張繼,趙小二,吳慧,夏金翔,連虎
安徽醫(yī)科大學附屬合肥醫(yī)院 合肥市第二人民醫(yī)院MRI科,合肥 230011
糖尿病足(diabetic foot,DF)是糖尿病綜合因素所致足和(或)下肢組織靜息痛、潰瘍、壞疽等病變總稱。其中下肢動脈病變(lower extremities arterial disease,LEAD)導致缺血在DF的發(fā)病中起到十分重要的作用[1]。LEAD主要表現(xiàn)在膝關節(jié)腘動脈以下部位[2]。DSA是診斷LEAD的“金標準”,而對于DF的LEAD,行DSA檢查要受到許多因素影響:(1)DF的LEAD主要表現(xiàn)為多發(fā)節(jié)段性狹窄或閉塞,這使得DSA檢查中碘對比劑通過阻力增加、血流速度減慢、對比劑稀釋,導致遠端目標血管顯示不確定。(2)操作時間長、創(chuàng)傷性及對比劑刺激引起足部疼痛加重及不良的并發(fā)癥。(3)DSA對足 背動脈顯示較差[3]。三維動態(tài)增強磁共振血管成像(3D CE-MRA)彌補了以上DSA缺點外,一次掃描可獲得兩側血管,從而利于對比分析LEAD,而且結合MRI平掃,可了解DF周圍軟組織和骨質改變,有望取代DSA來明確血管閉塞部位、程度及范圍。采用MRI血管造影檢測下肢動脈病變,既往已有文獻報道,由于受到采集速度、掃描范圍及成像效果等技術原因限制,大范圍、高分辨率成像仍存在一定問題。臨床上仍多采用CTA進行下肢動脈成像,主要是因為CTA掃描范圍大、成像速度快,圖像質量高。筆者采用3D CE-MRA行大范圍下肢動脈成像并與DSA行對照研究,探討其對DF的LEAD的優(yōu)越性。
搜集2010年10月至2013年1月15例懷疑有糖尿病足患者行3D CE-MRA,年齡43~88歲,男12例,女3例,平均年齡67歲。臨床癥狀表現(xiàn)為下肢疼痛、腫脹11例,伴間歇性跛行者5例,足趾壞疽2例,足背搏動減弱、皮溫減低5例,均有糖尿病史,合并有高血壓8例。3D CE-MRA檢查后1周內均行DSA檢查。
15例患者均采用德國siemens 1.5 T Magnetom Avanto型磁共振掃描機,聯(lián)合使用外周血管線圈、體部線圈及頭脊柱線圈采集從腹主動脈下段至足背動脈的圖像數(shù)據(jù)。每段掃描序列,主要參數(shù)均為FOV 500 mm×500 mm,層厚 7.0 mm,TR 3.95 ms,TE 1.98 ms,激勵次數(shù) 1。先從足部開始,分小腿、大腿、下腹部三段進行預掃描。預掃描結束,分別copy并行位置適當調整后,按上述三段順序掃描蒙片,然后將對比劑適時跟蹤序列定位于腹主動脈層面,打開適時跟蹤小窗口,靜脈推注對比劑(釓雙胺30 ml,流速4 ml/s)。觀察對比劑在腹主動脈顯現(xiàn)并漸濃時,點擊中斷適時跟蹤程序,設備將按下腹部、大腿、小腿三段進行自動步進式掃描,所采集的數(shù)據(jù)自動與蒙片進行減影得到三段血管圖像。
利用3D后處理組合功能將三段血管組合成自下腹部至足部的完整血管圖像,獲得自腹主動脈至足背動脈的全景圖像。也可以對3段靶血管增強前后減影數(shù)據(jù)分別進行 3D MIP 重組,并從左至右以 15°間隔旋轉 180°,獲得靶血管多角度 3D 圖像。1周后15例患者18側均行DSA檢查。
經(jīng)過MIP重建、多角度旋轉,2名影像學專家采用雙盲法評估CE-MRA圖像。主要觀察下肢血管6節(jié)段(股動脈、腘動脈、脛前動脈、脛后動脈、腓動脈、足背動脈)(圖1)。在MIP圖像上每段血管的狹窄程度被分為3級:A級(正常/狹窄程度<50%),血管管徑輪廓正常或輕度不規(guī)則;B級(狹窄程度≥50%未閉塞),血管管徑中重度狹窄、變細,但無節(jié)段性血管信號缺損;C級(閉塞),血管未見顯示,其遠端無血流信號。觀察狹窄的程度、范圍、側支血管及鄰近軟組織有無異常,并與DSA結果對比。
采用SPSS 18.0統(tǒng)計軟件包分析數(shù)據(jù),對3D CE-MRA與DSA所顯示血管病變及狹窄程度均作一致性對比分析,使用Kappa法檢驗,P<0.05被認為差異有統(tǒng)計學意義。Kappa值≥0.75,兩種檢查技術一致性較好,Kappa值在0.75與0.4之間,兩種檢查方法一致性一般,Kappa值≤0.4,兩者一致性較差。
15例DF患者行3D CE-MRA檢查后,經(jīng)減影、MIP后處理后獲得的足以影像診斷的6段主要下肢動脈,顯示率達100%。CE-MRA可清晰的顯示下肢動脈正常解剖結構和狹窄部位、范圍、程度(圖2,3 )。
