多期相超短回波四維MRA在評(píng)估顱內(nèi)血管狹窄中的應(yīng)用價(jià)值

吉善創(chuàng)， 李文美， 韋明暉， 李向榮， 秦宇紅， 韋啟君， 陳振濤， 賈昌凱， 楊燕靈

隨著人們生活水平的提高和生活方式的改變，動(dòng)脈粥樣硬化和腦血管病的發(fā)病率逐年升高。數(shù)字減影血管造影術(shù)(digital subtraction angiography，DSA)是腦血管病變?cè)\斷和評(píng)估的金標(biāo)準(zhǔn)，但為有創(chuàng)性檢查，操作條件要求高，且有輻射、費(fèi)用高，難以作為常規(guī)篩查和隨訪手段。CT血管造影(computed tomography angiography，CTA)在腦血管病變的診斷和評(píng)估中被廣泛應(yīng)用，具有較高的準(zhǔn)確性和敏感性[1,2]。MRI具有無(wú)創(chuàng)性、多方位、多序列成像的優(yōu)勢(shì)，其中3D時(shí)間飛躍法MR血管成像(3D time of flight magnetic resonance angiography，3D TOF MRA)是一種無(wú)需注入對(duì)比劑的MR成像技術(shù)，被廣泛應(yīng)用于顱內(nèi)血管病變檢查和隨訪，但其易受磁場(chǎng)均勻度和血流狀態(tài)的影響，產(chǎn)生評(píng)估誤差[3]。多期相超短回波四維磁共振血管成像(multi ultrashort TE 4D magnetic resonance angiography，mUTE 4D MRA)采用多期相動(dòng)脈自旋標(biāo)記(arterial spin labeling，ASL)結(jié)合UTE技術(shù)標(biāo)記血流信號(hào)，具有磁化率偽影小、受血流影響小等特點(diǎn)[4]。相關(guān)研究報(bào)道，UTE MRA顯示支架輔助彈簧圈栓塞后動(dòng)脈瘤血流信號(hào)優(yōu)于3D TOF MRA[4]。本研究旨在探討mUTE 4D MRA在評(píng)估顱內(nèi)血管狹窄中的應(yīng)用價(jià)值，為mUTE 4D MRA用于臨床評(píng)價(jià)腦血管疾病提供更多的理論支持。

材料與方法

1.病例資料

搜集2020年9月-2021年1月在廣西醫(yī)科大學(xué)第一附屬醫(yī)院檢查并治療的腦血管病患者。病例納入標(biāo)準(zhǔn)：①既往CTA、MRA或DSA顯示存在腦動(dòng)脈狹窄者；②陳舊性或新鮮腦?；颊撸虎勰X動(dòng)脈狹窄支架植入術(shù)后者；④短暫性腦缺血發(fā)作患者；⑤同意參與研究的患者。病例排除標(biāo)準(zhǔn)：①對(duì)碘對(duì)比劑過(guò)敏者；②具有MRI掃描禁忌癥的患者，如心臟起搏器植入等；③幽閉恐懼癥等不能配合完成檢查者；④嚴(yán)重的顱腦外傷手術(shù)史者；⑤嚴(yán)重的肝腎功能障礙者；⑥罹患惡性腫瘤等嚴(yán)重疾病者；⑦年齡小于18歲患者。本研究共納入59例患者，其中男39例，女20例，平均年齡(62.6±6.3)歲，體重(64.3±7.0) kg；以CTA為標(biāo)準(zhǔn)，符合中重度狹窄的有頸內(nèi)動(dòng)脈((internal carotid artery,ICA)11例，大腦中動(dòng)脈(middle cerebral artery,MCA)11例，大腦前動(dòng)脈(anterior cerebral artery,ACA)7例，大腦后動(dòng)脈(posterior cerebral artery,PCA)15例，椎動(dòng)脈(vertebral artery,VA)12例。將腦血管支架植入或動(dòng)脈瘤夾閉術(shù)等有外源性金屬植入物的受試者歸為手術(shù)干預(yù)組，共12例14個(gè)部位；其余為未干預(yù)組，共47例。所有受試者均簽署知情同意書本研究通過(guò)廣西醫(yī)科大學(xué)第一附屬醫(yī)院倫理委員會(huì)批準(zhǔn)。

