肺栓塞是具有潜在生命威胁的疾病，需要及时准确的诊断及治疗^[1,2,3]。肺动脉造影一直以来被称为肺栓塞诊断的"金标准"，但是由于其为有创性检查，并要求较高的技术操作水平，使其实施远不能普及^[4]。多排螺旋CT肺动脉造影(CT pulmonary angiography，CTPA)虽广泛应用于临床，但由于其内在局限性，如电离辐射和静脉注射含碘对比剂，使得需要开发其他的成像方法检测肺栓塞^[5]。MR肺动脉血管成像（MR pulmonary angiography，MRPA）是近年来出现的无创性诊断肺动脉栓塞的可靠方法，可以准确描绘肺栓塞的部位及大小，具有较高的敏感性和特异性^[6]。该技术的主要不足在于患者需配合比CTPA更长的屏气时间，图像获取时间相对较长，在MRI环境中难以对病人进行监控^[7]，此外钆对比剂虽然较碘对比剂安全，但仍存在致肾系统性纤维化的风险，无对比剂增强的血管成像技术受到关注^[8,9]。近期研究发现采用空间标记多反转脉冲（applying spatial labeling with multiple inversion pulses sequence，SLEEK）序列无需对比剂可清晰显示肾动脉，扫描时间较短且无需患者配合屏气^[10,11]。笔者尝试将SLEEK序列用于肺动脉成像，比较SLEEK与MRPA对于肺栓塞诊断的相对准确性。

1　材料与方法

1.1　临床资料

       本研究所有受试者在进行MRI检查前均签署知情同意书。纳入标准为CTPA证实存在肺栓塞的患者，并除外无法于CTPA检查48 h内行MRI检查的5例患者，包括3例女性（32~ 61岁，平均年龄45岁），以及2例男性（46~ 58岁，平均年龄52岁）。2014年2月至2014年6月连续搜集CTPA证实存在肺栓塞并于48 h内（在此间隔时间内所有患者的病情无明显改变）行MRI检查的患者，最终共26例符合纳入标准，其中男15例（26~ 65岁，平均年龄52岁），女11例，(29~ 62岁，平均年龄44岁)。症状包括下肢胀痛（12例）、胸闷气促（11例）、心慌(5例)、咳嗽（5例）、头晕（4例）、腹痛（3例）、休克(2例)、胸痛（1例）、乏力（1例）、咯血（1例）。

1.2　检查前准备

       检查前对被试者进行呼吸训练，在检查过程中保持呼吸频率和幅度均匀，避免深度呼吸。语音提示屏气时，能坚持屏气18 s。

1.3　成像方法

1.3.1　CTPA成像方法

       采用Discovery CT750进行检查。患者检查前均训练屏气，取仰卧位，扫描定位像，于气管分叉下扫描一层监测层面，将监测点置于肺动脉主干区域，静脉团注对比剂（碘海醇270 mg/ml，40 ml）并用生理盐水冲管，流率均为4.5 ml/s，采用对比剂自动跟踪技术，阈值设为50 HU。从头侧向足侧行肺动脉期增强扫描，扫描参数：80 kv，350 mA，螺距1.375:1，层厚0.625 mm，间隔0.625 mm，距阵512 × 512，整个扫描时间约2.5 ～3.0 s。

1.3.2　SLEEK成像方法

       应用1.5 T MR扫描仪（HDxt，GE）进行冠状面SLEEK MRA扫描，梯度场切换率为150 mT·m^-1·ms^-1，最大梯度场强为45 mT/m，采用8通道心脏专用相控阵线圈包绕患者胸部的腹侧和背侧。图像采集时患者处于仰卧位，手臂向上举至头顶，使用呼吸门控技术以减少呼吸伪影。扫描参数为：反转角75° ，NEX为0.79，TR 3.8 ms，TE 1.9 ms，BSP TI 700~ 1500 ms，矩阵224 × 256，FOV 40 cm × 32 cm，层厚2 mm，接收带宽±125 kHz，敏感因子为2，当呼吸频率在15次／min以下时呼吸间隔设为1，当呼吸频率在15次/min以上时，呼吸间隔设为2。

       两条反转带反转除右室和上下腔静脉之外的其他胸腔组织。左侧反转带在轴面平行于室间隔，右侧反转带在冠状面对其上腔静脉（superior vena cava，SVC）和下腔静脉（Inferior vena cava，IVC）的右缘。SLEEK MRA序列获取时间约3 min，检查时间与患者的呼吸频率以及扫描覆盖范围有关^[12]。在SLEEK MRA扫描过程中，患者需保持均匀呼吸以确保触发在相同呼吸波水平。

