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近年下肢动脉病变发生率逐年增高,常见的如下肢动脉硬化闭塞症、糖尿病下肢动脉狭窄等,部分下肢动脉病变病人需要接受药物、手术等治疗手段的干预以预防严重并发症和减少截肢风险[1]。准确显示下肢动脉狭窄的部位、范围和程度对于早期诊断和治疗至关重要。目前临床检查下肢动脉病变的方法较多,如多普勒超声、踝肱指数、CT血管造影、数字血管造影等,但各种检查方法均有一定弊端[2]。对比增强磁共振血管造影(contrast-enhanced MR angiography,CE-MRA)是临床广泛应用的、无电离辐射的诊断心血管疾病,包括周围动脉疾病的影像检查工具[3],但含钆的磁共振对比剂的使用,可导致肾功能不全病人并发肾源性系统性纤维化(nephrogenic systemic fibrosis,NSF)[4]。非对比增强MR血管造影(non-contrast-enhanced MR angiography,NCE-MRA)技术避免了NSF的潜在风险,无电离辐射,但是传统的非对比增强的方法,如时间飞跃(TOF)及相位对比(PC)技术,检查耗时长,图像伪影严重,限制了NCE-MRA技术在下肢动脉病变日常临床检查的应用。随着MR采集技术的发展,三维高分辨率心电门控快速自旋回波成像技术提供了更快的图像采集速度和更高的图像分辨率,节省检查时间,优化了图像质量,使NCE-MRA技术诊断下肢动脉病变成为可能[5-6]。本研究利用基于心电门控触发的,采用可变反转角及回聚脉冲链的三维快速自旋回波成像技术的NATIVE-SPACE序列,评估NCE-MRA技术对下肢动脉病变的诊断价值。现作报道。
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选取2016年9月至2017年6月我院收治的下肢动脉病变病人30例,均进行下肢动脉NCE-MRA及CE-MRA检查。其中男23例,女7例,年龄42~88岁。排除标准:(1)严重肾功能不全(肾小球滤过率 < 30 mL/min);(2)存在MRI检查禁忌证,包括安装心脑血管支架和心脏起搏器等;(3)心率失常。
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采用Siemens Skyra 3.0T MRI成像系统进行检查,配备心电门控装置和Mallinckrodt双筒高压注射器。病人取足先进仰卧位,采用8通道体部相控阵线圈分别置于大腿和小腿上方获取双侧下肢动脉信号。NCE-MRA与CE-MRA均为三站式(腹盆部、大腿段、小腿段)自动移床扫描,冠状位采集,扫描参数见表 1。
参数 NCE-MRA CE-MRA TR/ms 450 2.7 TE/ms 80 0.9 视野/cm3 367×390 406×500 翻转角/° 140 21 矩阵 384×310 320×204 过采样 7.7% 1.25% 层厚/mm 1 1.2 层数 104 128 体素/mm3 1×1×1 0.9×0.91×1.2 傅里叶转换 6/8 6/8 带宽/(Hz/Px) 814 680 表 1 下肢NCE-MRA及CE-MRA扫描参数
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在动脉成像之前,采用FLASH序列在心电门控下,分别在腹主动脉分叉、股浅动脉近端、腘动脉水平确定每节段动脉血管扫描触发时间(TD),扫描包括一个RR周期,通过对RR周期中动脉最低和最高的信号的评价,确定最佳的TD。采用NATIVE-SPACE成像序列,采集方式为冠状面三维模式,配合TD时间,分别在舒张期采集“动脉亮血、静脉亮血”图像和收缩期采集“动脉黑血、静脉亮血”图像,经过减影后获取下肢动脉图像(见图 1)。
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以梯度回波序列采集平扫图像作为减影蒙片,经肘前静脉按照不同流率注射钆喷替酸葡甲胺(0.5 mmol/mL),首先以2.5 mL/s注射对比剂20 mL,再以0.5 mL/s注射对比剂10 mL,对比剂注射完毕后以1.5 mL/s注射0.9%氯化钠注射液30 mL。应用Care-Blous技术动态监测对比剂到达腹主动脉后,采用三维快速小角度激发成像(3D-FLASH)序列采集动脉增强图像,增强图像与平扫蒙片自动减影。
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NCE-MRA与CE-MRA均为三站式(腹盆部、大腿段、小腿段)扫描,检查技师观察每一站扫描时间并记录,NCE-MRA需记录三站TD监测扫描时间。
