3D-T1-SPACE增強序列在大腦中動脈粥樣硬化血管評估中的價值

張亞瑩，肖慧，朱來敏，陳月芹，魏君臣

1.濟寧醫學院附屬醫院 醫學影像科，山東 濟寧 272029；2.聯勤保障部隊第九〇〇醫院 放射診斷科，福建 福州 350025

引言

顱內動脈粥樣硬化是中國人缺血性腦卒中的常見原因[1]，管腔狹窄程度及斑塊特征是預測缺血性腦卒中的重要指標。傳統管腔成像方式存在一定局限性，無法觀察管壁情況。其中數字減影血管造影（Digital Subtraction Angiography，DSA）作為腦血管疾病診斷的“金標準”，具有創傷性，可能存在多種風險及嚴重并發癥，不推薦作為常規篩選方式[2-3]；三維時間飛躍法磁共振血管成像（Three Dimensional Time of Flight Magnetic Resonance Angiography，3D-TOF-MRA）無電離輻射、無創、無須注射對比劑，但管腔狹窄程度測量的可信度存在爭議[4]。近年來，高分辨率磁共振血管壁成像（High Resolution Magnetic Resonance Vessel Wall Imaging，HR-VWI）技術已逐步用于顱內血管，使管腔、管壁成像成為可能，彌補了以往管腔成像的不足[5]。目前HR-VWI已由二維（Two Dimension，2D）成像進入了三維（Three Dimension，3D）成像的新階段。其中3D可變反轉角快速自旋回波（Sampling Perfection with Application Optimized Contrasts Using Different Fip Angle Evolution，SPACE）序列采用容積掃描，覆蓋范圍廣，掃描速度快，可多方位重建，對顱內細小血管顯示清晰[3]。因此本研究對比3D-T1-SPACE增強、3D-TOF-MRA及DSA 3種成像方式，旨在探討3D-T1-SPACE增強序列在大腦中動脈（Middle Cerebral Artery，MCA）粥樣硬化血管評估中的價值，包括管腔狹窄率、病變長度及斑塊特征，以期為顱內動脈粥樣硬化血管的快速無創診斷及隨訪評估方法的選擇提供一定的參考依據。

1 資料與方法

1.1 一般資料

搜集2018年12月至2020年12月就診于解放軍聯勤保障部隊第九〇〇醫院的患者。本研究已通過醫院倫理委員會的審核（2018-023）。納入標準：① DSA、MRA或計算機斷層血管造影顯示一側MCA M1段粥樣硬化性狹窄或可疑狹窄[6]；② 所有患者均在兩周內行HR-VWI、3D-TOFMRA及DSA3種檢查。排除標準：① MCA M1段完全閉塞者；② 既往因血管狹窄已行介入治療或支架植入者；③ 圖像質量差，無法滿足診斷者。患者一般臨床資料包括年齡、性別、吸煙史、酗酒史、高血壓病史、糖尿病病史、高脂血癥、短暫性腦缺血發作（Transient Ischemic Attack，TIA）病史及就診癥狀。

1.2 檢查方法

采用德國西門子Skyra 3.0 T MR掃描儀，18通道頭部線圈。掃描序列：3D-TOF-MRA[脈沖序列重復時間（Repetition Time，TR）：21 ms；回波時間（Echo Time，TE）：3.42 ms；視野（Field of View，FOV）：145 mm×200 mm；層厚：0.5 mm；層數：64]、冠狀位3D-T2-SPACE （TR：2000 ms；TE：120 ms；FOV：150 mm×150 mm；層厚：0.9 mm；層數：60）、垂直MCA病變部位掃描2D黑血序列的T1WI（TR：350 ms；TE：10 ms；FOV：120 mm×120 mm；層厚：2 mm；層數：3～5）、T2WI（TR：2000 ms；TE：120 ms；FOV：150 mm×150 mm；層厚：2 mm；層數：3～5）、PDWI（TR：2000 ms；TE：11 ms；FOV：120 mm×120 mm；層厚：2 mm；層數：3～5）。以2.5 mL/s速率，0.2 mL/kg劑量靜脈注射釓噴酸葡胺對比劑后掃描冠狀位3D-T1-SPACE增強序列（TR：400 ms；TE：22 ms；FOV：102 mm×150 mm；層厚：0.8 mm；層數：60），掃描范圍包括頸內動脈顱內段和MCA。

