外周动脉非增强磁共振血管成像技术的研究现状

　　目前，临床用于诊断外周动脉疾病（peripheral arterial disease,PAD）的方法很多。如彩色多普勒超声（color doppler flow imaging,CDFI）、CT血管成像（computed tomographic angiography,CTA）、对比增强磁共振血管成像（contrast enhanced MR angiography,CEMRA）及数字减影血管造影（digital subtraction angiography,DSA）。CDFI不能评估下肢动脉的整体结构和血供状况；CTA和CE-MRA虽然能较好地显示下肢动脉狭窄的部位、程度及侧枝血管，但碘对比剂可能增加对比剂肾病发生的风险；而钆对比剂在肾功能不全的患者中可能引起肾源性系统纤维化（nephrogenic systemic fibrosis,NSF），尤其对于肾功能严重受损的患者（肾小球滤过率<30ml/min）钆对比剂是禁止使用的。

　　近年的研究发现在肾功能正常的患者中，钆对比剂的反复使用可引起脑内沉积现象。且CEMRA在远端动脉，如小腿、手和足动脉成像时常常会出现明显的静脉干扰而影响诊断的准确性。DSA是目前公认的诊断PAD的金标准，但其侵入性及X线辐射，患者可能出现药物过敏、肾毒性损害、血管痉挛或损伤等问题，不易被患者接受。

　　非对比增强MRA（non-contrast-enhanced MR angiography,NCE-MRA）作为一种无创、无电离辐射和无对比剂的影像检查手段，可作为其他血管成像技术的补充手段，并将其应用于肾功能不全或对比剂禁忌症的患者，具有重要的临床意义，并呈现出巨大的应用潜力。

　　1.相位对比（phase contrast,PC）血管成像

　　PC血管成像是早期较为常用的NCE-MRA，主要是利用双极性的梯度场或者流动补偿与非流动补偿的梯度场，产生相位图像。再根据双极梯度大小、质子流速以及持续时间等，可定量测量血流方向、流速和流量。PC技术的优点在于产生的血管图像具有较高的对比度，且PC法对湍流有较高的敏感性，而湍流与血管狭窄相关性很大。但是PC技术中加入了双极性流动敏感梯度，成像的回波时间延长，图像信噪比不高，更重要的是，PC技术的扫描时间相对较长，这是限制其应用在下肢动脉成像的重要原因。

　　2.静态间隔单次激发序列（quiescentintervalsingle-shot,QISS）

　　QISS技术是近年来临床上应用较多的针对外周动脉的非对比增强MRA，是西门子公司于2010年开发的一种流入相关增强的二维非增强的磁共振血管成像序列。QISS的主要原理为运用饱和脉冲序列抑制所扫层面的背景组织和流入该层面的静脉信号。隔流入采集层面的动脉信号，此间期流入的非饱和的动脉血流与背景软组织层面能够形成良好的对比。

　　QISS虽然需要利用心电门控，但采集速度很快，采集一个层面只需一个心动周期，而且血流信号不受血流模式、速度及运动伪影的干扰。但静脉血流抑制脉冲如果与血流方向不一致将会产生静脉干扰而影响图像质量。因此施加静脉血流抑制脉冲需与血管走行相平行或相一致，这样才能更大程度地避免图像的静脉污染。国外很多研究表明，QISS对于诊断下肢动脉疾病是一个易于临床推广且可靠性较高的良好序列，可以作为CEMRA检查的替代方法。

　　与CE-MRA相比，管唯唯的研究认为对于下肢动脉硬化闭塞症的患者，QISS和CE-MRA在任何解剖学分段的狭窄分级差异无统计学意义。而且，QISS在区别重度狭窄和闭塞之间的能力较CE-MRA更好。与CTA对比，Gang等的研究认为在判断下肢动脉显著性狭窄方面，二者的敏感性、特异性和准确性差异不具有统计学意义。尽管QISS的空间分辨率没有CTA高，但QISS在不使用对比剂的前提下，图像信噪比是高于CTA的，图像质量上是可以和CTA相媲美的。

　　当下肢动脉硬化的患者动脉粥样斑块钙化较为严重时，CTA对动脉狭窄程度可能产生高估现象，而QISS因为对动脉管腔各个方向的狭窄都较为敏感，因此对存在钙化的动脉判断其管腔的狭窄程度时不受钙化斑块的影响。因此，QISS可作为下肢动脉疾病患者的一线筛查，对于有碘对比剂禁忌症的患者可作为CTA较为安全可靠的替代检查方法。

　　另外，QISS与其他非对比增强MRA技术，如PC技术相比，QISS序列扫描时间短，图像伪影小，成像优势较大。QISS的技术局限性在于QISS为2D采集，图像空间分辨率较低，对病变细节显示不够好，不适用于细小动脉的成像，如手部和足部的非增强MRA。

　　3.心电触发三维半傅里叶快速自旋回波序列（ECG-Triggered 3D-TSE）

　　美国GE公司的Delta-Flow技术和荷兰飞利浦公司的（triggered Angiography non-contrast enhanced,TRANCE）技术均是基于心电触发的半傅里叶快速自旋回波序列。Delta-Flow和TRANCE均需要配合使用心电门控，分别在心脏收缩期和舒张期采集血流信号。在心脏收缩期采集血流信号，因动脉血在收缩期血流速度较快而呈现为低信号；在舒张期采集血流信号时，动脉血流速度减慢则变成高信号，但静脉血流速度无论在收缩期还是舒张期均比较缓慢，因此在收缩期和舒张期均表现为高信号。

