讀出分段DWI鑒別下肢靜脈急性血栓與慢性血栓的價(jià)值

尹翠林， 李小明， 吳剛

下肢深靜脈血栓是一種可導(dǎo)致肺栓塞的常見疾病[1,2]，區(qū)分急性血栓與慢性血栓非常重要，因?yàn)閮烧叩闹委煵呗酝耆煌琜3]。臨床上通常根據(jù)患者的癥狀持續(xù)時(shí)間(如下肢腫脹時(shí)間)來推測(cè)血栓的性質(zhì)[4]。相關(guān)文獻(xiàn)報(bào)道，使用這種方法約1/3的血栓被錯(cuò)判性質(zhì)[5,6]。超聲被廣泛用于檢測(cè)血栓，但在區(qū)分急性與慢性血栓方面存在困難[7]。也有學(xué)者嘗試使用MR技術(shù)來鑒別血栓性質(zhì)[8]。擴(kuò)散加權(quán)成像(diffusion weighted imaging，DWI)是臨床上廣泛使用的功能性磁共振序列，能反映組織內(nèi)自由水分子的擴(kuò)散特性[9]，然而使用DWI鑒別急性與慢性血栓國(guó)內(nèi)尚未見文獻(xiàn)報(bào)道。本研究旨在探討DWI鑒別下肢靜脈急性血栓與慢性血栓的價(jià)值。

材料與方法

1.病例資料

搜集我院前后兩次行下肢靜脈超聲檢查的患者。本研究采用的急性血栓判定標(biāo)準(zhǔn)如下：第1次超聲檢查未檢測(cè)到血栓(陰性)，第2次超聲檢查檢測(cè)到血栓(陽性)，兩次超聲檢查間隔時(shí)間小于兩周。慢性血栓判定標(biāo)準(zhǔn)如下：第1次超聲陽性，第2次超聲陽性，兩次超聲檢查間隔時(shí)間大于兩周。病例納入標(biāo)準(zhǔn)：①診斷明確的急性血栓患者；②診斷明確的慢性血栓患者；③MRI檢查在第2次超聲檢查結(jié)束后12h內(nèi)進(jìn)行。病例排除標(biāo)準(zhǔn)：①有磁共振檢查禁忌癥(如幽閉恐懼癥)；②血栓附近存在金屬內(nèi)固定物；③MRI檢查前行血管介入導(dǎo)管溶栓；④合并肺栓塞，轉(zhuǎn)運(yùn)不安全的患者。共65例患者納入本研究，被分為急性血栓組(n=35)和慢性血栓組(n=30)。

65例患者中男25例，女40例，年齡34～74歲，平均53.4歲。回顧性分析所有患者的病史，導(dǎo)致血栓的明確原因有腫瘤(n=23)、手術(shù)(n=17)和肢體制動(dòng)(n=7)，其他18例患者造成血栓的原因不明。57例患者存在下肢腫脹，37例患者腿痛。

2.檢查方法

MRI檢查采用Siemens 3.0T磁共振掃描儀(Skyra)，18通道體部線圈。首先使用可變翻轉(zhuǎn)角長(zhǎng)回波鏈三維自旋(sampling perfection with application optimized contrast using different flip angle evolutions，SPACE)序列對(duì)血栓進(jìn)行定位。SPACE主要掃描參數(shù)：TR 3200 ms,TE 100 ms，層厚1.8 mm，回波鏈長(zhǎng)度100，相位方向?yàn)轭^足方向，過采樣50%，層數(shù)30或更多。使用SPACE成功顯示全部血栓后，再使用讀出分段的DWI序列對(duì)血栓的中央節(jié)段進(jìn)行掃描，主要掃描參數(shù)：TR 3000 ms,TE 70 ms，矩陣224，視野224 mm×224 mm或更大以適應(yīng)腿部，層厚4 mm，層數(shù)12～20，讀出分段7，b值取0、800 s/mm2，擴(kuò)散梯度3個(gè)方向，掃描總時(shí)間為3～5 min。DWI掃描完成后，ADC圖由機(jī)器自動(dòng)生成。

