不同線圈在3.0T MR頸動(dòng)脈顱外段血管壁成像中的應(yīng)用價(jià)值

林 港 王 虹 李奕均 楊 藝 唐 興 鄭建民 常英娟

空軍軍醫(yī)大學(xué)西京醫(yī)院放射診斷科 (陜西 西安 710032)

顱外段動(dòng)脈粥樣硬化是導(dǎo)致卒中的重要原因，占所有缺血性卒中的15%-20%，隨著近年來(lái)頸動(dòng)脈狹窄患者藥物治療的進(jìn)展，無(wú)癥狀頸動(dòng)脈狹窄患者發(fā)生卒中的風(fēng)險(xiǎn)已下降到1%[1]。然而，由于核磁共振動(dòng)脈血管壁的圖像質(zhì)量和效果受到磁場(chǎng)強(qiáng)度、線圈類別、成像模式、檢查序列等軟硬件條件和掃描參數(shù)的影響，不同醫(yī)院之間的MR軟硬件配置和序列參數(shù)設(shè)置均存在一定的差異，缺乏依據(jù)不同血管分段、病變位置的規(guī)范化成像技術(shù)方案，難以實(shí)現(xiàn)臨床醫(yī)生對(duì)圖像進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化判讀分析[2]。因此接收射頻(RF)脈沖信號(hào)線圈的規(guī)范化選取，對(duì)管壁影像結(jié)構(gòu)分析和臨床準(zhǔn)確評(píng)估起到極其重要的作用[3]。

1 資料與方法

1.1 臨床資料選取本院2022年1月至2022年8月有磁共振頸動(dòng)脈檢查需求的患者30例，其中患者年齡19～70歲(48.1±13.5)，BMI 23.97±3.42，男性16例，女性14例。神經(jīng)內(nèi)科入院診斷為15例大腦中動(dòng)脈狹窄，9例高血壓三級(jí)、二型糖尿病(5例高血壓焦慮抑郁者)，6例腦梗。所有患者進(jìn)入磁體間前均進(jìn)行檢查流程的宣教并簽署磁共振掃描知情同意書(shū)。

1.2 MR檢查方法采用GE750 3.0T MR掃描儀，將入組患者同時(shí)分別采用12通頭頸線圈和8通表面線圈行斜冠位Cube T1WI序列掃描，掃描參數(shù)為：TR 800ms，TE 30ms，F(xiàn)OV 16x16，成像模式3D，分辨率0.6x0.6mm2，層厚0.6mm，矩陣大小為256x256，激勵(lì)次數(shù)3次。掃描定位中心于C4水平層面，表面線圈較小，擺位時(shí)需貼近體表。成像質(zhì)量與動(dòng)脈管壁距離線圈中心的距離成正相關(guān)，并盡量將相應(yīng)成像區(qū)域靶血管擺放于掃描野中心的部位，同時(shí)將人體長(zhǎng)軸方向與成像區(qū)域視野的矢狀方位平行，囑患者保持平靜呼吸并不要有吞咽口水動(dòng)作[4]。

1.3 圖像質(zhì)量評(píng)估由兩名高年資放射科醫(yī)生采用雙盲4分制法對(duì)兩組掃描圖像進(jìn)行獨(dú)立評(píng)分，根據(jù)所分析的成像序列中管壁結(jié)構(gòu)是否清晰顯示的程度，將圖像質(zhì)量分為4個(gè)等級(jí)：1級(jí)，血管腔和血管外壁邊界顯示不清，存在嚴(yán)重偽影，管壁的信號(hào)特征無(wú)法判讀分析；2級(jí)，血管腔和血管外壁的部分邊界顯示清晰，存在少許偽影，但管壁的信號(hào)特征無(wú)法判讀分析；3級(jí)，血管腔和血管外壁的邊界顯示清晰，存在少許偽影，血管壁的信號(hào)特征可以判讀分析；4級(jí)，血管腔和血管外壁的邊界顯示清晰，無(wú)偽影，血管壁的信號(hào)特征可以判讀分析[5]。

在GEAW4.6工作站上，對(duì)患者雙側(cè)頸總動(dòng)脈、頸動(dòng)脈竇、頸動(dòng)脈C1段、胸鎖乳突肌和背景噪聲區(qū)分別放置大小約8mm2圓形感興趣區(qū)(region of interest，ROI)，測(cè)量各部位ROI信號(hào)強(qiáng)度(SI)及背景噪聲(SD)，按公式SNR=SI/SD[6]計(jì)算，對(duì)兩組雙側(cè)共60根血管180個(gè)測(cè)量位點(diǎn)取雙側(cè)平均值加減標(biāo)準(zhǔn)差作為最終結(jié)果。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析采用SPSS 26.0軟件進(jìn)行相應(yīng)的統(tǒng)計(jì)學(xué)分析。所有計(jì)量資料以(±s)的形式進(jìn)行描述。正態(tài)分布的計(jì)量資料均數(shù)比較采用獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)，非正態(tài)分布的計(jì)量資料均數(shù)采用威爾科克森符號(hào)秩檢驗(yàn)，組間計(jì)數(shù)資料采用卡方檢驗(yàn)。主觀評(píng)分的組間比較利用Kappa一致性檢驗(yàn)分析兩位醫(yī)師對(duì)圖像質(zhì)量評(píng)價(jià)的一致性；Kappa值將一致性分為5級(jí)：0.00～0.20，微弱；0.21～0.40，弱；0.41～0.60，中等；0.61～0.80，高度；0.81～1.00，極強(qiáng)。以P＜0.05為差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義[7]。

