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编号:10264560
MR DSA在四肢肌骨系统疾病应用中的技术探讨
http://www.100md.com 《临床放射学杂志》 2000年第4期
     作者:胡军武 张芳 朱南刚 王仁法 丁晖

    单位:430030 武汉,同济医科 大学附属同济医院MR室

    关键词:四肢肌骨疾病;MR数字减影血管造影

    临床放射学杂志000418【摘要】 目的 探讨增强MR数字减影血管造影检查(MR DSA )在四肢肌骨系统疾病应用中的技术问题。 材料与方法 对13例肌骨系统疾病患者行常规MRI扫描之 后,行MR DSA检查。 MR DSA采用三维稳态破坏性梯度回返采集(three-dimensio nal spoiled gradient recalled acquisition in steady state,3D-SPGR)序列进行扫描 ,扫描参数为:TR 10.3ms或12.5ms,TE 1.9ms或2.8ms;翻转角30°,层厚1~3mm,视野28 mm×21mm~48mm×36mm;矩阵256×128,激励1次,扫描时间32秒。原始图像经过减影处理 后再经最大信号强度投影(MIP)重建。 结果 13例中,上肢2例,下肢11例。软组织恶性肿瘤2例,血管性 疾病6例,良性骨肿瘤3例,恶性骨肿瘤2例。混合型血管瘤4例,MR DSA清楚显示供血动脉3 例;2例皮下小的海绵状血管瘤未显供血来源,但因其基本与动脉同期强化,对诊断很有帮 助。1例软组织内恶性纤维组织细胞瘤清楚显示动脉受压及多条肿瘤动脉供血。 结论 MR DSA具有扫描时间短、成像质量高、信息量大等优点,在肢体疾病的诊断应用中将大有作为。
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    Technical Investigation of MR DSA for Musculoskeletal Diseases of Extremities

    HU Junwu ZHANG Fang ZHU Nangang

    (MR Div ision, The Affiliated Tongji Hospital, Tongji Medical University, Wuhan, Hubei Province 430030, P.R.China)

    【ABSTRACT】 Objective To study the technique of MR DSA in the use of musculoskeletal diseases of extremities. Materials and Methods Following conventional MRI, dynamic 3D-SPGR was performed in 13 cases with surgically- and pathologically-proved musculoskeletal disease in limbs, using RT 10.3 or 12.5ms, ET 1.9 or 2.8ms, flip angle 30°, slice 1~3mm, FOV 28mm×21mm~48mm×36mm, matrix 156×128, Nex 1, and scan time 32s. Having been processed by subtraction from mask image, the sou rce images were reconstructed with MIP. Results Of 13 cases, 2 were located in upper extremities and 11 in lower extremities. The diseases included malignant soft tissue tumor ( n=2), vascular lesion (n=7), maligna nt skeletal tumor (n=2) and benign skeletal tumor (n=3). MR DSA well displayed the feeding artery in 3 out of 4 case s with fixed aneurysm. Two cases with small subcutaneous cavernoma demonstrated enhancement though their feeding arteries were not revealed. It was still helpfu l to the diagnosis as their enhancement was consistent with arterial enhancement . One case of malignant fibrous histiocytoma showed several tumor feeding arteri es and pressure signs of the arteries. Conclusion MR DSA has many advantages, such as short scan time, high quality imaging, and rich information. It, therefore, plays an impor tant roll in the diagnosing of musculoskeletal diseases.
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    【Key words】 Musculoskeletal disease Extremit y MR DSA Technique

    由于传统血管造影的局限性,许多学者正致力于寻找新的更优秀的血管造影方法。近年来, 国外学者就增强MR血管造影进行较广泛的研究,国内也有学者进行此方面的探讨,但在技术 方面仍存在较多争议。我院1997年5月~1999年3月对四肢肌肉骨骼系统疾病患者在进行常规 MRI检查的基础上行增强MR数字减影血管造影(MR DSA),现报道如下。

    1 材料与方法

    13例肌骨系统疾病患者,男7例,女6例。年龄12~65岁,平均34岁。其中上肢2例,下肢11 例,均经手术病理证实。

    采用GE Signa Advantage 1.5T MR扫描机及相配套的Sun Microsystem Advantage Windows 工作站。对比剂采用磁显葡胺(Gd-DTPA),剂量为0.2~0.3mmol/kg。
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    常规MRI扫描之后,行MR DSA检查。MR DSA采用三维稳态破坏性梯度回返采集(thre e-dimensional spoiled gradient recalled acquisition in steady state,3D-SPGR) 序列进行扫描。一般取轴位定位,行冠状位或矢状位扫描,将兴趣区内的血管纳入所设定 的块内,扫描参数见表1。在注射对比剂之前先扫描1次作为蒙片。对比剂经肘部静脉人工注 射,速度3~5ml/s,在注射一半剂量时即开始连续3~5个序列的扫描,总扫描时间不超过2 分钟。所得图像在工作站上经减影处理及最大信号强度投影(MIP)重建,即可获得血管的重 建图像。

