3.0T MRI使用双流高压注射器进行低浓度对比剂头颈部CE-MRA成像的应用价值

苏 文 陈 谦 毛存南 陈慧铀 王丽萍

头颈动脉狭窄是缺血性脑血管病的常见原因。三维增强磁共振血管成像(3D contrast-enhanced MR angiography，3D CE-MRA)扫描时间短、范围大，图像清晰，能够准确判断动脉狭窄，在头颈部动脉疾病的应用越来越广泛[1]。然而，近年来有研究指出钆对比剂与肾源性系统性纤维化发生密切相关，并可能沉积在脑部[2-3]。本文旨在探讨利用3.0T MR扫描仪及双流高压注射器行头颈动脉3D CE-MRA扫描，以降低对比剂浓度来减少对比剂用量的可行性。

方 法

1.一般资料

收集2016年10月至2017年01月期间，我院40例临床怀疑头颈部动脉血管狭窄的患者。临床主要表现为头痛、头晕、呕吐、肢体麻木、行走困难等。将40例患者随机分为A、B两组，每组20例：A组采用低浓度对比剂扫描模式，浓度为0.25mmol/ml；B组采用常规浓度对比剂扫描模式，浓度为0.5mmol/mL。A组男12例，女8例，年龄29～83岁，平均（60.9±13.4）岁，体重52～90kg，平均（66.6±9.5）kg；B组男10例，女10例，年龄60～80岁，平均（65.6±5.7）岁，体重49～85kg，平均（69.0±11.0）kg。所有患者均获得书面知情同意书。

2.设备与参数

使用菲利浦Ingenia 3.0T磁共振成像仪及其配备的头颈部线圈对患者进行扫描。扫描前患者去掉所有金属异物，并建立好静脉通道。患者仰卧位，头先进。先行PC_2D_projection 序列扫描，重复时间（TR）为 34.25ms，回波时间（TE）为 7.02ms，激 励 次 数（average） 为 2，扫 描 野（FOV）为320mm×320mm，层厚为40mm，层数为2 层，翻转角为15°，确定颈动脉位置。CEMRA扫描技术采用3D小角度激发快速梯度回波（3D FLASH）序列，扫描参数：TR为4.06ms，TE为1.33ms，翻转角为 25°，矩阵为 384×205，FOV为380mm×225mm，并行采集技术加速因子为2，扫描模块为1，模块中的层数为80，层厚为1mm，激励次数为1，三维中心排序为on，到中心时间为1.0秒，扫描时间为49秒。先采集一组未注射对比剂的图像作为蒙片，使用透视序列手动触发技术进行实时监测（TR 为32.7ms，TE为1.2ms，激励次数为1，FOV为440mm×440mm，层厚为20mm，层数为1层，反转角为28°）。采用Accutron MR双流高压注射器（厂家：Medtron）进行给药，A管为钆喷酸葡胺（Gd-DTPA，广州康辰药业有限公司），B管为生理盐水。A组高压注射器程序1设定Concentration 50%，程序2设定Concentration 0%，B组高压注射器程序1设定Concentration 100%，程序2设定Concentration 0%。流速设定为2.5mL/s，对比剂剂量A、B两组均为0.2mL/Kg。注射部位选择右侧肘前静脉，注射完毕后用生理盐水10ml冲管。

3.图像后处理

原始数据使用减影处理后，以三维最大密度投影（MIP）进行图像重建，以每隔6°做多方位、多角度投影重建。

4.图像质量分析

两位有经验的影像科医师在不知对比剂用量和临床资料的情况下共同对MIP图像进行主观评价。图像质量评分采用5分法进行评分：0分：图像质量极差，动脉血管强化程度低，血管模糊，图像无诊断价值；1分：图像质量差，动脉强化程度稍差，血管轮廓稍显模糊，不满足诊断要求；2分：图像质量一般，动脉强化良好，血管轮廓粗糙，信号不均匀，基本不影响诊断分析；3分：图像质量良好，动脉强化好，血管边缘清晰，信号较均匀，符合诊断要求；4分：图像质量极好，血管边缘锐利，信号均匀，完全符合诊断要求。

5.信号测量

将原始图像传入飞利浦星云后处理工作站上，由1名影像科医师测量图像信号。在未减影的原始增强图像上分别测量两侧颈动脉分叉处、大脑中动脉起始处信号强度（signal intensity，SI）、颈动脉血管邻近肌肉组织的信号强度（SIm）。图像噪声为同层水平背景信号的标准差（SDn）。信噪比(signal-tonoise ratio，SNR)及对比噪声比(contrast to noise ratio，CNR)使用以下公式计算。

SNR=SI/SDn、CNR=(SI-SIm)/SDn。

6.血管狭窄分析

采用北美症状性颈动脉内膜切除术(North American Symptomatic Carotid Endarterectomy，NASCET)标准测量头颈动脉的狭窄程度。血管狭窄程度分级为：正常，0%；轻度狭窄，管腔狭窄程度≤50%；中度狭窄，管腔狭窄程度50%～70%；重度狭窄，管腔狭窄程度70%～99%；闭塞，100%。所用患者评价两测颈总动脉、颈内动脉、椎动脉、锁骨下动脉、大脑前动脉A1～2段，大脑中动脉M1～2段、大脑后动脉P1～2段，每例患者共14条血管。如动脉有多处狭窄，评价狭窄最严重一处。