2.檢查方法

受試者檢查前一天避免劇烈運(yùn)動(dòng)、禁酒并保證8小時(shí)睡眠。所有受試者均先行MRI檢查，然后在同一天內(nèi)行CTA檢查。

采用LightSpeed VCT 64層CT掃描儀(美國(guó)GE公司)行頭頸CTA掃描，掃描參數(shù)：球管旋轉(zhuǎn)時(shí)間0.4 s，管電壓100 kV，自動(dòng)管電流200～400 mA，重建層厚0.625 mm，層間距0.5 mm，螺距0.984。使用雙筒機(jī)械高壓注射器、18G套管針，經(jīng)肘正中靜脈穿刺注射對(duì)比劑優(yōu)維顯(370 mg I/mL)。采用小劑量測(cè)峰值法，注射流率設(shè)置為5.0 mL/s，A筒注射370 mg I/mL優(yōu)維顯10 mL，隨后B筒注射0.9%生理鹽水10 mL，監(jiān)測(cè)平面定于第3-4頸椎層面，8 s后同層間隔1 s連續(xù)掃描，直至動(dòng)脈顯影后消退時(shí)停止掃描。應(yīng)用時(shí)間-密度曲線測(cè)得動(dòng)脈顯影峰值后加上1～2 s的經(jīng)驗(yàn)時(shí)間作為動(dòng)脈期的掃描時(shí)間。設(shè)置平掃與動(dòng)脈期序列，間隔時(shí)間為算得的動(dòng)脈期時(shí)間減去平掃時(shí)間，囑受檢者不要吞咽。注射流率設(shè)置為5.0 mL/s，A筒注射370 mg I/mL優(yōu)維顯45 mL，隨后B筒注射0.9%生理鹽水30～40 mL?；颊呷⊙雠P位，雙臂置于身體兩側(cè)，掃描范圍自氣管分叉至顱頂。

采用Canon Elan1.5T超導(dǎo)型MRI掃描儀，8通道頭頸聯(lián)合線圈進(jìn)行MRA檢查。患者取仰臥位，掃描范圍為胼胝體上緣至小腦。3D TOF MRA掃描參數(shù)：TR 19 ms，TE 6.8 ms，翻轉(zhuǎn)角17°，視野200 mm×200 mm，掃描矩陣192×256，層厚1.4 mm，NAQ 1，帶寬41.67 Hz/pixel，體素1.00×0.78×1.40。mUTE 4D MRA掃描參數(shù)：TR 3.1 ms，TE 0.096 ms，翻轉(zhuǎn)角6°，視野200 mm×200 mm，矩陣192×192，層厚1 mm，NAQ 2，帶寬244 Hz/pixel，體素1.33×1.33×1，分4期相掃描，Ti1：300 ms，Ti2：535 ms，Ti3：770 ms，Ti4：1005 ms。

3.圖像處理及評(píng)價(jià)

應(yīng)用GE公司AW后處理工作站對(duì)圖像進(jìn)行處理及分析，重建方式包括最大密度投影(maximal intensity projection，MIP)、容積再現(xiàn)(volume Rendering，VR)及曲面重建(curved plannar reconstruction，CPR)等。由2位經(jīng)驗(yàn)豐富的神經(jīng)影像醫(yī)師采用雙盲法對(duì)CTA、3D TOF MRA和mUTE 4D MRA MIP圖像進(jìn)行狹窄評(píng)分，采用4分法[3]：1分，重度狹窄/閉塞(狹窄76%～100%)；2分，中度狹窄(狹窄51%～75%)；3分，輕度狹窄(狹窄26%～50%)；4分，極輕度狹窄/無(wú)狹窄(狹窄0～25%)。手術(shù)干預(yù)組評(píng)估支架處血管狹窄情況；未干預(yù)組按ICA、ACA、MCA、PCA、VA分別評(píng)分，當(dāng)單根血管存在1處以上狹窄時(shí)，狹窄處分別評(píng)分后求平均值作為該血管的狹窄程度評(píng)分，無(wú)狹窄記為4分。意見不一致時(shí)由2位醫(yī)師協(xié)商后重新評(píng)分，將2位觀察者的評(píng)分取平均作為最終評(píng)分。