15例患者(18條腿) 1個月內行DSA,每腿按六個節(jié)段,即股動脈、腘動脈、脛前動脈、脛后動脈、腓動脈、足背動脈,選取共109段DSA顯示清晰的動脈段。將狹窄程度<50%歸為正常,狹窄≥50%或閉塞歸為病變(對于段中存在多處狹窄,取其級別最重的狹窄進行比較)。DSA與3D CEMRA對15例DF患者LEAD評價與對比(表1)
表1 DSA與3D CE-MRA對15例DF患者LEAD節(jié)段結果評價與對比(個)Tab.1 Comparison and assessment of severity of LEAD of 15 DF patients indicated by DSA and 3D CE-MRA (section)
圖1 下肢動脈部位及節(jié)段劃分。1:股深動脈;2:股動脈;3:腘動脈;4:脛前動脈;5:腓動脈;6:脛后動脈;7:足背動脈 圖251歲男性DF患者,CE-MRA圖像顯示雙側脛前動脈、脛后動脈多發(fā)輕度狹窄(箭) 圖384歲男性DF患者。A:CE-MRA圖像雙側股動脈中上段節(jié)段性閉塞,周圍可見側支循環(huán)形成(箭)。B:右腿股動脈相應DSA顯示與CE-MRA一致。C:62歲男性DF患者截肢術后DE-MRA顯示右側下肢動脈遠端側支血管大量開放,雙側足背動脈弓未見顯示(箭)Fig.1 Division of lower extremity artery parts and segments.1: Deep femoral artery.2: Femoral artery.3: Popliteal artery.4: Anterior tibial artery.5:Peroneal arter.6: Porsterior tibial artery.7: Dorsalis pedis artery.Fig.2 Multiple mild stenosis of bilateral posterior and anterior tibial artery indicated by CE-MRA.One 51 DF patient (arrows appear stenosis). Fig.3 One 84 man with DF.A: CE-MRA shows segmental block of the upper and middle of bilateral femoral artery and collateral circulation (arrows).B: Right femoral artery showed with DSA were consistent with CE-MRA.C: Abundant collateral circulation vessels developed near the right distal lower extremity artery, arcus dorsalis pedis not display (arrow), one DF patient after amputation.
圖4 M81歲男性DF患者,A、B:3D CEMRA和減影圖,右側股動脈下段、腘動脈下段見局限性狹窄,狹窄程度大于50%(箭);并見左側股動脈上段長約9 cm節(jié)段性閉塞(箭頭);C:DSA示右側股動脈、腘動脈狹窄范圍、程度與3D-CEMRA和減影圖一致(箭);D:左側股動脈局部顯影變淡,未閉塞(箭頭) 圖564歲女性DF患者。A:3D CE-MRA示右側股動脈下段長約6 cm節(jié)段閉塞,側支循環(huán)形成;B:DSA示右側股動脈下段閉塞范圍、側支循環(huán)建立與3D-CEMA一致(箭)Fig.4 One 81 man with DF.A, B: 3D CE-MRA and subtration angiography shows >50% focal stenosis of lower of right femoral artery and popliteal artery(arrows), about 9 cm segmental block in left femoral artery (arrow head).C: The result of DSA was consistent with 3D CE-MRA.D: DSA shows focal left femoral artery imcompletely (arrow head). Fig.5 One 64 female with DF.A: 3D CE-MRA shows about 6 cm segmental block of lower of right femoral artery and collateral circulation.B: The result of DSA was consistent with 3D CE-MRA (arrow).