3.數(shù)據(jù)分析

由兩位具有10年以上工作經(jīng)驗(yàn)的放射科醫(yī)師在不知道血栓年齡的情況下，分別在ADC圖的血栓上勾畫圓形興趣區(qū)(region of interest，ROI)來測(cè)量血栓的ADC值。在血栓的多個(gè)層面上測(cè)量ADC值，然后取平均值。

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。采用組內(nèi)相關(guān)系數(shù)(intra-class correlation coefficient，ICC)評(píng)估兩位醫(yī)師測(cè)量血栓ADC值間的一致性。如ICC>0.7，則認(rèn)為兩位醫(yī)師間的一致性良好，最終數(shù)值取兩位醫(yī)師測(cè)得的ADC值的平均值；如ICC<0.4，則認(rèn)為兩位醫(yī)師間的一致性差。如ICC介于0.4和0.7之間，則最終數(shù)值不能取兩者的平均值，需分別報(bào)道。首先對(duì)ADC值進(jìn)行正態(tài)性檢驗(yàn)，若符合正態(tài)分布，則采用獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)比較急性血栓組與慢性血栓組的ADC值差異；若不符合正態(tài)分布，則采用非參數(shù)Mann Whitney檢驗(yàn)比較兩組ADC值的差異。兩組患者年齡的比較采用獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)，兩組患者性別分布的比較采用卡方檢驗(yàn)。采用受試者工作特征(receiver operating characteristic，ROC)曲線進(jìn)一步評(píng)估ADC值區(qū)分急性血栓與慢性血栓的能力，對(duì)應(yīng)約登指數(shù)(Youden Index)最大的閾值被選取用以計(jì)算診斷敏感度和特異度。以P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

結(jié) 果

65例患者(圖1～3)被分為急性血栓組(n=35)和慢性血栓組(n=30)。35例急性血栓組患者中，男12例，女23例，平均年齡為53.3歲；30例慢性血栓組患者中，男10例，女20例，平均年齡為52.4歲。兩組患者的年齡、性別分布差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。兩位醫(yī)師測(cè)量ADC值的ICC值為0.85(高于0.7)，因此最終數(shù)值取兩位醫(yī)師測(cè)得的ADC值的平均值。

正態(tài)性檢驗(yàn)結(jié)果顯示ADC值分布不符合正態(tài)分布，因此采用非參數(shù)檢驗(yàn)比較急性血栓與慢性血栓的ADC值差異。急性血栓組的ADC值(550×10-6mm2/s)明顯高于慢性血栓組(230×10-6mm2/s)，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(Z=-5.968，P<0.001)。

圖1 患者，女，57歲，右下肢水腫一周。a) SPACE圖像示血栓呈不均勻低信號(hào)(箭)； b) T1WI圖像示血栓呈不均勻高信號(hào)(箭)； c) T2WI圖像示血栓呈不均勻高信號(hào)(箭)； d) DWI圖像(b=0)示血栓信號(hào)(箭)與T2WI圖像上的信號(hào)類似； e) DWI圖像(b=800s/mm2)示血栓呈極高信號(hào)(箭)，邊界清楚； f) ADC圖示血栓(箭)的灰度顯著低于背景，邊界清楚。

ROC分析結(jié)果顯示，ADC值鑒別急性血栓與慢性血栓的曲線下面積(ared under curve，AUC)為0.93(圖4)。閾值取330×10-6mm2/s時(shí)約登指數(shù)最大。以330×10-6mm2/s作為閾值，ADC值超過此閾值診斷為急性血栓，診斷敏感度、特異度分別為91.4%(32/35)和90.0%(27/30)。

討 論

由于血栓的ADC值有可能隨著血栓年齡的變化而發(fā)生變化[10]，本研究嘗試使用讀出分段的DWI來鑒別急性血栓與慢性血栓。本研究結(jié)果顯示急性血栓與慢性血栓的ADC值差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，ADC值鑒別急性血栓與慢性血栓的敏感度、特異度均超過90%。

從b=0到b=800 s/mm2，血栓和背景的信號(hào)強(qiáng)度均下降，但兩者下降的幅度不同。與背景相比，血栓組織結(jié)構(gòu)更緊密，含水量更少，自由水分子運(yùn)動(dòng)受限的程度更高，因此ADC值低于背景。在ADC圖上，所有血栓的灰度均顯著低于背景，血栓邊界清楚，顯示良好。

