零回波時間動脈自旋標記及時間飛躍法MR血管成像診斷顱內動脈粥樣硬化性狹窄

吳明振，亓立峰，趙立新，欒繼昕，郭田田，時傳迎，范 華，張傳臣*

(1.聊城市人民醫院影像科，2.神經內科，山東 聊城 252000)

顱內動脈粥樣硬化性狹窄(intracranial atherosclerotic stenosis,ICAS)是常見腦血管疾病，具有較高致殘率和病死率，準確評價ICAS有助于治療和評估預后[1]。時間飛躍法(time of flight,TOF)MR血管成像(magnetic resonance angiography,MRA)是臨床篩檢、診斷ICAS和隨訪的最常用方法，但湍流及慢血流可致血流信號丟失而高估ICAS程度，造成假陽性結果[2]。零回波時間(zero time echo,ZTE)動脈自旋標記(arterial spin labeling,ASL)MRA(ZTE ASL-MRA)是結合ASL技術及ZTE采集MRA的新技術，對湍流及慢血流不敏感[3]。本研究以DSA為金標準，對比觀察ZTE ASL-MRA與TOF-MRA診斷ICAS的價值。

1 資料與方法

1.1 一般資料 收集2017年11月—2018年11月于聊城市人民醫院疑診為腦卒中的患者。納入標準：①存在符合2014版《腦動脈粥樣硬化篩查與診斷規范(2014版)》診斷標準[4]的腦動脈粥樣硬化；②接受TOF-MRA及ZTE ASL-MRA，并于MRA后2天內接受DSA檢查。排除標準：①MRA與DSA時間間隔>2天；②煙霧病、腦動脈炎或腦血栓等。本研究經院倫理委員會批準(批準號：2017106)，檢查前患者均簽署知情同意書。

1.2 儀器與方法

1.2.1 MRA 采用GE Discovery MR750w 3.0 T MR儀，24通道頭頸聯合線圈，行頭部TOF-MRA，參數：TR/TE 23 ms/3.0 ms，FA 20°，FOV 240 mm×211 mm，矩陣384×256，層厚1.4 mm，層數256，NEX 1.0，帶寬31.25 kHz，采集時間4 min 23 s；頭部ZTE ASL-MRA，TR/TE 1 116.4 ms/0.0 ms，FA 3°，FOV 200 mm×200 mm，矩陣166×166，層厚1.2 mm，層數320，NEX 1.0，帶寬31.20 kHz，標記帶自動置于FOV底端以下20 mm，采集時間5 min 48 s。

1.2.2 DSA 采用Siemens Artrix Zeego DSA機，對雙側頸內動脈和椎動脈行標準正側位、雙斜位、湯氏位及選擇性旋轉三維造影及圖像重建。

1.3 圖像分析 將MRA原始圖像導入GE AW 4.0工作站，由2名具有5年以上腦血管病診斷經驗的影像科主治醫師以雙盲法獨立閱片，根據需要行最大密度投影(maximum intensity projection,MIP)、容積再現(volume rendering,VR)及多平面重組(multi-planar reformation,MPR)，結合原始圖像評價圖像質量及動脈狹窄程度，按照隨機順序對TOF-MRA進行評價，2周后再以隨機順序對ZTE ASL-MRA進行評價，意見不一致時經協商決定。以26段分段法[5]評價顱內動脈，根據管徑不同分為大、中動脈組和小動脈組，前者包括基底動脈及雙側頸內動脈鞍下段、頸內動脈鞍上段、大腦前動脈A1段、大腦中動脈M1段及大腦后動脈P1段；后者包括前交通動脈及雙側眼動脈、大腦前動脈A2段、大腦中動脈M2段、大腦中動脈M3段、后交通動脈、小腦前下動脈及小腦上動脈。采用李克特量表三分法[6]評價圖像質量：1分(差)，存在顯著偽影和/或血流信號不均勻，無法診斷；2分(良)，存在輕度偽影和/或血流信號不均，尚可診斷；3分(優)，無偽影且血流信號均勻，狹窄程度可準確評價；以2～3分為具有診斷價值。

