四維血流磁共振成像對(duì)顱內(nèi)動(dòng)脈狹窄卒中患者的診斷價(jià)值分析

【摘要】目的 探討四維血流磁共振成像（4D flow MRI）技術(shù)在顱內(nèi)動(dòng)脈狹窄卒中（sICAS）患者動(dòng)脈狹窄情況診斷中的臨床價(jià)值。方法 選取2022年1月至12月淄博市淄川區(qū)中醫(yī)院收治的72例sICAS患者，根據(jù)狹窄程度將其分為A（lt;30%，27例）、B（30%～lt;50%，12例）、C（50%～lt;70%，15例）、D（≥70%，18例）共4個(gè)小組。所有患者均完成CT血管成像（CTA）檢查、4D flow MRI檢查與數(shù)字減影血管造影技術(shù)（DSA）檢查。通過(guò)4D flow MRI檢查結(jié)果進(jìn)行可視化分析，探討?yīng)M窄程度與動(dòng)脈血流情況之間的關(guān)系；另以DSA結(jié)果為金標(biāo)準(zhǔn)，比較CTA、4D flow MRI在大腦中動(dòng)脈（MCA）狹窄、大腦前動(dòng)脈（ACA）狹窄中的診斷價(jià)值。結(jié)果 隨狹窄程度的增加，血流率呈現(xiàn)出先降低后升高再降低的變化趨勢(shì)，A組患者血流率高于B、C、D組（Plt;0.05）；隨狹窄程度的增加，平均血流速度呈現(xiàn)出先降低后升高再降低的變化趨勢(shì)，C組患者平均血流速度高于A組、B組、D組（Plt;0.05）。DSA檢查顯示：MCA狹窄47例。4D flow MRI與CTA診斷MCA狹窄的敏感度分別為100.00%、95.74%，差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（χ2=2.043，P=0.153）；特異度分別為96.00%、88.00%，差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（χ2=1.087，P=0.297）。DSA檢查顯示：ACA狹窄25例。4D flow MRI與CTA診斷ACA狹窄的敏感度分別為96.00%、76.00%（χ2=4.153，P=0.042）；特異度分別為97.87%、85.11%（χ2=4.919，P=0.027）。統(tǒng)計(jì)72例患者DSA檢查結(jié)果，平均狹窄程度為（57.65±11.34）%。CTA檢查的平均狹窄程度為（61.51±10.88）%，與DSA比較，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（t=2.084，P=0.039）。4D flow MRI檢查的平均狹窄程度為（58.47±12.65）%，與DSA比較，差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（t=0.410，P=0.682）。結(jié)論 在sICAS患者診斷中，4D flow MRI技術(shù)可準(zhǔn)確評(píng)估腦動(dòng)脈血流并顯示狹窄血管，對(duì)ACA狹窄的準(zhǔn)確判斷具有較高的診斷效能。

【關(guān)鍵詞】顱內(nèi)動(dòng)脈狹窄；四維血流磁共振成像；CT血管成像；臨床效能

中圖分類號(hào)：R543.4；R743.33 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2096-2665.2023.14.0109.04

