非增強(qiáng)、自由呼吸、3D-TFE-WH序列冠狀動(dòng)脈成像與CTA的對(duì)比研究

李 敏，秦洪濤，楊 麗*，王 琦，段夢(mèng)婷，王向明

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

冠狀動(dòng)脈CT血管成像(CT angiography，CTA)臨床應(yīng)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(zhì)及腎功能障礙人群的應(yīng)用。近年來MR血管成像(magnetic resonance angiography，MRA)中非強(qiáng)化、超快速梯度回波(turbo field echo,TFE)序列廣泛應(yīng)用于腎動(dòng)脈成像[1-2]，應(yīng)用于冠狀動(dòng)脈成像的報(bào)道較少且多為1.5T[3]。本研究旨在探討3.0TMR上MRA對(duì)冠狀動(dòng)脈的顯示能力及臨床應(yīng)用價(jià)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(duì)象，男性6例，女性4例，年齡36～70歲，中位年齡52歲。納入標(biāo)準(zhǔn)：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(dòng)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(dòng)脈MRA檢查方法 取仰臥位，指導(dǎo)受檢者平穩(wěn)呼吸。檢查采用3.0T超導(dǎo)雙梯度磁共振機(jī)(ingenia CX，PHILIPS)，梯度場(chǎng)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(dǎo)航技術(shù)，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(jìn)動(dòng))序列進(jìn)行50時(shí)相冠狀動(dòng)脈定位掃描，確定最佳采集時(shí)間后，采用TFE(超快速梯度回波)序列進(jìn)行全心3D掃描，采樣前施加T2準(zhǔn)備脈沖和脂肪抑制脈沖。掃描參數(shù):重復(fù)時(shí)間(repetition time,TR)4.2 ms，回波時(shí)間(echo time，TE)1.94 ms，反轉(zhuǎn)角 12，激勵(lì)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(jié)束后圖像傳送至PHILIPS星云工作站，進(jìn)行冠狀動(dòng)脈CPR重建、分析。

1.2.2冠狀動(dòng)脈CTA檢查方法 檢查前訓(xùn)練受檢者屏氣。采用GE Revolution掃描儀，采用前瞻性心電門控對(duì)冠狀動(dòng)脈進(jìn)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(tuán)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(cè)升主動(dòng)脈根部，閾值設(shè)定為150 Hu，達(dá)閾值后自動(dòng)觸發(fā)掃描。掃描參數(shù):管電壓100 kV，自動(dòng)管電流，準(zhǔn)直器寬度256 mm×0.625 mm，旋轉(zhuǎn)時(shí)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(jié)束后圖像傳送至GE ADW4.4工作站，進(jìn)行冠狀動(dòng)脈CPR重建、分析。

1.3圖像分析 冠狀動(dòng)脈節(jié)段參照美國心臟學(xué)會(huì)冠狀動(dòng)脈分段法[4]，分析各受檢者左主干,左前降支近段、中段、遠(yuǎn)段，左回旋支近段、遠(yuǎn)段，右冠狀動(dòng)脈近段、中段、遠(yuǎn)段，9段血管的圖像質(zhì)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(yàn)的影像科醫(yī)師進(jìn)行圖像質(zhì)量評(píng)分及血管狹窄程度的判定，如有異議，協(xié)商解決。圖像質(zhì)量評(píng)價(jià)采用4分法[5-6]：1分，圖像質(zhì)量差，圖像偽影嚴(yán)重，冠狀動(dòng)脈與周圍組織對(duì)比度差，血管邊界模糊不清；2分，圖像質(zhì)量一般，圖像存在中度偽影，冠狀動(dòng)脈與周圍組織對(duì)比度尚可，血管邊界尚清晰；3分，圖像質(zhì)量良好，存在輕度偽影，冠狀動(dòng)脈與周圍組織對(duì)比度較好，血管邊界較清晰；4分，圖像質(zhì)量優(yōu)，無偽影，冠狀動(dòng)脈與周圍組織對(duì)比度好，血管邊緣清晰銳利。血管圖像質(zhì)量評(píng)分≥2分者可滿足診斷要求，為可評(píng)價(jià)節(jié)段。評(píng)價(jià)冠狀動(dòng)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(jì)學(xué)方法 應(yīng)用 SPSS 18.0統(tǒng)計(jì)軟件分析數(shù)據(jù)。計(jì)量資料比較采用t檢驗(yàn)，計(jì)數(shù)資料比較采用秩和檢驗(yàn)，Kappa檢驗(yàn)評(píng)價(jià)冠狀動(dòng)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(jì)學(xué)意義。

