小腿加压下肢动脉1.5T三维对比增强MRA对比剂剂量的对比研究＊

.安徽省太和县人民医院磁共振室(安徽 太和 36600).安徽医科大学第一附属医院放射科(安徽 合肥 300)谢玉海 范 影 钱银锋李曼曼 赵 雷 史晓飞曹 莉 哈传传

小腿加压下肢动脉1.5T三维对比增强MRA对比剂剂量的对比研究＊

1.安徽省太和县人民医院磁共振室(安徽 太和 236600)
2.安徽医科大学第一附属医院放射科(安徽 合肥 230022)
谢玉海1范 影1钱银锋2李曼曼1赵 雷1史晓飞1曹 莉1哈传传1

目的 探讨采用小腿加压法1.5T MR上行下肢动脉三维对比增强MRA(3D CEMRA)中减少对比剂用量的可行性。方法 30例健康志愿者随机分为A、B、C三组，使用1.5T MR行腹主动脉至下肢动脉3D CE-MRA，A、B、C组使用钆对比剂剂量分别为0.25mmol/kg、0.20mmol/kg和0.15mmol/kg，比较三组患者最大密度投影(MIP)的图像质量，计算并比较原始增强图像腹主动脉、股动脉、腘动脉的信号强度(SI)、信噪比(SNR)和对比噪声比(CNR)。结果 三组的MIP图像质量均符合诊断要求，盆腔动脉段图像质量A组和B组优于C组，膝以上动脉段A组和C组优于B组，膝以下动脉段图像质量三组间无统计学差异(P＞0.05)。小腿静脉污染程度C组优于A、B两组，差异有统计学意义(P＜0.05)。A、B、C三组间腹主动脉SI、SNR、CNR及股动脉SNR水平均无统计学差异（P＞0.05）；C组股动脉SI和腘动脉SI、SNR、CNR均低于B组和A组(P＜0.05)，B组低于A组(P＜0.05)；C组和B组股动脉CNR水平低于A组(P＜0.05)，但C组和B组间无统计学差异(P＞0.05)。结论 1.5T MR行下肢动脉3D CE-MRA，使用0.15mmol/kg钆对比剂可以获得良好的图像质量并能满足临床的诊断要求。

磁共振；下肢动脉；对比增强磁共振血管成像；对比剂

随着人们生活水平的不断提高以及人口的老龄化，下肢血管疾病的发病率呈逐年上升的趋势。三维对比增强磁共振血管成像(3D CEMRA)作为一种无创、安全、简便、快捷的检查方法，对下肢血管病变的检出具有较高的敏感性和特异性[1-2]，已广泛应用于临床。但近年来越来越多的文献报道，发生肾源性系统性纤维化(nephrogenic systemic fibrosis，NSF)的患者与使用钆对比剂密切相关[3-7]，且当剂量达到0.2mmol/kg时即会显著增加NSF的危险性[7]。为此，本文旨在探讨采用小腿加压法在1.5T MR仪上行腹主动脉至下肢动脉3D CE-MRA中减少对比剂用量的可行性。

1 资料与方法

1.1 一般资料 30名健康志愿者，男13例，女17例，年龄27岁～80岁，平均年龄55.4岁，体重47Kg～93Kg，平均体重68.0Kg。入选标准：经临床及相关检查证实无高血压、糖尿病、高血脂症等基础病史。随机分为A、B、C三组，每组各10名志愿者，三组间性别、年龄、体重均无统计学差异。所有志愿者于检查前3min均行小腿加压，压力为60mmHg。

1.2 设备与参数 采用Siemens Avanto 1.5T磁共振扫描仪及并行采集iPAT快速扫描技术，联合使用头颈线圈、腹部线圈及脊柱线圈，取仰卧位，足先进。分三段进行扫描，参数如下：FOV均为50cm×50cm，层厚1.4mm，层数96，并行采集因子2，翻转角25°。第1段(腹盆腔)：TR/TE=3.01ms/1.1ms，带宽500Hz/Pixel，采集时间18s，矩阵227×384，体素1.4×1.3×1.4mm；第2段(大腿)：TR/TE=3.17ms/1.13ms，带宽450Hz/Pixel，采集时间19s，矩阵227×384，体素1.4×1.3×1.4mm；第3段(双小腿)：TR/TE=3.29ms/1.19ms，带宽440Hz/Pixel，采集时间23s，矩阵268×512，体素1.3×1.0×1.4mm。采用Carebolus技术，首先进行3段血管蒙片扫描，注射对比剂同时启动透视扫描序列，当观察到腹主动脉信号强度增高时手动触发进入3D CE-MRA序列扫描，总共扫描时间为60s。