由1名具有15年神經介入工作經驗的主任醫師評估DSA圖像，按照華法林-阿司匹林癥狀性顱內動脈病變(Warfarin-Aspirin symptomatic intracranial disease,WASID)試驗診斷標準計算動脈狹窄率：狹窄率=(1-狹窄處直徑/狹窄近端正常直徑)×100%，分為正常、輕度狹窄(<50%)、中度狹窄(50%～69%)、重度狹窄(70%～99%)以及閉塞；同段血管存在多處狹窄時，針對狹窄最嚴重處進行評估。

1.4 統計學分析 采用SPSS 24.0及Medcalc 18.11統計學分析軟件，以頻數表示計數資料，以中位數(上下四分位數)表示計量資料，行Mann-WhitneyU檢驗。以DSA結果為金標準，繪制2種MRA診斷動脈節段狹窄>50%的受試者工作特征(receiver operating characteristic curve,ROC)曲線，并以DeLong檢驗比較曲線下面積(area under the curve,AUC)；以Kappa檢驗評價觀察者間評估圖像質量及不同MRA診斷動脈狹窄與DSA結果的一致性，Kappa≤0.20為一致性較弱，0.20

2 結果

共25例患者納入研究，男11例，女14例，年齡48～80歲，平均(60.8±7.4)歲；因動脈變異，25段動脈缺如，包括大腦前動脈A1段2段、前交通動脈5段、右側后交通動脈7段、左側后交通動脈7段、小腦前下動脈2段及眼動脈2段。共對625節段動脈進行MRA圖像質量評價，大、中動脈組273段和小血管組352段。

2.1 圖像質量評價 2名醫師針對ZTE ASL-MRA[Kappa=0.88，95%CI(0.85，0.91)，P<0.01]和TOF-MRA[Kappa=0.86，95%CI(0.83，0.90)，P<0.01]所示各段動脈圖像質量評分的一致性均強。ZTE ASL-MRA及TOF-MRA評價為優、良、差節段分別402段、129段、94段和411段、126段、88段，圖像優占比分別為64.32%(402/625)和65.76%(411/625)。2種MRA總體圖像質量評分均為[3(2,3)]，差異無統計學意義(Z=-0.57，P=0.57)。

大、中動脈組ZTE ASL-MRA及TOF-MRA評價為優、良、差的節段數分別為252、20、1段和237、34、2段，優質圖像占比分別為92.31%(252/273)和86.81%(237/273)，而ZTE ASL-MRA圖像質量評分[3(3，3)]高于TOF-MRA[3(3,3),Z=-2.10，P=0.04]。小動脈組ZTE ASL-MRA及TOF-MRA評價為優、良、差的節段數分別為150、109、93段和174、92、86段，優質圖像占比分別為42.61%(150/352)和49.43%(174/352)；ZTE ASL-MRA圖像質量評分[2(1,3)]與TOF-MRA差異無統計學意義[2(2,3)，Z=-1.52,P=0.13]。

2.2 狹窄程度 273段大、中動脈中，2段因圖像質量差(1分)而無法評價，共評價了271段動脈狹窄程度。2名醫師評估ZTE ASL-MRA[Kappa=0.86，95%CI(0.82，0.90)，P<0.01]和TOF-MRA[Kappa=0.83，95%CI(0.78，0.87)，P<0.01]所示動脈狹窄程度的一致性均強。DSA、ZTE ASL-MRA及TOF-MRA診斷血管狹窄程度見表1。以DSA為標準，ZTE ASL-MRA與TOF-MRA分別高估18段和57段狹窄(圖1～3)、低估2段和3段動脈狹窄。ZTE ASL-MRA[Kappa=0.86，95%CI(0.80，0.92)，P<0.01]及TOF-MRA[Kappa=0.65，95%CI(0.57，0.73)，P<0.01]評價動脈狹窄程度與DSA結果的一致性分別為強及較強。

表1 DSA、ZTE ASL-MRA及TOF-MRA所示顱內動脈狹窄程度[段(%)，n=271]

