顧玲玲，李 澄，王 葦

冠狀動(dòng)脈MR血管成像(coronary magnetic resonance angiography, CMRA)的研究始于20世紀(jì)80年代，早期1.5 T冠狀動(dòng)脈血管成像主要運(yùn)用穩(wěn)態(tài)自由進(jìn)動(dòng)(SSFP)序列，屬于“亮血”技術(shù)[1]，一般無(wú)需對(duì)比劑冠狀動(dòng)脈即成明亮的高信號(hào)。然而此方法易于出現(xiàn)飽和效應(yīng)、對(duì)血管管腔直徑產(chǎn)生誤判斷，出現(xiàn)假陽(yáng)性的結(jié)果[2]。目前，3.0T MR廣泛應(yīng)用于臨床，隨著超高場(chǎng)MR帶來(lái)的信噪比的提高、多種快速掃描序列的開發(fā)應(yīng)用、心臟及呼吸運(yùn)動(dòng)偽影抑制技術(shù)的發(fā)展，使CMRA的空間及時(shí)間分辨力明顯提高。3.0T CMRA序列多采用梯度回波序列成像，梯度回波序列的信噪比(signal-to-noise ratio, SNR)較低[3]，血流與周圍組織的對(duì)比度也是影響CMRA成像質(zhì)量的關(guān)鍵因素；因此，應(yīng)用MR對(duì)比劑增強(qiáng)掃描彌補(bǔ)這一缺陷。不同性質(zhì)的對(duì)比劑對(duì)血流增強(qiáng)的原理和效果均存在差異，對(duì)比劑的選擇也可能是影響CMRA質(zhì)量的環(huán)節(jié)之一。本研究將Gd-BOPTA和Gd-DTPABMA分別作為血管內(nèi)對(duì)比劑和血管外對(duì)比劑的代表，對(duì)比分析這兩種對(duì)比劑行3.0T CE-CMRA的圖像質(zhì)量和冠狀動(dòng)脈節(jié)段顯示率，旨在為CMRA合理選擇對(duì)比劑提供一定依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 臨床資料

2010年3月至2011年9月期間，30例因心前區(qū)疼痛而心電圖未見明確異常來(lái)就診的患者納入本研究，納入標(biāo)準(zhǔn)：(1)體重指數(shù)(BMI)在正常范圍(18～24)；(2)無(wú)高血壓、糖尿病基礎(chǔ)病史、無(wú)冠心病家族病史；(3)血脂水平在正常范圍。排除標(biāo)準(zhǔn)：(1)磁共振檢查禁忌(幽閉恐懼癥、金屬異物、冠狀動(dòng)脈支架植入等)；(2)心律失常(早搏、房顫、心律不齊等)；(3)腎功能不全(血清肌酐、尿素氮異?；蛴醒?、蛋白尿等)及嚴(yán)重器質(zhì)性疾病。將30例患者隨機(jī)分為A和B兩組，每組15名患者。A組，男9例，女6例，年齡44～68歲；B組，男7例，女8例，年齡41～71歲。所有受檢者均被告知相關(guān)情況并簽署知情同意書，本課題已通過(guò)倫理委員會(huì)審查。

1.2 檢查前準(zhǔn)備

對(duì)心率＞75次/min的患者檢查前30min口服β受體阻滯劑50～100mg，控制心率≤75次/min。檢查前對(duì)患者進(jìn)行呼吸訓(xùn)練，指導(dǎo)患者平穩(wěn)呼吸。

1.3 儀器與設(shè)備

采用3.0T超導(dǎo)磁共振掃描儀(Magnetom Verio,Siemens, Germany)，梯度場(chǎng)切換率為200mT/(m?ms)，最大梯度場(chǎng)強(qiáng)為40mT/m。采用8通道體部專用相控矩陣線圈(Siemens, Germany)。CE-CMRA采用自由呼吸導(dǎo)航門控、心電觸發(fā)和非選擇性反轉(zhuǎn)恢復(fù)(IR)準(zhǔn)備脈沖的三維擾相位梯度回波(3D-FLASH)序列。

