计算机体层血管成像（CTA）及数字减影技术(DSA)是通过直接或间接显示血管形态及管腔形态成为诊断动脉疾病的金标准，但检查中需大量含碘对比剂并产生电离辐射^[1,2,3]；近年对比增强磁共振血管成像，虽可避免电离辐射及含碘对比剂的副作用，但研究发现含钆对比剂可致肾纤维化^[4]。而非对比剂增强磁共振血管成像联合多反转空间标记脉冲技术（SLEEK-MRA）是一种通过选择合适的血流及背景反转时间，可在适当抑制背景组织信号的同时获得较好血流信号^[5,6]，因此，本研究对SLEEK-MRA在肺动脉成像中应用的可行性展开探讨。

1　材料与方法

1.1　研究对象

       搜集14例健康志愿者均知情同意并签署知情同意书，所有志愿者均无磁共振检查禁忌、近期无疾病及手术史，其中男7例，女7例，年龄23~28岁，平均年龄（25.9±1.6）岁，所有患者在1.5 T MR机型上进行肺动脉SLEEK-MRA检查，扫描前对志愿者进行呼吸训练，保持均匀平稳呼吸。

1.2　MRI扫描技术及方法

       所有志愿者均借助1.5 T(Excite HD GE Health)超导MR扫描仪，8通道相控阵线圈，利用呼吸触发的多反转空间标记脉冲（spatial labeling with multiple inversion pulses，SLEEK）序列行肺动脉成像。首先通过快速平衡稳态成像（FIESTA）序列分别获得轴面及冠状面的定位像，该定位相包括肺动脉主干、上下腔静脉及心脏；扫描野包括整个肺野确保远端细小肺动脉分支的显示。在轴面定位像中于右肺野放置一反转带，内缘紧邻上、下腔静脉外缘；左肺野放置另一反转带内缘沿室间隔方向，利用流入增强效应保证右心室血流信号并获得肺动脉系统图像，同时抑制背景信号（图1）。扫描参数：反转角75°，TE 2.0 ms，TR 3.9 ms，血液抑制反转时间（blood suppression inversion time，BSP TI）=500、700、900、1100、1300 ms，层厚2 mm，层数68~84，矩阵224×256，NEX为0.79，FOV 40 cm×32 cm，带宽±125 kHz，呼吸间隔1。单个MRA序列扫描时间2 min 48 s至3 min 40 s。

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图1  示定位相中反转带放置位置。A：轴面定位相中左侧反转带内缘紧邻室间隔；B：右侧反转带内缘紧邻上下腔静脉外缘
Fig. 1  Schematic picture of two inversion bands localized at the axial scout plane (left) and coronal scout plane (right) for displaying pulmonary artery. A: The left spatially selective inversion slab was carefully positioned in the axial scout plane to be aligned with ventricular septal. B: The right slab was positioned in the coronal to be aligned with the right border of the superior vena cava and inferior vena cava.

1.3　图像处理

       扫描获得原始图像传输至AW4.3 (GE)工作站进行进行最大密度投影（maximum intensity projection，MIP）技术、多平面重组（multiple planar reconstruction，MPR）及容积再现（volume Rendering，VR）后处理。

       通过双盲法由2名放射科医师通过后处理对不同BSP-TI的肺动脉不同级别动脉（①肺动脉主干；②左右主肺动脉主干；③叶间动脉；④段间动脉）图像进行4分法主观评分；评分标准：1：无法诊断（血管不可见）；2：图像可接受（规则但血管边界不锐利，血管信号不均匀）；3：图像好（规则锐利的血管边界，少许边界不规则及轻微的信号不均匀，并少许流动伪影）；4：图像质量非常好（锐利连续血管边界，血管信号均匀，无流动伪影^{[1, 7,8]}。对血管分支级别及评分有争议处，由2名医师通过协商达成一致结论。

