SPACE非增强血管成像技术在门静脉中的临床应用研究

磁共振血管成像在体内应用范围越来越广，其发展过程从增强扫描到非增强扫描。由于腹部受心脏呼吸及自身脏器的自主运动干扰，腹部磁共振血管成像一直以来主要是以增强快速扫描成像为主，而肝脏有双套血供，要想得到更好的肝内血管如门静脉成像，对于成像速度及扫描时相的要求较高。随着磁共振软硬件技术的更新和发展，非增强血管成像技术亦逐渐向腹部开展，尤其对于肾功能不好的患者非常有利，因为磁共振血管增强技术常用的钆造影剂可造成致死性肾源性系统性纤维化（nephrogenicsystemic fibrosis ，NSF)^[1]。

肝硬化是门脉高压发生的主要基础病变，门脉高压侧枝循环的形成是确立肝硬化失代偿期的主要表现之一，且食道胃底静脉曲张是引发上消化道爆发性致死性出血的主要原因^[2-3]。因此门脉血管成像能清晰直观在体无创地显示门脉系统的结构形态，对于临床诊断及治疗门脉高压有指导作用。

门静脉非增强磁共振血管成像技术发展相对较为缓慢，目前国际上正在研究阶段的主要有两种技术方法^[4-5]，一种是基于自旋回波成像的三维半傅里叶快速自旋回波，一种是基于梯度成像的三维真实稳态自由进动序列。由于这些成像技术对门静脉的成像时间较长，成像效果欠佳，因此在临床应用较局限。

西门子公司独有的最新3D SPACE (Sampling Perfection with Application optimizedContrasts using different flip angle Evolutions)呼吸触发技术，可应用于肝脏进行门脉非增强血管成像，无需放置心电门控，无需放置呼吸触发垫和膈肌导航条。本研究旨在对这种新的非增强血管成像技术-SPACE和传统的增强血管成像技术-VIBE(Volumetric interpolated breath-holdexamination)在临床应用中进行自身对照研究，比较两者对门静脉高压及侧枝循环的诊断能力和成像质量的差异性，评价非增强血管成像技术-SPACE的临床应用价值，探讨其是否能取代增强MRA成为新的更安全有效的血管成像主要评价方法。

材料和方法

1、研究对象：

选择2011年5月至7月连续就诊的30名肝硬化临床疑似门静脉侧枝形成患者。男性23例，女性7例，平均年龄50岁，年龄跨度32-74岁，所有入选患者都签署了知情同意书。

2、磁共振成像方法：

血管成像检查在MAGNETOM Aera 1.5T MRI（ Siemens Healthcare , SSMR)上进行，使用30单元腹部矩阵线圈。首先行三维定位相扫描，接着行3D 冠状面SPACE扫描，为减少呼吸运动伪影及更好的显示肝内门静脉系统，在SPACE成像序列中应用了STIR压脂技术及自动相位导航技术，无需放置呼吸触发垫和膈肌导航条。为更大程度的减少扫描时间，扫描前进行呼吸训练，保证在扫描过程中呼吸平稳规律。最后行冠状位磁共振增强血管成像，注入造影剂马根维显(BayerHealthcare, Bayer) 0.2mmol/kg，速率2.0ml/sec，约 40s 后行冠状位增强磁共振血管成像，连续不间断三次扫描，成像序列为3DVIBE。

SPACE扫描的具体参数如下：TR时间根据呼吸频率自动调节，TE：103ms；可变翻转角； FOV：420x315mm²；像素： 1.3x1.3x2.0mm；矩阵：320x230；带宽：650Hz/pixel； 并行采集技术 (GRAPPA) 及加速因子3被应用，采集时间: 4-5min.

增强磁共振血管成像采取冠状位VIBE扫描序列，屏气扫描。它的具体扫描参数如下：TR：3.7ms，TE：1.7ms，Flip angle：10°,FOV：400x400mm²，各向同性采集voxelsize：1.4x1.4x1.4mm，矩阵：288x202，带宽：510Hz/pixel，并行采集技术 (GRAPPA) 及加速因子3被应用，单次采集时间：15s 。

3、数据分析：

重建图像用MIP法，同一患者MIP重建层厚一致。图像质量由两名至少年资七年的腹部影像医师评估，结合原始图像及重建图像独立评估。本研究对所取得图像进行三方面评估：①门静脉疾病的诊断：通过对增强及非增强MRA所获得的原始图像及重建图像的综合诊断，两位诊断医师对所有患者的影像学进行诊断，诊断是否有门静脉高压及侧枝循环形成，并对侧支循环进行分类。门静脉高压的诊断标准为门静脉主干及脾静脉管径＞37.5px。②量化标准的评估：将两种成像方法所测得的门静脉主干及左右分支的信噪比（signal-to-noiseratio ，SNR）和对比噪声比（contrast-to-noiseratio， CNR）进行评价。SNR的兴趣区采集主要位于上述几支血管的管径中央，与图片背景噪声进行对比，CNR的评价由上述几支血管与其旁肝实质的信号进行对比。图片背景噪声的兴趣区各取四次，取其平均值。评价者为同一医生。③图像质量评估：门静脉图像的质量评估采取人为打分法，通过原始图像及重建图像结合，分别对图像中的门静脉主干、左右支及肝内左右段级分支显示情况进行分值评估，分四级评分：3分，（腔内血流均匀，管壁清晰，无伪影）；2分，（腔内血流均匀，管壁清晰，少量可接受的伪影）；1分，（ 腔内血流欠均匀，管壁欠清晰，可被忽略的伪影）；0分，（腔内血流无法显示，无法诊断）。整体图像亦根据门静脉及其分支显示清晰程度及图像伪影出现与否、背景抑制程度的好坏进行四级评分。