1.3 对比剂 A、B、C三组均使用钆喷酸葡胺注射液(Gd-DTPA，北京北陆公司产)，使用高压注射器经右侧肘前静脉进行团注。A、B、C组注射剂量分别为0.25mmol/kg、0.20mmol/kg和0.15mmol/kg。对比剂注射方式采用双相注射，第一相注射总量的2/3，注射速率为2.0ml/s；第二相注射总量的1/3，A、B、C组的注射速率分别为1.5ml/s、1.0ml/ s和0.5ml/s；注射完毕后用生理盐水30ml冲管(速率为1.0ml/s)。

1.4 图像后处理 原始数据经减影处理后，运用Composing软件将各段靶血管图像进行拼接。采用三维最大强度投影(maximum intensity projection,MIP)重建图像，进行多方位、多角度观察。

1.5 图像质量分析 由两位高年资医师在不知临床资料和对比剂用量的情况下分别对三段靶血管(盆腔动脉段、膝以上动脉段和膝以下动脉段，其中膝以上动脉段和膝以下动脉段实行左右侧分开评价)MIP图像质量进行逐段评价，意见不一致时共同协商直至一致。评分采用5分制[8]：0分：图像质量极差，动脉血管显示不清，完全不能用于诊断分析；1分：图像质量差，正常段血管轮廓不清，血管中心信号不均匀，不符合诊断要求；2分：图像质量一般，正常段血管轮廓毛糙，血管中心信号不均匀，不影响诊断分析；3分：图像质量良好，正常段血管轮廓清晰或少许毛糙，血管中心信号较均匀，符合诊断要求；4分：图像质量极好，正常段血管轮廓清晰锐利，血管中心信号均匀，完全符合诊断要求。小腿静脉污染实行左右侧单独评价，评分采用3分制[9]：1分：无污染；2分：存在污染，不影响诊断评价；3分：存在污染且影响诊断评价。

1.6 信号测量 由一位医师在图像后处理工作站上测量信号。在未减影的原始增强图像上分别测量腹主动脉下段及双侧股动脉、腘动脉的信号强度(signal intensity, SI)、动脉血管邻近组织的信号强度(SIm)及同层水平的背景噪声标准差(SDn)。计算信噪比(signal-to-noise ratio, SNR；SNR=SI/SDn)、对比噪声比[contrast to noise ratio, CNR；CNR=(SI-SIm)/SDn]。

图1 A组志愿者，女，57岁，体重51kg。3D CE-MRA显示血管边缘清晰锐利，管腔信号均匀，无静脉污染。图2 B组志愿者，女，71岁，体重93kg。3D CE-MRA显示血管边缘清晰锐利，管腔信号均匀，右侧小腿段有少许静脉污染(图中箭头所指)。图3 C组志愿者，女，27岁，体重47kg。3D CE-MRA显示血管边缘清晰锐利，两侧腘动脉管腔对称性变细，信号减低（结合原始图像分析后被判为线圈重叠不全所致）,小腿段无静脉污染。图4 C组另一志愿者，男，54岁，体重82kg。3D CE-MRA显示血管边缘清晰锐利，管腔信号均匀，左侧小腿内侧见静脉影(图中箭头所指)。

表1 三组图像质量评价

表1 三组图像质量评价

注：*同A组比较，P＜0.05,#同B组比较，P＜0.05

分组 图 像 质 量 小腿静脉污染盆腔动脉段 膝以上动脉段 膝以下动脉段A组 3.900±0.316 4.000±0.000 3.700±0.483 1.400±0.503 B组 4.000±0.000 3.600±0.516* 3.800±0.422 1.600±0.503 C组 3.200±0.789*# 3.900±0.316 3.400±0.516 1.200±0.410#χ2 11.368 6.032 3.608 6.556 P 0.003 0.049 0.165 0.038

表2 三组三段动脉的信号强度、信噪比及对比噪声比

表2 三组三段动脉的信号强度、信噪比及对比噪声比

SNK-q检验：与A组比较*P＜0.05，**P＜0.05；与B组比较△P＜0.05，▲P＞0.05

血管分段 观察值 A组 B组 C组 F值 P值SI 221.200±67.322 238.040±79.490 160.650±89.654 22.631 0.090腹主动脉 SNR 40.580±19.148 28.820±10.428 23.870±18.575 2.694 0.086 CNR 34.610±16.091 23.500±8.341 19.300±17.892 2.894 0.073 SI 481.020±52.488 380.365±56.615*323.760±55.236**△42.243 0.000股动脉 SNR 101.205±39.252 89.515±28.128 83.695±42.500 1.153 0.323 CNR 105.025±29.638 82.635±26.247* 73.155±37.578**▲ 5.393 0.007 SI 526.105±89.817 442.885±47.641*333.210±63.005**△39.257 0.000腘动脉 SNR 121.425±40.116 95.795±37.889*69.880±20.614**△11.486 0.000 CNR 107.095±34.538 85.300±34.483*64.265±19.534**△9.958 0.000