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将采集数据传至西门子MRI工作站,以最大密度投影(maximum intensity projection,MIP)重建完整的双下肢动脉图像,由2名影像科医师采用盲法共同评价评图像质量及动脉血管狭窄程度。
(1) 图像质量评分:从解剖显示、静脉污染、软组织伪影方面采用5分法进行评分[7]。1分:血管未见显影,无法诊断;2分:动脉轮廓或边缘不清楚,或伴有严重的软组织或静脉伪影,诊断受限,但可以排除血管是否闭塞;3分:动脉轮廓比较清楚,伴有中度静脉或软组织伪影,图像有诊断意义;4分:动脉轮廓和对比度清楚,伴有轻度深静脉或软组织伪影,诊断非常明确;5分:动脉轮廓清晰锐利,无或伴有少许静脉或软组织伪影。
(2) 动脉狭窄程度:下肢动脉分为髂总动脉、髂内动脉、髂外动脉、股浅动脉、腘动脉、胫前动脉、胫后动脉、腓动脉8个动脉节段,狭窄程度=(狭窄部近心端正常血管直径-狭窄部血管直径)/狭窄部近心端正常血管直径×100%。动脉狭窄程度分为4级进行评分[8],0分:动脉管径正常;1分:动脉狭窄程度 < 50%;2分:动脉狭窄程度≥50%;3分:动脉管腔闭塞。若某动脉节段有多处狭窄,按狭窄程度级别高者归类。定义动脉狭窄程度≥50%及动脉管腔闭塞为动脉显著性狭窄。
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采用t检验、秩和检验和Cohen′s Kappa检验。
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NCE-MRA腹盆段、大腿段、小腿段三站TD监测平均扫描时间均为12 s,每段扫描时间长短由心率决定,30例下肢动脉NCE-MRA扫描时间为12.17~17.43 min,平均(13.95±1.26)min,CE-MRA扫描时间为3.02~3.25 min,平均(3.16±0.06)min,CE-MRA检查时间明显短于NCE-MRA(t=47.20,P < 0.01)。
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30例下肢动脉病变病人均成功进行了下肢NCE-MRA及CE-MRA扫描(见图 2~5),共计480个动脉节段,其中CE-MRA有477个(99.4%)动脉节段符合诊断要求,NCE-MRA有446个(92.9%)动脉节段符合诊断要求。NCE-MRA腹盆段、大腿段、小腿段三段评分均明显低于CE-MRA(P < 0.05~P < 0.01)。腹盆段CE-MRA图像质量优良率为90%,而NCE-MRA仅10%;大腿段CE-MRA图像质量优良率为86.7%,NCE-MRA为63.3%;小腿段CE-MRA图像质量优良率为60%,NCE-MRA为40%(见表 2)。
图 4 女,76岁,下肢动脉闭塞性血管炎,右下肢溃疡,2种方法均显示双下肢多个动脉节段2~3级狭窄,右侧胫后动脉、左侧胫前动脉、腓动脉闭塞,由于病人右下肢血流缓慢,血液流动不足,NCE-MRA图像对右侧胫前动脉及腓动脉显示不佳,但尚能满足诊断要求;CE-MRA右下肢静脉污染严重,可能与右下肢溃疡导致动静脉异常交通有关
分组 1分 2分 3分 4分 5分 uc P 腹盆段 NCE-MRA
CE-MRA4
06
117
23
50
226.13 < 0.01 大腿段 NCE-MRA
CE-MRA1
02
08
417
62
204.32 < 0.01 小腿段 NCE-MRA
CE-MRA3
11
114
911
121
72.24 < 0.05 表 2 NCE-MRA与CE-MRA图像质量比较(n=30)
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30例下肢动脉病人共获取480个动脉节段,其中,NCE-MRA检查中盆腹段有21个动脉节段、大腿段有1个动脉节段、小腿段有12个动脉节段不符合诊断要求,CE-MRA有3个动脉节段不符合诊断要求,故最后纳入动脉节段443个。NCE-MRA显示正常动脉节段115个,狭窄程度 < 50%动脉节段122个,狭窄程度≥50%动脉节段98个,闭塞动脉节段108个;以CE-MRA为参照标准,NCE-MRA对显著性狭窄动脉高估37个,低估13个(见表 3)。以CE-MRA图像作为标准,计算NCE-MRA诊断不同分段下肢动脉显著性狭窄的敏感度、特异度、阳性预测值、阴性预测值、准确性见表 4。Cohen′s Kappa检验显示,2种检查方法诊断下肢动脉显著性狭窄的一致性较好(Kappa=0.783,P < 0.05)。
CE-MRA NCE-MRA 合计 0分 1分 2分 3分 0分 106 13 0 0 119 1分 9 97 19 0 125 2分 0 12 78 18 108 3分 0 0 1 90 91 合计 115 122 98 108 443 表 3 NCE-MRA与CE-MRA对下肢动脉狭窄程度的分级对照(节段)
