高时间分辨率三维动态增强磁共振血管造影与CTA在下肢软组织肿块血管评估中的比较

李婷， 李洁， 吴刚， 李小明， 王仁法



·骨骼肌肉影像学·

高时间分辨率三维动态增强磁共振血管造影与CTA在下肢软组织肿块血管评估中的比较

李婷， 李洁， 吴刚， 李小明， 王仁法

目的：比较高时间分辨率动态增强磁共振血管造影(TWIST-MRA)与CTA在下肢软组织肿块术前血管评估中的价值。方法：62例临床疑似下肢软组织肿块的患者(男36例，女26例，年龄18～80岁，平均40.9岁)同时行下肢TWIST-MRA和CTA检查；由2名具有10年以上阅片经验的影像医师对两者显示供血动脉数量和动静脉畸形的能力进行评判、比较。结果：62例患者中TWIST-MRA显示主要供血动脉的(股浅动脉、股深动脉等)一级分支数量为(1.92±1.66)，CTA显示一级分支数量为(1.50±1.45)；由于统计数据为非正态分布，故采用配对Wilcoxon秩和检验法，TWIST-MRA显示肿瘤主要供血动脉(股浅动脉、股深动脉等)一级分支数等于CTA者38例；多于CTA者21例；少于CTA者3例,两者具有显著统计学差异(|Z|=3.368,P=0.001)。62例患者中TWIST-MRA和CTA显示动静脉瘘分别为34例(34/62)和15例(15/62)，两者差异具有统计学意义(χ2=12.181,P<0.001)。结论：TWIST-MRA检测供血动脉和动静脉瘘的能力优于CTA。

下肢； 软组织肿瘤； 磁共振成像； 血管造影术

临床常用的评价大腿肿块血供情况的影像手段是DSA[1,2]。它是一种血管侵入性、有电离辐射的有创检查，且检查费用昂贵[3-5]。MRA和CTA被认为是DSA检查的无创的替代方式[6]。与常规MRA相比，TWIST-MRA具有对比剂用量少、血管信噪比高、肿块动态强化的信息[7-10]。本研究旨在比较TWIST -MRA与CTA在下肢软组织肿瘤术前血管评估中的价值。

材料及方法

1.病例资料

搜集我院2013年1月-2015年3月因下肢软组织肿块拟行手术治疗的62例患者，其中男36例，女26例，年龄18～80岁，平均40.9岁。62例下肢软组织肿瘤患者通过手术或穿刺活检获得病理结果分布如下：转移性腺癌4例，转移性鳞癌1例，骨肉瘤7例，纤维脂肪瘤1例，纤维瘤病3例，纤维肉瘤3例，纤维瘤2例，多发性骨髓瘤3例，单发骨髓瘤1例，血管瘤4例，腺泡状软组织肉瘤1例，软骨肉瘤4例，高级别未分化肉瘤2例，粘液纤维肉瘤2例，粘液瘤4例，多形性未分化肉瘤1例，原始神经外胚叶肿瘤2例，弥漫大B细胞淋巴瘤2例，横纹肌肉瘤2例，弥漫腱鞘巨细胞瘤1例，神经纤维瘤病1例，梭形细胞肉瘤2例，透明细胞肉瘤1例，软骨粘液样纤维瘤2例，骨巨细胞瘤2例，脂肪肉瘤1例，平滑肌瘤1例，软骨母细胞瘤1例，恶性纤维组织细胞瘤1例。所有患者均行单次剂量钆布醇高时间分辨率动态增强磁共振血管造影(time-resolved angiography with stochastic trajecories，TWIST-MRA)和CTA检查以了解肿块血供等情况，为手术计划的制定提供相关信息。排除标准如下：①肾小球滤过率(GFR)<30 mL/min/1.73m2；②肾脏或肝脏移植患者；③年龄<18岁；④妊娠妇女；⑤有MRI或CT检查禁忌者(过敏症，起搏器，磁性夹，严重的幽闭恐惧症)。本研究遵守赫尔辛基宣言的人体医学研究的伦理准则，并按照中国GCP的伦理要求进行。

2.检查方法

TWIST-MRA：在西门子Skyra 3.0 T进行MRI扫描，采用两个8通道体部线圈(覆盖范围从髂前上棘至膝关节)。仰卧位足先进。定位线中点对准下肢软组织肿块的中心。先行常规平扫、横轴面FSE T1WI (TR 420 ms，TE 10 ms，层厚6 mm，矩阵352×192)、横轴面FSE T2WI (TR 3000 ms，TE 85 ms，层厚6 mm，矩阵352×192)和冠状面FSE T2WI (TR 3000 ms，TE 85 ms，层厚4 mm，矩阵352×352)；然后行冠状面TWIST-MRA动态增强扫描,TR 2.9 ms，TE 1.06 ms，翻转角25°，带宽700 Hz，视野450 mm×391.5 mm，层厚1 mm，矩阵448×358.4，激励次数1，尺寸A=15%，采样率B=20%，GRAPPA=2，扫描期数=25(蒙片期：10 s，第二 期：3.84 ms)，扫描总时间=106 s。扫描前预先在患者左侧或右侧肘静脉置入18G套管针，对比剂通过高压注射器注入肘静脉。对比剂采用加乐显(钆布醇，0.1 mmol/kg体重)，注入流率2.5 mL/s。TWIST第一期扫描结束后，启动对比剂自动注射。对比剂注射完毕后，以20 mL生理盐水冲洗，流率2.5 mL/s。