    表1 上肢动脉及下肢动脉MR DSA的主要扫描参数

    TR(ms)

    TE(ms)

    翻转角(°)
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    层厚(mm)

    视野(mm)

    矩阵

    激励次数

    扫描时间(s)

    上肢动脉

    12.5

    2.8

    30

    1~2

    28×21

    256×128

    1
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    32

    下肢动脉

    10.3

    1.9

    30

    3

    48×36 (32×24)

    25 6×128

    1

    32

    本组13例中有4例于MR DSA之前行2D-TOF检查。

    2 结果

, 百拇医药     本组13例,上肢2例,下肢11例。软组织恶性肿瘤2例,血管性疾病6例,良性骨肿瘤3例,恶性骨肿瘤2例。血管性疾病患者中,混合型血管 瘤4例,MR DSA清楚显示血管瘤供血动脉3例(图1),1例因皮肤、皮下组织、肌肉间弥漫性瘤 体组织分布,且与动脉几乎同期强化,因而掩盖供血动脉来源;2例皮下小的海绵状血管瘤 未显供血来源,但因其基本与动脉同期强化(图2),对诊断很有帮助。1例软组织内恶性纤维 组织细胞瘤清楚显示动脉受压及多条肿瘤动脉供血(图3)。余5例骨肿瘤及1例软组织内恶性 侵蚀性骨化性纤维瘤均清楚显示兴趣区血管影像,未见异常分布的血管。

    图1 1例大腿部位混合型血管瘤清楚显示供血 动脉,上部来自股深动脉,下部来自股动脉。瘤体基本与动脉同期强化

    图2 1例皮下小的海绵状血管瘤未显供血来源,但其基本与动脉同期强化
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    图3 1例软组织内恶性纤维组织细胞瘤瘤体巨大,显示动脉受压及多条肿瘤动脉供血

    2.1 比较注射G d-DTPA前后股动脉及周围背景组织信号强度值,并作统计学分析(表2)

    2.2 比较股动脉增强前后的信噪比(S/N)、对比噪声比(C/N)及不同组织的增强率(CER)

    S/N通过计算信号强度(SI)/背景噪声的标准差(SD)所得,C/N是通过计算(SI动脉-SI 肌肉)/背景噪声的标准差(SD)所得,CER是通过计算(SI增强前-SI增强后 )/SI增强前所得。股动脉S/N增强前为4.79±2.26,S/N增强后为16.4 7±4.88;C/N增强前为0.23±1.26,C/N增强后为13.21±3.88,可见股动 脉增强后较增强前的信噪比、对比噪声比明显增高。CER股动脉为5.57±1.48;CER 肌肉为0.24±0.18;CER脂肪为0.06±0.02;CER病变为1.12±0.70,可见 股动脉的增强率最高。
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    3 讨论

    3.1 MR DSA的原理

    和传统DSA类似,MR DSA也是将注射对比剂前后的图像进行减影处理,再经过最大信号强度 投影(MIP)重建,即可得血管图像。同样需要注意的问题是保持注射对比剂前后扫描的解剖 部位的一致及扫描参数的一致性。所不同的是MR DSA只需静脉注射对比剂,无须选择性插管 ,避免了放射性损伤,并且在盆腔及下肢的扫描中可同时获得双侧的血管图像。由于采用快 速静脉推注对比剂、快速扫描序列及短时扫描,所以大部分对比剂还滞留于动脉血管内,因 而动脉内血液呈现暂时的显著缩短T1效应,显示高信号,此时伴行静脉、周围的脂肪、肌 肉也可有轻度短T1效应,但其强化程度明显较动脉低。本实验对股动脉、肌肉、脂肪及病 变增强前后的信号强度值及增强率进行测量和计算(表2),得出股动脉的增强率明显高于其 他组织,信噪比明显提高。再经过减影处理,基本可抑制背景信号,图像的对比噪声比也明 显提高。MR DSA原理简单,但操作时仍有一些技术上的技巧。
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    表2 注射Gd-DTPA前后股动脉及周围背景组织信号强度(±s)