7.统计学分析

采用SPSS19.0统计学分析软件。MIP图像质量使用非参数独立样本Mann-Whitney检验；SI、SNR及CNR的比较采用独立样本t检验。以P＜0.05为差异有统计学意义。

图1 A组患者，体重60kg，左侧大脑中动脉节段性轻度狭窄与DSA检查一致(箭头所示)；图2 B组患者体重70kg，左侧颈总动脉起始处闭塞，右侧颈总动脉中度狭窄，双侧锁骨下动脉重度狭窄。

结 果

1.两组主观图像质量比较

两组所有头颈部3D CE-MRA MIP图像质量评分均在3～4分，所有图像质量符合临床诊断要求，A组平均3.60分，B组平均3.70分。独立样本Mann-Whitney检验显示两组间图像质量差异无统计学意义 (P=0.23)。

2.两组客观图像质量比较

表1为颈总动脉分叉处信号强度、信噪比和对比噪声比。A、B组颈总动脉分叉处信号强度、信噪比和对比噪声比无显著差异（P＞0.05）。表2为大脑中动脉起始处信号强度、信噪比和对比噪声比。A、B组大脑中动脉信号强度无显著差异（P＞0.05），B组大脑中动脉处信噪比和对比噪声比高于A组(P＜0.01)。

表1 颈总动脉分叉处的信号强度、信噪比及对比噪声比

表2 大脑中动脉起始部信号强度、信噪比及对比噪声比

3.动脉狭窄程度分析

A组发现轻度狭窄动脉11条，中度狭窄动脉7条，重度狭窄动脉13条，闭塞动脉3条(图1)；B组发现轻度狭窄动脉15条，中度狭窄动脉2条，重度狭窄动脉3条，闭塞动脉2条(图2)。

讨 论

本研究发现，在头颈部3D CE-MRA扫描中，联合3.0T MR扫描仪及双流高压注射器使用0.25mmol/ml对比剂即可获得良好的图像质量，满足临床诊断需求，通过降低对比剂浓度进行扫描明显减少了对比剂用量。

目前，有多种方式降低MR检查对比剂用量，包括采用高场强MR、多通道线圈、并行采集技术、优化对比剂注射参数及采用时间分辨率血管成像等[4]。有学者在3.0T MR扫描仪上采用直接减少对比剂用量的方法进行头颈动脉3D CE-MRA扫描，认为对比剂浓度减少至0.047 mmol/kg，不影响图像质量、扫描速度及空间分辨率[5]。我们的经验是如果直接采用小剂量对比剂进行扫描，在透视窗口动态监测时，时间窗较窄，对检查技师熟练程度要求较高，不好把握。另外，有学者提出可以预先使用相同剂量的生理盐水将对比剂进行稀释，并保持注射的总剂量，从而达到减少对比剂用量的目的[6]。但该方法费时、费力，不太适用于日常繁忙的临床工作。本研究采用双流高压注射器，将A管的钆对比剂与B管的生理盐水同时进行注射，从而达到稀释对比剂的目的，节约了低浓度对比剂扫描前准备时间，减少操作步骤。

通过客观图像质量评价，两组在颈总动脉分叉处信号强度、信噪比和对比噪声比无显著差异。虽然A组大脑中动脉处信噪比和对比噪声比较B组有所降低，但在主观图像质量评价，稀释对比剂与常规浓度对比剂在头颈部3D CE-MRA MIP图像质量评分均在3～4分，所有图像质量符合临床诊断要求，且两种扫描方式间无明显差异。本实验不足之处在于所选病人例数较少，仅少部分患者进行DSA检查，未来需加大样本量，通过与DSA对照，进一步验证该扫描方法的可行性。

总之，采用3.0T MR扫描仪联合双流高压注射器在行头颈部3D CE-MRA检查时，当对比剂剂量减少至 0.25mmol/ml（0.2ml/kg），仍能满足临床诊断要求，获得良好的图像质量。

[1]Lee Y J, Kim B S, Koo J S, et al. Supra-aortic low-dose contrastenhanced time-resolved magnetic resonance (MR) angiography at 3 T:comparison with time-of- flight MR angiography and high-resolution contrast-enhanced MR angiography. Acta Radiol,2015,56:673-680.

[2]Mcdonald R J, Mcdonald J S, Kallmes D F, et al. Intracranial Gadolinium Deposition after Contrast-enhanced MR Imaging.Radiology,2015,275:772-782.

[3]万 仞，李 梅，李明华，等. 糖尿病患者颅颈部动脉狭窄与缺血性卒中的MRA评价. 中国医学计算机成像杂志,2011,17:197-202.

[4]Nael K, Moriarty J M, Finn J P. Low dose CE-MRA. Eur J Radiol,2011,80:2-8.

[5]Tomasian A, Salamon N, Lohan D G, et al. Supraaortic arteries:contrast material dose reduction at 3.0-T high-spatial-resolution MR angiography--feasibility study. Radiology,2008,249:980-990.

[6]Nael K, Meshksar A, Ellingson B, et al. Combined low-dose contrastenhanced MR angiography and perfusion for acute ischemic stroke at 3T: A more efficient stroke protocol. American Journal of Neuroradio logy,2014,35:1078-1084.