外周動脈非增強磁共振血管成像技術的研究現狀

　　目前，臨床用于診斷外周動脈疾病（peripheral arterial disease,PAD）的方法很多。如彩色多普勒超聲（color doppler flow imaging,CDFI）、CT血管成像（computed tomographic angiography,CTA）、對比增強磁共振血管成像（contrast enhanced MR angiography,CEMRA）及數字減影血管造影（digital subtraction angiography,DSA）。CDFI不能評估下肢動脈的整體結構和血供狀況；CTA和CE-MRA雖然能較好地顯示下肢動脈狹窄的部位、程度及側枝血管，但碘對比劑可能增加對比劑腎病發生的風險；而釓對比劑在腎功能不全的患者中可能引起腎源性系統纖維化（nephrogenic systemic fibrosis,NSF），尤其對于腎功能嚴重受損的患者（腎小球濾過率<30ml/min）釓對比劑是禁止使用的。

　　近年的研究發現在腎功能正常的患者中，釓對比劑的反復使用可引起腦內沉積現象。且CEMRA在遠端動脈，如小腿、手和足動脈成像時常常會出現明顯的靜脈干擾而影響診斷的準確性。DSA是目前公認的診斷PAD的金標準，但其侵入性及X線輻射，患者可能出現藥物過敏、腎毒性損害、血管痙攣或損傷等問題，不易被患者接受。

　　非對比增強MRA（non-contrast-enhanced MR angiography,NCE-MRA）作為一種無創、無電離輻射和無對比劑的影像檢查手段，可作為其他血管成像技術的補充手段，并將其應用于腎功能不全或對比劑禁忌癥的患者，具有重要的臨床意義，并呈現出巨大的應用潛力。

　　1.相位對比（phase contrast,PC）血管成像

　　PC血管成像是早期較為常用的NCE-MRA，主要是利用雙極性的梯度場或者流動補償與非流動補償的梯度場，產生相位圖像。再根據雙極梯度大小、質子流速以及持續時間等，可定量測量血流方向、流速和流量。PC技術的優點在于產生的血管圖像具有較高的對比度，且PC法對湍流有較高的敏感性，而湍流與血管狹窄相關性很大。但是PC技術中加入了雙極性流動敏感梯度，成像的回波時間延長，圖像信噪比不高，更重要的是，PC技術的掃描時間相對較長，這是限制其應用在下肢動脈成像的重要原因。

　　2.靜態間隔單次激發序列（quiescentintervalsingle-shot,QISS）

　　QISS技術是近年來臨床上應用較多的針對外周動脈的非對比增強MRA，是西門子公司于2010年開發的一種流入相關增強的二維非增強的磁共振血管成像序列。QISS的主要原理為運用飽和脈沖序列抑制所掃層面的背景組織和流入該層面的靜脈信號。隔流入采集層面的動脈信號，此間期流入的非飽和的動脈血流與背景軟組織層面能夠形成良好的對比。

　　QISS雖然需要利用心電門控，但采集速度很快，采集一個層面只需一個心動周期，而且血流信號不受血流模式、速度及運動偽影的干擾。但靜脈血流抑制脈沖如果與血流方向不一致將會產生靜脈干擾而影響圖像質量。因此施加靜脈血流抑制脈沖需與血管走行相平行或相一致，這樣才能更大程度地避免圖像的靜脈污染。國外很多研究表明，QISS對于診斷下肢動脈疾病是一個易于臨床推廣且可靠性較高的良好序列，可以作為CEMRA檢查的替代方法。

　　與CE-MRA相比，管唯唯的研究認為對于下肢動脈硬化閉塞癥的患者，QISS和CE-MRA在任何解剖學分段的狹窄分級差異無統計學意義。而且，QISS在區別重度狹窄和閉塞之間的能力較CE-MRA更好。與CTA對比，Gang等的研究認為在判斷下肢動脈顯著性狹窄方面，二者的敏感性、特異性和準確性差異不具有統計學意義。盡管QISS的空間分辨率沒有CTA高，但QISS在不使用對比劑的前提下，圖像信噪比是高于CTA的，圖像質量上是可以和CTA相媲美的。

　　當下肢動脈硬化的患者動脈粥樣斑塊鈣化較為嚴重時，CTA對動脈狹窄程度可能產生高估現象，而QISS因為對動脈管腔各個方向的狹窄都較為敏感，因此對存在鈣化的動脈判斷其管腔的狹窄程度時不受鈣化斑塊的影響。因此，QISS可作為下肢動脈疾病患者的一線篩查，對于有碘對比劑禁忌癥的患者可作為CTA較為安全可靠的替代檢查方法。

　　另外，QISS與其他非對比增強MRA技術，如PC技術相比，QISS序列掃描時間短，圖像偽影小，成像優勢較大。QISS的技術局限性在于QISS為2D采集，圖像空間分辨率較低，對病變細節顯示不夠好，不適用于細小動脈的成像，如手部和足部的非增強MRA。

　　3.心電觸發三維半傅里葉快速自旋回波序列（ECG-Triggered 3D-TSE）

　　美國GE公司的Delta-Flow技術和荷蘭飛利浦公司的（triggered Angiography non-contrast enhanced,TRANCE）技術均是基于心電觸發的半傅里葉快速自旋回波序列。Delta-Flow和TRANCE均需要配合使用心電門控，分別在心臟收縮期和舒張期采集血流信號。在心臟收縮期采集血流信號，因動脈血在收縮期血流速度較快而呈現為低信號；在舒張期采集血流信號時，動脈血流速度減慢則變成高信號，但靜脈血流速度無論在收縮期還是舒張期均比較緩慢，因此在收縮期和舒張期均表現為高信號。

