3D快速黑血管壁磁共振成像技術(shù)對基底動脈狹窄診斷的價值

汪振佳 樊昭陽 劉 文 于 薇

基底動脈狹窄（basilar artery stenosis，BAS）常導(dǎo)致后循環(huán)血供不足，重度狹窄者的卒中發(fā)生風(fēng)險驟增，其所致卒中預(yù)后差，患者病死率高達(dá)70%[1-3]。因此早期準(zhǔn)確診斷、積極干預(yù)治療基底動脈重度狹窄病變有助于減少卒中事件的發(fā)生進(jìn)展，降低患者的致殘率、致死率[4]。顱腦磁共振血管成像（MR angiography，MRA），作為常規(guī)無創(chuàng)影像技術(shù)可以對基底動脈狹窄做出診斷，但無法評估狹窄動脈管壁情況[5]。新近研發(fā)T1加權(quán)3D變動翻轉(zhuǎn)角快速自旋回波序列（3D T1-sampling perfection with application-optimized contrasts by using different flip angle evolutions，3D T1-SPACE）是一種3D黑血管壁成像技術(shù)，具有高空間分辨率、快掃描速度、各向同性、小部分容積效應(yīng)等特點(diǎn)，能夠提供管腔組織結(jié)構(gòu)、管壁厚度、斑塊成分等信息，可實(shí)現(xiàn)血管壁和血管腔病變的同步評估，對顱頸部血管病變的顯示具有獨(dú)到的優(yōu)勢[6-9]。本研究旨在評估3D T1-SPACE技術(shù)對基底動脈狹窄疾病的診斷價值。

資料與方法

1.患者一般臨床資料 收集首都醫(yī)科大學(xué)附屬北京安貞醫(yī)院，2016年7月至2018年8月，經(jīng)頭顱血管MRA檢查疑似存在基底動脈狹窄并且擬接受數(shù)字減影血管造影（digital subtraction angiography，DSA）的患者54例。所有患者在接受DSA檢查前3～7 d于醫(yī)學(xué)影像科完成3D T1-SAPCE成像檢查。排除標(biāo)準(zhǔn)：①患者存在MRI檢查禁忌證；②患者存在DSA檢查禁忌證；③患者無法耐受MRI檢查。本研究經(jīng)由北京安貞醫(yī)院倫理委員會同意，所有患者在檢查前均已簽署知情同意書。

2.MRI掃描方法 所有患者均在西門子（德國）Verio 3.0T磁共振成像儀接受檢查。固定患者頭部，微抬下頜，患者佩戴8通道相控陣頸動脈表面線圈（上海辰光）及頭顱線圈，保持靜止體態(tài)并減少吞咽運(yùn)動，以頸總動脈分叉為掃描中心，堅持覆蓋頸總動脈遠(yuǎn)段至大腦前動脈胼周段區(qū)域，矢狀位掃描。3D T1-SPACE參數(shù)如下：TR 900 ms，TE 14 ms，帶寬488 MHz，F(xiàn)OV 204 mm，矩陣284 mm×320 mm，192層，0.625 mm層厚，0 mm層間距，各向同性體素0.625 mm×0.625 mm×0.625 mm。采集時間7min3s。

3.DSA 全麻后，患者在GE 3100（美國）數(shù)字剪影血管造影機(jī)接受DSA檢查。操作術(shù)者首先在股動脈選取穿刺點(diǎn)以Seldinger技術(shù)逆行穿刺，在雙側(cè)椎動脈及雙側(cè)頸總動脈依次導(dǎo)入5F或6F鞘管，然后穿入5F豬尾導(dǎo)管實(shí)現(xiàn)選擇性血管造影。通過高壓注射器對患者注入非離子型對比劑（碘帕醇370，博萊科，上海，中國），對比劑注入速率由手術(shù)醫(yī)師依據(jù)患者動脈血流流速進(jìn)行調(diào)整，常設(shè)置為3～4 mL/s，總注入約每根血管6～7 mL。所有血管都實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)正位、側(cè)位及斜位成像。