DOI：10.3969/j.issn.2096-2665.2023.14.035

癥狀性顱內(nèi)動(dòng)脈狹窄（sICAS）是缺血性腦卒中的主要類型，具有較高復(fù)發(fā)風(fēng)險(xiǎn)[1]。根據(jù)既往研究[2]，sICAS導(dǎo)致的血流動(dòng)力學(xué)灌注不足是導(dǎo)致腦卒中發(fā)生的重要機(jī)制，同時(shí)也是高復(fù)發(fā)風(fēng)險(xiǎn)的主要因素之一。從臨床診治角度考慮，腦組織灌注不足需要關(guān)注sICAS引起的前向血流減少，以及側(cè)支循環(huán)代償。何國(guó)永等[3]指出，sICAS患者側(cè)支循環(huán)不良與血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子降低、年齡增加等因素有關(guān)。在明確側(cè)支循環(huán)代償相關(guān)影響因素的情況下，檢測(cè)腦組織血流量及顱內(nèi)動(dòng)脈的狹窄程度，有助于sICAS患者的病情診斷與后續(xù)治療。四維血流磁共振成像（4D flow MRI）增加時(shí)間參數(shù)信息，與常規(guī)MRI技術(shù)比較，可通過(guò)測(cè)量三個(gè)方向的流速編碼，及單向流動(dòng)補(bǔ)償編碼，進(jìn)而獲取更豐富的圖像信息，實(shí)現(xiàn)四點(diǎn)掃描。對(duì)血液流動(dòng)形式較為復(fù)雜的區(qū)域，4D flow MRI技術(shù)支持流體體積的定量分析，通過(guò)多種流體參數(shù)的回顧，獲取準(zhǔn)確的定量數(shù)據(jù)，并為血流情況的可視化分析提供保障。不僅如此，在掃描方案的簡(jiǎn)潔性及可重復(fù)性等方面，4D flow MRI技術(shù)也擁有自身優(yōu)勢(shì)。本研究對(duì)4D flow MRI技術(shù)與CT血管成像（CTA）在sICAS診斷中的應(yīng)用價(jià)值進(jìn)行比較，重點(diǎn)探討4D flow MRI的診斷效能。以期為今后sICAS的臨床診斷提供參考。

1 資料與方法

1.1 一般資料 選取2022年1月至12月淄博市淄川區(qū)中醫(yī)院收治的72例sICAS患者，根據(jù)狹窄程度將其分為A（lt;30%，27例）、B（30%～lt;50%，12例）、C（50%～lt;70%，15例）、D（≥70%，18例）共4個(gè)小組。A組患者男14例，女13例；年齡41～76歲，平均年齡（57.84±4.19）歲。B組患者男7例，女5例；年齡43～77歲，平均年齡（58.12±4.06）歲。C組患者男9例，女6例；年齡44～75歲，平均年齡（58.06±3.78）歲。D組患者男9例，女9例；年齡46～73歲，平均（58.63±4.55）歲。4組患者一般資料比較，差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（Pgt;0.05），具有可比性。本研究經(jīng)淄博市淄州區(qū)中醫(yī)院醫(yī)學(xué)倫理委員會(huì)批準(zhǔn)，所納入患者家屬已簽署知情同意書。納入標(biāo)準(zhǔn)：①年齡40～80歲；②入院時(shí)表現(xiàn)為持續(xù)局灶神經(jīng)功能缺損；③經(jīng)頭顱MRI檢查證實(shí)缺血改變，符合相關(guān)診斷標(biāo)準(zhǔn)[4]，確診為急性缺血性卒中；④經(jīng)數(shù)字減影血管造影技術(shù)（DSA）檢查，確診為顱內(nèi)動(dòng)脈狹窄[5]；⑤凝血功能正常。排除標(biāo)準(zhǔn)：①考慮為煙霧病、血管炎等其他因素導(dǎo)致的狹窄；②責(zé)任顱內(nèi)動(dòng)脈閉塞；③有造影劑使用禁忌證者；④心電圖檢查提示顯著心律不齊；⑤合并其他腦部疾病者。

1.2 檢查方法 所有患者均完成CTA檢查、4D flow MRI檢查與DSA檢查。

CTA檢查：采用 VCT64排容積CT（美國(guó)GE公司，型號(hào)：Light Speed）進(jìn)行檢查，管電流=240 mA，層厚=1.0 mm，層間距=1.0 mm，重建層厚=0.5 mm，螺距=1.375，矩陣為512×512。先常規(guī)平掃，掃描范圍由主動(dòng)脈弓至顱頂；后經(jīng)肘正中靜脈注入碘海醇注射液（揚(yáng)子江藥業(yè)集團(tuán)有限公司，國(guó)藥準(zhǔn)字H20000551，規(guī)格：75 mL∶22.5 g），速率為4.0 mL/s，總劑量40 mL，延遲8 s掃描。