DSA診斷28段動脈狹窄>50%；ZTE ASL-MRA、TOF-MRA各診斷37段和60段，分別包括11段和33段假陽性。ZTE ASL-MRA診斷動脈節段狹窄>50%的AUC為0.96[95%CI(0.93,0.98)]，敏感度、特異度、陽性預測值及陰性預測值分別為92.86%、95.47%、70.27%、99.15%；TOF-MRA的AUC為0.94[95%CI(0.90,0.96)]，敏感度、特異度、陽性預測值、陰性預測值分別為96.43%、86.42%、45.00%、99.53%；ZTE ASL-MRA的AUC高于TOF-MRA(Z=2.78，P=0.01，圖4)。

3 討論

ICAS是缺血性腦卒中發生、發展和復發的重要病因，近年來日益顯現出年輕化趨勢。影像學檢查，主要包括DSA、CTA及MRA等，在ICAS及缺血性腦卒中診治中的作用越來越重要[1]。DSA主要適用于介入治療ICAS，少用于常規診斷[7]。CTA是腦卒中的重要檢查方法，敏感性和特異性均較高，且能評估斑塊性質，但具有輻射劑量高、含碘對比劑腎毒性、存在碘過敏反應及后處理復雜等缺點[8]。TOF-MRA具有非侵入性、無輻射、無需對比劑及可重復等優勢，應用廣泛[9-10]；其圖像質量主要取決于血流速度和血流狀態，如血流速度較慢，則易在快速重復的射頻激勵脈沖抑制背景組織過程中被飽和，導致相應血管信號減弱或丟失；在血管分叉、狹窄和紆曲走行處，血流狀態由層流轉為湍流，易出現氫質子失相位導致信號減弱或丟失，降低其診斷動脈狹窄的準確性。ZTE ASL-MRA采用硬脈沖激發，結合譜儀系統快速激發脈沖/接收轉換信號及K空間3D Radial采樣等技術實現近ZTE成像，可顯著降低或消除湍流導致的信號丟失；基于ASL技術，以自體血液中的質子作為內源性示蹤劑進行血管成像，可避免TOF-MRA的慢血流飽和效應[10]；采用微動式連續梯度編碼技術，幾乎可持續維持梯度場切換平穩，降低了磁敏感偽影；避免梯度場快速切換，掃描噪音較小，提高了舒適感，可減少以患者難以耐受而造成的運動偽影。

翟茂雄等[11]認為ZTE ASL-MRA整體血管顯像質量(包括血管信號強度、血管背景抑制等)優于TOF-MRA；嵇昀等[12]發現ZTE ASL-MRA原始圖像顯示頸內動脈海綿竇段及后處理圖像優秀率均高于TOF-MRA。齊欣等[13]報道，ZTE ASL-MRA與TOF-MRA優良圖像占比和信噪比差異無統計學意義。本研究發現ZTE ASL-MRA顯示大、中動脈的圖像質量高于TOF-MRA，尤以頸內動脈鞍上段和鞍下段為著，與既往文獻[12]報道一致；分析原因，可能該段動脈走行彎曲，易形成湍流而造成質子失相位，而部分大、中動脈段處于組織交界處，易產生磁敏感偽影加劇血流信號衰減[14]，而ZTE ASL-MRA對湍流及磁敏感效應不敏感[15]，故圖像質量更高。

SHANG等[3]以CTA為參考標準，認為ZTE ASL-MRA診斷顱內動脈病變優于TOF-MRA。也有研究[11]以增強MRA為參考，發現ZTE ASL-MRA診斷動脈病變的準確率高于TOF-MRA。本研究以DSA為金標準，采用WASID標準計算血管狹窄程度，結果顯示ZTE ASL-MRA診斷血管狹窄>50%的AUC明顯高于TOF-MRA。分析原因，狹窄處易出現湍流，造成質子失相位，且血流速度減緩，易產生慢血流飽和效應，可致血流信號丟失或減弱，導致TOF-MRA高估其狹窄程度；而ZTE ASL-MRA采用內源性對比劑，不受血液流動模式影響，結果更準確。

總之，ZTE ASL-MRA顯示顱內大、中動脈圖像質量及診斷動脈狹窄的準確性均優于TOF-MRA。但本研究為單中心、小樣本量回顧性觀察，可能存在選擇偏倚，有待進一步完善。