1.7 统计学分析 采用SPSS17.0进行统计分析。MIP图像质量采用非参数检验进行多组间两两比较；SI、SNR及CNR的比较采用单因素方差分析，使用SNK法进行多组间两两比较。以P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结 果

2.1 MIP图像质量比较 A、B、C三组所获得的图像均能满足临床诊断要求(图1-4)。三组的图像质量评价结果见表1。膝以下动脉段图像质量三组间无统计学差异(P＞0.05)。盆腔动脉段图像质量A组和B组优于C组，膝以上动脉段A组和C组优于B组，小腿静脉污染程度C组优于A、B两组，差异均有统计学意义(P＜0.05)。

2.2 图像信号强度比较 A、B、C三组间腹主动脉SI、SNR、CNR及股动脉SNR水平均无统计学差异(P＞0.05)；C组股动脉SI和腘动脉SI、SNR、CNR水平均低于B组和A组(P＜0.05)，B组低于A组(P＜0.05)；C组和B组股动脉CNR水平低于A组(P＜0.05)，C组和B组间股动脉CNR水平无统计学差异(P＞0.05)(见表2)。

3 讨 论

目前数字减影血管造影(digital subtraction angiography，DSA)仍然是血管病变诊断的金标准，但其具有创伤性、电离辐射、碘对比剂的过敏性和肾脏毒性等缺点，难以作为下肢血管病变的常规筛查。3D CE-MRA具有无创、安全、简便快捷等优点，且对下肢血管病变的检出具有较高的敏感性和特异性[1-2]，已广泛应用于临床。

以往下肢动脉3D CE-MRA检查多采用高剂量对比剂45ml[10]。随着人们对钆对比剂的不断认识发现，发生NSF的患者与使用钆对比剂密切相关[3-7]，且当钆对比剂剂量达到0.2mmol/kg时即会显著增加NSF的危险性[7]，因此高剂量对比剂进行3D CE-MRA检查已不再提倡使用。

近年来国内外一些学者对下肢3D CE-MRA检查中减少对比剂的研究多是在具有高空间分辨率的3.0T MR仪上进行的。如：杨敏星等[11]采用20ml钆对比剂获得的腹主动脉至下肢动脉CE-MRA图像质量完全满足临床诊断要求。张磊等[9]使用13ml 钆对比剂在诊断下肢血管狭窄性病变上与DSA比较具有较高的敏感度(96.0%)和特异度(73.7%)，但小腿静脉污染较严重。为了减少或消除静脉污染，有学者[12]采用小腿加压法对31例患者进行双下肢3D CE-MRA检查，发现小腿加压后明显抑制静脉重叠。其原理是小腿加压提高了毛细血管床的静水压，延长静脉回流时间，从而延长动脉内对比剂充盈时间。小腿加压技术是用血压计袖带在腘窝下方施加一定的压力，一般在50～60mmHg。本研究结果表明，采用0.15mmol/kg剂量对比剂及小腿加压法在1.5T MR仪上获得的下肢动脉CE-MRA血管图像质量完全满足临床的诊断要求。

为了保证动脉内对比剂的维持时间，本实验中对比剂注射方式均采用双相注射，即第一相采用较快的注射速度是为了获得高对比度的动脉相，第二相采用较慢的注射速度是延长和维持整个数据采集过程中的动脉时间窗，以保证动脉K空间中心区的填充。此外，本研究发现，随着钆对比剂剂量的减少动脉的SI、SNR、CNR逐渐下降，且股动脉及以下动脉段三组间差异有统计学意义，这与Krause等[13]的研究结果相一致。虽然低剂量组动脉的信号强度有所下降，但其图像质量仍能满足临床诊断要求，且小腿段静脉重叠影明显减少。

总之，虽然0.15mmol/kg剂量下肢3D CE-MRA所获得动脉图像的SI、SNR及CNR较低，但图像质量仍能满足临床诊断要求，尤其对于有慢性肾功能不全者，应建议使用小剂量(0.15mmol/kg)钆剂进行双下肢3D CE-MRA血管检查。

1. 王翠艳，赵斌，王光彬，等.三维增强MR血管成像在周围型动脉闭塞症分级中的应用价值[J].中华放射学杂志.2007.41(6)：598-601.