4.圖像分析 （1）MR圖像質(zhì)量評分：一名高年資放射科醫(yī)師對MR圖像以4分法進(jìn)行評分，具體標(biāo)準(zhǔn)如下：4分：血管內(nèi)、外壁及管腔顯示清晰，無偽影；3分：血管內(nèi)外壁及管腔部分顯示清晰，無偽影；2分：血管內(nèi)外壁及管腔部分顯示清晰，有偽影，但不影響診斷；1分：血管內(nèi)外壁及管腔顯示不清晰，存在嚴(yán)重偽影干擾診斷。1分者排除出本次研究[10]。

（2）狹窄程度：以WASID（the warfarin-aspirin symptomatic intracranial disease）方法[11]為標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行基底動脈狹窄程度測量：基底動脈狹窄率=l-（狹窄段管徑/狹窄近端正常段管徑）×100%。分別在DSA側(cè)位圖像及3D T1-SPACE的矢狀位圖像進(jìn)行測量。依據(jù)管腔狹窄程度將血管分為正常組（無狹窄）、輕度狹窄組（1%～49%）、重度狹窄組（50%～99%）和閉塞組（100%）。對于存在彌漫性斑塊或合并多處狹窄的血管，測量該支血管病變最重處的管腔狹窄率（圖1）。3D T1-SPACE和DSA的圖像被分別分析。將二者圖像統(tǒng)一傳送至PACS工作站，3D T1-SPACE圖像經(jīng)MPR重建處理后，由兩名放射科醫(yī)師（放射科醫(yī)師1和放射科醫(yī)師2）采取雙盲法對3D T1-SPACE圖像進(jìn)行病變分析。DSA圖像由一名不知道MR結(jié)果的介入醫(yī)師進(jìn)行分析。

圖1 DSA和3D T1-SPACE圖像 A～B：分別為基底動脈DSA正、側(cè)位圖像，紅色箭頭所指為病變最窄處。C～F：分別為該患者的3D T1-SPACE原始掃描、冠狀位、矢狀位、橫軸位圖像，清晰顯示基底動脈全程管壁、管腔病變特征。該患者圖像質(zhì)量評分為4分

3.統(tǒng)計學(xué)分析 采用SPSS 16.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計學(xué)分析。連續(xù)變量以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差表示，計數(shù)資料以頻數(shù)表示。計算Spearman秩相關(guān)系數(shù)評價二種成像方法間狹窄測量結(jié)果的相關(guān)性；計算組內(nèi)相關(guān)系數(shù)（intraclass correlation coefficient，ICC）評價不同觀察者的3D T1-SPACE測量結(jié)果間的信度與3D-T1 SPACE測量結(jié)果與DSA測量結(jié)果的信度；Bland-Altman圖用于比較兩名放射科醫(yī)師MR測量結(jié)果間的一致性與MR-DSA兩種成像方式間測量結(jié)果的一致性。以DSA為金標(biāo)準(zhǔn)，計算3D T1-SPACE診斷基底動脈重度狹窄的一致率、靈敏度、特異度、陽性預(yù)測值、陰性預(yù)測值、陽性似然比與陰性似然比。ICC＜0.2，信度差；0.20≤ICC＜0.40，信度較差；0.40≤ICC＜0.60，信度中等；0.60≤ICC＜0.80，信度良好；ICC≥0.80，信度優(yōu)異[12]。P＜0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

結(jié)果

1.患者基本臨床資料 共計有54例患者順利完成上述兩種檢查，基本資料見表1。其中2例患者的MR圖像被評定為1分。因此余下52例患者納入本次研究，圖像質(zhì)量評分為（3.14±0.57）分。

2.圖像分析 （1）MR-MR圖像分析 兩名放射科醫(yī)師（1、2）測得的3D T1-SPACE圖像基底動脈狹窄率分別為（37.80±16.29）%和（38.32±16.58）%，二者比較，差異無統(tǒng)計學(xué)意義（P=0.376）。Bland-Altman圖提示94.2%的點(diǎn)在95%一致性界限之內(nèi)，兩名醫(yī)師的所測量的狹窄率結(jié)果相比，差值的絕對值最大為7.6%，差值平均值為0.5%，認(rèn)為二者測量結(jié)果具有高度一致性（圖2）。兩名放射科醫(yī)師測得狹窄處管腔內(nèi)徑、狹窄近端正常管腔內(nèi)徑以及狹窄率間的信度高（表2）。

表1 患者基本臨床資料[，n（%）]

表1 患者基本臨床資料[，n（%）]