4.統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

采用SPSS 22.0 軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析。通過(guò)Kolmogorov-Smirnov檢驗(yàn)計(jì)量資料的正態(tài)性。正態(tài)分布資料以均值±標(biāo)準(zhǔn)差表示，非正態(tài)分布資料以中位數(shù)(上、下四分位數(shù))表示。采用Kruskal-Wallis秩和檢驗(yàn)比較3種檢查方法的評(píng)分情況，采用Dunn's檢驗(yàn)進(jìn)行3D TOF MRA與mUTE 4D MRA的組間比較。采用組內(nèi)相關(guān)系數(shù)(intraclass correlation efficient，ICC)檢驗(yàn)評(píng)估觀察者間的一致性以及3D TOF MRA與CTA、mUTE 4D MRA與CTA評(píng)分的一致性。ICC<0.2為一致性很差，0.20～0.39為一致性一般，0.40～0.59為一致性中等，0.60～0.79為一致性較好，0.80～1.00為一致性極好[1]。以P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

結(jié) 果

1.臨床資料

12例手術(shù)干預(yù)組受試者中有2例患者植入了2枚支架(1例為動(dòng)脈瘤夾閉術(shù)及椎動(dòng)脈支架植入術(shù)后，1例為椎動(dòng)脈支架植入術(shù)及頸內(nèi)動(dòng)脈支架植入術(shù)后)，因此共有14個(gè)金屬植入部位，即5例大腦中動(dòng)脈支架植入術(shù)后(圖1)、4例頸內(nèi)動(dòng)脈支架植入術(shù)后(圖2)、2例動(dòng)脈瘤夾閉術(shù)后(圖4)和3例椎動(dòng)脈支架植入術(shù)后。排除1例運(yùn)動(dòng)偽影較大和2例mUTE 4D MRA圖像效果欠佳(可能是血流異常緩慢造成)的受試者，共納入56例受試者的影像學(xué)圖像納入分析。

2.CTA、3D TOF MRA、mUTE 4D MRA評(píng)分比較

3種方法評(píng)估手術(shù)干預(yù)組、頸內(nèi)動(dòng)脈、大腦中動(dòng)脈、大腦后動(dòng)脈狹窄程度時(shí)評(píng)分差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)，且mUTE 4D MRA在評(píng)估手術(shù)干預(yù)組、頸內(nèi)動(dòng)脈、大腦中動(dòng)脈狹窄程度時(shí)評(píng)分均高于3D TOF MRA，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P值均<0.01)；而評(píng)估大腦前動(dòng)脈、椎動(dòng)脈狹窄程度時(shí)3種方法的評(píng)分差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P值均>0.05，表1)。

表1 CTA、3D TOF MRA和mUTE 4D MRA的動(dòng)脈狹窄評(píng)分比較 [中位數(shù)(上、下四分位數(shù))]

3.一致性分析

3D TOF MRA、mUTE 4D MRA和CTA顱內(nèi)血管狹窄評(píng)分觀察者間具有較高的一致性(表2)。手術(shù)干預(yù)組3D TOF MRA評(píng)分與CTA一致性很差(ICC=0.02)，而mUTE 4D MRA與CTA一致性極好(ICC=0.88)，可見mUTE 4D MRA在評(píng)價(jià)有外源性金屬植入物的血管情況時(shí)明顯優(yōu)于3D TOF MRA(圖1、2)。3D TOF MRA與CTA評(píng)估頸內(nèi)動(dòng)脈(ICC=0.54)、大腦中動(dòng)脈(ICC=0.53)時(shí)一致性中等，評(píng)估大腦前動(dòng)脈(ICC=0.75)、大腦后動(dòng)脈(ICC=0.74)、椎動(dòng)脈(ICC=0.66)時(shí)一致性較好；mUTE 4D MRA與CTA在評(píng)估頸內(nèi)動(dòng)脈(ICC=0.92)、大腦前動(dòng)脈(ICC=0.88)、大腦中動(dòng)脈(ICC=0.90)、大腦后動(dòng)脈(ICC=0.88)、椎動(dòng)脈(ICC=0.87)時(shí)均具有極好的一致性，可見mUTE 4D MRA與3D TOF MRA比較，能更準(zhǔn)確地評(píng)價(jià)顱內(nèi)血管狹窄情況(表3、圖1、3)。