以DSA結果為“金標準”,CE-MRA對DF患者的LEAD的敏感性、特異性分別為98.0%、96.7%,陽性率、陰性率分別為96.0%、98.3%;假陽性、假陰性分別為3.3%,2.0%。
3D CE-MRA與DSA兩種檢查方法對股動脈、腘動脈、脛前動脈、脛后動脈、腓動脈、足背動脈病變評價的一致率分別為88.9%、94.4%、83.3%、83.3%、94.4%、100%(圖4)。
將每段血管的狹窄程度被分為:A級(正常/狹窄程度<50%)、B級(狹窄程度≥50%)、C級(閉塞)3個級別。3D CE-MRA 與DSA對15例DF患者的LEAD狹窄程度的評價與對照(表2)
以DSA結果為“金標準”,CE-MRA對下肢動脈不同狹窄程度A、B、C級敏感性分別為96.7%、80.0%、84.6%,特異性分別為98.0%、92.9%、97.1%;;假陽性率分別為2.0%、7.07%、2.9%;假陰性率分別為3.3%、20%、15.4%。仍以DSA結果為“金標準”,用Kappa一致檢驗分別比較兩種檢查方法對血管狹窄程度A、B、C3級的一致性。結果:(1)對于A級Kappa值為0.94>0.75,P<0.05,認為DSA與CE-MRA兩種檢查技術對A級評價一致性較好。(2)對于B級Kappa值0.608<0.75而>0.4,P<0.05,認為兩種檢查技術對B級判斷一致性一般。(3)對于C級Kappa值為0.84>0.75,P均<0.05,認為兩種檢查技術對C級判斷一致性較好(圖5)。
表2 CE-MRA與DSA對15例DF患者的LEAD狹窄程度的評價與對照(個)Tab 2 Comparison and assessment of serious grades of LEAD of 15 DF patients indicated by DSA and 3D CE-MRA(section)
糖尿病外周血管病變是DF重要發(fā)病機制之一[4],動脈狹窄或閉塞導致足部缺血、壞疽、潰瘍和骨髓炎,致殘和致死性很強,并且年齡大于65歲風險增大。因此尤其高齡糖尿病早期被明確LEAD部位、范圍、狹窄程度對及時診斷和治療DF至關重要[5]。DSA雖為“金標準”,但由于有創(chuàng)傷、有輻射、時間長、腎毒性、對多發(fā)重度狹窄遠端目標血管及足部動脈顯示不如3D CE-MRA[6]。CTA可以從任意角度觀察血管狹窄程度,不但能采用CTVE觀察動脈血管腔內的病變,還可以很好顯示出動脈血管壁鈣化或斑塊等,此外還可以提供支架及血管外結構的信息。Jurgen等[7]對39例下肢動脈病變的患者行CTA檢查并和DSA結果進行比較,CTA的特異性、敏感性為97%、96%,因此有學者認為CTA應作為評估血管病變的首選方法。王朝陽[8]將31例2型糖尿病伴下肢動脈病患者CTA影像與其DSA對比,總符合率93.15%,股動脈、腘動脈、脛前動脈、脛后動脈、腓動脈、足背動脈符合率分別為100%、100%、96.77%、90.32%、87.09%、77.42%。本研究15例(18條腿)DF患者下肢動脈血管CE-MRA圖像質量好,能清晰顯示血管輪廓、病變血管狹窄部位、范圍及狹窄程度。15例CE-MRA對下肢動脈病變的檢出以及對病變血管狹窄程度的判斷,與DSA一致性很高; CE-MRA對DF患者的LEAD的特異性、敏感性分別為96.7%、98.0%,與DSA總符合率89.9%,對股動脈、腘動脈、脛前動脈、脛后動脈、腓動脈、足背動脈病變符合率分別為88.9%、94.4%、83.3%、83.3%、94.4%、100%,與有關文獻報道[9-10]一致。CE-MRA對下肢動脈病變評估有很高可靠性[11-13]。從以往報道中CTA對下肢動脈病變診斷的特異性、敏感性,與DSA相比各節(jié)段符合率可知,與3D CE-MRA相差不大,而CTA仍有X線輻射、碘劑過敏及腎功能損害危險因素等缺點, 3D CE-MRA有望成為評估血管病變的篩查手段。
在109個可比動脈節(jié)段中,CE-MRA對98個節(jié)段評估與DSA一致,總符合率達89.9%;7個節(jié)段狹窄被高估(6.4%),(圖4左側股動脈上段3D-CEMRA高估為閉塞),CE-MRA更容易高估動脈狹窄,可能因其空間分辨率較DSA明顯減低,且以后處理重建圖像為診斷依據(jù),缺乏軸位檢查圖像評價[14];3個節(jié)段狹窄被低估(2.8%),考慮為血管彌漫性狹窄導致低估狹窄程度;其側支循環(huán)可延遲顯示閉塞遠端的血管,導致誤診為該血管未閉塞;部分節(jié)段重建角度觀察欠全面[14]。 CEMRA對下肢動脈狹窄的“低估”可能正是其優(yōu)勢之一,本文中3個節(jié)段。本文中1個動脈節(jié)段在DSA中未顯影,而在CE-MRA圖像表現(xiàn)為閉塞伴側支動脈形成,1個動脈節(jié)段DSA顯示多發(fā)節(jié)段性閉塞,而在CE-MRA圖像上顯示多發(fā)輕重度狹窄,但血流信號是連續(xù)。這種現(xiàn)象可能因為血流通過多處重度狹窄,血流阻力增加,導致對比劑減慢、稀釋,故不能顯示狹窄遠端血管。
總之,3D CE-MRA與DSA有很好的一致性,雖無法避免假陽性和假陰性,但CE-MRA敏感性、特異性很高且有無創(chuàng)傷性、無輻射、無腎毒性等優(yōu)勢。因此筆者認為3D CE-MRA是DF下肢動脈病變的重要檢查方法。
[References]
[1]Arana- Conejo V, Domingo Méndez J.Physiopathology of vascular complications of diabetic foot.Gac Med Mex, 2003, 139(3): 255-264.
