门静脉高压引起入肝门静脉血流量减少和代偿性肝动脉血流量增加^[1]，内脏器官血流动力学常规应用彩色多普勒超声(color doppler ultrasonography，CDUS）技术进行测定。然而，超声诊断过程容易受到脂肪、肠气等的干扰，而对操作者的依赖性又导致了观察者间测量结果的差异性^[2,3]。

       自旋标记技术近年来应用于非对比剂增强磁共振血管成像（non-contrast-enhanced magnetic resonance angiography，NCE-MRA)，通过预饱和血流团的质子自旋，达到对特定血管进行标记从而显影的作用^[4]。利用多反转空间标记脉冲（spatial labeling with multiple inversion pulses，SLEEK）及流入增强效应，能够进行选择性门静脉成像并得到高质量的图像^[5]。自旋标记技术不仅能够进行形态学成像，还能反映血流动力学信息，门静脉高压患者所显示的肝内门静脉分支有明显减少，提示门静脉有效入肝流量的减少^[6]。基于以上原理，本研究采用SLEEK序列NCE-MRA行门静脉成像，将所显示肝内门静脉分支的情况与CDUS所测得门静脉的血流速度相比较，旨在探讨利用SLEEK-MRA获取门静脉血流动力学信息的可行性。

1　材料与方法

1.1　临床资料

       本前瞻性研究获得院内伦理委员会批准，所有受试者在检查前均签署知情同意书。将32例基于临床病史、体格检查或实验室检查怀疑为门静脉高压的患者纳入本研究。其中2例门静脉海绵样变性患者、1例肝移植术后门静脉高压患者、1例5岁儿童患者，3例拒绝CDUS检查患者被排除本研究。最终纳入25例患者[15例男性，10例女性；年龄24~ 67岁，平均（48.7±9.8)岁]。其中包括18例乙型病毒性肝炎、1例血吸虫病性肝炎、1例乙型病毒及血吸虫病混合感染性肝炎、1例丙型病毒性肝炎、1例原发性胆汁性肝炎、1例自身免疫性肝炎、1例原发性胆汁性肝炎合并自身免疫性肝炎、1例胰源性门静脉高压患者。所有患者均经过夜空腹，先后成功接受了NCE-MRA以及CDUS检查。

1.2　检查方法

       NCE-MRA检查使用GE EXCITE HD 1.5 T超导磁共振仪与8通道相控阵线圈。检查前嘱患者过夜禁食水，并训练扫描时进行规律平稳的呼吸。将空间标记反转脉冲带斜向置于肝区，与门静脉主干相垂直，覆盖全心及肝实质，以抑制动脉血流、肝内静脉及胆管高信号，反转带放置方法如图1所示。采用呼吸触发的脂肪饱和三维快速平衡式稳态自由进动序列进行图像采集。SLEEK序列进行4次采集，血流抑制反转时间(blood suppression inversion time，BSP TI）分别设置为600、900、1200、1500 ms。序列的其余参数设置如下：层厚2 mm，重复时间3.9 ms，回波时间2.0 ms，反转角75°，带宽±125 kHz，视野38 cm×30 cm，矩阵224 × 256，呼吸间隔1，采集信号数0.80，敏感编码因子2。每个序列的图像采集时间与患者呼吸频率相关，约为3~ 5 min。

       所有患者在接受磁共振检查后1 d之内即由同一名在腹部影像诊断有经验的超声医师使用飞利浦EPIQ 7超声探测仪及4 MHz的电子传导探头进行CDUS检查。使超声探头夹角保持45°～60°之间，测量门静脉主干、门静脉左支、门静脉右支的血流速度。患者为仰卧位，测量于右侧肋下进行。门静脉主干流速的测量位于主干中部，门静脉左支流速的测量位于矢状部，门静脉右支流速的测量位于主干。血流速度值用cm/s表示。