1.3.3　MR-PA成像方法

       平扫扫完后立即进行增强MRPA的扫描，采用MRI专用双筒高压注射器经肘静脉注入对比剂钆贝葡胺（Gd-BOPTA 0.1 mmol/kg），流率2 ml/s，之后以相同流率注人15 ml生理盐水。注药后立即启动肺动脉扫描。层厚4.0 mm，频率编码272，相位编码192，TR 3.1 ms，反转角15° ，并行采集加速因子为1.78，带宽83.33 Hz。扫描过程中患者需屏气减少运动伪影，每次屏气时间约18 s。

1.4　图像分析

       扫描完成后，将横断面图像传输至专用后处理工作站（ADW 4.5，GE）进行容积再现（volume rendering，VR）、平面重建（multiple planner reconstruction，MPR）、多平面容积重建（multi-planar volume reconstruction，MPVR）等后处理技术分析。肺栓塞定义为肺动脉管腔内充盈缺损，部分或全部堵塞肺动脉。肺栓塞阴性的结果定义为在三种成像方式中均未显示出充盈缺损。如果肺栓塞位于肺动脉分叉区域，选择记录更广泛受累的肺动脉。段和亚段的肺栓塞根据所在肺叶肺动脉分布区域进行分类。

       CT肺动脉血管成像：2名未知MRI结果的胸部放射科医师（分别具有7年和10年肺动脉CT工作经验）对每个CT肺动脉血管成像进行回顾性分析，详细记录每个肺动脉解剖区域出现的栓塞，将结果作为参考标准。

       MRI：另外2名放射科医师（分别有5年和20年以上胸部MRI工作经验）在未知CT结果的情况下，独立分析两种MRI序列中肺栓塞的部位（分析两种序列最小时间间隔为48 h），按标准形式记录。

1.5　统计学分析

       应用SPSS软件进行数据分析。评价MRI诊断肺栓塞的敏感性、特异性，准确性以及阳性预测值（positive predictive value，PPV）和阴性预测值(negative predictive value，NPV)。用χ²检验连续性校正公式比较增强MR肺动脉血管成像和非增强SLEEK MR肺动脉血管成像对于每个肺区域诊断的准确性。P<0.05考虑为具有统计学意义。Kappa值为评价2名放射科医师一致性的指标，<0.2为一致性不佳，0.21~ 0.40为一致性一般，0.41~ 0.60为中等一致性，0.61~ 0.81为一致性良好，0.81~ 1.0为一致性非常好。

2　结果

       26例患者行1.5 T MRI检查，男15例（26~ 65岁，平均年龄52岁）；女11例，(29~ 62岁，平均年龄44岁)。CTPA与MRPA检查间隔时间平均为30.3 h(24~ 46 h)。患者MRI检查平均扫描时间为(20±5) min。26例患者CTPA共发现163个肺动脉栓塞，58.3% (95/163)栓塞在下叶，10个栓塞位于肺叶肺动脉，55个栓子位于肺段肺动脉（图1，图2），98个栓子位于亚段肺动脉（图3）。其中有3例患者CTPA示存在孤立的亚段肺栓塞。

       CT作为参考标准，将MRI结果按血管区域进行记录（表1）。比较两种MRI诊断肺栓塞的准确性（表2）。CT共发现163个栓子，增强MR肺动脉血管成像发现121个栓子（包括4个假阳性栓子），非增强SLEEK MR肺动脉血管成像发现123个栓子（包括2个假阳性栓子）。两种MRI技术之间准确性差异不具有统计学意义。每个血管解剖区域两种MRI之间比较，P>0.05。CT发现的肺栓塞中共有46个肺栓塞在增强MR肺动脉血管成像上为阴性：其中11个为肺段动脉分支，35个出现在亚段分支。CT发现的肺栓塞共有42个肺栓塞在非增强SLEEK MR肺动脉血管成像上为阴性：其中10个为肺段动脉分支，32个出现在亚段分支。3例CTPA示孤立性亚段肺栓塞的患者，MRI诊断出1例。2名阅片的放射科医师之间一致性良好(k=0.87)。

