非增强、自由呼吸、3D-TFE-WH序列冠状动脉成像与CTA的对比研究

李 敏，秦洪涛，杨 丽*，王 琦，段梦婷，王向明

(1.河北医科大学第四医院CT/MRI科,河北 石家庄 050011;2.河北医科大学第一医院放射科,河北 石家庄 050031)

冠状动脉CT血管成像(CT angiography，CTA)临床应用广泛，普遍被人们接受，但是其潜在的电离辐射、碘剂过敏、造影剂肾病等在一定程度上限制了过敏体质及肾功能障碍人群的应用。近年来MR血管成像(magnetic resonance angiography，MRA)中非强化、超快速梯度回波(turbo field echo,TFE)序列广泛应用于肾动脉成像[1-2]，应用于冠状动脉成像的报道较少且多为1.5T[3]。本研究旨在探讨3.0TMR上MRA对冠状动脉的显示能力及临床应用价值。

1 资料与方法

1.1一般资料 2020年1—2月招募10例志愿者为研究对象，男性6例，女性4例，年龄36～70岁，中位年龄52岁。纳入标准：①无磁共振检查禁忌证(幽闭恐惧症、体内金属异物等)；②心律整齐，心率<80次/min。每位志愿者均于同日依次接受冠状动脉MRA检查和CTA检查，检查前均签订书面知情同意书。

1.2方法

1.2.1冠状动脉MRA检查方法 取仰卧位，指导受检者平稳呼吸。检查采用3.0T超导双梯度磁共振机(ingenia CX，PHILIPS)，梯度场80 mT/m，梯度切换率200 T·m-1·s-1，32通道体部专用相控线圈，使用心电触发和膈肌导航技术，在自由呼吸状态下，首先采用B-TFH(平衡式自由稳态进动)序列进行50时相冠状动脉定位扫描，确定最佳采集时间后，采用TFE(超快速梯度回波)序列进行全心3D扫描，采样前施加T2准备脉冲和脂肪抑制脉冲。扫描参数:重复时间(repetition time,TR)4.2 ms，回波时间(echo time，TE)1.94 ms，反转角 12，激励次数1次，视野(field of view，FOV)300 mm×255 mm×188 mm，矩阵 240×204，并行采集加速因子2，层厚 1.6 mm，重建160层。扫描结束后图像传送至PHILIPS星云工作站，进行冠状动脉CPR重建、分析。

1.2.2冠状动脉CTA检查方法 检查前训练受检者屏气。采用GE Revolution扫描仪，采用前瞻性心电门控对冠状动脉进行扫描。使用双筒高压注射器经肘正中静脉以5.0 mL/s的速率团注(370 mgI/mL)优维显(普罗胺注射液)，剂量为1.5 mL/kg，并以相同速率追加50 mL生理盐水，监测升主动脉根部，阈值设定为150 Hu，达阈值后自动触发扫描。扫描参数:管电压100 kV，自动管电流，准直器宽度256 mm×0.625 mm，旋转时间0.28 s，层厚0.625 mm。扫描范围自气管分叉上1 cm至膈下2 cm。扫描结束后图像传送至GE ADW4.4工作站，进行冠状动脉CPR重建、分析。

1.3图像分析 冠状动脉节段参照美国心脏学会冠状动脉分段法[4]，分析各受检者左主干,左前降支近段、中段、远段，左回旋支近段、远段，右冠状动脉近段、中段、远段，9段血管的图像质量及狭窄程度。具体方法如下：分别由2名5～9年心血管疾病诊断经验的影像科医师进行图像质量评分及血管狭窄程度的判定，如有异议，协商解决。图像质量评价采用4分法[5-6]：1分，图像质量差，图像伪影严重，冠状动脉与周围组织对比度差，血管边界模糊不清；2分，图像质量一般，图像存在中度伪影，冠状动脉与周围组织对比度尚可，血管边界尚清晰；3分，图像质量良好，存在轻度伪影，冠状动脉与周围组织对比度较好，血管边界较清晰；4分，图像质量优，无伪影，冠状动脉与周围组织对比度好，血管边缘清晰锐利。血管图像质量评分≥2分者可满足诊断要求，为可评价节段。评价冠状动脉血管狭窄程度采用直径法[7]：管径≤25%为轻微狭窄，25%<管径≤50%为轻度狭窄，50%<管径≤70% 为中度狭窄，管径>70%重度狭窄，99%以上则为完全闭塞。