动脉节段 n 灵敏度 特异度 阳性预测值 阴性预测值 准确性 腹盆段 159 91.49 92.86 84.31 96.30 92.45 大腿段 119 92.86 96.83 92.30 93.85 94.96 小腿段 165 95.83 86.96 91.09 93.75 92.12 全部 443 93.97 92.21 90.78 94.94 93.00 表 4 NCE-MRA诊断不同分段动脉显著性狭窄的敏感性、特异性及预测值(%)
非对比增强心电门控磁共振血管成像对下肢动脉病变的诊断价值
Diagnostic value of non-contrast-enhanced ECG-gated MR angiography in lower extremity artery disease
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摘要:
目的评估非对比增强心电门控磁共振血管成像(NCE-MRA)对下肢动脉病变的诊断价值。 方法对30例下肢动脉病变病人行下肢动脉NCE-MRA及对比增强磁共振血管成像(CE-MRA)检查,比较2种检查方法的检查时间,并从动脉解剖显示、静脉污染、软组织伪影方面采用5分法进行图像质量评分,以CE-MRA作为参照标准,评价NCE-MRA各节段血管的狭窄程度,计算NCE-MRA诊断各节段动脉显著性狭窄的敏感度、特异度、阳性预测值、阴性预测值和诊断准确性,并评价NCE-MRA和CE-MRA诊断下肢动脉显著性狭窄的一致性。 结果CE-MRA检查时间明显短于NCE-MRA(P < 0.01)。30例病人共计480个动脉节段,其中CE-MRA有477个(99.4%)动脉节段、NCE-MRA有446个(92.9%)动脉节段符合诊断要求,CE-MRA腹盆段、大腿段、小腿段三个节段的图像质量评分均优于NCE-MRA(P < 0.05~P < 0.01)。以CE-MRA为参照标准,NCE-MRA对显著性狭窄动脉高估37个,低估13个,敏感度、特异度、阳性预测值、阴性预测值和准确性分别为93.97%、92.21%、90.78%、94.94%、93.00%,2种方法诊断下肢动脉显著性狭窄的一致性较好(Kappa=0.859,P < 0.05)。 结论NCE-MRA是一种安全、有效的检查技术,在显示下肢动脉显著性狭窄方面有较高的准确性,可以为肾功能不全或不能使用对比剂的病人提供一种下肢动脉影像检查替代方法。 Abstract:ObjectiveTo evaluate the diagnostic value of non-contrast-enhanced ECG-gated MR angiography(NCE-MRA) in lower extremity artery disease. MethodsThe lower extremity artery disease in 30 patients was detected using NCE-MRA and contrast-enhanced MR angiography(CE-MRA), respectively.The detection time between two examination methods was compared.The image quality was scored using 5-point scale according to the arterial display, venous infection and soft tissue artifacts.CE-MRA was set as the standard, the stenosis degree of each segment of blood vessel of NCE-MRA was assessed.The sensitivity, specificity, positive predictive value, negative predictive value and diagnostic accuracy of severe stenosis artery diagnosed by NCE-MRA were calculated.The consistency of NCE-MRA and CE-MRA in diagnosis of severe stenosis was analyzed. ResultsThe examination time of CE-MRA was significantly shorter than that of NCE-MRA(P < 0.01).Four hundred