    股动脉

    骨骼肌

    皮下脂肪

    病变

    注射前

    40.15±19.07

    42.47±8.45

    115.07±25.44

    4 3.51±24.81

, http://www.100md.com     注射后

    266.29±78.88

    52.61±16.17

    122.44±22.47

    92.43±55. 43

    t值

    -7.36

    -1.47

    0.57

    2.13

    P值

    <0.001
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    >0.1

    >0.5

    >0.05

    3.2 MR DSA技术分析

    MR DSA的图像质量与注射对比剂前后保持扫描的解剖部位的一致性、注射对比剂的速度及方 式、扫描时间、扫描参数的选择等方面密切相关。

    3.2.1 扫描部位的固定: 为减少肢体的活动伪影,需将被检部位固定好,如检查大腿部位 时,可在双膝间垫上海绵垫(使患者感觉舒适),再用宽布带在大腿中部将两腿捆绑起来。在 注射对比剂时尽量避免移床和改变患者体位。

    3.2.2 注射对比剂的速度及方式、扫描时间: 一般选择较大的肘部静脉快速推注,速度控 制在3~5ml/s,根据文献报道对比剂剂量是常规剂量(0.1mmol/kg)的2~4倍(0.2~0.4mmol/ kg),可根据扫描范围选 择剂量大小[3,4]。关于扫描方式基本有2种方法[1~4]:(1)小剂量预试 验,目的是预先了解兴趣区动脉出现最高信号强度的高峰时间,然后根据此时间设定扫描时 间,通常1~2个序列即可。 (2)采用一次推注所需对比剂的总量,在注射完后或注射一定剂 量时即开始扫描。本组实验采用第2种方法,即一次推注一半剂量的对比剂时开始扫描,扫 描开始后将剩余对比剂注射完毕,连续进行3~5个序列的扫描。根据文献报道[1,5, 6],对比剂到达髂总动脉及下肢股动脉的高峰时间为25~30秒。根据所测7例患者股动脉 的信号强度值及信号强度时间曲线可以看出,股动脉信号强度高峰均出现在注射对比剂后开 始扫描的第一个序列(注射对比剂后的32秒以内),与文献报道相符。本组实验采用人工注射 ,速度掌握有一定主观性,且有少量对比剂(<1ml)残留于注射针管内,如应用压力注射器 可避免上述缺陷。
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    3.2.3 扫描参数的选择: 目的是为了在尽可能短的时间内采集包括兴趣区内血管的扫描范 围的数据。因本组病例还需了解病变与血管的关系,故扫描范围必须包括病灶的部分或全部 。为了抑制背景应选择尽可能短的TR及大的翻转角[1,3],本组实验考虑到研 究病灶与血管的关系,选择30°翻转角,背景抑制不充分。

    3.3 MR DSA与2D-TOF比较

    2D-TOF可获得较好的外周血管图像,这是大家所公认的。但2 D-TOF仍存在如下缺陷: ①扫描时间长; ②血流信号受血流速度及方式的影响; ③部分 静脉因流入增强效应而同时显影,影响图像质量。文献报道2D-TOF诊断动脉狭窄、狭窄程 度、闭塞的假阳性率较高[2,3,7]。而MR DSA基本避免了上述缺陷,血流信号强 度与血管内对比剂的浓度成正相关[8],所获图像基本可与传统DSA媲美[3,4 ,7]。本组1例下肢静脉曲张患者行2D-TOF检查时曲张的静脉与动脉同时显影,而MR DS A仅显示动脉影像,侧面证实MR DSA可避开静脉成像(图4A、B)。
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    图4 A.1例下肢静脉曲张患者行2D-TOF检查时曲张的静脉与动脉同时显 影。B.同一例患者行MR DSA检查仅显示动脉影像

    3.4 MR DSA的临床应用

    文献报道MR DSA多应用于对动脉粥样硬化等所导致的动脉狭窄、闭塞及检查移植血管是否通 畅等疾病中,因其成像质量高、诊断准确率较高而有望取代传统DSA检查。对于血管源性肿 瘤性病变MR DSA除可根据病变基本与动脉同期强化有利于诊断,还可判断其来源动脉,有利 于进一步诊断及治疗。MR DSA是通过一系列增强前后的图像减影后经MIP重建所得,供血丰 富的肿瘤的信号强度可表现为与动脉同趋势变化,还可根据原始图像测量肿瘤不同部位的信 号强度值,绘制信号强度-时间曲线,有利于肿瘤性病变的定性诊断[9]

    综上所述,MR DSA具有扫描时间短、成像质量高、信息量大等优点,在肢体疾病的诊断应用 中将大有作为。在操作过程中,需注意避免患者肢体的活动,保持注射对比剂前后扫描解剖 部位的一致性,严格控制对比剂注射速度及扫描时间,保证在对比剂在动脉内达到高峰时进 行扫描。随着移床设备的引进、更快速MR序列及相控阵线圈的开发应用[4,10] ,MR DSA将获得更大范围的血管影像及数据信息,向传统DSA检查发出挑战。
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    (收稿: 1999-08-18), http://www.100md.com