2 結(jié)果

本研究入組患者30例，男性16例，女性14例，表面線圈組和頭頸線圈組480個(gè)測(cè)量位點(diǎn)SNR值可見(jiàn)表1。Cube T1WI序列的圖像中測(cè)得：頸總動(dòng)脈、頸動(dòng)脈竇、頸動(dòng)脈C1段SNR采用威爾科克森符號(hào)秩檢驗(yàn)(P值＜0.05)，有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。胸鎖乳突肌處SNR采用獨(dú)立樣本T檢驗(yàn)(P值＜0.05)，有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。8通表面線圈組各個(gè)測(cè)量位點(diǎn)SNR顯著大于12通頭頸線圈組。兩位醫(yī)生對(duì)兩組線圈掃描所得圖像的主觀評(píng)級(jí)可見(jiàn)表2～3，表面線圈組的Kappa值為0.683，頭頸線圈組的Kappa值為0.402。頭頸線圈組對(duì)同一組病例雙側(cè)60根頸動(dòng)脈斑塊檢出率為73.3%，頭頸聯(lián)合表面線圈組對(duì)雙側(cè)60根頸動(dòng)脈斑塊檢出率為88.3%(χ2=4.357，P值=0.037)(圖3A-圖3B)。

表1 兩組Cube T1序列各分段結(jié)構(gòu)SNR比較

表2 兩位醫(yī)生對(duì)12通道頭頸線圈組主觀評(píng)級(jí)

3 討論

復(fù)雜的非狹窄性頸動(dòng)脈斑塊是隱源性卒中的病因，以往檢查者的射頻線圈選取不針對(duì)特殊體型患者、病變解剖區(qū)域等因素進(jìn)行改變的影像學(xué)檢查方法有一定的局限性，無(wú)法高效、清楚將動(dòng)脈管壁的壁內(nèi)結(jié)構(gòu)細(xì)微改變顯現(xiàn)出來(lái)，進(jìn)而會(huì)影響臨床醫(yī)生判斷相應(yīng)血管閉塞的病因，會(huì)耽誤患者的進(jìn)一步診療[8]。

對(duì)于頸動(dòng)脈不同分段選取不同掃描方案，便于頸動(dòng)脈斑塊成分的分型和定性。應(yīng)用8通道表面線圈可有效獲取較高圖像質(zhì)量的頸動(dòng)脈顱外段血管壁的解剖結(jié)構(gòu)和病變特征(圖1-圖2)，為頸內(nèi)動(dòng)脈近端極重度狹窄導(dǎo)致遠(yuǎn)端管腔改變提供直觀全面的影像學(xué)信息。在臨床上對(duì)于顱內(nèi)外血管管壁成像的影像學(xué)檢查中，3.0T磁共振因其較高的軟組織對(duì)比，可為頸部動(dòng)脈血管管壁結(jié)構(gòu)改變的相關(guān)疾病的診斷提供直接影像學(xué)依據(jù)，已經(jīng)被大量應(yīng)用于頸部血管疾病的臨床診斷和術(shù)前評(píng)估中。然而隨著臨床醫(yī)生對(duì)于清晰圖像和高質(zhì)量報(bào)告的需求越來(lái)越高，進(jìn)一步提高頸部不同解剖分區(qū)動(dòng)脈血管壁磁共振成像[9](VW-MRI)的規(guī)范化檢查流程和成像技術(shù)規(guī)范顯得尤為迫切。

圖1-圖2 同一患者，表面線圈組(圖1)對(duì)于左側(cè)頸內(nèi)動(dòng)脈起始處管壁斑塊大小顯示清楚，血管腔和血管外壁邊界顯示清晰，無(wú)偽影。圖3 同一患者原始圖像，表面線圈組(圖3A)對(duì)于右側(cè)血管管壁增厚，斑塊顯示清楚，邊界清晰;頭頸線圈組(圖3B)對(duì)于相同部位顯示不清，影像可見(jiàn)右側(cè)頸動(dòng)脈竇管壁增厚。

眾所周知，信噪比是使用者進(jìn)行客觀評(píng)價(jià)圖像質(zhì)量的重要數(shù)值指標(biāo)，與線圈的敏感度、品質(zhì)因子、填充因子以及有效范圍等因素密切相關(guān)。然而上述因素對(duì)于一般使用者而言都是不可自行調(diào)節(jié)的。由于圖像信噪比與線圈的通道數(shù)，掃描時(shí)間和掃描范圍等因素有關(guān)[10]，為最大程度保證檢查的一致性，兩組掃描對(duì)象和掃描序列的幾何參數(shù)、序列參數(shù)完全一致。因此，圖像質(zhì)量的高低就體現(xiàn)在檢查者針對(duì)性對(duì)于不同臨床檢查需求的患者所進(jìn)行的射頻線圈選取[11]。