2. 宋云龙，孟利民，张挽时，等.Tim技术3D DCE-MRA对下肢动脉狭窄的诊断应用[J].中国CT和MRI杂志.2007.5(1):18-20.

3. Grobner T.Gadolinium-a specific trigger for the development of nephrogenic fibrosing dermopathy and nephrogenic systemic fibrosis? [J].Nephrol Dial Transplant.2006.21(4):1104-1108.

4. Sadowski EA，Bennett LK，Chan MR，etal.Nephrogenic systemic fibrosis：risk factors and incidence estimation[J]. Radiology.2007.243(1)：148-157.

5. 马春忠，高继斌.含钆MR对比剂与肾源性系统性纤维化的关系[J].中国临床医学影像杂志.2009.20(1)：53-54.

6. 朱飞鹏，张龙江，户光明.肾源性系统性纤维化与磁共振含钆对比剂[J].放射学实践.2010.25(2)： 219-221.

7. Broome DR，Girguis MS，Baron PW，etal.Gadodiamideassociated nephrogenic systemic fibrosis：why radiologists should be concerned[J]. AJR.2007.188(2):586-592.

8. Habibi R，Krishnam MS，Lohan DG，etal.High-Spatial-Resolution Lower Extremity MR Angiography at 3.0T:Contrast Agent Dose Comparison Study[J]. Radiology.2008.248(2):680-692.

9. 张磊，畅坚，师东春，等.低剂量增强高场MR下肢动脉造影的初步模型实验及临床应用[J].中华放射学杂志.2010.44（10）：1078-1083.

10.陆建平.三维增强磁共振血管成像[M].第一版，上海：上海科学技术出版社.2005：260-262.

11.杨敏星，李选，金斌，等.3.0T磁共振下肢动脉3D CE-MRA对比剂用量[J].中国介入影像与治疗学.2010.7（4）：358-362.

12.李杰，赵俊功，朱悦琦，等.小腿加压3.0T MRA评估糖尿病下肢血管病变的价值探讨[J].介入放射学杂志.2011.20(3)：231-236.

13.Krause U，Kroencke T，Spielhaupter E，etal.Contrast-Enhanced Magnetic Resonance Angiography of the Lower Extremities: Standard-Dose vs. High-Dose Gadodiamide Injection[J].J Magn Reson Imaging.2005.21(4)：449-454.

(本文编辑: 汪兵)

The Comparison Study of Three-dimensional Contrast-enhanced MR Angiography with Difference Doses Contrast Agents on 1.5T MR with Simultaneous Calf Compression*

XIE Yu-hai1, FAN Ying1, QIAN Yin-feng2,et al., 1 Taihe county people's hospital MRI Room, Anhui Taihe, 236600 2 Department of Radiology, the First Hospital, Anhui Medical University, Hefei 230022, China

Objective To explore the feasibility of reducing contrast medium dose in threedimensional contrast-enhanced MR angiography(3D CE-MRA) of lower extremity arteries at 1.5T MR system with calf compression.Methods Thirty healthy volunteers underwent 3D CE-MRA at 1.5T MR system with calf compression. The volunteers were divided into group A(n=10)、group B(n=10) and group C(n=10). The contrast medium doses of were 0.25mmol/kg、0.20 mmol/kg and 0.15 mmol/kg in three groups, respectively. The qualities of maximum intensity projection(MIP) images were assessed. The signal intensity(SI), signal-to-noise ratio(SNR) and contrast-to-noise ratio(CNR) of the source images were calculated and compared among three groups. Results The MIP images qualities were conformed to the diagnosis requirements in three groups, which were superior in A and B groups to C group in pelvic artery segment (P＜0.05), and were superior in A and C groups to B group in femoral artery segment (P＜0.05), but the difference was not statistically significant in artery below knee among three groups (P＞0.05). The vein pollution was slightly less in group C than in groups A and B (P＜0.05).The SI, SNR and CNR of abdominal artery and SNR of femoral artery had not statistically significant differences among three groups. The SI of femoral artery and SI, SNR and CNR of popliteal artery were higher in group A than those in group B, which were lowest in group C (P＜0.05). The CNR of femoral artery was higher in group A than those in groups B and C (P＜0.05), but the difference was not statistically significant between B and C groups (P＞0.05).Conclusion On 1.5 T MR, lower extremity arteries 3D CE-MRA can obtain high quality image and meet the clinical diagnosis with 0.15mmol/kg gadolinium contrast medium.

Magnetic Resonance; Lower Extremity Artery; Contrast-enhanced MR Angiography; Contrast Agents

R323.7+2；R322.1+21

A

阜阳市卫生局医学科学研究项目（编号：2012-337）

10.3969/j.issn.1672-5131.2014.06.28

2014-07-10

钱银锋