1.4 檢查方法

受檢者仰臥位，胸前連接心電觸發(fā)裝置、放置呼吸導(dǎo)航及加壓腹帶。通過(guò)二腔心及短軸位獲得標(biāo)準(zhǔn)四腔心，通過(guò) FLASH 做四腔心電影，在電影圖像上確定舒張中晚期左右冠狀動(dòng)脈運(yùn)動(dòng)相對(duì)靜止時(shí)相間期作為采集窗寬，從而確定觸發(fā)延遲時(shí)間，得到圖像采集間期。將呼吸門控置于右側(cè)膈頂，采用矢量心電門控和自由呼吸導(dǎo)航技術(shù)，對(duì)心臟成像。

采用MR專用雙筒高壓注射器經(jīng)肘靜脈注入對(duì)比劑，A、B組分別注入釓貝葡胺、釓雙胺，均按0.2 mmol/kg計(jì)算用量[4]，注射速度0.3 ml/s，之后以相同流速注入20ml生理鹽水，注藥后A、B兩組分別延時(shí)60s、40s啟動(dòng)全心冠狀動(dòng)脈掃描。全心冠狀動(dòng)脈對(duì)比增強(qiáng)成像參數(shù)：FOV 206 mm×330mm，矩陣：320×512；TR 360.23 ms，TE 1.45 ms，TI 200ms，反轉(zhuǎn)角20°，層厚0.9mm，帶寬610Hz/像素，并行采集加速因子為2。

1.5 CE CMRA圖像質(zhì)量分析

掃描完成后，將橫斷面圖像傳輸至后處理工作站(MMWP)，進(jìn)行最大密度投影(maximum intensity projection, MIP)、多平面重建(multiplanar resconstrction, MPR)及容積重建(volume rendering,VR)等后處理。綜合血管信號(hào)強(qiáng)度、圖像偽影、冠狀動(dòng)脈和周圍組織的信號(hào)對(duì)比，對(duì)獲得的冠狀動(dòng)脈各節(jié)段圖像進(jìn)行分級(jí)，標(biāo)準(zhǔn)如下[4]：4分：血管清晰, 邊緣銳利，血管和周圍組織對(duì)比度很好；3分：血管顯示較清晰，有少許偽影，血管和周圍組織對(duì)比度良好；2分：血管邊緣欠清，但尚可顯示，血管和周圍組織對(duì)比尚可； 1分：偽影較重，血管顯示不清,不能用于診斷；0分：血管未顯示。由兩名有經(jīng)驗(yàn)的放射科醫(yī)生在冠狀動(dòng)脈節(jié)段水平對(duì)圖像質(zhì)量進(jìn)行雙盲評(píng)價(jià)，對(duì)于評(píng)分≥2分的節(jié)段定義為可評(píng)價(jià)節(jié)段，用于計(jì)算顯示率。若兩名醫(yī)師的意見不一致時(shí)，引入第3名醫(yī)師一起討論后統(tǒng)一意見。冠狀動(dòng)脈分段參照AHA的9段分類標(biāo)準(zhǔn)：右冠狀動(dòng)脈近、中、遠(yuǎn)段、左冠主干、左前降支近、中、遠(yuǎn)段及回旋支近、遠(yuǎn)段。

在原始圖像上分別測(cè)量A、B兩組CMRA圖像主動(dòng)脈根部的信號(hào)強(qiáng)度、胸壁肌肉的信號(hào)強(qiáng)度、背景(空氣)的信號(hào)強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)差，根據(jù)以下公式分別計(jì)算A、B兩組CMRA圖像的信噪比(SNR)及對(duì)比噪聲比(CNR)[5]。