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图1  流入增强法选择性显示门静脉示意图。将空间标记反转脉冲带斜向放置于肝区（虚线模拟），覆盖全心及肝实质，以抑制动脉血流、肝内静脉及胆管高信号。BSP TI分别设置为600、900、1200、1500 ms
图2  64岁乙型病毒性肝炎女性患者。A：应用CDUS测定门静脉血流，所测得门静脉主干、左支、右支的流速分别为11.5、5.2、7.6 cm/s。该患者门静脉血流速度明显减慢；B：BSP TI设置为600 ms时的门静脉分支显示图像。门静脉左、右支分支评级分别为1和1；C：BSP TI设置为900 ms时的门静脉分支显示图像。门静脉左、右支分支评级分别为2和2；D：BSP TI设置为1200ms时的门静脉分支显示图像。门静脉左、右支分支评级分别为2和3；E：BSP TI设置为1500 ms时的门静脉分支显示图像。门静脉左、右支分支评级分别为2和3
图3  46岁原发性胆汁性肝炎女性患者。A：应用CDUS测定门静脉血流，所测得门静脉主干、左支、右支的流速分别为21、14.8、16.8 cm/s，该患者门静脉血流速度正常；B：BSP TI设置为600 ms时的门静脉分支显示图像。门静脉左、右支分支评级分别为2和3；C：BSP TI设置为900 ms时的门静脉分支显示图像，门静脉左、右支分支评级分别为3和3；D：BSP TI设置为1200 ms时的门静脉分支显示图像，门静脉左、右支分支评级分别为4和4；E：BSP TI设置为1500 ms时的门静脉分支显示图像，门静脉左、右支分支评级分别为4和4
Fig. 1  An illustration of selective visualization of portal venous system. A spatial labeling inflow inversion pulse band (dotted line) was placed to cover the liver and heart in order to suppress signal of arterial system and intrahepatic biliary tract and veins. BSP TI settings included 600 ms, 900 ms, 1200 ms and 1500 ms.
Fig. 2  A 64-year-old female patient with hepatitis B. A: CDUS was applied to measure portal venous flow. Velocities of the MPV, LPV and RPV were respectively 11.5, 5.2 and 7.6 cm/s. The portal venous flow velocity was obviously decreased. B: Visualization of portal vein branches at the BSP TI setting of 600ms. The branching grades of LPV and RPV were scored as 1 and 1 respectively. C: Visualization of portal vein branches at the BSP TI setting of 900 ms. The branching grades of LPV and RPV were scored as 2 and 2 respectively. D: Visualization of portal vein branches at the BSP TI setting of 1200 ms. The branching grades of LPV and RPV were scored as 2 and 3 respectively. E: Visualization of portal vein branches at the BSP TI setting of 1500 ms. The branching grades of LPV and RPV were scored as 2 and 3 respectively.
Fig. 3  A 46-year-old female patient with primary biliary hepatitis. A: CDUS was applied to measure portal venous flow. Velocities of the MPV, LPV and RPV were respectively 21, 14.8 and 16.8 cm/s. The portal venous flow velocity was normal. B: Visualization of portal vein branches at the BSP TI setting of 600 ms. The branching grades of LPV and RPV were scored as 2 and 3 respectively. C: Visualization of portal vein branches at the BSP TI setting of 900 ms. The branching grades of LPV and RPV were scored as 3 and 3 respectively. D: Visualization of portal vein branches at the BSP TI setting of 1200 ms. The branching grades of LPV and RPV were scored as 4 and 4 respectively. E: Visualization of portal vein branches at the BSP TI setting of 1500 ms. The branching grades of LPV and RPV were scored as 4 and 4 respectively.

1.3　图像分析

       将原始图像传输至GE AW 4.6工作站，采用多平面重建（multiple planar reconstruction，MPR）及容积成像（volumetric redering，VR）进行斜冠状位图像重建，采用10~ 15 mm厚度行最大密度投影(maximum intensity projection，MIP）以最大程度显示门静脉分支高信号影，调整窗宽窗位，使图像对比良好、显示清晰。由2名有经验的放射学医师对SLEEK-MRA序列图像门静脉分支显示级别进行评分，最终得出一致结果并进行统计学分析。

       分别对门静脉左支及右支的分支显示进行评级，依据图像所能显示的最大级别分支进行0～ 5级评分^[7]，对门静脉左支及右支分别进行评价：0分，门静脉左支或右支的主干不可显示；1分，仅可显示门静脉左支或右支的主干；2分，可显示门静脉左支或右支的主干及第一级分支；3分，可显示门静脉左支或右支的主干、第一级分支及第二级分支；4分，可显示门静脉左支或右支的主干至相应第三级分支；5分，可显示门静脉左支或右支的主干至相应第四级分支。门静脉左支或右支的第一级分支包括左外叶支、左内叶支、右前叶支、右后叶支；第二级分支包括左外叶上、下段支，左内叶上、下段支，右前叶上、下段支，右后叶上、下段支；第三级分支则包括第二级分支的下一级分支；第四级分支包括第三级分支的下一级分支。依据各患者门静脉左支及右支的分支显示评级，计算出门静脉左、右支评级之和。

