%)血管可滿足診斷要求。MRA檢查不可評價節(jié)段7段，主要是直徑<2 mm的管腔，其中右冠狀動脈遠段1例，左前降支遠段2例，左回旋支遠段4例。2種檢查方法顯示近中段血管圖像質量差異均無統(tǒng)計學意義(P>0.05)，見表1。MRA檢查左前降支遠段、左回旋支遠段、右冠狀動脈遠段圖像質量評分低于CTA檢查(P<0.05)。冠狀動脈MRA與CTA圖像質量評分比較見表1。

表1 MRA檢查和CTA檢查冠狀動脈圖像質量評分比較

2.2管腔狹窄情況 MRA顯示管腔狹窄6段，輕微狹窄2段，輕度狹窄4段。CTA顯示管腔狹窄8段，輕微狹窄6段，輕度狹窄2段。以CTA為標準，MRA高估4段(圖1)，低估5段。有2段CTA顯示輕微狹窄MRA不能評價，5段CTA顯示正常MRA亦不能評價(圖2)。兩種檢查方法診斷一致74段，其中管腔正常72段(圖3)，輕度狹窄2段。兩種檢查方法顯示管腔狹窄能力的一致性中等。冠狀動脈管腔狹窄程度比較見表2。

圖1 女性,62歲,右冠狀動脈CMRA-CPR成像近中段圖像質量滿足診斷,管腔狹窄A.CCTA-CPR成像顯示右冠狀動脈近中遠段,圖像質量4級,管腔正常;B.CMRA-CPR成像顯示右冠狀動脈近段,圖像質量3級,中段圖像質量3級,遠段圖像質量2級,高估狹窄Figure1 A62-year-oldfemalewitharightcoronarysteno-sisbasedonCMRA-CPRimagingofthemidsegmentofrightcoronaryarterythatmetdiagnosticrequirements

表2 MRA檢查和CTA檢查冠狀動脈管腔狹窄程度比較

3 討 論

TFE類似于快速自旋回波序列，成像速度快，采用超短TR、TE，激發(fā)角度較小的射頻脈沖，可以進行3D掃描。TFE序列血管成像多應用在腎動脈掃描，以其不使用造影劑、無創(chuàng)、無射線曝光，價格實惠等優(yōu)勢，在臨床上得到廣泛應用。以往報道冠狀動脈MRA研究多在1.5T磁共振上進行，采用(balance-TFE，b-TFE)序列，無需使用對比劑即可獲得較滿意的圖像對比度。而相對于1.5TMR，3.0T設備場強增加，信噪比提高，但同時由于主磁場場強不均勻性增加、射頻脈沖的沉積效應及偏共振效應的增加，導致在實際操作中，圖像信噪比、對比噪聲比及空間分辨率的提高并不能有效地轉化為圖像質量的提升，反而圖像質量受運動影響更大[8-9]。本研究采用TFE序列，相較于b-TFE能夠更好地減少3.0T設備導致的主磁場不均勻性增加的不良影響，提高圖像質量。

冠狀動脈成像圖像質量受多方面因素影響[10]，如何縮短采集時間、快速成像、克服呼吸和心跳偽影是獲得MRA冠狀動脈高質量圖像的關鍵。本研究采用自由呼吸、非對比劑增強、3D-TFE-WH磁共振冠狀動脈成像。自由呼吸膈肌導航技術，具有非創(chuàng)傷性和無需屏氣以及可重復檢查的諸多優(yōu)點，能夠很好地顯示冠狀動脈三支主干血管，克服了由于屏氣配合不佳所致圖像質量下降的缺點。非對比劑增強[11-12]冠狀動脈MRA，不需要注射造影劑，而依靠組織T2/T1弛豫時間比率的差別有效地避免CTA檢查中造影劑腎病及射線曝光的不良影響。同時T2準備脈沖和脂肪抑制脈沖可以降低心肌信號，對心臟周圍脂肪進行脂肪抑制，增加管腔和黑色背景的對比度，可獲取具有較高空間分辨率及信噪比的冠狀動脈圖像。全心3D掃描，不打角度軸位3D容積掃描，覆蓋整個心臟，該序列定位簡單，操作容易，后處理方便。并行采集技術的應用，加快了掃描速度，縮短了采集時間[13]。本研究志愿者均在自由呼吸狀態(tài)下，完成全心3D掃描，心律平穩(wěn)、患者呼吸配合良好，運動偽影控制滿意，圖像質量較高。

