DCE-MRA在腹部大血管中的应用初探
作者：江利 孔祥泉 肖学宏 梁波 常时新
单位：江利(430022 武汉，同济医科大学附属协和医院放射科)；孔祥泉(430022 武汉，同济医科大学附属协和医院放射科)；肖学宏(430022 武汉，同济医科大学附属协和医院放射科)；梁波(430022 武汉，同济医科大学附属协和医院放射科)；常时新(430022 武汉，同济医科大学附属协和医院放射科)
关键词：磁共振血管造影术；血管疾病
临床放射学杂志000508 【摘要】 目的 探讨动态增强磁共振血管造影(dynamic contrast-enhanced MR angiography,DCE-MRA)在腹部大血管疾病中的应用价值。 材料与方法 肾性高血压或大动脉炎患者7例，均行MRI平扫及DCE-MRA检查，其中4例行血管造影(digital subtraction angiography,DSA)检查。 结果 DCE-MRA可显示肾动脉变细6处，肾动脉受压1处，腹主动脉狭窄病变2处，与DSA结果有良好的一致性。 结论 DCE-MRA作为一种无创性评价大血管疾病的方法，能准确显示腹部大血管的狭窄性病变，有望在一定程度上替代DSA。
, 百拇医药
The Application of DCE-MRA in Abdominal Vessels
JIANG Li, KONG Xiangquan, XIAO Xuehong,et al
(Department of Radiology, The Affiliated Union Hospital, Tongji Medical University, Wuhan, Hubei Province 430022, P.R.China)
【ABSTRACT】Objective To study the application of dynamic contrast-enhanced MR angiography (DCE-MRA) in diagnosing the lesions of larger abdominal vessels. Materials and Methods Plain MR scanning and 3D FISP MR angiography were performed in 7 patients with renal hypertension or aorto-arteritis, of which 4 cases underwent additional DSA serving as a gold standard. Results Breath-hold 3D FISP correctly identified all 6 renal artery stenoses, and 2 stenoses of abdominal aorta in a patient with arteritis, which was well consistent with the results of DSA. ConclusionAs a noninvasive technique, DCE-MRA can accurately identify the renal and abdominal aorta stenoses, showing the possibility to replace DSA in a certain extent.
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【Key words】MRA Vessel disease
磁共振血管造影(magnetic resonance angiography,MRA)是在磁共振成像基础上发展起来的新技术，它具有无创性、敏感度高等优点，在临床上的应用越来越广泛[1，2]。但常规MRA在腹部血管成像时由于受呼吸运动的影响，成像质量较差。近年来出现的一种新技术动态增强磁共振血管造影(dynamic contrast-enhanced MR angiography,DCE-MRA)采用快速序列，可一次屏气成像，有效地克服了运动伪影的影响。本文采用DCE-MRA技术，初步探讨其在腹部大血管疾病中的应用，并与传统血管造影(digital subtraction angio-graphy,DSA)进行对比。
1 材料与方法
搜集DCE-MRA检查患者7例，男5例，女2例，年龄14～42岁。其中肾性高血压5例，嗜铬细胞瘤1例，多发性大动脉炎1例。