2 結(jié) 果

10例志愿者均順利完成冠狀動(dòng)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(jì)學(xué)意義(t=0.866，P=0.387)。

2.1圖像質(zhì)量評(píng)價(jià) 10例志愿者冠狀動(dòng)脈血管共90段，冠狀動(dòng)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(píng)價(jià)節(jié)段7段，主要是直徑<2 mm的管腔，其中右冠狀動(dòng)脈遠(yuǎn)段1例，左前降支遠(yuǎn)段2例，左回旋支遠(yuǎn)段4例。2種檢查方法顯示近中段血管圖像質(zhì)量差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)，見表1。MRA檢查左前降支遠(yuǎn)段、左回旋支遠(yuǎn)段、右冠狀動(dòng)脈遠(yuǎn)段圖像質(zhì)量評(píng)分低于CTA檢查(P<0.05)。冠狀動(dòng)脈MRA與CTA圖像質(zhì)量評(píng)分比較見表1。

表1 MRA檢查和CTA檢查冠狀動(dòng)脈圖像質(zhì)量評(píng)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(biāo)準(zhǔn)，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(píng)價(jià)，5段CTA顯示正常MRA亦不能評(píng)價(jià)(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(dòng)脈管腔狹窄程度比較見表2。

圖1 女性,62歲,右冠狀動(dòng)脈CMRA-CPR成像近中段圖像質(zhì)量滿足診斷,管腔狹窄A.CCTA-CPR成像顯示右冠狀動(dòng)脈近中遠(yuǎn)段,圖像質(zhì)量4級(jí),管腔正常;B.CMRA-CPR成像顯示右冠狀動(dòng)脈近段,圖像質(zhì)量3級(jí),中段圖像質(zhì)量3級(jí),遠(yuǎn)段圖像質(zhì)量2級(jí),高估狹窄Figure1 A62-year-oldfemalewitharightcoronarysteno-sisbasedonCMRA-CPRimagingofthemidsegmentofrightcoronaryarterythatmetdiagnosticrequirements

表2 MRA檢查和CTA檢查冠狀動(dòng)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(jìn)行3D掃描。TFE序列血管成像多應(yīng)用在腎動(dòng)脈掃描，以其不使用造影劑、無創(chuàng)、無射線曝光，價(jià)格實(shí)惠等優(yōu)勢(shì)，在臨床上得到廣泛應(yīng)用。以往報(bào)道冠狀動(dòng)脈MRA研究多在1.5T磁共振上進(jìn)行，采用(balance-TFE，b-TFE)序列，無需使用對(duì)比劑即可獲得較滿意的圖像對(duì)比度。而相對(duì)于1.5TMR，3.0T設(shè)備場(chǎng)強(qiáng)增加，信噪比提高，但同時(shí)由于主磁場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)不均勻性增加、射頻脈沖的沉積效應(yīng)及偏共振效應(yīng)的增加，導(dǎo)致在實(shí)際操作中，圖像信噪比、對(duì)比噪聲比及空間分辨率的提高并不能有效地轉(zhuǎn)化為圖像質(zhì)量的提升，反而圖像質(zhì)量受運(yùn)動(dòng)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(shè)備導(dǎo)致的主磁場(chǎng)不均勻性增加的不良影響，提高圖像質(zhì)量。

