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第23章 糖尿病下肢血管病变的磁共振
糖尿病所致下肢血管病变主要是动脉粥样硬化,表现为动脉壁变硬失去弹性,动脉壁斑块形成,动脉管腔狭窄或血栓形成。糖尿病下肢血管病变的诊断主要依靠症状、查体及血管实验室的无创伤检查。常规血管造影可提供高分辨率的血管图像,然而该技术的损伤性及对比剂的并发症与下肢血管病变的患者密切相关,介入器械和对比剂注射造成的内膜下损伤可发展为夹层;导管穿过一个严重狭窄的区域时,狭窄远端可形成血栓;导管有时可致斑块脱落、移位,影响末梢循环;导管诱发的血管痉挛也可危及远端循环并导致血栓形成。另外,糖尿病患者往往肾功能欠佳,碘类造影剂应用受到一定限制。彩色Doppler血流研究可提供病变相对位置及阻塞的程度,亦可获得硬化斑块的形态学特点,但是,它的检查技巧性高,并且耗时较多,对髂动脉的显示不可靠,尤其是肥胖患者,与DSA相比,彩色Doppler测量下肢动脉明显狭窄(>50%)的敏感性为81%,特异性为98%,准确性为92%。MRA血管造影为无创伤性方法,简便快捷,安全无辐射,增强MRA(CEMRA)可在3分钟左右时间内得到自腹主动脉至足背动脉水平的优质动脉图像,所用造影剂几乎无肾毒性。CE-MRA可以获得精确度极高的三维图像及电影图像,同时费用相对低廉,越来越被临床和患者接受。
一、MR血管成像的方法
1.相位对比法
相位对比MRA(phase contrast MRA,PC MRA)是以流速为编码,以相位变化作为图像对比的成像技术。它的成像与血流速度和血流方向有关,不同部位血管成像应选用不同血流速度,可分别对动脉和静脉成像。它的优点是:①由于应用了减影技术,所以背景组织抑制好,有助于血管轮廓的显示;②应用不同流速,可进行血流的定量分析。它的缺点是成像时间较长,血流速度不易选准。相位对比MRA分为2D PC、3D PC和PC电影。临床主要应用于静脉的研究。
2.时间飞越法
时间飞越法(time of flight,TOF)是应用血流流入增强效应。分为2D TOF、3D TOF方法。优点是:①成像速度快;②不必选择血流速度;③受血流方向影响较小,对血管的分支有较好的显示。由于3D TOF扫描时间较长,对于下肢血管成像一般采用2D TOF的方法。
3.动态对比剂增强法
动态对比剂增强法(dynamic contrast-enhanced MRA,CE-MRA)是通过静脉内注射顺磁性造影剂,利用造影剂在血管内较短暂的高浓度状态形成明显缩短血液T1弛豫时间现象,同时配合快速梯度回波MR扫描技术的短TR效应有效地抑制周围背景组织的信号,形成血管信号明显增高而周围静态组织信号明显受抑制的强烈对比效果成像,获得的原始图像经过计算机后处理,便可得到多种形式的血管成像。它的优点是:①对血管腔的显示比不用造影剂MRA更可靠;②出现信号丢失机会少,血管狭窄假像减少;③一次注射造影剂,可进行多段成像,同时对动脉和静脉可分别成像。它的缺点是需要注射造影剂及高场强MR成像设备。CEMRA是目前糖尿病患者下肢血管非创伤性成像的有效方法之一。
二、糖尿病患者下肢血管成像过程
1.患者的准备
与其他MR检查一样,患者体内不得含有铁磁性物质,特别是心脏起搏器,对于心脏血管支架、腹腔内吻合器,由于是钛合金物质,可以在充分告知患者可能出现的问题及患者认可的情况下行下肢CE-MRA成像。
2.造影剂的选用