表面組線圈較頭頸組線圈可最大限度的貼近患者雙側(cè)被檢測(cè)部位，使填充因子增加，并且線圈尺寸和射頻探測(cè)深度與頸動(dòng)脈顱外段范圍大小相當(dāng)，從而可以產(chǎn)生良好空間分辨率的影像，更好的顯示管腔、管壁、斑塊和肌肉等細(xì)微結(jié)構(gòu)。本組測(cè)量數(shù)據(jù)中表面線圈組對(duì)患者雙側(cè)胸鎖乳突肌的測(cè)量位點(diǎn)信號(hào)強(qiáng)度(SI)約為頭頸線圈組的2.6倍(P＜0.05)，有明顯統(tǒng)計(jì)學(xué)差異。而文獻(xiàn)[12]指出，T1WI(抑脂)序列若斑塊內(nèi)出現(xiàn)高信號(hào)時(shí)，1.6倍相鄰肌肉的信號(hào)強(qiáng)度閾值對(duì)斑塊內(nèi)出血(intraplaque hemorrhage，IPH)的檢測(cè)和定量更準(zhǔn)確。此外相關(guān)研究結(jié)果表明檢測(cè)IPH的最佳信號(hào)強(qiáng)度數(shù)值閾值為胸鎖乳突肌的1.0倍、相鄰肌肉的1.6倍、感興趣區(qū)內(nèi)的中位的2.2倍，如果斑塊的信號(hào)強(qiáng)度在至少兩個(gè)連續(xù)層面上測(cè)量數(shù)值大于胸鎖乳突肌2倍以上則稱為“ MPRAGE陽(yáng)性”[13]。此外表面線圈組圖像較高的信噪比[14]可以用來(lái)獲取較高的空間分辨率，減少容積效應(yīng)，還可使用曲面重建(CPR)、多平面重建(MPR)等后處理方法進(jìn)行任意角度展現(xiàn)血管壁斑塊形態(tài)、累積范圍。因此在掃描序列參數(shù)一致、同一患者時(shí)，不同射頻線圈選取對(duì)于頸部相鄰組織間信號(hào)強(qiáng)度差別，對(duì)于相關(guān)量化診斷，形成統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)具有臨床意義[15]。

兩位醫(yī)生對(duì)兩組圖像進(jìn)行的主觀評(píng)級(jí)，表面線圈組Kappa值0.683顯著大于頭頸線圈組的Kappa值0.402，表面線圈組一致性較高(0.61～0.80)。表面線圈組對(duì)于BMI＞24的肥胖患者檢查成功率和舒適性也高于頭頸線圈組。為了保證相關(guān)數(shù)據(jù)測(cè)量的一致性，對(duì)同一患者同時(shí)刻，分次應(yīng)用頭頸線圈、表面線圈對(duì)其頸部血管成像。影像結(jié)果顯示(表3)表面線圈組對(duì)雙側(cè)頸動(dòng)脈管壁斑塊顯示率為83.3%高于頭頸組對(duì)雙側(cè)顯示率73.3%。頸動(dòng)脈狹窄與與頸動(dòng)脈閉塞有關(guān)，其會(huì)導(dǎo)致供血區(qū)域腦組織灌注值下降，血流動(dòng)力學(xué)異常，而應(yīng)用表面線圈能清楚顯示血管壁斑塊成分，斑塊出血情況等利于后續(xù)治療。

表3 兩位醫(yī)生對(duì)8通道表面線圈組主觀評(píng)級(jí)

表4 對(duì)雙側(cè)60根血管的斑塊檢出率(χ2=4.357，P值=0.037)

本研究存在的局限性：入組樣本量屬于小樣本，各個(gè)測(cè)量位點(diǎn)的SNR的相關(guān)性還需要通過(guò)更大樣本量、更長(zhǎng)隨訪時(shí)間的前瞻性研究進(jìn)行證明。

綜上所述，在3.0T磁共振設(shè)備上，Cube序列是臨床上使用非常廣泛基于FSE序列基礎(chǔ)的3D成像序列，其采用比較長(zhǎng)的回波鏈，因此具有更明顯的血流留空效應(yīng)。掃描血管壁采用3D-CUBE-T1黑血序列應(yīng)用8通道表面線圈具有明顯優(yōu)勢(shì)。在明確臨床需求下應(yīng)用8通道表面線圈能更清晰的顯示頸動(dòng)脈顱外段血管壁的病變征象和解剖結(jié)構(gòu)；表面線圈組在圖像質(zhì)量和患者配合度方面都優(yōu)于頭頸線圈組，因此表面線圈可作為3.0T MR頸動(dòng)脈顱外段血管壁檢查首選。