冠狀動(dòng)脈成像圖像質(zhì)量受多方面因素影響[10]，如何縮短采集時(shí)間、快速成像、克服呼吸和心跳偽影是獲得MRA冠狀動(dòng)脈高質(zhì)量圖像的關(guān)鍵。本研究采用自由呼吸、非對(duì)比劑增強(qiáng)、3D-TFE-WH磁共振冠狀動(dòng)脈成像。自由呼吸膈肌導(dǎo)航技術(shù)，具有非創(chuàng)傷性和無需屏氣以及可重復(fù)檢查的諸多優(yōu)點(diǎn)，能夠很好地顯示冠狀動(dòng)脈三支主干血管，克服了由于屏氣配合不佳所致圖像質(zhì)量下降的缺點(diǎn)。非對(duì)比劑增強(qiáng)[11-12]冠狀動(dòng)脈MRA，不需要注射造影劑，而依靠組織T2/T1弛豫時(shí)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(shí)T2準(zhǔn)備脈沖和脂肪抑制脈沖可以降低心肌信號(hào)，對(duì)心臟周圍脂肪進(jìn)行脂肪抑制，增加管腔和黑色背景的對(duì)比度，可獲取具有較高空間分辨率及信噪比的冠狀動(dòng)脈圖像。全心3D掃描，不打角度軸位3D容積掃描，覆蓋整個(gè)心臟，該序列定位簡單，操作容易，后處理方便。并行采集技術(shù)的應(yīng)用，加快了掃描速度，縮短了采集時(shí)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(yùn)動(dòng)偽影控制滿意，圖像質(zhì)量較高。

圖像質(zhì)量采用主觀定性評(píng)價(jià)[9-10]，即0～4分圖像質(zhì)量分級(jí)方法，這種評(píng)價(jià)方式的優(yōu)勢(shì)是反映圖像的整體感官，可操作性強(qiáng)。10例志愿者冠狀動(dòng)脈血管共90段，MRA檢查83段血管圖像質(zhì)量評(píng)分≥2分，可滿足診斷要求，CTA檢查90段血管圖像質(zhì)量評(píng)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(zhì)量差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)，這與以往研究結(jié)果相似[9，14]。不可評(píng)價(jià)圖像不能滿足診斷血管7段，其中右冠狀動(dòng)脈遠(yuǎn)段1例，左前降支遠(yuǎn)段2例，左回旋支遠(yuǎn)段4例。MRA檢查左前降支遠(yuǎn)段及左回旋支遠(yuǎn)段、右冠狀動(dòng)脈遠(yuǎn)段圖像質(zhì)量評(píng)分低于CTA檢查(P<0.05)。分析原因主要是血管管徑較細(xì)，直徑<2 mm，血流信號(hào)較弱，MRA檢查對(duì)圖像分辨率要求較高。另一個(gè)受解剖學(xué)的因素影響，左回旋支遠(yuǎn)段及右冠狀動(dòng)脈遠(yuǎn)段，位于心底部，受心臟搏動(dòng)影響明顯，導(dǎo)致圖像質(zhì)量下降。

本研究中冠狀動(dòng)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?yàn)槭芎粑⑿穆实牟珓?dòng)影響，血管壁顯影模糊。盡管檢查前訓(xùn)練平穩(wěn)呼吸，心律穩(wěn)定，通過觀察機(jī)房噪聲、情緒變化仍可導(dǎo)致志愿者輕微呼吸不穩(wěn)定及心律波動(dòng)。冠狀動(dòng)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?yàn)楣跔顒?dòng)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(dòng)脈MRA檢查。對(duì)血管壁增厚不敏感，圖像上血流信號(hào)飽滿。冠狀動(dòng)脈MRA檢查診斷不可評(píng)價(jià)血管7段，圖像質(zhì)量均<2分，直徑<2 mm。從冠狀動(dòng)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(dòng)脈MRA檢查可用于早期冠心病的篩查。

動(dòng)脈粥樣硬化導(dǎo)致的冠狀動(dòng)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(dòng)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(cè)動(dòng)脈粥樣硬化的應(yīng)用。而冠狀動(dòng)脈MRA檢查無輻射、并可以通過組織自身信號(hào)對(duì)比成像，不依賴對(duì)比劑的使用。本研究結(jié)果顯示，MRA檢查冠狀動(dòng)脈近中段圖像質(zhì)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(shù)可作為造影劑禁忌人群進(jìn)行冠狀動(dòng)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(jié)果存在偏倚；其次，以健康人群為研究對(duì)象，狹窄程度評(píng)價(jià)以冠狀動(dòng)脈CTA檢查作為標(biāo)準(zhǔn)；再次，TFE序列掃描，對(duì)血管壁顯示不佳，故未對(duì)斑塊成份進(jìn)行分析。今后的研究中，將進(jìn)一步擴(kuò)大樣本量，同時(shí)優(yōu)化掃描參數(shù)，提高對(duì)細(xì)小血管的顯示能力，嘗試其他序列提高對(duì)冠狀動(dòng)脈血管管壁的顯示的能力。