表2 CTA、3D TOF MRA和mUTE 4D MRA動(dòng)脈狹窄評(píng)分觀察者間的一致性 [ICC值(95%可信區(qū)間)]

表3 3D TOF MRA、mUTE 4D MRA與CTA動(dòng)脈狹窄評(píng)分的一致性 [ICC值(95%可信區(qū)間)]

圖1 患者，男，52歲，左側(cè)大腦中動(dòng)脈M1段支架植入術(shù)后，長(zhǎng)約2cm，狹窄評(píng)分分別為4分、2分、4分(長(zhǎng)箭)。左側(cè)頸內(nèi)動(dòng)脈C5～6段多發(fā)鈣化斑塊，狹窄評(píng)分分別為3分、1分、3分(短箭)。右側(cè)頸內(nèi)動(dòng)脈C4～6段多發(fā)鈣化斑塊，狹窄評(píng)分分別為3分、2分、2分(箭頭)。a) CTA圖像； b) TOF MRA圖像； c) mUTE 4D MRA(T3)MIP圖像。 圖2 患者， 男，63歲，左側(cè)頸內(nèi)動(dòng)脈C1段支架植入術(shù)后，狹窄評(píng)分分別為3分、1分、3分(長(zhǎng)箭)。左側(cè)頸內(nèi)動(dòng)脈C2～4段多發(fā)鈣化斑塊，狹窄評(píng)分分別為3分、1分、3分(短箭)。右側(cè)頸內(nèi)動(dòng)脈C4～6段多發(fā)鈣化斑塊，狹窄評(píng)分分別為2.75分、1分、2.5分。a) CTA圖像； b) TOF MRA圖像； c) mUTE 4D MRA(T3)MIP圖像。 圖3 患者，男，52歲，雙側(cè)頸內(nèi)動(dòng)脈C5～6段多發(fā)鈣化斑塊，狹窄評(píng)分分別為2分、1分、1.66分(長(zhǎng)箭、短箭)。右側(cè)大腦中動(dòng)脈M2段輕度狹窄，評(píng)分分別為3分、1分、3分(箭頭)。a) CTA圖像； b) TOF MRA圖像； c) mUTE 4D MRA(T4)MIP圖像。 圖4 患者，男，48歲，右側(cè)大腦中動(dòng)脈M1段動(dòng)脈瘤夾閉術(shù)后，評(píng)分分別為4分、1分、4分(長(zhǎng)箭)。左側(cè)大腦中動(dòng)脈閉塞，評(píng)分分別為1分、1分、1分(箭頭)。右側(cè)椎動(dòng)脈V4段、近血管分叉處環(huán)形鈣化斑塊，管腔重度狹窄，左側(cè)椎動(dòng)脈V4段評(píng)分分別為4分、1分、4分(短箭) 。a) CTA圖像； b) TOF MRA圖像； c) mUTE 4D MRA(T3)MIP圖像。