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所有患者MRI检查均在1.5T磁共振仪(Magnetom Vision,Siemens)上进行，使用体部阵列线圈。所有患者均行轴位、冠状位T1WI FLASH序列(TR/TE 174.9ms/4.1ms，翻转角70°)和T2WI HASTE序列(TR/TE 4.4ms/90.0ms)，层厚8mm，层间距2mm，FOV 32～38cm，矩阵128～192×256，均屏气采集。作完平扫后，以19G穿刺针建立肘静脉通道，连接三通管，以三通开关分别与生理盐水和对比剂相接。采用超快速梯度回波序列(3D FISP，TR/TE 5ms/2ms, 翻转角20°)行DCE-MRA检查，冠状位：FOV 35～38cm，矩阵117×256，3D块厚度80～90cm，层厚2.5～3.0mm，32～40层，脂肪抑制，采集时间18～23s。对比剂用量为0.2mmol/kg体重，注射速率约3ml/s，注射完毕后迅速以20ml生理盐水冲管。行DCE-MRA前，先采用单层动态扫描序列(Turbo-FLASH)以2ml对比剂团注法连续测量60ms(单次成像时间为1ms)，通过描绘肾动脉水平腹主动脉内的信号强度-时间曲线来确定对比剂的峰值通过时间，并据此来计算延迟扫描时间。
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所有DCE-MRA图像均经最大信号强度投影(MIP)，以头轴位为重建方向，确定适当的感兴趣区(VOI)并以±45°重建，观察评价成像质量及显示病变血管的能力，其中4例与DSA进行对比。
2 结果
2.1 团注试验剂量结果
肾动脉水平降主动脉对比剂浓度峰值出现时间为10～17ms，其信号强度-时间曲线的波峰较锐利(图1)。
2.2 MRI结果
所有肾性高血压患者MRI平扫均可见患侧肾脏体积较健侧明显缩小，皮、髓质界限清晰，可伴健侧肾脏体积代偿性增大。5例肾性高血压中4例DCE-MRA显示患侧肾动脉较健侧明显变细，约为健侧肾动脉的25%～70%。所有患者健侧肾动脉及其肾门处分支显示良好，腹腔干动脉及肠系膜上动脉可清晰显示。1例右侧肾上腺嗜铬细胞瘤患者MRA显示右肾动脉略向下弧形受压推移，血管略变细。1例多发性大动脉炎患者DCE-MRA示降主动脉膈肌平面明显狭窄，双侧肾动脉开口处狭窄，腹主动脉肾动脉水平以下见长约4cm的节段性狭窄，管壁不光整，并见膈动脉增粗，远端迂曲(图2～4)。
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2.3 DSA结果
7例中有4例进行了DSA检查，其中3例肾性高血压患者2例见患肾动脉细小，实质期患肾仅见少许染色(图5)。1例多发性大动脉炎患者DSA示降主动脉膈段一明显狭窄，肋间动脉、膈动脉增粗并见迂曲增粗的侧支循环，右肾开口处狭窄，肾动脉下至第3～4腰椎水平间腹主动脉段狭窄，腰动脉增粗(图6、7)。
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图1 团注试验剂量后肾动脉水平降主动脉内信号强度-时间曲线 图2、3 肾性高血压患者。平扫时右肾体积明显缩小，DCE-MRA示右肾动脉细小，分为3支，发自主动脉 图4 大动脉炎患者。降主动脉膈段明显狭窄，右膈动脉增粗，肾动脉水平以下节段性不规则狭窄，双肾动脉开口处狭窄 图5 同图2病例。血管造影示右肾动脉细小，分为3支，右肾实质未显影 图6、7 同图4病例。血管造影示降主动脉膈段明显狭窄，右膈动脉及肋间动脉增粗迂曲，肾动脉水平以下节段性狭窄，右肾动脉开口狭窄
3 讨论
3.1 DCE-MRA原理
传统的磁共振血管造影主要是利用MR的流动效应来成像，其基本原理为时间飞跃效应(time-of-flight,TOF)和相位对比效应(phase contrast,PC)，它可有效地评价头颈部的血管疾病，但对于胸、腹部血管，由于呼吸运动及心跳引起的运动伪影可严重降低图像的质量。采用快速成像技术缩短采集时间及应用预饱和脉冲可减少运动伪影，但TOF及PC法血管造影有赖于血液流动的方向、速率及血流类型，易出现误录现象。对于走行于扫描平面的非垂直血管，如腹主动脉的分支肾动脉，由于血液中的质子群大部分已饱和，不能再接受新的脉冲刺激而不产生信号或信号很低，以致难以显示。DCE-MRA技术采用超短TR/TE的梯度回波序列，它不是利用MR的流动效应，而是通过静脉注射Gd-DTPA，使血液T1值明显缩短；而血管周围背景组织的质子由于短TR而明显饱和，加上脂肪抑制技术，两者可形成鲜明的对比。再经MIP技术进行三维重建，可得到清晰的高信号的血管影像。与常规MRA相比，它克服了血流的饱和效应及去相位引起的信号丢失，不受血流方向的影响。对那些平行于扫描层面的血管、扭曲的血管、分叉的血管及病变血管均能清晰显示。由于1次采集的成像时间仅18～23s，可在1次屏气内完成，有效消除运动伪影，且三维成像提高了空间分辨率。3D DCE-MRA可采用3D FLASH、3D SPGR及3D MPRAGE等技术[3～5]。本文采用了重T1WI的3D FISP序列。
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3.2 DCE-MRA与DSA对比分析