[2]Wu BY, Yuan SY.the clinical manifestation and characteristics of peripheral vascular disease with diabetes mellitus.Clin Med Chin,1999, 15(4): 308-310.武寶玉, 袁申元.糖尿病下肢動脈血管病變的特點及臨床評價.中國綜合臨床, 1999, 15(4): 308-310.
[3]Zhang L, Jin Z, Xu ZR.the clinic Value of MRA in diagnosis diabetic foot and lower limb artery lesions.Chin J Clin Rehabilition, 2004,18(8): 3626-3627.張磊, 金真, 許樟榮.磁共振血管造影對糖尿病足及下肢動脈病變的診斷價值.中國臨床康復, 2004, 18(8): 3626-3627.
[4]LoGerfo FW, Gibbons GW.Vascular disease of the lower extremities in diabetes Mellitus.Endocrinol Metab Clin North Am, 1996, 2 5(2):439-445.
[5]Dorweiler B, Neufang A, Kreitner KF, et al.Magnetic resonance angiography Unmasks reliable target vessels for pedal bypass grafting in patients with diabetes mellitus.J Vasc Surg, 2002, 35(4): 766-772.
[6]Cronberg CN, Sjoberg S, Albrechtsson U, et al.Peripheral arterial disease: contrast-enhanced 3D MR angiography of the lower leg and foot compared with conventional angiography.Acta Radiological,2003, 44(1): 59-66.
[7]Jurgen K, Bernhard BA.Aortoiliac and lower extremity arteries assessed with 16-detector row CT angiography: prospective comparison with digital subtraction angiography.Radiology, 2005,236(4): 1083-1093.
[8]Wang CY.Evaluation on clinical application of CT angiography in the diagnosis of diabetic lower extremity artery diseases.Pract J Med Imaging, 2011, 12(2): 104-106.王朝 陽.CTA診斷糖尿病下肢動脈病變的臨床應用評價.實用醫(yī)學影像雜志, 2011, 12(2): 104-106.
[9]Heijenbrok-Kal MH, Kock MC, Hunink MG.Lower extremity arterial disease: multidetector CT angiography meta-analysis.Radiology,2007, 245(2): 433-439.
[10]Wang H, Wang BY.Advances in imaging diagnosis research.Chin Gener Pract, 2010, 13(8B): 2543-2546.王華, 王伯胤.糖尿病足下肢動脈病變影像學診斷研究進展.Chin Gener Practi, 2010, 13(8B): 2543-2546.
[11]Guo J, Wang XC, Zhang H, et al.3D CE-MRA for lower extremity arteriosclerosis obliterans collateral circulation.Chin J Magn Reson Imaging, 2012, 3(3): 200-203.郭娟, 王效春, 張輝, 等.三維動態(tài)增強MR血管成像在顯示下肢動脈硬化閉塞癥側支循環(huán)形成中的應用價值.磁共振成像, 2012,3(3): 200-203.
[12]Sun HH, Liu XA, Shi ZY.3D-MRA in clinical application of lower extremity vascluor disease.Chin J Magn Reson Imaging, 2012, 3(4):278-281.孫紅海, 劉新愛, 史志勇.MR三維動態(tài)增強成像在下肢動脈血管的臨床應用.磁共振成像, 2012, 3(4): 278-281.
[13]Chen B.Analysis of 65 lower limb vascular images of three dimensional dynamic enhanced magnetic resonance.Pract J Clin Med,2013, 10(4): 101-102.陳標.三維動態(tài)增強磁共振血管成像診斷下肢血管病變65例分析.實用醫(yī)院臨床雜志, 2013, 10(4): 101-102.
[14]Ying Q, Peng ZY, Fan SF, et al.Magnetic resonance time-resolved imaging of contrast kinetics in diagnosis of lower extremity arterial disease in diabetic foot: a comparative study with DSA.Chin J Med Imag Technol, 2010, 26(8): 1466-1469.應琦, 彭志毅, 樊樹峰, 等.MR時間分辨對比劑動態(tài)增強技術在糖尿病足下肢血管病變中的診斷價值: 與DSA對照.中國醫(yī)學影像技術, 2010, 26(8): 1466-1469.