MRA应用的是顺磁性造影剂,使用最普遍的是Gd-DTPA。它是一种细胞外间隙的非特异性造影剂,极少与血浆蛋白、其他大分子或细胞膜产生交互作用,迅速由肾脏排泄,几乎无肾毒性,不良作用很小。Gd-DTPA血浆半衰期约为20分钟,静脉内注射后一周,90%由尿液排出,约7%由粪便排出,在体内的分布量不超过0. 3%。其LD 50为10~20mmol/kg,临床使用剂量约0. 1~0. 2mmol/kg,比含碘造影剂安全。不良反应较少见,主要为恶心、呕吐、不适、潮红、皮疹、心律不齐等,严重不良反应极少见,北京医院自1993年到2006年使用Gd-DTPA一万多人次,仅有5例出现轻度不适或潮红,2例出现皮疹,未见其他严重不良反应。糖尿病患者下肢血管造影一般进行三段血管成像,从肾动脉达足背动脉环,应用造影剂的量为45ml。对于血清肌酐水平超过400μmol/L的患者,原则上不宜行CE-MRA检查。
3.造影剂的注射方法
糖尿病患者下肢血管成像自腹主动脉到足背动脉弓,行三段MR血管成像,用45ml造影剂,高压注射器设为两段给药。第一段注射20ml,速度为2ml/s,第二段25ml,速度为1ml/s,整个注射时间约35秒。
4. MR成像步骤
早期的下肢血管MR成像,需要测定造影剂到达成像部位的时间。由于不同患者的心率不同,循环时间不一样,有时不能准确在造影剂达峰值时开始成像,影响对血管病变的观察。目前,MR设备允许在MR透视下观察造影剂到达感兴趣区同时触发3D-MRA成像,使MR对下肢的血管成像成功率达100%,也保证了对血管管腔的准确显示。
图23-1 正常成人下肢CE-MRA图像
自肾动脉以下腹主动脉、髂总动脉、髂内外动脉、腘动脉、胫前后动脉及腓动脉走行及官腔可以清楚地被显示
腹主动脉成像时需患者配合屏气20秒钟,以保证没有呼吸运动伪影的干扰。透视中心放在肺动脉部位,用冠状位观察,当造影剂到达两次肺动脉分支时让患者开始屏气,同时进入3D血管成像,18秒钟后,患者开始呼吸,第一段血管(腹主动脉-髂动脉分支)的原始图像采集完成。当第一段血管成像结束后,设备自动进入第二段血管(股动脉-腘动脉)原始图像采集,约16秒钟,第三段扫描约需1分钟左右。整个扫描过程约90秒钟,可以保证动脉血管不被静脉所污染。
5.下肢血管图像的后处理
MR下肢血管原始图像采集结束后,应用最大密度投影(MIP)技术对原始图像进行处理,可分别得到三段血管图像。必要时可将三段血管无缝隙连接起来(图23-1~23-4)。
图23-2 糖尿病患者CE-MRA
右侧髂总动脉粗细不均匀,右侧髂内动脉明显狭窄,同时可以看到左侧股动脉局限性狭窄
图23-3 糖尿病患者CE-MRA
两侧股动脉粗细不均匀,左侧股动脉下段完全阻塞,可见大量侧支血管形成
图23-4 糖尿病患者CE-MRA
左侧肾动脉局限性狭窄。腹主动脉及左侧髂动脉粗细不均匀,右侧髂总动脉明显变细
三、糖尿病患者下肢MR血管成像的新进展
糖尿病患者下肢血管硬化狭窄改变,CEMRA可客观真实地反映,尤其对下肢水肿的病例,DSA检查受到限制,因此CE-MRA越来越多地应用于临床。随着MR设备及软件不断更新和发展,类似DSA的MR血管成像逐渐被应用于临床,这种技术的优点是可对成像部位进行动态血管观察,不但可以得到即时减影图像,也可以得到三维重建血管图像,它的缺点是成像范围较小,最大范围约40cm左右。足背动脉环是MR血管成像较困难的部位,目前特形表面信圈的成功制作,使这一难题得到解决。
(王文超 陈敏)