項(xiàng)目 數(shù)值年齡/歲 58.7±9.1男性 41（75.9）高血壓 39（72.2）高血脂 31（57.4）糖尿病 29（53.7）冠心病 36（66.7）吸煙 38（70.4）

表2 觀察者間52例MR圖像測量結(jié)果（）

表2 觀察者間52例MR圖像測量結(jié)果（）

項(xiàng)目 狹窄率/% 狹窄處管腔內(nèi)徑/mm狹窄近端正常管腔內(nèi)徑/mm醫(yī)師1 37.80±16.29 2.16±0.66 3.45±0.35醫(yī)師2 38.32±16.58 2.07±0.65 3.34±0.37 ICC（95%CI） 0.98（0.97，0.99）0.99（0.98，0.99） 0.98（0.96，0.99）P值 0.376 ＜0.001 ＜0.001

圖2 觀察者間MR測量狹窄率一致性的Bland-Altman圖

（2）MR-DSA圖像對比分析 由于Bland-Altman圖提示兩名放射科醫(yī)師的MR診斷結(jié)果一致性高，經(jīng)醫(yī)師1、2共同評定后，選取放射科醫(yī)師1的診斷結(jié)果為最終結(jié)果與DSA測量結(jié)果進(jìn)行最終分析。在3D T1-SPACE圖像中測得的基底動脈狹窄率為（37.80±16.29）%，稍大于DSA上測得的狹窄率（37.06±16.17）%，但二者比較，差異無統(tǒng)計學(xué)意義（P=0.11）。兩種成像方法的測量結(jié)果具有強(qiáng)相關(guān)性（r=0.979，P＜0.001）（圖3）。兩種成像方法結(jié)果的觀察者間信度高（ICC=0.99，95%CI：0.98～0.99，P＜0.001）。Bland-Altman圖（圖4）提示3D T1-SPACE測得的基底動脈狹窄率略大于DSA的狹窄率，狹窄率差值均數(shù)為0.11，94.2%的點(diǎn)分布于一致性區(qū)間范圍之內(nèi)，兩種成像方法對于狹窄測量具有高一致性。DSA共發(fā)現(xiàn)24根血管存在重度狹窄，3D T1-SPACE圖像中發(fā)現(xiàn)22根重度狹窄的基底動脈。以DSA為金標(biāo)準(zhǔn)，3D T1-SPACE診斷基底動脈重度狹窄的一致率、靈敏度、特異度、陽性似然比、陰性似然比、陽性預(yù)測值和陰性預(yù)測值見表4。

圖3 MR和DSA基底動脈狹窄率直線相關(guān)圖

圖4 MR和DSA基底動脈狹窄率一致性的Bland-Altman圖

表3 52例MR與DSA測量結(jié)果比較（）

表3 52例MR與DSA測量結(jié)果比較（）

項(xiàng)目 狹窄率/% 狹窄處管腔內(nèi)徑/mm狹窄近端正常管腔內(nèi)徑/mm 3D T1-SPACE 37.80±16.29 2.16±0.66 3.45±0.35 DSA 37.06±16.17 2.26±0.69 3.57±0.36 ICC（95%CI） 0.99（0.98，0.99）0.99（0.98，0.99） 0.97（0.94，0.98）r 0.979 0.987 0.967 P值 0.11 ＜0.001 ＜0.001

表4 3D T1-SPACE診斷基底動脈重度狹窄與DSA的對比結(jié)果

討論

本研究首次評估了3D T1-SPACE技術(shù)對基底動脈狹窄病變的診斷價值。對比3D T1-SPACE與DSA測量結(jié)果，3D T1-SPACE對基底動脈重度狹窄病變的診斷具有高一致率（92.3%）、靈敏度（87.5%）及特異度（96.4%）。Bland-Altman圖認(rèn)為二種成像方法分別測得的基底動脈狹窄率具有高一致性。提示3D T1-SPACE成像可以實(shí)現(xiàn)基底動脈狹窄病變的準(zhǔn)確、無創(chuàng)、定性和定量的綜合分析。