       肺动脉栓塞的发现与栓塞的肺动脉节段水平有关（表3）。增强MR肺动脉血管成像正确诊断117个肺动脉栓塞，分布于63个肺叶区域，10个位于肺叶肺动脉，44个位于肺段肺动脉，63个位于亚段肺动脉。非增强SLEEK MR肺动脉成像正确诊断121个肺动脉栓塞，分布于67个肺叶区域，10个位于肺叶肺动脉，45个位于肺段肺动脉，66个位于亚段肺动脉。从表3可以发现：增强MR肺动脉血管成像敏感性由100%（肺叶肺动脉）降至80.0%（肺段肺动脉）降至64.3%（亚段肺动脉）；非增强SLEEK MR肺动脉成像敏感性由100%（肺叶肺动脉）降至81.8%（肺段肺动脉）降至67.3%（亚段肺动脉）。

       值得注意的是，所研究的肺栓塞患者中有1例MRPA清晰显示存在右肺与下腔静脉交界处血栓，但由于CTPA下腔静脉内无造影剂填充，无法显示栓塞征象，故CTPA未提示该部位存在栓塞。另1例患者CT诊断右中肺动脉栓塞，右肺动脉主干栓塞可疑。24 h后行MR扫描，非增强SLEEK肺动脉血管成像及增强MR肺动脉血管成像均未见栓塞可疑。查阅临床资料患者D-二聚体正常，存在肺动脉高压和房颤。与临床沟通后患者再次行CTPA扫描，未见栓塞征象，怀疑有可能第一次CT扫描时对比剂不均产生伪影。

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图1  男，65岁，下肢肿胀1周入院，B超示下肢深静脉血栓。肺动脉栓塞（箭）位于左下肺动脉。CT肺动脉血管成像（A）；非增强SLEEK MR肺动脉成像（B）；增强肺动脉血管成像（C）。三种成像方式均能清晰显示肺动脉栓塞，栓塞的大小、范围、栓塞的程度均较一致
图2  男，50岁，胸闷心慌10 d入院。CT肺动脉血管成像示栓塞（箭）位于右中肺动脉（肺段肺动脉）(A)；SLEEK MR肺动脉血管成像示栓塞与血管壁的对比良好（B）；增强MR肺动脉血管成像示右中肺动脉管腔内小的充盈缺损，提示栓塞（C）
图3  男，59岁，呼吸急促、屏气困难。CT肺动脉血管成像示栓塞（箭）位于左下肺动脉分支（亚段肺动脉）(A)；CT肺动脉血管成像（VR重建）示左下肺动脉亚段分支栓塞（B）；SLEEK MR肺动脉血管成像通过呼吸促发技术，扫描时患者可自由呼吸，图像清晰显示左下肺动脉外基底段栓塞（C）；增强MR肺动脉血管成像受呼吸运动伪影影响，图像质量不佳，难以判断有无肺动脉栓塞（D）
图4  比较CE-MRA与SLEEK诊断不同阶段水平肺栓塞的敏感性
Fig. 1  Male, 65 years old, swelling in the left leg, ultrasound showed thrombosis of the deep leg veins. Pulmonary embolus (arrows) at left lower lobe. CT pulmonary angiography (A). UnenhancedUnenhancedV SLEEK pulmonary angiography(B). Contrast enhanced MR pulmonary angiography(C). These three techniques can all reflect pulmonary embolus clearly. We can see that, the size,scope and degree of PE keep good concordance.
Fig. 2  Male, 50 years old, flustered, chest tightness for 10 days. CT pulmonary angiography: pulmonary embolus (arrows) at right middle lobe (segmental arteries) (A). Unenhanced SLEEK pulmonary angiography: good contrast between pulmonary embolus and artery signal (B). Contrast enhanced MR pulmonary angiography: there is a subtle filling defect of the vessel lumen correlating to the thrombus (C).
Fig. 3  Male, 59 years old, with tachypnea and limited breath-hold ability. CT pulmonary angiogram shows thrombus (arrows) in the left lower lobe pulmonary arterial branch (subsegmental arteries)(A). Volume rendering image shows a intraluminal filling defect (arrows) in the subsegmental branch of the left lower pulmonary arteries (B). Unenhanced SLEEK pulmonary angiography, which is acquired with respiratory triggering while the patient is permitted to breathe freely, reflect pulmonary embolus clearly (C). MR pulmonary angiography is degraded by respiratory motion, limiting evaluation (D).
Fig. 4  Compare the diagnostic sensitivity of SLEEK MRA and CE-MRA for detection of pulmonary embolism according to pulmonary artery level.