       依据CDUS所测量门静脉主干流速结果大小，将患者分为两组：流速正常或轻度减慢(≥ 15 cm/s)、流速明显减慢(<15 cm/s)^[8,9]。分别对两组患者的SLEEK-MRA成像结果进行分析，计算各组患者左、右支评级之和的平均值。对于门静脉左、右支评级之和设定6为标准，对各例患者门静脉所显示分支级别达到相应标准所需应用的最小BSP TI值进行统计。

1.4　统计分析

       采用SPSS 19.0软件进行统计学分析。利用Spearman相关分析检验门静脉分支显示评级与超声所测得流速的的相关性：分别计算门静脉左支与右支分支评级与门静脉左支与右支主干流速的相关系数。

2　结果

       门静脉左支与门静脉右支分支显示评级与CDUS所测门静脉左支与右支主干流速的相关系数计算结果如表1、表2所示。由于有2例患者有门静脉右支栓塞，1例患者的门静脉左支与开放的脐静脉相通，无法进行相应分支的显示评级，因此最终得到24例患者的门静脉左支评级与23例患者的门静脉右支评级。门静脉左支与右支的显示评级与超声所测得流速具有良好的相关性，以门静脉右支统计学意义更显著。

       依据CDUS所测门静脉主干流速对患者进行分组情况如表3、表4所示。流速正常或轻度减慢组、明显减慢组患者人数分别占总病例数的68%、32%。门静脉分支显示的评级在各例患者，随着BSP TI值设置的提升呈升高趋势；而在相同BSP TI值设置之下，随着流速的减缓有一定的减低趋势。对于门静脉左、右支评级之和设定6为标准，对各例患者门静脉所显示分支级别达到相应标准所需应用的最小BSP TI值进行统计，并将所应用各最小BSP TI设定值下的患者数占该组人数比例以百分数表示。

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表1  门静脉左支评级与门静脉左支流速的Spearman相关性分析
Tab. 1  Spearman correlation analysis of branching grade and flow velocity of LPV

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表2  门静脉右支评级与门静脉右支流速的Spearman相关性分析
Tab. 2  Spearman correlation analysis of branching grade and flow velocity of RPV

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表3  各流速组患者在各BSP TI值设定下的分支评级（25例)
Tab. 3  Branching grades of patients of each flow group at different BSP TI settings (n=25)

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表4  各流速组患者分支显示达到标准所需BSP TI值
Tab. 4  BSP TI settings of patients of each flow group to reach a standard grading

3　讨论

3.1　研究背景

       在门静脉高压的进展过程中，受损的肝实质逐渐引发肝纤维化以及肝硬化，导致肝窦压力升高，对入肝的门静脉血流阻力加大。门静脉慢性且长期的高压力逐渐诱发门-体静脉侧支循环的开放、难治性腹水的形成、胃肠道水肿的出现等情况。最终可能导致曲张静脉破裂出血及肝性脑病等致命并发症的出现。通常情况下，形态学改变总是晚于功能学的变化。而传统影像学手段对于门静脉高压的检出主要依赖于形态学的异常，包括门-体静脉侧支循环开放、脾肿大、门静脉主干增宽、腹水等。由于缺乏统一标准，尽管有不同检测技术，血流动力学定量未被纳入临床常规中。

       传统的血流动力学定量方法，CDUS测量作为临床标准，受限于自身的声学成像原理，易受到脂肪、气体组织的干扰，对部分患者无法进行准确测定，又由于超声对操作者的依赖性，其定量的准确性和可比较性受到了一定的限制^[2,3]。本研究采用CDUS定量结果作为参考标准，患者统一为隔夜空腹状态进行检查，以固定且有多年腹部影像诊断经验的医师做检测，对可能影响检测结果的变量进行了控制，使测量结果更具有参考价值。此外尚有研究采用动态对比剂增强磁共振以及CT灌注成像方法对肝脏血流灌注进行定量评价^[10,11]，而这两种方法均需引入外源性对比剂，不适用于肾功能不全的患者。相位对比磁共振成像作为传统NCE-MRA技术，也被用于门静脉血流定量评估，而该方法却无法提供直观的血管形态学成像图像^[12,13]。