DSA檢查：采用數(shù)字平板血管造影系統(tǒng)（德國(guó)西門子公司，型號(hào)：Axiom Artis dra）進(jìn)行檢查。常規(guī)消毒鋪巾，選擇局部麻醉方式；常規(guī)股動(dòng)脈穿刺（sledinger技術(shù)），進(jìn)入主動(dòng)脈弓造影，造影劑選擇碘海醇；先行兩側(cè)頸總動(dòng)脈造影，后行高選擇性全腦血管造影。

4D flow MRI檢查：采用磁共振成像系統(tǒng)（美國(guó)GE公司，型號(hào)：Discovery MR 750 3.0T）進(jìn)行檢查。檢查步驟：①掃描前測(cè)量血壓，平躺，雙手置于身體兩側(cè)，妥善固定頭部，并指導(dǎo)患者均勻呼吸。②有序完成頭顱平掃、三維時(shí)間飛躍磁共振血管成像（3D TOF-MRA）掃描與4D flow MRI掃描。3D TOF-MRA掃描參數(shù)：重復(fù)時(shí)間/回波時(shí)間（TR/TE）22/2.5 ms，圖像空間分辨率0.6 mm×1.0 mm×1.2 mm，翻轉(zhuǎn)角20°。4D flow MRI掃描參數(shù)：TR/TE=5.0/2.4 ms，矩陣240×240，空間分辨率1 mm×1 mm×1 mm，翻轉(zhuǎn)角14°，時(shí)間分辨率50 ms。考慮試驗(yàn)范圍可影響掃描時(shí)間，患者均以Willis環(huán)為中心，將視野鎖定于上下20個(gè)層面。掃描結(jié)束后，對(duì)TOF-MRA掃描結(jié)果進(jìn)行處理，對(duì)狹窄程度進(jìn)行測(cè)量。血流數(shù)據(jù)分析方法：由GT flow軟件完成，主要包括原始數(shù)據(jù)導(dǎo)入及預(yù)處理、數(shù)據(jù)可視化及流線評(píng)估、血流定量測(cè)定3個(gè)部分，利用彩色編碼多平面重建、流線圖與速度矢量，應(yīng)用不同模態(tài)進(jìn)行動(dòng)脈血流的可視化分析，直觀顯示容積、時(shí)間分辨、流速編碼數(shù)據(jù)集。

所有檢查項(xiàng)目在掃描后，圖像均傳至工作站，采取匿名處理方式，由2名副高級(jí)職稱的放射科醫(yī)師進(jìn)行閱片，獨(dú)立工作模式，意見(jiàn)不一致時(shí)進(jìn)行協(xié)商，給出統(tǒng)一的最終結(jié)論。參考北美癥狀性頸動(dòng)脈內(nèi)膜切除試驗(yàn)（NASCET）[6]測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)動(dòng)脈的狹窄程度進(jìn)行測(cè)算。狹窄度=（遠(yuǎn)端正常管徑-最狹窄處殘留管徑）/遠(yuǎn)端正常管徑×100%。以DSA檢查結(jié)果為診斷ICAS的金標(biāo)準(zhǔn)，比較CTA與4D flow MRI檢查在不同部位動(dòng)脈[大腦中動(dòng)脈（MCA）、大腦前動(dòng)脈（ACA）]狹窄中的診斷價(jià)值。

1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析 采用SPSS 25.0統(tǒng)計(jì)學(xué)軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。計(jì)量資料用（x±s）表示，采用t檢驗(yàn)；計(jì)數(shù)資料用[例（%）]表示，采用χ2檢驗(yàn)。Plt;0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 不同狹窄程度患者血流率及平均血流速度比較 隨狹窄程度的增加，血流率呈現(xiàn)出先降低后升高再降低的變化趨勢(shì)，A組患者血流率高于B、C、D組，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（Plt;0.05）；隨狹窄程度的增加，平均血流速度呈現(xiàn)出先降低后升高再降低的變化趨勢(shì)，C組患者平均血流速度高于A組、B組、D組，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（Plt;0.05），見(jiàn)表1。