SNR=主動(dòng)脈根部信號(hào)強(qiáng)度/背景噪聲(空氣信號(hào)強(qiáng)度的標(biāo)準(zhǔn)差)

CNR=主動(dòng)脈根部信號(hào)強(qiáng)度-胸壁肌肉信號(hào)強(qiáng)度/背景噪聲(空氣信號(hào)強(qiáng)度的標(biāo)準(zhǔn)差)

計(jì)算A、B兩組顯示的冠狀動(dòng)脈各節(jié)段的比例(%)。

1.6 統(tǒng)計(jì)方法

圖1 45歲男性患者，使用釓貝葡胺對(duì)比劑成像，MIP圖像左冠主干、左前降支近、中、遠(yuǎn)段顯示清晰；圖2、4 42歲女性患者，使用釓雙胺對(duì)比劑成像，MIP圖像右冠主干近、中段及左前降支近、中段顯示清晰，圖4MIP圖像左回旋支遠(yuǎn)段顯示欠清晰；圖3 47歲男性患者，使用釓貝葡胺對(duì)比劑成像，MIP圖像左回旋支近、遠(yuǎn)段顯示清晰Fig.1 MIP image in a 45-year-old man used gadobenate dimeglumine shows left main (LM) and left anterior descending (LAD)clearly.Fig.2 and Fig.4 MIP image in a 42-year-old woman used gadoxetic acid.It shows proximal and middle right coronary artery (RCA) as well as LAD.The distal of left circum fl ex (LCX)is not clear (Fig.4).Fig.3 MIP image in a 47-year-old man used gadobenate dimeglumine.The LCX is revealed clearly.

圖5 65歲男性患者，使用釓貝葡胺對(duì)比劑成像，CPR重建圖像右冠狀動(dòng)脈近、中、遠(yuǎn)段顯示清晰，管腔信號(hào)均勻；圖6 45歲男性患者，使用釓雙胺對(duì)比劑成像，MIP圖像右冠狀動(dòng)脈遠(yuǎn)段基本未見顯示Fig.5 CPR image in a 65-year-old man used gadobenate dimeglumine.RCA is shown clearly.Fig.6 MIP image in a 45-year-old man used gadoxetic acid.The distal of right coronary artery is not shown.

采用 Excel 2003和 SPSS 10.0進(jìn)行統(tǒng)計(jì), 呈正態(tài)分布的定量資料以表示，計(jì)數(shù)資料用%表示。計(jì)算A、B兩組顯示的冠狀動(dòng)脈各節(jié)段的比例(%)。兩組患者的一般情況及各冠狀動(dòng)脈節(jié)段顯示率用卡方檢驗(yàn)。對(duì)A、B兩組CMRA圖像的SNR、CNR進(jìn)行獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)。P＜0.05有顯著統(tǒng)計(jì)學(xué)差異。

2 結(jié)果

30例均完成檢查，均未發(fā)現(xiàn)對(duì)比劑不良反應(yīng)。A組患者男9例，女6例，平均年齡58.78±8.21歲；B組患者男7例，女8例，平均年齡55.28±12.5歲，年齡差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(P=0.071)。A組患者平均掃描時(shí)間7.29±1.43 min，B組患者平均掃描時(shí)間7.12±1.94 min，兩組掃描時(shí)間亦無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(P=0.197)。

30名患者共270個(gè)冠狀動(dòng)脈節(jié)段。A組患者CEMRCA成像有119個(gè)(88.15%)冠狀動(dòng)脈節(jié)段圖像納入評(píng)價(jià)，而B組患者有92個(gè)冠狀動(dòng)脈節(jié)段(68.15%)納入評(píng)價(jià)(圖1～6)，A、B兩組顯示的冠狀動(dòng)脈節(jié)段總和兩者差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(?2=15.811，P=0.000)。A、B兩組冠狀動(dòng)脈各節(jié)段顯示率的比較見表1。A、B兩組在左回旋支遠(yuǎn)段顯示率兩者差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(?2=6.533, P=0.027)。A、B兩組冠狀動(dòng)脈圖像的圖像質(zhì)量評(píng)價(jià)結(jié)果見表2。A、B組圖像的SNR分別為157.48±64.41、71.56±33.21；CNR分別為139.77±63.65、50.75±29.71，P=0.008、0.005，A、B兩組冠狀動(dòng)脈的圖像質(zhì)量評(píng)價(jià)差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