眾所周知，血栓的水含量隨著血栓年齡的增高而逐漸減少，而血栓的組織密度隨著血栓年齡的增高而逐漸升高[11]。慢性血栓的自由水含量及容許水分子擴(kuò)散的空間必然低于急性血栓，從而導(dǎo)致慢性血栓的ADC值低于急性血栓，本研究結(jié)果也支持上述理論。本研究還發(fā)現(xiàn)ADC值鑒別急性血栓與慢性血栓的AUC超過0.9，敏感度和特異度均超過90%，說明急性血栓與慢性血栓的ADC值重疊較少。

血栓在橫斷面上的直徑較小，預(yù)實(shí)驗(yàn)中筆者發(fā)現(xiàn)普通DWI顯示血栓效果不佳，這是由于普通DWI的空間分辨率不夠，而且易受磁敏感偽影的干擾。因此本研究采用讀出分段的DWI，在讀出方向?qū)空間軌跡分成多個(gè)部分，增大了采集矩陣，與傳統(tǒng)的單激發(fā)DWI相比，讀出分段的DWI具有更短的回波間距，可以獲得更高的圖像分辨率，減少磁敏感偽影[12,13]。同時(shí),讀出分段DWI支持全自動(dòng)校準(zhǔn)部分并行采集技術(shù)，進(jìn)一步減低了磁敏感偽影。值得一提的是，讀出分段DWI的成像時(shí)間較常規(guī)DWI明顯增加[14]，讀出節(jié)段越多，成像時(shí)間越長(zhǎng)；成像時(shí)間越長(zhǎng)，越容易受到運(yùn)動(dòng)偽影的干擾。然而本研究中的DWI檢查是在軸面上進(jìn)行，與下肢長(zhǎng)軸垂直，因而對(duì)運(yùn)動(dòng)相對(duì)不敏感。

圖2 急性血栓患者。a)DWI圖像(b=0)示急性血栓呈低信號(hào)；b)DWI圖像(b=800s/mm2)示急性血栓呈低信號(hào)；c)ADC圖示急性血栓灰度顯著低于背景。 圖3 慢性血栓患者。a)DWI圖像(b=0)示慢性血栓呈低信號(hào)；b)DWI圖像(b=800s/mm2)示慢性血栓呈低信號(hào)；c)ADC圖示慢性血栓灰度顯著低于背景。通過ROI分析，獲取血栓的信號(hào)強(qiáng)度和ADC值。此急性血栓與慢性血栓在b=0和b=800s/mm2圖像上的信號(hào)強(qiáng)度差異不大，因此難以通過信號(hào)強(qiáng)度來鑒別兩者。但此急性血栓(圖2患者)與慢性血栓(圖3患者)的ADC值差異較大。如果將330×10-6mm2/s作為診斷閾值，急性血栓的ADC值大于此閾值，而慢性血栓的ADC值小于此閾值。

圖4 ADC值鑒別急性血栓與慢性血栓的ROC曲線。

本研究有以下局限性：①以超聲作為參考標(biāo)準(zhǔn)，沒有把患者的深靜脈血栓取出來做病理學(xué)檢查，因此無法驗(yàn)證血栓的真實(shí)水含量或觀測(cè)血栓內(nèi)部微觀結(jié)構(gòu)。關(guān)于血栓內(nèi)部自由水分子擴(kuò)散受限的機(jī)制尚停留在推測(cè)假想階段；②本研究的血栓分期僅限于急性和慢性兩個(gè)階段，而實(shí)際上血栓至少經(jīng)歷了超急性、急性、亞急性和慢性四個(gè)階段。目前人類在體的血栓分期尚無法達(dá)到這個(gè)精度，構(gòu)建四種階段的動(dòng)物血栓模型進(jìn)行MRI研究，是一種值得研究的方法；③樣本量不夠大，還需要多中心、大樣本的研究來驗(yàn)證本研究結(jié)果。

綜上所述，使用讀出分段的DWI測(cè)得的血栓ADC值在急性血栓與慢性血栓間差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，急性血栓的ADC值高于慢性血栓。ADC值有助于為下肢深靜脈血栓患者選擇正確的治療方案。