4、统计学分析：

统计学分析用软件（SSPS，版本16），所有数值用标准差±均值表示，量化标准的评估方法用配对t检验来判断；图像质量评估用秩和检验，P 值＜0.05被认为有统计学差异。

结 果

1、门静脉疾病的诊断：所有患者均成功的进行了门静脉血管成像检查，共诊断出21个门静脉高压，五种类型侧支循环，一个门静脉癌栓患者（图1）。五种类型的门静脉侧枝(图2, 3, 4, 5)分别为食管静脉曲张(5例)，胃底静脉曲张(11例)，脾门静脉曲张(5例)，附脐静脉曲张(5例)及门静脉海绵样变(2例)。增强与非增强血管成像诊断结果显示具有高度一致性。

2、量化分析结果：两种成像方法所测得的门静脉主干及左右分支的信噪比和对比噪声比如表1所示，统计学分析结果示非增强SPACE成像所获图像的SNR及CNR明显比增强血管成像高(P＜0.0001) 。

3、质量评估结果：门静脉血管分支及图像整体质量评分如表2所示，图像整体图像及门静脉主干、门静脉左支、门静脉右支在两种成像方法上无统计学差异。但是门静脉左右段级远节分支显示在两种方法上有统计学差异(P＞0.05).，非增强SPACE明显比增强VIBE分值高（P＜0.05)，成像质量更好。

讨 论

SPACE是一种新的非增强血管成像技术，类似于三维半傅里叶快速自旋回波序列^[6] ，它是基于自选回波的T2对比成像原理，其成像的最大特点是采用可变翻转角回聚脉冲模式，克服了T2衰减效应，增加了对流动的敏感性，流速越慢，血流信号就越高，因此较适用于静脉成像。同时在采集时应用并行采集技术进行冠状位扫描，极大了提高了采集速度，减少了采集时间^[7-8]。本研究利用SPACE对慢血流显像能力好的成像特点，将此技术应用于临床，对门静脉进行成像，与传统门静脉增强MRA成像进行自身对照，评价其对门静脉病变的诊断能力及成像特点。

门静脉高压是门静脉最常见疾病，而肝硬化又是引发门静脉高压的主要原因，因为正常胃肠道及脾脏的血液是通过门静脉系统进入肝脏，由于肝硬化使得回流肝脏的血流速度减慢，门静脉压力增高，门体分流现象发生，上消化道的食管静脉曲张可引发严重的胃肠道爆发性的大出血，致死性极高。因此，对于临床医生来说，在体无创直观了解门静脉高压侧枝循环类型及走形对临床诊断治疗可起积极的指导作用。当前，无创性门静脉系统血管成像方法临床应用主要有超声、增强CTA及增强MRA^[9-12]。超声主观性强，受限于操作者水平，且对于肥胖患者受检有困难；CTA能清晰直观的显示门静脉系统，但是有电离辐射及造影剂过敏现象；增强MRA可以多方位多角度对门静脉系统成像，但磁共振的造影剂也会有偶发过敏现象，另外国际上有研究报道，钆类造影剂对肾功能不好的患者有诱发肾源性系统性纤维化的风险，因此，探寻更安全有效且无创直观的门静脉血管成像方法十分迫切。

本研究结果显示自由呼吸的非增强血管成像技术SPACE与传统的屏气呼吸的增强血管成像技术VIBE在诊断门静脉疾病的能力相当，均诊断出21个门静脉高压患者及5种类型的门静脉侧枝循环，1例门静脉癌栓及8例正常门静脉系统。并且能精确清晰直观的显示出门静脉侧枝的部位、构造、走形及管径粗细。在呼吸频率非常好的患者，SPACE成像显示出在细节上较VIBE更清晰，包括门静脉管壁的显示及门静脉细枝的显示，这主要基于在T2成像上，肝实质信号明显变低，因此血管的高信号在这样的背景下衬托的更清晰，对比更强烈。这也表现在量化评估上，显示SPACE成像的信噪比及对比噪声比也显著高于VIBE。

质量评分显示总体评分及在门静脉主干及左右分支这些大血管上两者差异不大，但是在门静脉段级这些远节分支评分在统计学上有差异性，显示SPACE在远节细小分支上有更好的显示能力。对于这种现象的发生，分析如下： SPACE是基于T2成像，并且对慢血流敏感，由于门静脉远节细小分支其血流速度远较门静脉大血管分支慢，所以成像效果会优于后者。而VIBE成像由于血管的显影与管腔内对比剂浓度相关，因此，在门静脉远节分支由于管径细小且造影剂通过循环被稀释的缘故，其内浓度小于粗大主干，因此显影效果及对比较差，并且在VIBE成像时，门静脉采集时相难以精确控制，也对门静脉成像质量造成影响。

SPACE成像也有些许缺点，有时候肝内胆管及肝静脉会与门静脉有重叠，但是通过原始图像结合多方位多角度三维重建技术，这些重叠都可以区分开来，因此对于诊断并不存在很大的问题；成像时间相对于增强VIBE稍长，但是因为不需要注射造影剂，相对于VIBE成像前期要进行造影剂准备及注射等，总的成像时间区别不大；另外SPACE血管成像技术对于呼吸的频率一致性要求相对较高，因此检查前的呼吸训练比较重要。

综上所述，本研究通过对门静脉SPACE成像在临床中的应用，肯定了其对门静脉病变的诊断能力，可在临床上应用于肾功能不好的患者，将其作为替代手段进行成像。特别对门静脉高压及侧枝循环形成的这类血流速度减慢的患者非常适用，对于门静脉细小分支的显影尤为突出。

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