1.4统计学方法 应用 SPSS 18.0统计软件分析数据。计量资料比较采用t检验，计数资料比较采用秩和检验，Kappa检验评价冠状动脉MRA与CTA显示管腔狭窄能力的一致性，Kappa值<0.4为一致性差，0.4≤Kappa值<0.75为一致性中等，Kappa值值≥0.75为一致性良好。P<0.05为差异有统计学意义。

2 结 果

10例志愿者均顺利完成冠状动脉MRA、CTA检查。MRA检查心率52～78 次/min，平均(66.6±8.5)次/min，CTA检查心率为56～80 次/min，平均(69.8±7.6)次/min，2种检查方法心率差异无统计学意义(t=0.866，P=0.387)。

2.1图像质量评价 10例志愿者冠状动脉血管共90段，冠状动脉MRA检查83段(92.2%)血管可满足诊断要求，CTA检查90段(100%)血管可满足诊断要求。MRA检查不可评价节段7段，主要是直径<2 mm的管腔，其中右冠状动脉远段1例，左前降支远段2例，左回旋支远段4例。2种检查方法显示近中段血管图像质量差异均无统计学意义(P>0.05)，见表1。MRA检查左前降支远段、左回旋支远段、右冠状动脉远段图像质量评分低于CTA检查(P<0.05)。冠状动脉MRA与CTA图像质量评分比较见表1。

表1 MRA检查和CTA检查冠状动脉图像质量评分比较

2.2管腔狭窄情况 MRA显示管腔狭窄6段，轻微狭窄2段，轻度狭窄4段。CTA显示管腔狭窄8段，轻微狭窄6段，轻度狭窄2段。以CTA为标准，MRA高估4段(图1)，低估5段。有2段CTA显示轻微狭窄MRA不能评价，5段CTA显示正常MRA亦不能评价(图2)。两种检查方法诊断一致74段，其中管腔正常72段(图3)，轻度狭窄2段。两种检查方法显示管腔狭窄能力的一致性中等。冠状动脉管腔狭窄程度比较见表2。

图1 女性,62岁,右冠状动脉CMRA-CPR成像近中段图像质量满足诊断,管腔狭窄A.CCTA-CPR成像显示右冠状动脉近中远段,图像质量4级,管腔正常;B.CMRA-CPR成像显示右冠状动脉近段,图像质量3级,中段图像质量3级,远段图像质量2级,高估狭窄Figure1 A62-year-oldfemalewitharightcoronarysteno-sisbasedonCMRA-CPRimagingofthemidsegmentofrightcoronaryarterythatmetdiagnosticrequirements

表2 MRA检查和CTA检查冠状动脉管腔狭窄程度比较

3 讨 论

TFE类似于快速自旋回波序列，成像速度快，采用超短TR、TE，激发角度较小的射频脉冲，可以进行3D扫描。TFE序列血管成像多应用在肾动脉扫描，以其不使用造影剂、无创、无射线曝光，价格实惠等优势，在临床上得到广泛应用。以往报道冠状动脉MRA研究多在1.5T磁共振上进行，采用(balance-TFE，b-TFE)序列，无需使用对比剂即可获得较满意的图像对比度。而相对于1.5TMR，3.0T设备场强增加，信噪比提高，但同时由于主磁场场强不均匀性增加、射频脉冲的沉积效应及偏共振效应的增加，导致在实际操作中，图像信噪比、对比噪声比及空间分辨率的提高并不能有效地转化为图像质量的提升，反而图像质量受运动影响更大[8-9]。本研究采用TFE序列，相较于b-TFE能够更好地减少3.0T设备导致的主磁场不均匀性增加的不良影响，提高图像质量。