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表1  CE-MRA与SLEEK诊断肺动脉栓塞分区分析(％，例)
Tab. 1  Summary statistics for CE-MRA and SLEEK MRA detection of pulmonary emboli according to pulmonary artery segment (%, n)

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表2  CE-MRA与SLEEK诊断肺栓塞按肺区域及栓子统计(％，例)
Tab. 2  Summary statistics for CE-MRA and SLEEK MRA detection of pulmonary emboli on a per-lobes and per-embolus basis (%, n)

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表3  CE-MRA与SLEEK MR诊断不同肺动脉节段水平的肺栓塞(％，例)
Tab. 3  Diagnostic performance of SLEEK MRA and CE-MRA for the detection of pulmonary embolism according to pulmonary artery level (%, n)

3　讨论

       肺栓塞MRI前瞻性多中心临床试验PIOPEDⅢ^[13]，统计传统肺动脉血管成像方法诊断肺栓塞的敏感性和特异性。PIOPED Ⅲ研究示不同中心敏感性在45%～100％之间，平均值约78%。但是PIOPED III研究只使用了一种MRI技术，使用不同的对比剂剂量以及不同的MR场强（1.5 T和3.0 T）。这种异质性因素导致不同中心检查结果差异较大以及大量MRI检查技术失败。因此有必要规范MRI检查方案，改善肺栓塞检查，比较不同MRI技术以提供更多不同检查方法的可能。目前已有研究将SLEEK技术用于肾血管的显示^[10,11]，以及正常志愿者肺动脉的显示，但尚未有报道将其用于诊断肺动脉栓塞。我们的研究以CTPA作为参考标准，显示出非增强SLEEK MRI诊断肺栓塞具有很高的敏感性和特异性，结果与通常使用的增强MRPA相似。

3.1　影响诊断的三个方面

3.1.1　栓塞肺动脉的级别

       Oudkerk等^[14]前瞻性研究发现，MRA对于独立亚段、段和中央肺叶动脉栓塞的敏感性分别为40%、84％和100%。得出MRA对于段或大肺动脉栓塞的诊断具有很好的敏感性和特异性，诊断孤立的亚段肺栓塞不具有可靠性的结论。本研究中发现增强MR肺动脉血管成像独立诊断亚段、段和中央肺叶动脉栓塞的敏感性分别为64.3%、80.0%和100%；非增强SLEEK MR肺动脉成像独立诊断亚段、段和中央肺叶动脉栓塞的敏感性分别为67.3%、81.8%，100%（图4）；3例孤立性亚段肺栓塞的患者MRI仅诊断出1例，与Oudkerk等^[14]的结论较为一致。

3.1.2　栓塞的部位

       栓塞的部位可能与发现肺栓塞的检出率有关联。Kalb等^[15]采用三种不同的MRI序列扫描肺栓塞的患者，发现与其他血管区域相比较，所有MRI序列中栓塞检出率最低的是舌叶分支(P=0.07)。假定和该部位血管分布的几何学有关，心脏以及呼吸伪影也对其有影响。本研究中增强MR肺动脉血管成像检出率舌叶分支最低(50.0%)，非增强SLEEK MR肺动脉成像舌叶分支检出率（62.5%）高于左肺上叶(57.1%)。是否由于SLEEK序列采用呼吸触发技术，减少了呼吸伪影使舌叶检出率提高，仍有待更大样本的研究证实。两种MRI序列双肺下叶肺动脉栓塞诊断的检出率均较上叶肺动脉高，提示栓塞的部位与肺栓塞检出率仍可能存在关联。

3.1.3　患者呼吸和屏气的配合

       图像质量受呼吸和屏气的影响大。呼吸平稳，呼吸频率在9~ 18次／min的患者采用非增强SLEEK序列图像质量好，诊断准确性高。呼吸不规则，呼吸频率变化大的患者则伪影较重，诊断准确性较低。屏气配合佳的患者增强MR肺动脉血管成像效果好，屏气不佳的患者增强MR肺动脉血管成像呼吸伪影重，图像质量差。因此对于呼吸平稳但屏气不佳的患者SLEEK序列相较于增强肺动脉血管成像具有更好的成像效果（图3），对于呼吸频率变化大但屏气配合的患者，增强肺动脉血管成像效果优于SLEEK序列。对同一个患者而言，两种成像序列相互补充，提高诊断效率。