and eighty segmental arteries in 30 patients were identified, and 477 segmental arteries of CE-MRA(99.4%) and 466 segmental arteries of NCE-MRA(92.9%) were accord with diagnostic requirements.The image quality scores of CE-MRA in abdomen-pelvis, thigh and calf vessels were better than those of NCE-MRA(P < 0.05 to P < 0.01).CE-MRA was set as the standard, 37 and 13 severe stenosis arteries were over and under estimated by NCE-MRA, respectively.The sensitivity, specificity, positive predictive value, negative predictive value and diagnostic accuracy of NCE-MRA were 93.97%, 92.21%, 90.78%, 94.94% and 93.00%, respectively.The consistency of two methods in the diagnosis of severe arterial stenosis of the lower extremity was good(Kappa=0.859, P < 0.05). ConclusionsNCE-MRA is a safe and effective technique.The accuracy of NCE-MRA in showing severe stenosis of lower limb artery is high, which can be used as an alternative method for arteriography of lower extremity in patients with renal insufficiency or not suitable for contrast agents. -
Key words:
- artery disease /
- magnetic resonance angiography /
- non-contrast-enhanced /
- lower extremity
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表 1 下肢NCE-MRA及CE-MRA扫描参数
参数 NCE-MRA CE-MRA TR/ms 450 2.7 TE/ms 80 0.9 视野/cm3 367×390 406×500 翻转角/° 140 21 矩阵 384×310 320×204 过采样 7.7% 1.25% 层厚/mm 1 1.2 层数 104 128 体素/mm3 1×1×1 0.9×0.91×1.2 傅里叶转换 6/8 6/8 带宽/(Hz/Px) 814 680 表 2 NCE-MRA与CE-MRA图像质量比较(n=30)
分组 1分 2分 3分 4分 5分 uc P 腹盆段 NCE-MRA
CE-MRA4
06
117
23
50
226.13 < 0.01 大腿段 NCE-MRA
CE-MRA1
02
08
417
62
204.32 < 0.01 小腿段 NCE-MRA
CE-MRA3
11
114
911
121
72.24 < 0.05 表 3 NCE-MRA与CE-MRA对下肢动脉狭窄程度的分级对照(节段)
CE-MRA NCE-MRA 合计 0分 1分 2分 3分 0分 106 13 0 0 119 1分 9 97 19 0 125 2分 0 12 78 18 108 3分 0 0 1 90 91 合计 115 122 98 108 443 表 4 NCE-MRA诊断不同分段动脉显著性狭窄的敏感性、特异性及预测值(%)
动脉节段 n 灵敏度 特异度 阳性预测值 阴性预测值 准确性 腹盆段 159 91.49 92.86 84.31 96.30 92.45 大腿段 119 92.86 96.83 92.30 93.85 94.96 小腿段 165 95.83 86.96 91.09 93.75 92.12 全部 443 93.97 92.21 90.78 94.94 93.00 -
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