采用DCE-MRA技术，选取合适的扫描块厚度，以MIP重建腹部血管图像，可清晰显示降主动脉、脾动脉、肝总动脉及左、右肝动脉主干、肠系膜上动脉及一级分支、肾动脉主干及肾门处分支[3，6]。多年来，DSA是诊断血管性疾病的金标准。本文将4例患者的DCE-MRA影像与DSA进行对比，发现在显示腹部大血管病变方面，DCE-MRA与DSA之间有良好的一致性[7]。3例有DSA对照的肾性高血压患者中，有2例DCE-MRA与DSA的表现完全相同，另1例在DCE-MRA时仅见患肾体积缩小，患肾动脉明显变细，管径仅为对侧肾动脉的1/4，后经DSA发现患肾动脉细小，患肾的供血动脉从腹主动脉发出2支，其中上支又分为2支。此后笔者回顾性分析当时的DCE-MRA片发现患肾动脉起始处可见3支细小的血管，其中1支信号强度较高，为第1次所见的1支，另2支显影浅淡，与周围背景组织难以分辨，且其根部难以区分这2支血管是单独源于腹主动脉还是共干。1例多发性大动脉炎患者DCE-MRA所见与DSA表现大致相同，均可见降主动脉膈段明显狭窄及肾动脉以下水平节段性狭窄，DCE-MRA示双肾动脉开口处均有变细，而DSA仅见右肾动脉开口狭窄。
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在DCE-MRA时，由于对图像行三维重建，可通过旋转图像从不同角度立体观察血管的改变，避免因二维重叠所致误诊。DCE-MRA对腹部大血管疾病的检出的敏感性和准确性都比较高，有报道DCE-MRA对胸、腹部大血管疾病检出的准确性和敏感性可达到100%[3]。Poon等[2]对髂动脉狭窄疾病的研究表明，DCE-MRA在显示病变血管的部位和狭窄程度方面与传统血管造影无显著性差异，而常规TOF法MRA在显示病变的准确性及病变的程度方面均不如DCE-MRA和DSA。
DCE-MRA具有较高的空间分辨率，对比度好，无对比剂副作用，同时它可观察该动脉供血组织的形态学改变。虽然DCE-MRA的空间分辨率受扫描块厚度的限制，对细小血管的病变，DCE-MRA显示仍不及DSA。但作为一种无创性评价大血管疾病的方法，随着技术条件的成熟，DCE-MRA有可能在一定程度上替代DSA。
参考文献
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1，Edelman RR, Chien D, Athkinson DJ,et al. Fast time-of-flight MR angiography with improved background suppression. Radiology, 1991, 179:867
2，Poon E, Yucel EK, Pagan-Marin H,et al. Iliac artery stenosis measurements: Comparison of two-dimensional time-of-flight and gadolinium-enhanced MR angiography. AJR, 1997, 169:1139
3，Holland GA, Dougherty L, Carpenter JP,et al. Breath-hold ultrafast three-dimensional gadolinium-enhanced MR angiography of the aorta and renal and other visceral abdominal arteries. AJR, 1995, 166:971
, 百拇医药
4，Prince MR, Narasimham DL, Stanly JC,et al. Breath-hold gadolinium-enhanced MR angiography of the abdominal aorta and its branches. Radiology, 1995, 197:785
5，肖学宏，孔祥泉，刘定西，等.单次屏气三维对比增强磁共振门脉造影.中华放射学杂志， 1998， 32：588
6，Lewin JS, Laub G, Hausmann R. Three-dimensional time-of-flight MR angiography: Applications in the abdomen and thorax. Radiology, 1991, 179:261
7，Hartnell GG, Finn JP, Zenni M,et al. MR imaging of the thoracic aorta: Comparison of spin-echo, angiographic, and breath-hold techniques. Radiology, 1994, 191:697
收稿：1999-07-01, http://www.100md.com