2.2 4D flowMRI與CTA對(duì)MCA狹窄的診斷效能比較 DSA檢查顯示：MCA狹窄47例。4D flow MRI與CTA診斷MCA狹窄的敏感度分別為100.00%、95.74%，差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（χ2=2.043，P=0.153）；特異度分別為96.00%、88.00%，差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（χ2=1.087，P=0.297），見(jiàn)表2。

2.3 4D flowMRI與CTA對(duì)ACA狹窄的診斷效能比較 DSA檢查顯示：ACA狹窄25例。4D flow MRI與CTA診斷ACA狹窄的敏感度分別為96.00%、76.00%，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（χ2=4.153，P=0.042）；特異度分別為97.87%、85.11%，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（χ2=4.919，P=0.027），見(jiàn)表3。

2.4 狹窄血管的診斷情況 統(tǒng)計(jì)72例患者DSA檢查結(jié)果，平均狹窄程度為（57.65±11.34）%。CTA檢查的平均狹窄程度為（61.51±10.88）%，與DSA比較，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（t=2.084，P=0.039）。4D flow MRI檢查的平均狹窄程度為（58.47±12.65）%，與DSA比較，差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（t=0.410，P=0.682）。

3 討論

sICAS引起的血流動(dòng)力學(xué)灌注不足，是腦卒中急性發(fā)病的重要原因，準(zhǔn)確診斷sICAS并給予合理醫(yī)療建議，在缺血性腦卒中防治中具有重要價(jià)值。根據(jù)現(xiàn)有專家共識(shí)[7]，DSA是判斷腦部血管狹窄程度的金標(biāo)準(zhǔn)，在判斷狹窄程度、診斷sICAS方面有重要價(jià)值，可準(zhǔn)確反映血管走行、閉塞情況，并動(dòng)態(tài)觀察血管代償。但從臨床實(shí)踐角度考慮，DSA檢查的技術(shù)、經(jīng)濟(jì)成本較高，操作相對(duì)復(fù)雜，且檢查過(guò)程伴隨神經(jīng)功能損害風(fēng)險(xiǎn)。MRI技術(shù)可顯示腦血流低灌注，判斷側(cè)支循環(huán)，對(duì)sICAS患者病情的診斷與療效評(píng)估有良好參考作用[8]。4D flow MRI技術(shù)通過(guò)容積、各向同性、時(shí)間分辨電影掃描，實(shí)現(xiàn)3個(gè)方向血流編碼與4D血流成像。從現(xiàn)階段4D flow MRI技術(shù)的發(fā)展看，依靠大數(shù)據(jù)技術(shù)的支持，以及心電門控、速度編碼、偏倚誤差校正等核心技術(shù)的支持，掃描獲得的原始數(shù)據(jù)，能夠較客觀地反映復(fù)雜區(qū)域的血流情況；在速度矢量圖、流線圖等可視化工具的幫助下，對(duì)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行高效處理，能夠顯示復(fù)雜的血流模式，從而完成不同平面的血流定量分析。