DSA被認(rèn)為是診斷顱頸動脈血管狹窄的金標(biāo)準(zhǔn)[13-14]，但是該項(xiàng)檢查存在有創(chuàng)、過敏、電離輻射暴露、價格昂貴、一過性神經(jīng)功能障礙等諸多不足[15-16]，不適用血管狹窄患者的常規(guī)篩查和對比劑過敏患者。三維時間飛躍法磁共振血管成像（3D time of flight MRA，3D TOF MRA）是一種無創(chuàng)快速磁共振血管成像技術(shù)，目前已被廣泛應(yīng)用于顱頸部血管狹窄疾病的診斷[17-19]。石光等[20]使用3D TOF MRA和DSA對基底動脈狹窄病變進(jìn)行聯(lián)合評估，其結(jié)果表明3D TOF MRA對基底動脈狹窄的診斷具有較高的靈敏度（94.3%）和特異度（85.7%）。兩種成像方式對于狹窄率的檢測結(jié)果具有良好的相關(guān)性（r=0.985）。既往研究認(rèn)為[21-23]，3D TOF MRA對血管狹窄常存在過度診斷，可能的原因有：基底動脈等顱頸部血管管徑纖細(xì)，MRA空間分辨率低，對于重度狹窄的病變細(xì)節(jié)難以清晰顯示；掃描技師觸發(fā)信號不當(dāng)導(dǎo)致靶血管內(nèi)對比劑充盈欠佳或?qū)Ρ葎┻^度充盈致使靜脈血流逆灌注、目標(biāo)血管信噪比低，與本底對比度差，從而無法實(shí)現(xiàn)病變處形態(tài)學(xué)信息的準(zhǔn)確測量。并且，MRA無法進(jìn)行管壁成像，對于斑塊成分等詳細(xì)信息無法正確評價。

本研究使用3D T1-SPACE技術(shù)采用非選擇脈沖和變角度回聚脈沖進(jìn)行聯(lián)合黑血管壁成像，通過并行采集和K空間重排擴(kuò)大圖像自由度，從而大幅度提升掃描速度及圖像質(zhì)量[6-7]。此外，3D T1-SPACE圖像層厚僅為0.625 mm，0mm層間距進(jìn)行掃描，圖像層面內(nèi)分辨率達(dá)0.625 mm×0.625 mm，實(shí)現(xiàn)各向同性分辨率，明顯減輕圖像部分容積效應(yīng)，從而更為精細(xì)地展示病變特征。此外，3D T1-SPACE技術(shù)對管壁病變清晰顯示，彌補(bǔ)了MRA無法評價管壁病變的不足，實(shí)現(xiàn)對管腔、管壁病變的全面評估，對患者卒中發(fā)生風(fēng)險作出正確預(yù)測，指導(dǎo)臨床實(shí)施正確治療方案。本研究認(rèn)為3D T1-SPACE比DSA測得的基底動脈狹窄率略高，但二者相比并無統(tǒng)計學(xué)差異。并且Bland-Altman圖顯示，二種成像方式間狹窄測量差值均數(shù)小，僅為0.11。94.23%（49/52）的點(diǎn)分布于95%一致性區(qū)間之內(nèi)，提示兩種成像方式測量結(jié)果具有高一致性。值得注意的是，3D T1-SPACE作為3D成像序列可實(shí)現(xiàn)任意方向的圖像重建，便于多角度觀察病灶特征，較傳統(tǒng)2D黑血管壁檢查節(jié)約了掃描時間、提高了實(shí)際成像效率、改善患者檢查舒適度[24-25]，并且該序列成像范圍廣，可覆蓋頸總動脈遠(yuǎn)端至大腦前動脈胼周段水平間全部顱頸段血管[26]，有助于整體評價患者病變程度，制定個性化診治策略。

本研究不足之處主要包括以下兩點(diǎn)：第一，入組研究樣本量較少且僅為單中心數(shù)據(jù)；第二，3D T1-SPACE技術(shù)可獲得基底動脈管壁的高分辨影像，但因缺乏相應(yīng)病理對照，本研究未對管壁斑塊成分行進(jìn)一步分析，后續(xù)有關(guān)斑塊成分與臨床癥狀的相關(guān)性研究將逐步開展。

綜上所述，3D T1-SPACE技術(shù)對基底動脈病變診斷的準(zhǔn)確性強(qiáng)、價值高，是一種安全可靠的無創(chuàng)影像學(xué)評價方法，可作為診斷基底動脈狹窄的常規(guī)篩查工具。