单位：江利(430022 武汉，同济医科大学附属协和医院放射科)；孔祥泉(430022 武汉，同济医科大学附属协和医院放射科)；肖学宏(430022 武汉，同济医科大学附属协和医院放射科)；梁波(430022 武汉，同济医科大学附属协和医院放射科)；常时新(430022 武汉，同济医科大学附属协和医院放射科)
关键词：磁共振血管造影术；血管疾病
临床放射学杂志000508 【摘要】 目的 探讨动态增强磁共振血管造影(dynamic contrast-enhanced MR angiography,DCE-MRA)在腹部大血管疾病中的应用价值。 材料与方法 肾性高血压或大动脉炎患者7例，均行MRI平扫及DCE-MRA检查，其中4例行血管造影(digital subtraction angiography,DSA)检查。 结果 DCE-MRA可显示肾动脉变细6处，肾动脉受压1处，腹主动脉狭窄病变2处，与DSA结果有良好的一致性。 结论 DCE-MRA作为一种无创性评价大血管疾病的方法，能准确显示腹部大血管的狭窄性病变，有望在一定程度上替代DSA。
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The Application of DCE-MRA in Abdominal Vessels
JIANG Li, KONG Xiangquan, XIAO Xuehong,et al
(Department of Radiology, The Affiliated Union Hospital, Tongji Medical University, Wuhan, Hubei Province 430022, P.R.China)
【ABSTRACT】Objective To study the application of dynamic contrast-enhanced MR angiography (DCE-MRA) in diagnosing the lesions of larger abdominal vessels. Materials and Methods Plain MR scanning and 3D FISP MR angiography were performed in 7 patients with renal hypertension or aorto-arteritis, of which 4 cases underwent additional DSA serving as a gold standard. Results Breath-hold 3D FISP correctly identified all 6 renal artery stenoses, and 2 stenoses of abdominal aorta in a patient with arteritis, which was well consistent with the results of DSA. ConclusionAs a noninvasive technique, DCE-MRA can accurately identify the renal and abdominal aorta stenoses, showing the possibility to replace DSA in a certain extent.
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【Key words】MRA Vessel disease
磁共振血管造影(magnetic resonance angiography,MRA)是在磁共振成像基础上发展起来的新技术，它具有无创性、敏感度高等优点，在临床上的应用越来越广泛[1，2]。但常规MRA在腹部血管成像时由于受呼吸运动的影响，成像质量较差。近年来出现的一种新技术动态增强磁共振血管造影(dynamic contrast-enhanced MR angiography,DCE-MRA)采用快速序列，可一次屏气成像，有效地克服了运动伪影的影响。本文采用DCE-MRA技术，初步探讨其在腹部大血管疾病中的应用，并与传统血管造影(digital subtraction angio-graphy,DSA)进行对比。
1 材料与方法
搜集DCE-MRA检查患者7例，男5例，女2例，年龄14～42岁。其中肾性高血压5例，嗜铬细胞瘤1例，多发性大动脉炎1例。