表1 兩組冠狀動(dòng)脈各節(jié)段的顯示率[%(段) ]Tab.1 Displayment of segments of coronary arteries and comparison between 2 groups

表2 兩組冠狀動(dòng)脈圖像的圖像質(zhì)量評(píng)價(jià)結(jié)果Tab.2 Image quality of coronary arteries in 2 groups

3 討論

本研究就釓貝葡胺和釓雙胺分別作為血管內(nèi)和血管外對(duì)比劑的代表以相同的劑量及速度行3.0T冠狀動(dòng)脈血管成像，結(jié)果顯示，兩組患者冠狀動(dòng)脈血管成像時(shí)間近乎一致；利用血管內(nèi)對(duì)比劑釓貝葡胺較血管外對(duì)比劑釓雙胺能夠獲得更好的SNR和CNR；兩組在可評(píng)價(jià)冠狀動(dòng)脈節(jié)段總和上差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，主要表現(xiàn)在回旋支遠(yuǎn)段。本研究為CMRA成像選擇對(duì)比劑提高一定參考價(jià)值，目前國(guó)內(nèi)外文獻(xiàn)鮮有報(bào)道。

3.1 對(duì)比增強(qiáng)冠狀動(dòng)脈血管成像使用血管外對(duì)比劑與血管內(nèi)對(duì)比劑的情況及比較

對(duì)比增強(qiáng)冠狀動(dòng)脈血管成像利用順磁性對(duì)比劑可顯著縮短血液T1的原理，注入對(duì)比劑后，血液的T1值快速恢復(fù)[6](自然血流的T1值1200ms，心肌的T1值850ms，注入對(duì)比劑后的血液T1值50～100ms)對(duì)比劑強(qiáng)化的血液為明亮的高信號(hào)，使得血管管腔與周圍組織形成鮮明對(duì)比。冠狀動(dòng)脈血管成像對(duì)比劑的選擇取決于能夠保證冠狀動(dòng)脈管腔與周圍心肌的對(duì)比。有報(bào)道認(rèn)為緩慢注射對(duì)比劑可以將已增高的血管信號(hào)維持在一個(gè)平臺(tái)期，有利于冠狀動(dòng)脈MRA成像[3]。本研究設(shè)計(jì)均以慢速(0.3 ml/s)注射對(duì)比劑，以維持血池短T1效應(yīng)。

MR外源性對(duì)比劑分為血管外和血管內(nèi)對(duì)比劑(血池對(duì)比劑)。目前臨床最常用的 MR 對(duì)比劑 Gd-DTPA 屬于血管外對(duì)比劑。血管外對(duì)比劑因快速滲入細(xì)胞間隙、血管內(nèi)停留時(shí)間較短，因而不能保證足夠的掃描時(shí)間、冠狀動(dòng)脈增強(qiáng)效果有限。本文中用的對(duì)比劑釓雙胺(Gd-DTPA-BMA)亦屬于血管外對(duì)比劑，它是一種非離子型的釓螯合物，易溶于水，可迅速分布到細(xì)胞外液內(nèi)，并通過(guò)腎臟排泄。短時(shí)間內(nèi)能迅速?gòu)哪I臟排出，因此不會(huì)在體內(nèi)積蓄致中毒。本研究設(shè)計(jì)即以持續(xù)注藥40s啟動(dòng)掃描，應(yīng)用較短的掃描時(shí)間、較快的成像速度，仍不能完全保障對(duì)比劑充分顯影，其圖像的信噪比、對(duì)比噪聲比均不及使用釓貝葡胺對(duì)比劑進(jìn)行掃描。