討 論

隨著醫(yī)療水平的不斷進(jìn)步，腦血管病的準(zhǔn)確評(píng)估和術(shù)后隨訪對(duì)影像檢查手段提出了更高的要求。DSA以其高空間分辨率和三維動(dòng)態(tài)成像優(yōu)勢(shì)，是顱內(nèi)血管病變?cè)u(píng)估的金標(biāo)準(zhǔn)；但DSA是一種侵入性檢查手段，具有X線輻射、對(duì)比劑相關(guān)并發(fā)癥、穿刺部位的血腫甚至發(fā)生動(dòng)脈夾層等風(fēng)險(xiǎn)[5]，在常規(guī)篩查、術(shù)后長(zhǎng)期隨訪中難以適用。CTA在腦血管病變?cè)u(píng)估和術(shù)后隨訪中被廣泛應(yīng)用，具有較高的準(zhǔn)確性和敏感性[1,2]，但需要注入含碘對(duì)比劑，且有輻射，易引起過(guò)敏反應(yīng)等。MRA具有無(wú)創(chuàng)、無(wú)輻射的優(yōu)勢(shì)，可在不注入對(duì)比劑的情況下對(duì)顱內(nèi)血管進(jìn)行成像，已成為顱內(nèi)血管病變?cè)u(píng)價(jià)的首選影像學(xué)檢查方法。

3D TOF-MRA是基于流入增強(qiáng)效應(yīng)進(jìn)行成像的MRA技術(shù)，即通過(guò)對(duì)靜止組織與流動(dòng)血液進(jìn)行反復(fù)激勵(lì)，從而產(chǎn)生飽和效應(yīng)差異，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)動(dòng)脈血管成像，在顱內(nèi)血管病變的評(píng)估和術(shù)后隨訪中，常被用作DSA的替代檢查；但3D TOF MRA的飽和效應(yīng)易受血流狀態(tài)及血流速度的影響，導(dǎo)致體素內(nèi)相位分散，造成信號(hào)缺失或失真[6,7]。

mUTE 4D MRA是基于多期ASL對(duì)血流進(jìn)行連續(xù)標(biāo)記的MRA技術(shù)，又稱靜音MRA，采用靜音掃描算法、超短TE(0.096 ms)和ASL技術(shù)，可以使體素中標(biāo)記的血流信號(hào)的相位分散最小化，并降低磁化率[3,4]。被標(biāo)記的血液流入待檢血管后，在感興趣區(qū)層面進(jìn)行信號(hào)采集，然后將標(biāo)記前、后感興趣區(qū)圖像進(jìn)行減影，最終獲得血管影像；由于標(biāo)記層面與信號(hào)采集層面不在一個(gè)區(qū)域，因此mUTE 4D MRA成像過(guò)程不會(huì)受血流狀態(tài)、血流方向等因素的影響[6,8]。相關(guān)研究指出，mUTE 4D MRA在評(píng)估支架輔助彈簧圈栓塞術(shù)治療的動(dòng)脈瘤時(shí)，顯示支架內(nèi)血流、動(dòng)脈瘤頸殘留等明顯優(yōu)于3D TOF-MRA，與DSA具有良好的一致性[4,5]。Fujiwara等[7]研究認(rèn)為在頸動(dòng)脈血管評(píng)估中，與TOF MRA相比，靜音MRA可通過(guò)減影技術(shù)去除腦實(shí)質(zhì)及周圍脂肪、靜脈等組織的背景信號(hào)，呈現(xiàn)出更高的血管對(duì)比度和血流均勻性。Moon等[9]報(bào)道UTE-MRA技術(shù)可很好地評(píng)價(jià)顱內(nèi)動(dòng)靜脈畸形，能清楚地顯示引流靜脈和供血?jiǎng)用}。