　　將收縮期和舒張期的圖像進行減影，靜脈血管減掉后即可得到單純的動脈圖像。此動脈成像的優點在于不需要依賴血液的流入，圖像采集時間縮短，成像范圍擴大，空間分辨率顯著提高。王冬梅等從解剖顯示、靜脈污染和軟組織偽影三個方面對Delta-Flow的非對比增強MRA圖像質量進行評分，認為Delta-Flow非對比增強MRA的圖像質量較高，能夠滿足臨床需求，且與CE-MRA對比能夠清楚顯示下肢動脈狹窄的部位、范圍、程度和側枝循環，且Delta-Flow診斷下肢動脈顯著性狹窄的敏感度、特異度和準確度可達90﹪以上。

　　張嵐等采用TRANCE技術對下肢動脈病變患者進行非對比增強血管成像，并以DSA進行對照研究，發現TRANCE診斷下肢動脈各段顯著性狹窄的敏感性、特異性和準確性均較高，以主髂動脈段最高，其次為股腘動脈和膝下動脈段。

　　與PC技術和QISS技術相比，TRANCE的優點為：①三維信號采集，層厚可達2mm左右，圖像空間分辨率更高，細小病變顯示更清晰；②下肢靜脈顯影較少，以淺靜脈污染為主，對病變的診斷影響不大；③對動脈血管的二級分支和側枝血管顯示的更好。但Delta-Flow或TRANCE的局限性在于：①當患者心律不齊時觸發延遲校準時間錯誤或不能觸發信號采集；②信號采集易受呼吸運動影響；③對于整個下肢動脈掃描時間較長，部分患者不能耐受；④手或足部動脈血管成像效果不理想。

　　4.血流敏感去相位-平衡穩態自由進動序列（flow-sensitive dephasing-balanced steady-state free procession,FSD-bSSFP）

　　FSD-bSSFP目前為德國西門子公司的非商業化序列。FSD-bSSFP非增強MRA是利用心電門控，在心臟舒張期利用“亮血”序列采集動脈和靜脈的信號，在心臟舒張期動脈和靜脈流速都較為緩慢而均呈現高信號；而至心臟收縮期時動脈血流速度大于靜脈血流速度，此時在“亮血”序列采集血流信號前加上一個血流敏感梯度脈沖，抑制流速較快的動脈血流信號，就會得到動脈低信號而靜脈仍為高信號的動脈“黑血”圖像。兩者相減，即可得到僅有動脈血管的圖像。

　　其基本原理和心電觸發的自旋回波序列近似，區別是把采集動脈血流信號的TSE換成了信噪比更加穩定的bSSFP，而且把FSD作為抑制動脈信號的血流敏感梯度脈沖。FSD-bSSFP能夠最大程度地抑制動脈血流信號，盡量保持“亮血”和“黑血”圖像中靜脈信號的接近。bSSFP序列早在1986年由Oppelt提出，但是受當時技術條件限制，圖像條帶狀偽影不能消除，故推廣受限。隨著梯度線圈切換率的提高，SSFP可以使用較大的反轉角，在三個梯度方向上施加穩態平衡梯度重聚磁化矢量，使血流呈現出明顯的高亮信號。

　　而FSD基于血流敏感梯度，離散流體中運動自旋的相位，使血流失去信號，因此FSD是MRI血管成像中用于抑制動脈血流信號的“黑血”技術。FSD對梯度的方向要求不高，能夠利用動靜脈血流速度的差別，最大程度抑制動脈血流信號的同時，盡可能地保留靜脈血流信號，因此FSD用來抑制血流信號能夠抑制的非常徹底。FSD具有速度快、視野范圍大、對復雜血流抑制徹底的優點，適合大掃描范圍，因此非常適用于下肢動脈成像。

　　劉新等以CE-MRA為對照，采用FSD-bSSFP非對比增強MRA，探討其應用于糖尿病患者下肢動脈成像的臨床價值。結果顯示FSD-bSSFP序列能夠清楚顯示膝下動脈的狹窄部位、程度、范圍甚至側枝血管的情況，與CE-MRA基本一致，且圖像質量評分與CE-MRA相比差異無統計學意義。同時，FSD-bSSFP序列診斷下肢動脈顯著性狹窄的敏感度、特異度、準確度均在90﹪以上，與CE-MRA基本相同。

　　另外，CE-MRA對管腔細小、走行不規則的足部動脈顯示效果不太理想。下肢動脈病變的患者外周動脈末端血流速度較慢，對比劑到達足部動脈時間較長，靜脈顯影明顯易造成靜脈污染從而影響足部動脈的成像質量。而FSD在多個梯度方向同時施加階矩，能夠顯示走行方向復雜的手部和足部血管。

　　劉新等研究認為，FSD-bSSFP足部動脈成像具有較高的空間分辨率，且圖像不受足部感染或炎癥等影響，靜脈污染較少，因此FSD-bSSFP對足背動脈及其分支的顯示要優于CE-MRA。FSD-bSSFP進行下肢動脈和足部動脈成像具有較大優勢，表現在：①不依賴血液的流入增強效應，對于血流情況復雜的血管成像較好；②圖像空間分辨率高，有利于顯示細小的足部和手部動脈及其分支。

　　綜上所述，無論是GE、西門子還是飛利浦的商業化或非商業化的外周血管非增強MRA技術，可以清晰地顯示下肢動脈狹窄性病變，具有較高的圖像質量和診斷準確度，可作為下肢動脈病變患者，特別是合并腎功能不全或其他原因不能使用釓或碘對比劑時進行下肢動脈成像的一種安全可靠的替代檢查方法。