CTA：在GE Discovery HD750扫描仪上进行。扫描主要参数如下：管电压120 kV，管电流225 mA，螺距 0.984:1，进床速度55 mm/s，层厚0.625 mm，视野50 cm。对比剂采用优维显，用量1.2 mL/kg体重，通过肘静脉18G套管由高压注射器注入，注入流率3 mL/min。

3.图像分析

2名具有10年以上阅片经验的医师共同观察每例患者主要供血动脉(股浅动脉、股深动脉等)的一级分支数量，且共同决定是否存在动静脉瘘。采用SPSS软件(版本21.0，IBM,America)进行统计学分析，由于统计数据呈非正态分布，使用配对Wilxcon秩和检验比较MRA和CTA显示供血动脉的差异，使用χ2检验比较两种方法诊断动静脉瘘结果的差异，P<0.05被认为差异具有统计学意义。

结 果

62例患者中TWIST-MRA显示主要供血动脉的(股浅动脉、股深动脉等)一级分支(图1)数量为(1.92±1.66)，CTA显示一级分支数量为(1.50±1.45)；由于统计数据为非正态分布，故采用配对Wilxcon秩和检验法，TWIST-MRA显示肿瘤主要供血动脉(股浅动脉、股深动脉等)一级分支数等于CTA者38例；多于CTA者21例；少于CTA者3例,两者具有显著统计学差异(|Z|=3.368，P=0.001)。62例患者中TWIST-MRA和CTA显示动静脉瘘(图2～3)分别为34例(34/62)和15例(15/62)，两者间差异具有统计学意义(χ2=12.181,P<0.001)。

讨 论

传统血管成像主要包括超声多普勒、CTA、普通MRA(TOF、常规三维动态增强等)及金标准DSA[14-16]。非创伤性检查如MRA和CTA被认为是有效的替代检查[17，18，25]。虽然已有其他4D-CE-MRA和CTA在空间分辨率和时间分辨率方面做比较的研究[19,20]，但是尚未见高时间分辨力的TWIST-MRA(3.84s/帧)与CTA做对比，用于下肢肿瘤的血管的研究[8,21]。

TWIST技术把K空间分成A区与B区，A区属于低频的中央区，它用于决定图像的对比度，B区属于高频的外围区，它用于决定图像的空间分辨率。扩大A区范围可以提高图像的对比度，扩大B区范围可以提高图像的空间分辨率，为提高时间分辨率，该技术降低了B区k-空间数据点的覆盖频率。因此缩短了相邻两A区之间的时段间隔，但为了不干扰空间分辨率，将其部分B区的数据复制到原始数据中，最后对图像进行3D重建，保证了时间分辨率，也保证了空间分辨率。仔细研究A区与B区的K空间运动轨迹，K空间的信号采集基本是在十分明确每个采集点之后以一种较为随机的方法来进行采集的，所以该技术被称为“利用随机轨迹的时间依赖的血管成像(time-resolved angiography with stochastic trajectories，TWIST)”。李少蕊等[24]发现TWIST技术的特征性K-空间的采集技术约为标准全k-空间采集技术的10倍；因此，TWIST不仅时间分辨率很高，也能得到合适的空间分辨率，适用于4D-动态血管成像[22-24]。

与bolus-chase MRA相比，磁共振高时间分辨率对比剂动态成像(TR CE-MRA)完全可以获得高清无静脉污染的动脉时相。TWIST属于磁共振高时间分辨率动态血管成像技术中最具有代表力的一种，类似于GE公司的磁共振TRICKS(time resolved imaging

a) CTA； b) 动脉期TWIST-MRA； c) 静脉期 TWIST-MRA。

图1 女，45岁，左侧大腿纤维肉瘤。a) CTA示2条供血动脉(箭); b) TWIST-MRA示同样的供血动脉 (箭)。 图2 女，59岁，右侧髂骨多发骨髓瘤。a) TWIST-MRA示右侧髂外动静脉瘘 (短箭)，2支供血动脉(箭)； b) CTA示动静脉瘘(箭)。