圖像質量采用主觀定性評價[9-10]，即0～4分圖像質量分級方法，這種評價方式的優(yōu)勢是反映圖像的整體感官，可操作性強。10例志愿者冠狀動脈血管共90段，MRA檢查83段血管圖像質量評分≥2分，可滿足診斷要求，CTA檢查90段血管圖像質量評分≥2分，均可滿足診斷要求。2種檢查方法顯示近中段血管圖像質量差異無統(tǒng)計學意義(P>0.05)，這與以往研究結果相似[9，14]。不可評價圖像不能滿足診斷血管7段，其中右冠狀動脈遠段1例，左前降支遠段2例，左回旋支遠段4例。MRA檢查左前降支遠段及左回旋支遠段、右冠狀動脈遠段圖像質量評分低于CTA檢查(P<0.05)。分析原因主要是血管管徑較細，直徑<2 mm，血流信號較弱，MRA檢查對圖像分辨率要求較高。另一個受解剖學的因素影響，左回旋支遠段及右冠狀動脈遠段，位于心底部，受心臟搏動影響明顯，導致圖像質量下降。

本研究中冠狀動脈MRA診斷4段高估，分別為2段正常診斷為輕微狹窄，1段正常診斷為輕度狹窄，1段輕微狹窄診斷為輕度狹窄，原因為受呼吸、心率的搏動影響，血管壁顯影模糊。盡管檢查前訓練平穩(wěn)呼吸，心律穩(wěn)定，通過觀察機房噪聲、情緒變化仍可導致志愿者輕微呼吸不穩(wěn)定及心律波動。冠狀動脈MRA檢查診斷5段低估，均為輕微狹窄診斷為正常，分析原因為冠狀動脈CTA檢查診斷輕微狹窄病例為三大主支的近段血管，管徑較粗，冠狀動脈MRA檢查。對血管壁增厚不敏感，圖像上血流信號飽滿。冠狀動脈MRA檢查診斷不可評價血管7段，圖像質量均<2分，直徑<2 mm。從冠狀動脈MRA檢查與CTA檢查診斷管腔狹窄的一致性分析上看，2種檢查方法的一致性中等，但兩者診斷一致血管有74段，管腔正常72段，輕度狹窄2段，占總數(shù)的82.2%，一致率超過50%，因此，冠狀動脈MRA檢查可用于早期冠心病的篩查。

動脈粥樣硬化導致的冠狀動脈病變是最常見的慢性疾病[15]，正逐漸向著年輕化的方向發(fā)展[16]，冠狀動脈CTA檢查成像中電離輻射、碘劑過敏、造影劑腎病限制了一部分人群監(jiān)測動脈粥樣硬化的應用。而冠狀動脈MRA檢查無輻射、并可以通過組織自身信號對比成像，不依賴對比劑的使用。本研究結果顯示，MRA檢查冠狀動脈近中段圖像質量及輕度以上管腔狹窄的顯示能力與CTA檢查相仿。故此技術可作為造影劑禁忌人群進行冠狀動脈疾病篩查的手段。

本研究局限處在于，首先，本研究樣本量小，結果存在偏倚；其次，以健康人群為研究對象，狹窄程度評價以冠狀動脈CTA檢查作為標準；再次，TFE序列掃描，對血管壁顯示不佳，故未對斑塊成份進行分析。今后的研究中，將進一步擴大樣本量，同時優(yōu)化掃描參數(shù)，提高對細小血管的顯示能力，嘗試其他序列提高對冠狀動脈血管管壁的顯示的能力。