       SLEEK-MRA是非侵袭性、可重复的技术，具有可以灵活设置反转脉冲的优势。通过反转脉冲的不同放置方法，能够选择性、高分辨率地显示特定血管。在腹部影像学领域，该技术已被运用于门静脉、肝静脉、肾动脉以及肾静脉的显示^[14,15]，既有的研究均致力于血管的形态学显示以及图像质量的提高。SLEEK-MRA在保证靶血管成像质量的情况下，所采用的BSP TI长短受被检者血流速度快慢的影响。血流速度相对较慢者，需采用较长的BSP TI值，血流快者反之。此现象提示在保证靶血管成像质量的前提下，采用的相应BSP TI值的长短可能间接反映血流速度的快慢。本研究不同BSP TI值与CDUS测得流速具有显著相关性，则佐证了这一假说。因此理论上在合适的BSP TI参数设置下，SLEEK-MRA序列在显示门脉血管形态学的同时，存在评估门静脉血流信息的潜能，提供了一种"一站式"的方法，既能完成形态学成像，又能进行门静脉血流动力学评价。

3.2　结果分析

       SLEEK-MRA门静脉成像能获得质量稳定良好的图像，在改变重要扫描参数BSP TI的情况下，同一例患者的门静脉分支显示情况也随之发生改变。随着BSP TI的延长，信号采集扫描区域门静脉血流流入的长度也逐渐增加，从而使显示出的门静脉分支级别逐渐提高，而在BSP TI保持不变的情况下，由于患者自身血流速度的不同，所能显示的门静脉分支级别也会发生改变。利用这一特性，能够从形态学图像门静脉成像分支级别的评价中获得相应的血流动力学信息（图2，图3)。

       分别对门静脉左支及右支的分支显示评级与多普勒超声所测得流速进行相关性分析（表1，表2)所示，在设置相应BSP TI下，左、右支显示分级均显示出了与门脉流速数值的良好相关性。而相对来说，门静脉右支分级评价与流速的相关性相较门静脉左支，相关程度更大，相关性的统计学意义更显著。这可能是由于门静脉左支本身的解剖学特性所致，门静脉左支需要经过横部、矢状部、角部的走形后再进行分支，相较来说，以显示级别评价的方法来评估流速，可能会比门静脉右支相关性略低一些，但依然能够保持具有显著统计学意义的相关性，也证明了该方法的有效性。门静脉左支与右支的分别评价，一方面能够更为直观并且简洁地分级，另一方面对于门静脉左、右支流速差异较大的患者，也提高了评级的准确性。在临床由于患者具体病情各不相同，部分患者伴随有明显血流动力学紊乱状态，如动静脉瘘形成、血栓栓塞等，导致无法对肝内门静脉系统的左支或右支显示程度进行评价，最终表中得到24例患者的门静脉左支以及23例患者的门静脉右支评级与血液流速相关性。

       对于门静脉主干流速的评价，取左、右支评级的两者总和值作为左、右支评级之和进行统计。在表3、表4中，有22例患者得到了门静脉左、右支两者的分支评级并计算出左、右支评级之和。将患者依据门静脉主干血流速度的不同分为流速正常或轻度减慢、明显减慢两组，分别分析比较不同BSP TI设置下的门静脉分支评级情况。在相同BSP TI值设定下，血流速度明显减慢者所能显示的血管分支级别有所减低，而若要使门静脉分支显示的评级达到相同的标准，对于流速明显减慢的患者，则需要应用更高的BSP TI值，甚至在增加至1500 ms时仍无法显示出相应标准级别的门静脉分支。流速正常或轻度减慢组所需最小BSP TI值集中于600 ms及900 ms，而流速明显减慢组所需BSP TI值则倾向于分布至1200 ms、1500 ms，甚至BSP TI值达1500 ms，门脉显示仍未达到相应标准，此结果提示BSP TI值的提升和门脉血流流速成正相关，即BSP TI值大小能反映门脉血流流速。流速明显减慢组患者相较流速正常或轻度减慢组，在各BSP TI值设定下，所能显示的门静脉分支级别明显减低，在达到相应级别标准条件下，所需最小BSP TI值则明显增加，证明该方法对于鉴别出门静脉血流速度明显减慢(<15 cm/s)患者较为有效。有相关文献报道，门静脉血流速度低于15 cm/s的患者常伴随高并发症发生率及不良预后情况^[8,9]，这也说明了SLEEK-MRA具有鉴别具有预后不良倾向患者的潜力，为早期诊断门静脉高压提供了可能。

       本研究是探讨以形态学信息提示血流动力学信息的可能性的初步尝试，主要不足之处在于样本量较小，也未能以分支级别评价来提供具体量化的流速信息，还有待更进一步的深入研究。

       综上所述，SLEEK-MRA具有在提供高质量形态学血管成像图像的同时，同时提示相应血流动力学信息的潜力，为门静脉高压患者发生形态学病理性改变之前提示血流的功能学改变具有重要的临床价值。