本研究發(fā)現(xiàn)與3D TOF-MRA相比，mUTE 4D MRA可更好地顯示顱內(nèi)動(dòng)脈狹窄情況，尤其對(duì)支架或外源性金屬植入物處、頸內(nèi)動(dòng)脈及大腦中動(dòng)脈評(píng)估時(shí)具有明顯優(yōu)勢(shì)；以CTA作為參考標(biāo)準(zhǔn)，mUTE 4D MRA較3D TOF-MRA有更好的一致性，3D TOF MRA存在過(guò)度評(píng)估或評(píng)估不準(zhǔn)確的現(xiàn)象。支架或外源性金屬植入物處：3D TOF-MRA的TE為6.8 ms，易受支架等引起磁化率偽影的影響；而mUTE 4D MRA的TE僅為0.096 ms，可極大減少被標(biāo)記的血流信號(hào)的失相位和金屬植入物的磁化率偽影，ASL可降低血流飽和作用，從而清晰顯示支架內(nèi)血流信號(hào)[10,11]。血管彎曲、分叉或附壁斑塊處：這些區(qū)域易產(chǎn)生湍流和渦流，造成相位分散，導(dǎo)致3D TOF-MRA血流信號(hào)丟失[12]；mUTE 4D MRA采用三維放射狀數(shù)據(jù)填充方式，由K空間中心向外填充，保證了采集時(shí)體素內(nèi)質(zhì)子相位相聚，避免了流動(dòng)血液信號(hào)錯(cuò)誤編碼，從而提高圖像質(zhì)量[13]。本研究發(fā)現(xiàn)在頸內(nèi)動(dòng)脈、大腦中動(dòng)脈、大腦后動(dòng)脈等走行迂曲、分叉較多的血管，mUTE 4D MRA明顯優(yōu)于3D TOF-MRA。組織交界處：3D TOF MRA在組織交界區(qū)(顱底、海綿竇、鈣化斑塊處等)易受磁敏感偽影的影響，造成磁場(chǎng)不均勻、信號(hào)丟失或錯(cuò)誤編碼[14]；mUTE 4D MRA使用恒定梯度和較長(zhǎng)的讀出時(shí)間，受磁場(chǎng)不均勻性影響小，可有效去除背景噪聲，取得較高質(zhì)量的圖像[1]；且多期ASL技術(shù)減影成像，采集時(shí)間窗不受限制，可以選擇性消除靜脈干擾[15]。頸內(nèi)動(dòng)脈走行迂曲、斑塊較多，且途經(jīng)顱底、海綿竇、顳骨巖部等，對(duì)3D TOF-MRA干擾較重，而對(duì)mUTE 4D MRA干擾較小。血管細(xì)小或血流較慢處：動(dòng)脈粥樣硬化患者血液粘稠度較高、流速較慢，從而造成飽和現(xiàn)象，導(dǎo)致3D TOF 成像時(shí)體素內(nèi)信號(hào)缺失或失真[6,7]；而mUTE 4D MRA采用接近于零的回波時(shí)間，有效避免了信號(hào)采集時(shí)因質(zhì)子失相位造成的錯(cuò)誤編碼，減少血液流動(dòng)對(duì)信號(hào)采集的影響；同時(shí)，多期相ASL技術(shù)可顯示血管中輕微的流動(dòng)信號(hào)變化，不僅能提供多期相單獨(dú)圖像，動(dòng)態(tài)觀察血流信息，還可產(chǎn)生多期疊加圖像，從而減少血流干擾，更清楚地顯示血管情況[3;4]。

本研究存在以下局限性：DSA是顱內(nèi)血管病變?cè)\斷的金標(biāo)準(zhǔn)，而本研究采用CTA作為參考標(biāo)準(zhǔn)。雖然CTA在顱內(nèi)血管病變的診斷中具有較高的準(zhǔn)確性和敏感性[1,2]，但DSA顯然更精確，所以本研究結(jié)果可能存在一定誤差，今后研究中將納入DSA數(shù)據(jù)，進(jìn)行深入分析研究。

綜上所述，與3D TOF-MRA相比，mUTE 4D MRA可更好地顯示顱內(nèi)血管狹窄情況，尤其對(duì)支架或外源性金屬植入物處、頸內(nèi)動(dòng)脈及大腦中動(dòng)脈評(píng)估時(shí)具有明顯優(yōu)勢(shì)，而3D TOF MRA存在過(guò)度評(píng)估或評(píng)估不準(zhǔn)確現(xiàn)象；以CTA作為參考標(biāo)準(zhǔn)，mUTE 4D MRA較3D TOF-MRA有更好的一致性，mUTE 4D MRA可作為腦血管狹窄性病變常規(guī)篩查和術(shù)后隨訪的有效手段。