　　将收缩期和舒张期的图像进行减影，静脉血管减掉后即可得到单纯的动脉图像。此动脉成像的优点在于不需要依赖血液的流入，图像采集时间缩短，成像范围扩大，空间分辨率显著提高。王冬梅等从解剖显示、静脉污染和软组织伪影三个方面对Delta-Flow的非对比增强MRA图像质量进行评分，认为Delta-Flow非对比增强MRA的图像质量较高，能够满足临床需求，且与CE-MRA对比能够清楚显示下肢动脉狭窄的部位、范围、程度和侧枝循环，且Delta-Flow诊断下肢动脉显著性狭窄的敏感度、特异度和准确度可达90﹪以上。

　　张岚等采用TRANCE技术对下肢动脉病变患者进行非对比增强血管成像，并以DSA进行对照研究，发现TRANCE诊断下肢动脉各段显著性狭窄的敏感性、特异性和准确性均较高，以主髂动脉段最高，其次为股腘动脉和膝下动脉段。

　　与PC技术和QISS技术相比，TRANCE的优点为：①三维信号采集，层厚可达2mm左右，图像空间分辨率更高，细小病变显示更清晰；②下肢静脉显影较少，以浅静脉污染为主，对病变的诊断影响不大；③对动脉血管的二级分支和侧枝血管显示的更好。但Delta-Flow或TRANCE的局限性在于：①当患者心律不齐时触发延迟校准时间错误或不能触发信号采集；②信号采集易受呼吸运动影响；③对于整个下肢动脉扫描时间较长，部分患者不能耐受；④手或足部动脉血管成像效果不理想。

　　4.血流敏感去相位-平衡稳态自由进动序列（flow-sensitive dephasing-balanced steady-state free procession,FSD-bSSFP）

　　FSD-bSSFP目前为德国西门子公司的非商业化序列。FSD-bSSFP非增强MRA是利用心电门控，在心脏舒张期利用“亮血”序列采集动脉和静脉的信号，在心脏舒张期动脉和静脉流速都较为缓慢而均呈现高信号；而至心脏收缩期时动脉血流速度大于静脉血流速度，此时在“亮血”序列采集血流信号前加上一个血流敏感梯度脉冲，抑制流速较快的动脉血流信号，就会得到动脉低信号而静脉仍为高信号的动脉“黑血”图像。两者相减，即可得到仅有动脉血管的图像。

　　其基本原理和心电触发的自旋回波序列近似，区别是把采集动脉血流信号的TSE换成了信噪比更加稳定的bSSFP，而且把FSD作为抑制动脉信号的血流敏感梯度脉冲。FSD-bSSFP能够最大程度地抑制动脉血流信号，尽量保持“亮血”和“黑血”图像中静脉信号的接近。bSSFP序列早在1986年由Oppelt提出，但是受当时技术条件限制，图像条带状伪影不能消除，故推广受限。随着梯度线圈切换率的提高，SSFP可以使用较大的反转角，在三个梯度方向上施加稳态平衡梯度重聚磁化矢量，使血流呈现出明显的高亮信号。

　　而FSD基于血流敏感梯度，离散流体中运动自旋的相位，使血流失去信号，因此FSD是MRI血管成像中用于抑制动脉血流信号的“黑血”技术。FSD对梯度的方向要求不高，能够利用动静脉血流速度的差别，最大程度抑制动脉血流信号的同时，尽可能地保留静脉血流信号，因此FSD用来抑制血流信号能够抑制的非常彻底。FSD具有速度快、视野范围大、对复杂血流抑制彻底的优点，适合大扫描范围，因此非常适用于下肢动脉成像。

　　刘新等以CE-MRA为对照，采用FSD-bSSFP非对比增强MRA，探讨其应用于糖尿病患者下肢动脉成像的临床价值。结果显示FSD-bSSFP序列能够清楚显示膝下动脉的狭窄部位、程度、范围甚至侧枝血管的情况，与CE-MRA基本一致，且图像质量评分与CE-MRA相比差异无统计学意义。同时，FSD-bSSFP序列诊断下肢动脉显著性狭窄的敏感度、特异度、准确度均在90﹪以上，与CE-MRA基本相同。

　　另外，CE-MRA对管腔细小、走行不规则的足部动脉显示效果不太理想。下肢动脉病变的患者外周动脉末端血流速度较慢，对比剂到达足部动脉时间较长，静脉显影明显易造成静脉污染从而影响足部动脉的成像质量。而FSD在多个梯度方向同时施加阶矩，能够显示走行方向复杂的手部和足部血管。

　　刘新等研究认为，FSD-bSSFP足部动脉成像具有较高的空间分辨率，且图像不受足部感染或炎症等影响，静脉污染较少，因此FSD-bSSFP对足背动脉及其分支的显示要优于CE-MRA。FSD-bSSFP进行下肢动脉和足部动脉成像具有较大优势，表现在：①不依赖血液的流入增强效应，对于血流情况复杂的血管成像较好；②图像空间分辨率高，有利于显示细小的足部和手部动脉及其分支。

　　综上所述，无论是GE、西门子还是飞利浦的商业化或非商业化的外周血管非增强MRA技术，可以清晰地显示下肢动脉狭窄性病变，具有较高的图像质量和诊断准确度，可作为下肢动脉病变患者，特别是合并肾功能不全或其他原因不能使用钆或碘对比剂时进行下肢动脉成像的一种安全可靠的替代检查方法。