本研究重點(diǎn)從兩個(gè)方面探索4D flow MRI技術(shù)用于sICAS患者診斷的可行性：①對(duì)4D flow MRI技術(shù)獲取的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，基于狹窄程度測(cè)算數(shù)據(jù)與動(dòng)脈血流的可視化分析結(jié)果，討論血管狹窄程度與動(dòng)脈血流之間的關(guān)系，以明確該技術(shù)在血流定量分析方面的優(yōu)勢(shì)；②選擇DSA檢查結(jié)果作為金標(biāo)準(zhǔn)，比較4D flow MRI與CTA在MCA、ACA狹窄中的診斷效能，以及狹窄程度判斷結(jié)果與DSA之間的差異。分析4組患者的4D flow MRI檢查結(jié)果，狹窄程度與血流量、血流速度之間的關(guān)系較復(fù)雜：隨狹窄程度增加，血流量、血流速度表現(xiàn)出輕度減少、增加、嚴(yán)重減少的變化趨勢(shì)。由此考慮，4D flow MRI檢查獲取的原始數(shù)據(jù)，及數(shù)據(jù)可視化分析得到的結(jié)論，可能在測(cè)算狹窄程度、顯示血流量與監(jiān)測(cè)血流速度等方面具有優(yōu)勢(shì)，但受到技術(shù)條件的限制，本研究并未就4D flow MRI檢查與金標(biāo)準(zhǔn)方法進(jìn)行體內(nèi)比較，血流量、血流速度的數(shù)值是否足夠準(zhǔn)確，及數(shù)值誤差是否會(huì)對(duì)sICAS患者的病情診斷產(chǎn)生干擾，仍有待深入探究。比較4D flow MRI檢查與CTA檢查的診斷價(jià)值，結(jié)果發(fā)現(xiàn)：①兩種方法在MCA狹窄診斷中的效能相當(dāng)，但4D flow MRI對(duì)ACA狹窄的診斷準(zhǔn)確度更高，考慮該結(jié)果可能與動(dòng)脈走行情況、遠(yuǎn)端探測(cè)難度的差異性等有關(guān)；②CTA檢查的平均狹窄程度稍高于DSA，而4D flow MRI獲得的狹窄程度與DSA相近，考慮4D flow MRI技術(shù)在輔助判斷狹窄程度方面有良好效果。分析出現(xiàn)上述結(jié)果的原因，可能與4D flow MRI自身的技術(shù)特點(diǎn)及優(yōu)勢(shì)有關(guān)：①依靠三向速度編碼成像技術(shù)，檢查過(guò)程獲得數(shù)據(jù)更加豐富，可為流體定量分析提供參考；②支持不同時(shí)間3D容積的準(zhǔn)確測(cè)量，各4D容積包括容積大小與3個(gè)方向的流速編碼，經(jīng)本地或網(wǎng)上軟件預(yù)處理及可視化分析后，能夠動(dòng)態(tài)、準(zhǔn)確顯示血流情況；③依靠心電門控、呼吸門控、血流測(cè)量后偏移誤差校正（渦流矯正）、多速度編碼等提供的支持，4D flow MRI檢查可產(chǎn)生足夠的空間、時(shí)間分辨率，從而保障各種血流特征圖像的準(zhǔn)確度。根據(jù)本研究獲取的數(shù)據(jù)與上述分析結(jié)果，在sICAS患者病情診斷中，4D flow MRI檢查獲取的原始數(shù)據(jù)在客觀反映血流情況、判斷狹窄程度方面具有一定的優(yōu)勢(shì)，實(shí)際診斷效能可能優(yōu)于常規(guī)CTA檢查。本研究證實(shí)了4D flow MRI技術(shù)在測(cè)算血管狹窄程度、診斷sICAS病情方面的臨床價(jià)值，但研究過(guò)程仍然存在局限性，如選取的樣本偏少，納入病例的動(dòng)脈狹窄類型僅MCA與ACA兩種，未充分考慮年齡分布、Willis環(huán)解剖特點(diǎn)與其他因素對(duì)顱內(nèi)動(dòng)脈血流量的影響，未就4D flow MRI在顱內(nèi)血流定量分析、動(dòng)態(tài)評(píng)估方面的作用進(jìn)行深入討論等，后續(xù)仍有待完善。

綜上所述，4D flow MRI技術(shù)對(duì)sICAS有良好的診斷價(jià)值，依靠數(shù)據(jù)分析軟件提供的支持作用，影像科醫(yī)師可有效評(píng)估腦動(dòng)脈血流情況，進(jìn)而更精確地判斷顱內(nèi)動(dòng)脈的狹窄程度。

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