文獻(xiàn)報(bào)道，采用持續(xù)靜脈滴注Gd-DTPA或多頻次注射Gd-DTPA的方法以保持血管內(nèi)對(duì)比劑的濃度有望獲得高對(duì)比的冠狀動(dòng)脈血管圖像。但這樣會(huì)增加對(duì)比劑固有的毒副作用及顯影成本。李濤等[7]運(yùn)用快速注射結(jié)合緩慢融入Gd-DTPA的方法，獲得延長(zhǎng)短T1效應(yīng)的采樣時(shí)間，對(duì)冠狀動(dòng)脈血管進(jìn)行多期掃描，以獲得高質(zhì)量圖像，但是此方法是對(duì)每一支血管進(jìn)行定位成像，定位較復(fù)雜。

釓貝葡胺(Gd-BOPTA)、釓磷維司三鈉(S-325)均屬于血管內(nèi)對(duì)比劑。血管內(nèi)對(duì)比劑因分子結(jié)構(gòu)較大，不易通過(guò)毛細(xì)血管床進(jìn)入組織間隙，相對(duì)血管外對(duì)比劑可較長(zhǎng)時(shí)間在血管腔內(nèi)保持短T1效應(yīng)，從而保證掃描時(shí)間窗。本研究證實(shí)在相同的流速、流量的情況下，使用釓貝葡胺能夠保證在有限的時(shí)間內(nèi)血管管腔內(nèi)對(duì)比劑的充盈。文獻(xiàn)報(bào)道，Gd-BOPTA中含有苯氧基、具有親脂性，可與血漿蛋白尤其是白蛋白發(fā)生微弱的、高度可逆性的結(jié)合，提高了氫質(zhì)子的弛豫率，使得釓貝葡胺的弛豫率顯著高于其他釓類順磁性對(duì)比劑[8]。同時(shí)在本研究過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)部分患者注入對(duì)比劑后心率會(huì)有所波動(dòng)，圖像效果欠理想，如果掃描時(shí)間少于6 min，操作人員進(jìn)行第二次掃描并且囑患者平穩(wěn)情緒，掃描結(jié)束后發(fā)現(xiàn)冠狀動(dòng)脈血管內(nèi)仍可見對(duì)比劑充盈，可獲得較滿意的圖像。

3.2 本研究局限性及展望

隨著對(duì)腎源性系統(tǒng)性纖維化(NSF)不斷深入的研究，越來(lái)越多的證據(jù)表明[9]，NSF的發(fā)病與釓對(duì)比劑的使用有著密切聯(lián)系。本研究均以雙倍劑量行冠狀動(dòng)脈增強(qiáng)掃描，入選患者均嚴(yán)格篩除有腎功能不全的情況，患者掃描完成后囑患者飲水水化。

雖然釓貝葡胺較釓雙胺可以獲得更好的圖像質(zhì)量，但其價(jià)格相對(duì)昂貴。另本研究病例數(shù)相對(duì)有限，下一步研究將加大樣本量，優(yōu)化掃描序列，探索對(duì)比劑使用方案、減少對(duì)比劑用量。

總之，對(duì)比增強(qiáng)冠狀動(dòng)脈MR成像雖在成像時(shí)間、成像速度及圖像質(zhì)量還不及冠狀動(dòng)脈CT血管成像，但是MR無(wú)電離輻射、對(duì)于鈣化較重的血管顯示優(yōu)于CT[10]。隨著 MR軟硬件技術(shù)的不斷發(fā)展，掃描序列的優(yōu)化，成像速度縮短，各對(duì)比劑方案的有效使用，對(duì)比增強(qiáng)冠狀動(dòng)脈MR成像應(yīng)用將更加廣泛。

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