图3 男，36岁，静脉畸形，CTA及MRA清晰显示动脉分支的对比；MRA动静脉依次显影。

of contrast kinetics)技术。它无需复杂的透视及自动探测触发技术便可以获得亚秒级3D图像，运动伪影少且基本无静脉污染，因而广泛被应用于临床，常见的有外周动脉病变(糖尿病足，梗塞)、动静脉畸形，肾动脉狭窄等。TR-CE-MRA中的TWIST技术则兼顾相对较高空间分辨率与高时间分辨率，较高的空间分辨率可清楚观察到肿瘤包绕的血管，血管直径最小可以达到2 mm，故MRA显示主要供血动脉的一级分支供血动脉数优于CTA，这与本研究结果相符。笔者认为MRA显示一级分支供血动脉数优于CTA的另一原因是TWIST-MRA的图像质量优于CTA，TWIST具有很高的时间分辨率和能清晰显示动脉流入期、流出期、静脉流入期、静脉流出期，配合强大的图像后处理功能和三维立体旋转，可选最好的一期MIP图像进行观察；但是由于受到辐射的影响，CTA一般不做动态扫描且CTA注射对比剂后启动扫描的时机依赖技师的操作水平，不能获得随时间变化的动态信息，这两点都会影响CTA的图像质量。另外，据文献报道[8,20]TWIST-MRA显示动脉的信噪比高于CTA，这点也会影响CT的图像质量。

TWIST的高时间分辨率除了能避开引流静脉对供血动脉的污染外，还能提供丰富的血流动力学信息，这有助于分析高流速的病灶，如动静脉瘘，逆流静脉或有侧支循环的病灶[24]，TWIST技术的前5期能高清显示纯动脉期，完全消除静脉的污染，即使在异常的血液动力学状态也能达到此效果。故对于较小的动静脉瘘，TWIST技术也能清晰显示。但是CTA基本不能显示下肢静脉，因为其操作程序繁琐，时间也不好把握；它亦不能提供血流动力学信息，不能显示肿瘤容易合并的血管畸形如动静脉瘘，动静脉畸形等。笔者意外观察1例腹主动脉发出分支参与肿瘤供血；1例可能为肝硬化而致的腹壁静脉显影；17例出现动静脉瘘，但这19例血管畸形在CTA上均没有显示(漏诊)。

患者在手术之前仍会进行CTA检查，笔者认为原因有以下3点：①CTA能在短时间内做大范围的扫描，适合躯干及四肢等长距离血管检查；②CTA的原理决定其相对MRA有较高的空间分辨率；③CT在显示肿瘤钙化、血管壁钙化以及肿瘤对相应骨皮质的侵犯程度明显优于MR；所以MRA结合CTA对诊断骨关节系统疾病大有裨益。

本研究仍有其不足之处：①尽管多普勒超声影像、CTA、MRA 3种是检查血管的常用方法，但国际公认的评价血管的金标准仍然是DSA；②MRA只用了一种加乐显对比剂，Prince[26]曾经研究过最短的对比剂注射时间加上最大浓度的对比剂将产生最短的T1时间，此时便可以获得非常清晰的图像。我们此次用的对比剂为加乐显，其浓度较高，一般按0.1 mmol/kg的剂量以及2.5 mL/s的流率于肘静脉注射就可以达到很好的效果。与常规对比剂(0.2 mmol/kg)相比，加乐显的浓度较高,故不能评估是否是加乐显优于常规对比剂；③肿瘤起源既有软组织肿瘤也有骨组织肿瘤累及软组织的，但临床上不能区分肿瘤的起源，故都将其归为软组织肿块。

综上所述，由于术前肿瘤血管的评价对于下肢软组织肿块患者的治疗方案的选择是特别重要的，且TWIST对于供血动脉数量和动静脉瘘的显示优于CTA，因此在常规肿瘤的术前血管评估方面，TWIST可作为DSA检查之前的替代检查。

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A comparative study of dynamic time-resolved MR angiography and CTA in evaluating lower extremity tumors

LI Ting,LI Jie,Wu Gang,et al.

Department of Radiology,Tongji Hospital,Tongji Medical College,Huazhong University of Science and Technology,Wuhan 430030,China

Objective:To compare the diagnostic value of dynamic time-resolved MR angiography (TWIST) and CT angiography (CTA) in preoperative evaluation of lower extremity tumors.Methods:62 consecutive patients with clinically suspected lower extremity soft tissue masses underwent TWIST MRA and CTA.The ability of identifying feeding artery and arteriovenous fistula was compared between the two examine methods by two radiologists with 10-year experience.Wilcoxon rank and test was used due to the non-normal distribution of statistical data.Results:The number of primary branch of tumor feeding artery (superficial and deep femoral arteries,etc) in TWIST-MRA group equal to that in the CTA group was 38 cases,more than that in CTA group was 21 cases,and less than that in CTA group was 3 cases.The numbers of arteriovenous fistula found in MRA and CTA groups were 34 cases and 15 cases respectivey in 62 cases of patients.So,there were statistical important differences between MRA and CTA in identifying the vascular changes (P<0.05).Conclusion:TWIST-MRA is superior to CTA in detecting feeding artery and arteriovenous fistula of lower extremity tumors.

Lower extremity; Soft tissue neoplasms; Magnetic resonance imaging; Angiography

430030 武汉，华中科技大学同济医学院附属同济医院放射科

李婷(1989-)，女，湖北仙桃人，硕士研究生，主要从事骨骼肌肉系统诊断工作。

李小明，E-mail:Lilyboston2002@163.com

R323.72; R738.6; R445.2; R816.2

A

1000-0313(2016)10-0961-04

10.13609/j.cnki.1000-0313.2016.10.013

；2015-11-24

2016-03-22)