       为定量评估不同BSP-TI值对肺动脉与背景之间对比的影响，在轴面原始图像上分别于肺动脉主干、左右肺动脉主干及肺外带肺实质分别放置合适的感兴趣区（直径为5 mm或10 mm）以肺外带作为参考组织（避开血管），比较肺动脉血管信号强度与肺实质的相对信噪比及对比信噪比，相对信噪比=血管信号强度／肺实质std值，对比信噪比=（血管信号强度-肺实质信号强度）／肺实质std值。每个ROI均手动绘制3次并取其算术平均值。

1.4　数据统计与分析

       借助SPSS 17.0软件，计量资料用平均值±标准差表示，组间比较采用单因素方差分析，分别对主观评分、相对信噪比及对比信噪比进行两两比较，P<0.05表示差异有统计学意义。

2　结果

       采用本扫描方法成功完成了13例非对比剂肺动脉成像，其中1名志愿者因情绪紧张呼吸过快、呼吸不规则致检查失败。通过后处理方法对四级肺动脉（肺动脉主干、左右肺动脉主支、叶间动脉、段间动脉）的成像效果分别进行主观评分，其中BSP-TI=700 ms （3.74±0.38、3.69±0.24、3.66±0.26、3.45±0.20）和900 ms （3.76±0.510、3.75±0.20、3.58±0.19、3.36±0.28）得分，均高于BSP-TI=500 ms(3.37±0.51、2.89±0.24、2.63±0.17、1.62±0.51)、1100 ms（3.35±0.69、3.32±0.33、3.09±0.37、2.41±0.63）及1300 ms的得分(2.66±0.56、2.65±0.67、2.35±0.67、1.82±0.81) (P<0.05)，余组间差异无统计学意义。肺动脉干及左、右肺动脉主支图像对比信噪比及相对信噪比BSP-TI= 700 ms （CNR：512.81、469.75、418.63；SNR：529.21、486.15、435.02）高于500 ms(CNR：299.69、300.93、295.68；SNR：309.12、310.21、308.71) (P<0.05)，而与900 ms、1100 ms、1300 ms的差异无统计学意义(P>0.05)（表1，图2）。另外，当BSP-TI=1100 ms及1300 ms时，中央肺静脉及外周小静脉部分信号恢复，产生不同程度的静脉污染（5/13、9/13）。

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图2  分别示28岁男性志愿者（A）及23岁女性志愿者（B）在不同BSP-TI获得的肺动脉冠面MIP血管重建相
Fig. 2  The coronal reconstruction images acquired via pulmonary artery with SLEEK MRA at various BSP-TI. A: PA images acquired using the BSP-TI 700, 900, 1100, 1300 ms respectively on a 28-year-old male volunteer. B: PA images acquired using the BSP-TI 500, 700, 900 and 1100 ms respectively on a 23-year-old female volunteer.

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表1  不同BSP-TI各级动脉的对比信噪比（CNR）及相对信噪比（SNR）
Tab. 1  CNR and SNR with different BSP-TI for different segment pulmonary artery

3　讨论

       肺动脉成像是肺动脉栓塞、肺动脉高压、先天性肺动脉缩窄等肺动脉疾病术前评估的一项必备内容。目前，计算机体层血管成像(CTA)、数字化血管减影技术(DSA)及对比增强磁共振血管成像（CE-MRA）是诊断肺动脉疾病的金标准，但其具有创伤性、电离辐射及对比剂所产生的副作用的缺点^[1,2,4,8,9]。本研究将非对比剂增强磁共振血管成像联合多反转空间标记脉冲技术（SLEEK-MRA）应用于肺动脉成像，并对关键技术参数（血流抑制反转时间）进行优化同时获得最佳图像质量。