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所有患者MRI检查均在1.5T磁共振仪(Magnetom Vision,Siemens)上进行，使用体部阵列线圈。所有患者均行轴位、冠状位T1WI FLASH序列(TR/TE 174.9ms/4.1ms，翻转角70°)和T2WI HASTE序列(TR/TE 4.4ms/90.0ms)，层厚8mm，层间距2mm，FOV 32～38cm，矩阵128～192×256，均屏气采集。作完平扫后，以19G穿刺针建立肘静脉通道，连接三通管，以三通开关分别与生理盐水和对比剂相接。采用超快速梯度回波序列(3D FISP，TR/TE 5ms/2ms, 翻转角20°)行DCE-MRA检查，冠状位：FOV 35～38cm，矩阵117×256，3D块厚度80～90cm，层厚2.5～3.0mm，32～40层，脂肪抑制，采集时间18～23s。对比剂用量为0.2mmol/kg体重，注射速率约3ml/s，注射完毕后迅速以20ml生理盐水冲管。行DCE-MRA前，先采用单层动态扫描序列(Turbo-FLASH)以2ml对比剂团注法连续测量60ms(单次成像时间为1ms)，通过描绘肾动脉水平腹主动脉内的信号强度-时间曲线来确定对比剂的峰值通过时间，并据此来计算延迟扫描时间。
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所有DCE-MRA图像均经最大信号强度投影(MIP)，以头轴位为重建方向，确定适当的感兴趣区(VOI)并以±45°重建，观察评价成像质量及显示病变血管的能力，其中4例与DSA进行对比。
2 结果
2.1 团注试验剂量结果
肾动脉水平降主动脉对比剂浓度峰值出现时间为10～17ms，其信号强度-时间曲线的波峰较锐利(图1)。
2.2 MRI结果
所有肾性高血压患者MRI平扫均可见患侧肾脏体积较健侧明显缩小，皮、髓质界限清晰，可伴健侧肾脏体积代偿性增大。5例肾性高血压中4例DCE-MRA显示患侧肾动脉较健侧明显变细，约为健侧肾动脉的25%～70%。所有患者健侧肾动脉及其肾门处分支显示良好，腹腔干动脉及肠系膜上动脉可清晰显示。1例右侧肾上腺嗜铬细胞瘤患者MRA显示右肾动脉略向下弧形受压推移，血管略变细。1例多发性大动脉炎患者DCE-MRA示降主动脉膈肌平面明显狭窄，双侧肾动脉开口处狭窄，腹主动脉肾动脉水平以下见长约4cm的节段性狭窄，管壁不光整，并见膈动脉增粗，远端迂曲(图2～4)。
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2.3 DSA结果
7例中有4例进行了DSA检查，其中3例肾性高血压患者2例见患肾动脉细小，实质期患肾仅见少许染色(图5)。1例多发性大动脉炎患者DSA示降主动脉膈段一明显狭窄，肋间动脉、膈动脉增粗并见迂曲增粗的侧支循环，右肾开口处狭窄，肾动脉下至第3～4腰椎水平间腹主动脉段狭窄，腰动脉增粗(图6、7)。
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图1 团注试验剂量后肾动脉水平降主动脉内信号强度-时间曲线 图2、3 肾性高血压患者。平扫时右肾体积明显缩小，DCE-MRA示右肾动脉细小，分为3支，发自主动脉 图4 大动脉炎患者。降主动脉膈段明显狭窄，右膈动脉增粗，肾动脉水平以下节段性不规则狭窄，双肾动脉开口处狭窄 图5 同图2病例。血管造影示右肾动脉细小，分为3支，右肾实质未显影 图6、7 同图4病例。血管造影示降主动脉膈段明显狭窄，右膈动脉及肋间动脉增粗迂曲，肾动脉水平以下节段性狭窄，右肾动脉开口狭窄
3 讨论
3.1 DCE-MRA原理
传统的磁共振血管造影主要是利用MR的流动效应来成像，其基本原理为时间飞跃效应(time-of-flight,TOF)和相位对比效应(phase contrast,PC)，它可有效地评价头颈部的血管疾病，但对于胸、腹部血管，由于呼吸运动及心跳引起的运动伪影可严重降低图像的质量。采用快速成像技术缩短采集时间及应用预饱和脉冲可减少运动伪影，但TOF及PC法血管造影有赖于血液流动的方向、速率及血流类型，易出现误录现象。对于走行于扫描平面的非垂直血管，如腹主动脉的分支肾动脉，由于血液中的质子群大部分已饱和，不能再接受新的脉冲刺激而不产生信号或信号很低，以致难以显示。DCE-MRA技术采用超短TR/TE的梯度回波序列，它不是利用MR的流动效应，而是通过静脉注射Gd-DTPA，使血液T1值明显缩短；而血管周围背景组织的质子由于短TR而明显饱和，加上脂肪抑制技术，两者可形成鲜明的对比。再经MIP技术进行三维重建，可得到清晰的高信号的血管影像。与常规MRA相比，它克服了血流的饱和效应及去相位引起的信号丢失，不受血流方向的影响。对那些平行于扫描层面的血管、扭曲的血管、分叉的血管及病变血管均能清晰显示。由于1次采集的成像时间仅18～23s，可在1次屏气内完成，有效消除运动伪影，且三维成像提高了空间分辨率。3D DCE-MRA可采用3D FLASH、3D SPGR及3D MPRAGE等技术[3～5]。本文采用了重T1WI的3D FISP序列。
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3.2 DCE-MRA与DSA对比分析