冠状动脉成像图像质量受多方面因素影响[10]，如何缩短采集时间、快速成像、克服呼吸和心跳伪影是获得MRA冠状动脉高质量图像的关键。本研究采用自由呼吸、非对比剂增强、3D-TFE-WH磁共振冠状动脉成像。自由呼吸膈肌导航技术，具有非创伤性和无需屏气以及可重复检查的诸多优点，能够很好地显示冠状动脉三支主干血管，克服了由于屏气配合不佳所致图像质量下降的缺点。非对比剂增强[11-12]冠状动脉MRA，不需要注射造影剂，而依靠组织T2/T1弛豫时间比率的差别有效地避免CTA检查中造影剂肾病及射线曝光的不良影响。同时T2准备脉冲和脂肪抑制脉冲可以降低心肌信号，对心脏周围脂肪进行脂肪抑制，增加管腔和黑色背景的对比度，可获取具有较高空间分辨率及信噪比的冠状动脉图像。全心3D扫描，不打角度轴位3D容积扫描，覆盖整个心脏，该序列定位简单，操作容易，后处理方便。并行采集技术的应用，加快了扫描速度，缩短了采集时间[13]。本研究志愿者均在自由呼吸状态下，完成全心3D扫描，心律平稳、患者呼吸配合良好，运动伪影控制满意，图像质量较高。

图像质量采用主观定性评价[9-10]，即0～4分图像质量分级方法，这种评价方式的优势是反映图像的整体感官，可操作性强。10例志愿者冠状动脉血管共90段，MRA检查83段血管图像质量评分≥2分，可满足诊断要求，CTA检查90段血管图像质量评分≥2分，均可满足诊断要求。2种检查方法显示近中段血管图像质量差异无统计学意义(P>0.05)，这与以往研究结果相似[9，14]。不可评价图像不能满足诊断血管7段，其中右冠状动脉远段1例，左前降支远段2例，左回旋支远段4例。MRA检查左前降支远段及左回旋支远段、右冠状动脉远段图像质量评分低于CTA检查(P<0.05)。分析原因主要是血管管径较细，直径<2 mm，血流信号较弱，MRA检查对图像分辨率要求较高。另一个受解剖学的因素影响，左回旋支远段及右冠状动脉远段，位于心底部，受心脏搏动影响明显，导致图像质量下降。

本研究中冠状动脉MRA诊断4段高估，分别为2段正常诊断为轻微狭窄，1段正常诊断为轻度狭窄，1段轻微狭窄诊断为轻度狭窄，原因为受呼吸、心率的搏动影响，血管壁显影模糊。尽管检查前训练平稳呼吸，心律稳定，通过观察机房噪声、情绪变化仍可导致志愿者轻微呼吸不稳定及心律波动。冠状动脉MRA检查诊断5段低估，均为轻微狭窄诊断为正常，分析原因为冠状动脉CTA检查诊断轻微狭窄病例为三大主支的近段血管，管径较粗，冠状动脉MRA检查。对血管壁增厚不敏感，图像上血流信号饱满。冠状动脉MRA检查诊断不可评价血管7段，图像质量均<2分，直径<2 mm。从冠状动脉MRA检查与CTA检查诊断管腔狭窄的一致性分析上看，2种检查方法的一致性中等，但两者诊断一致血管有74段，管腔正常72段，轻度狭窄2段，占总数的82.2%，一致率超过50%，因此，冠状动脉MRA检查可用于早期冠心病的筛查。

动脉粥样硬化导致的冠状动脉病变是最常见的慢性疾病[15]，正逐渐向着年轻化的方向发展[16]，冠状动脉CTA检查成像中电离辐射、碘剂过敏、造影剂肾病限制了一部分人群监测动脉粥样硬化的应用。而冠状动脉MRA检查无辐射、并可以通过组织自身信号对比成像，不依赖对比剂的使用。本研究结果显示，MRA检查冠状动脉近中段图像质量及轻度以上管腔狭窄的显示能力与CTA检查相仿。故此技术可作为造影剂禁忌人群进行冠状动脉疾病筛查的手段。

本研究局限处在于，首先，本研究样本量小，结果存在偏倚；其次，以健康人群为研究对象，狭窄程度评价以冠状动脉CTA检查作为标准；再次，TFE序列扫描，对血管壁显示不佳，故未对斑块成份进行分析。今后的研究中，将进一步扩大样本量，同时优化扫描参数，提高对细小血管的显示能力，尝试其他序列提高对冠状动脉血管管壁的显示的能力。