       目前应用于临床的NCE-MRA序列如时间飞跃法（TOF）、相位对比法（PC）及3D-SSFP等得到发展及广泛应用，更多应用于头颈血管、腹部血管、四肢血管等^[10,11,12]，仅有个别文献报道利用3D-SSFP序列通过选择合适的反转时间进行肺动脉成像，然而即使选择合适的血流反转时间，却无法高选择性显示肺动脉，同时该方法所获血管图像背景抑制不佳^[11]。而SLEEK序列是一个通过呼吸触发的多反转脉冲空间标记技术^[5,6]，选择性的对血液进行标记，并利用流入增强效应（动脉自旋标记的一种）来显示血管的非对比增强序列，反转带的使用可有效抑制背景肺实质及软组织信号，通过上述反转带放置的方法，上下腔静脉内血流未被反转流入右心房及右心室，进而使得肺动脉主干血流信号成高信号，流入到背景已被抑制的肺野，通过流入增强效应清晰显示肺动脉主干及远端细小分支；左侧反转带的应用亦选择性地反转左心室内血液，使得左心室、主动脉弓血液呈现低信号，避免了左心室及主动脉对肺动脉成像的影响。

       血流抑制反转时间（BSP-TI）是从开始施加反转脉冲到开始信号采集的持续时间，其选择与血液到达目标血管的时间相匹配，目标血管内血流信号显示最佳，肺动脉血流速度快，研究中依次施加500 ms、700 ms、900 ms、1100 ms及1300 ms用以探讨肺动脉成像的最佳BSP-TI，分别对不同BSP-TI获得图像分别进行主观评分及信噪比测定，结果显示BSP-TI=700 ms时可清晰显示中心肺动脉及外周小分支动脉，对所获图像进行三维重建（如MIP、CPR、VR等）可更加清晰显示更远端细小分支动脉（图3）；背景肺实质为含气组织，对反转时间延长组织信号恢复不明显，当选择更长的反转时间（如1100 ms、1300 ms），反转的肺静脉血流信号部分恢复，远端细小静脉及中央肺静脉部分显示，干扰肺动脉血管边缘的显示，影响远端细小肺动脉显示的清晰度，降低对动脉边缘的辨识度（图4），故在非对比增强肺动脉成像研究中选择合适的BSP-TI至关重要。选择更短的反转时间（如500 ms），标记的血流信号不足以充分进入背景抑制区，而仅使得肺动脉干及左右肺动脉主支显示可，远端分支显示欠佳甚至未见清晰显示。

       为确保检查顺利完成并进一步提高图像质量，志愿者扫描前均需要进行呼吸训练，消除紧张情绪，扫描过程中保持一定的呼吸频率及呼吸幅度，减少因呼吸不规则而引起的血管模糊效应。国内外目前尚无将SLEEK-MRA序列成功应用于肺动脉成像的报道，该序列具有针对血流信号三维成像特点，可通过后处理的方法更好地显示血管形态；因其背景组织反转带的应用有效的抑制背景信号，该序列具有良好空间分辨率，使其在血管成像方面具有更加清晰、直观的优势。

       本研究为探索性研究，其局限性在于本研究的样本量偏小，且均为健康志愿者，从伦理学角度考虑，未将成像结果与标准的CTA或DSA作对照，但在主观评分阶段依据的标准为解剖学图像；该实验中亦缺少肺动脉栓塞、肺动脉畸形等疾病的观察，此将在后续的研究中进一步予以完善。

       总之，非对比增强SLEEK-MRA序列应用于肺动脉系统成像研究是可行的，同时该序列具有较好的血管-背景对比，通过合适的参数可清晰显示血管形态。该序列是一种无创、经济、安全的检查方法，使得其血管成像应用范围更广阔，重复性高，具有很大的临床价值，值得进一步研究并临床推广应用。

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图3  示26岁女性志愿者BSP-TI=700 ms时后处理VR图像
Fig. 3  After Subtracting the background organization,volume rendering were performed to show the structure of the pulmonary artery at different angles on a 26-year-old female volunteer (BSP-TI 700 ms).

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图4  A：示BSP-TI=700 ms时左肺动脉分支及局部细节显示图；B：示BSP-TI=1300ms时，外周肺野及中央肺静脉均可见显示（箭）
Fig. 4  A: Show the artery images with the BSP-TI of 700 ms. B: Show partially recovered venous blood which created venous contamination with the BSP-TI of 1300 ms, and the delineation of segmental pulmonary arteries were even sharp enough(arrow).