采用DCE-MRA技术，选取合适的扫描块厚度，以MIP重建腹部血管图像，可清晰显示降主动脉、脾动脉、肝总动脉及左、右肝动脉主干、肠系膜上动脉及一级分支、肾动脉主干及肾门处分支[3，6]。多年来，DSA是诊断血管性疾病的金标准。本文将4例患者的DCE-MRA影像与DSA进行对比，发现在显示腹部大血管病变方面，DCE-MRA与DSA之间有良好的一致性[7]。3例有DSA对照的肾性高血压患者中，有2例DCE-MRA与DSA的表现完全相同，另1例在DCE-MRA时仅见患肾体积缩小，患肾动脉明显变细，管径仅为对侧肾动脉的1/4，后经DSA发现患肾动脉细小，患肾的供血动脉从腹主动脉发出2支，其中上支又分为2支。此后笔者回顾性分析当时的DCE-MRA片发现患肾动脉起始处可见3支细小的血管，其中1支信号强度较高，为第1次所见的1支，另2支显影浅淡，与周围背景组织难以分辨，且其根部难以区分这2支血管是单独源于腹主动脉还是共干。1例多发性大动脉炎患者DCE-MRA所见与DSA表现大致相同，均可见降主动脉膈段明显狭窄及肾动脉以下水平节段性狭窄，DCE-MRA示双肾动脉开口处均有变细，而DSA仅见右肾动脉开口狭窄。
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在DCE-MRA时，由于对图像行三维重建，可通过旋转图像从不同角度立体观察血管的改变，避免因二维重叠所致误诊。DCE-MRA对腹部大血管疾病的检出的敏感性和准确性都比较高，有报道DCE-MRA对胸、腹部大血管疾病检出的准确性和敏感性可达到100%[3]。Poon等[2]对髂动脉狭窄疾病的研究表明，DCE-MRA在显示病变血管的部位和狭窄程度方面与传统血管造影无显著性差异，而常规TOF法MRA在显示病变的准确性及病变的程度方面均不如DCE-MRA和DSA。
DCE-MRA具有较高的空间分辨率，对比度好，无对比剂副作用，同时它可观察该动脉供血组织的形态学改变。虽然DCE-MRA的空间分辨率受扫描块厚度的限制，对细小血管的病变，DCE-MRA显示仍不及DSA。但作为一种无创性评价大血管疾病的方法，随着技术条件的成熟，DCE-MRA有可能在一定程度上替代DSA。
参考文献
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1，Edelman RR, Chien D, Athkinson DJ,et al. Fast time-of-flight MR angiography with improved background suppression. Radiology, 1991, 179:867
2，Poon E, Yucel EK, Pagan-Marin H,et al. Iliac artery stenosis measurements: Comparison of two-dimensional time-of-flight and gadolinium-enhanced MR angiography. AJR, 1997, 169:1139
3，Holland GA, Dougherty L, Carpenter JP,et al. Breath-hold ultrafast three-dimensional gadolinium-enhanced MR angiography of the aorta and renal and other visceral abdominal arteries. AJR, 1995, 166:971
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4，Prince MR, Narasimham DL, Stanly JC,et al. Breath-hold gadolinium-enhanced MR angiography of the abdominal aorta and its branches. Radiology, 1995, 197:785
5，肖学宏，孔祥泉，刘定西，等.单次屏气三维对比增强磁共振门脉造影.中华放射学杂志， 1998， 32：588
6，Lewin JS, Laub G, Hausmann R. Three-dimensional time-of-flight MR angiography: Applications in the abdomen and thorax. Radiology, 1991, 179:261
7，Hartnell GG, Finn JP, Zenni M,et al. MR imaging of the thoracic aorta: Comparison of spin-echo, angiographic, and breath-hold techniques. Radiology, 1994, 191:697
收稿：1999-07-01, http://www.100md.com