3.2　MR肺动脉血管成像的优势

3.2.1　CE-MRA与CT相比优势

       (1)无电离辐射：治疗后需多次复查肺动脉栓塞情况，行CT检查会产生较大的辐射剂量。患者稳定的情况下行MRI检查，能有效减少电离辐射的损害。特别对于产妇和小儿，尽量避免或减少辐射剂量将使他们受益^[16]。(2)无需使用含碘对比剂：增强MR肺动脉血管成像采用钆对比剂，比碘对比剂更少致肾功能损害^[17]。碘过敏的患者仍可尝试使用钆剂做增强MR肺动脉血管成像。(3)上、下腔静脉：行CT肺动脉血管成像时，有可能造成上、下腔静脉对比剂浓度过高或无对比剂填充的情况。过高的对比剂浓度或无对比剂填充均会掩盖栓塞征象，导致漏诊^[18]。本研究中即有1例下腔静脉与右房连接处栓子CT无法显示，MRI却能清晰的显示。(4)注射速度：CT注射时速度较快(4.5 ml/s)，对比剂黏滞度高，若扫描过早，对于血流动力学情况复杂的患者（如肺动脉高压、房颤等）可能会造成伪影。增强MR肺动脉血管成像注射速度较慢(2.0 ml/s)，一方面注射时患者较为安全，另一方面也减少团注时可能造成的伪影。

3.2.2　SLEEK与CE-MRA相比优势在于

       (1)无需使用对比剂：CE-MRA采用钆对比剂，存在致肾纤维化的风险。SLEEK序列无需使用对比剂即可清晰显示肺动脉血管及肺动脉栓塞，可完全避免注射对比剂造成的不良反应，将极有益于孕妇、儿童、肾功能不全或其他无法使用对比剂的患者。同时，无对比剂避免了对比剂不均造成伪影的可能，提高诊断准确性。此外，无需使用对比剂还能减少患者承担的费用。(2)无法配合屏气的患者：非增强SLEEK技术采用呼吸触发技术，无需屏气即可完成图像采集。对于无法屏气或屏气不佳的患者可显著减少运动伪影（图3）。(3)SLEEK可完全抑制静脉信号：CT和增强MR肺动脉血管成像有可能存在扫描时抓期不准导致静脉污染的情况，非增强SLEEK技术用饱和带完全抑制肺静脉信号，因此无静脉干扰导致的伪影。(4)多参数和可重复性：SLEEK获取时间相对较短（2 min52 s至3 min39 s），并可进行多平面（本研究中采用冠状面、轴面）多参数（不同BSP-TI时间）成像。以往的研究发现正常志愿者采用BSP-TI：700~900 ms时肺动脉图像质量最佳^[12]，但是肺栓塞患者较正常志愿者更为复杂，受肺部感染、胸腔积液、肺膨胀不全、血流缓慢等因素的影响，需调整BSP TI值以获得最佳图像质量。SLEEK序列扫描过程中不受注射时间限制，可反复多次扫描，即使患者在一次扫描过程中配合不佳，也可再次扫描进行弥补。

3.3　本研究的局限性

       本研究的局限性在于：(1)研究样本量较少，限制了结果的广泛性。但是本研究包括26例肺栓塞患者，208个肺叶163个栓子，已足够用于统计分析。选用对每个栓子进行分析可帮助减少研究的样本量，使得MRI技术之间具有可比性。(2)所有的病例均为CT肺动脉血管成像诊断为肺栓塞的患者，因此限制了测量敏感性，且无法得知在非肺栓塞人群中的诊断结果。但本研究在于测量MRI技术间相对的敏感性和特异性，只观察肺栓塞患者，可显著减少研究的样本量。(3)在CTPA和MRI检查之间存在平均30.3 h延迟，在此期间，所有肺栓塞患者均已接受抗凝治疗，有可能行MRI检查时栓塞减小减少，也有发生再栓塞的可能，因此仍需动物实验进一步证实。

       本研究以临床研究和技术革新为基础，采用CT肺动脉血管成像作为参考标准，比较两种MRI技术对于肺栓塞的诊断。在这个小型队列研究中，笔者发现增强MR肺动脉血管成像与非增强SLEEK MRI肺动脉血管成像诊断肺栓塞均具有较高的敏感性和特异性，且观察者间一致性好。非增强SLEEK序列无电离辐射、无需使用对比剂、无需患者配合屏气，增加了患者的适用范围，为临床提供了另一种可能的诊断方式。