DSA檢查采用數字減影血管造影機（GE Innova 3100）及高壓注射器（Medrad Mark 5），利用Seldinger改良技術從右側股動脈穿刺，插入5F導管，將非離子型對比劑以4 mL/s速率注射6 mL，對主動脈弓上、左右頸總動脈、左右頸內動脈、椎基底動脈進行正側位造影。

1.3 圖像分析

依據檢查方式將納入的病例分為3組：DSA組、3D-TOF-MRA組、3D-T1-SPACE增強組。由2名具有10年以上工作經驗的影像科醫師采用盲法（對患者臨床信息不知情）測量MCA病變處管腔狹窄率及病變長度，最終取2名醫師間隔測量2次的平均值。將采集的MR原始圖像傳入西門子Syng.VIA工作站進行圖像后處理并進行測量：3D-TOF-MRA及冠狀位3D-T1-SPACE增強序列均取垂直病變處血管長軸進行軸位重建，將軸位圖放大4倍，手動勾畫并測量病變處管腔面積（LAMLN）、參照處管腔面積（LAreference）。在GE工作站中測量DSA數據。

LAMLN采用管腔最狹窄處橫斷面進行測量；LAreference選取病變近端無管腔狹窄處的橫斷面進行測量[7]。管腔面積狹窄率=（1-LAMLN/LAreference）×100%[8]，小于50%為輕度狹窄、50%～69%為中度狹窄、70%～99%為重度狹窄、100%為閉塞。斑塊強化程度：0級強化（信號等于或低于鄰近無斑塊處正常管壁）、1級強化（信號大于鄰近無斑塊處正常管壁但低于垂體柄）、2級強化（信號等于或高于垂體柄）[9]。

1.4 統計學分析

采用SPSS 22.0進行統計分析。計量資料以±s表示。對于2名觀察者不同時間測量結果的可重復性檢驗使用組內相關系數（Intraclass Correlation Coefficient，ICC）來確定。以DSA作為對照組，采用配對樣本t檢驗或配對樣本Wilcoxon符號秩和檢驗，評估3D-T1-SPACE增強、3D-TOF-MR在測量管腔狹窄率及病變長度方面與DSA測量結果是否存在統計學差異；選擇ICC評估其測量結果的一致性，ICC 大于0.75表示一致性好。以P＜0.05表示差異具有統計學意義。

2 結果

2.1 患者一般資料

排除檢查前已接受介入治療或支架置入者7例；DSA示MAC M1段完全閉塞者10例；圖像質量差，不能滿足診斷要求者5例。最終共搜集46例，男性26例、女性20例，年齡38～81歲，平均（54.65±9.18）歲。一般臨床資料如表1所示。DSA顯示輕度狹窄5例，中度狹窄8例，重度狹窄33例；3D-T1-SPACE增強顯示輕度狹窄5例，中度狹窄8例，重度狹窄33例；3D-TOF-MRA顯示輕度狹窄5例，中度狹窄5例，重度狹窄24例，閉塞12例。

表1 患者一般臨床資料[n（%）]

2.2 測量結果的可重復性

將2名放射科醫師間隔測量2次的數據（包括管腔狹窄率、狹窄段長度）進行組內組間測量結果可重復性檢驗，結果顯示ICC均大于0.75（范圍為0.77～0.85），一致性好。

2.3 病變處管腔狹窄率

以DSA組管腔狹窄率72.80%±16.02%作為對照組，分別評估3D-T1-SPACE增強組、3D-TOF-MRA組測量結果與DSA組的一致性，結果顯示兩組間ICC均大于0.75（范圍為0.80～0.92），提示兩者與DSA在評估管腔狹窄方面均具有較好的一致性（表2）。其中3D-T1-SPACE增強與DSA測量結果一致性更強（ICC=0.91），而3D-TOF-MRA測量結果高于DSA（P＜0.001）（圖1a～c）。

表2 DSA、3D-TOF-MRA和3D-T1-SPACE增強的管腔狹窄率及病變長度比較

圖1 典型病例1管腔及管壁影像圖

2.4 病變長度

以DSA組病變長度（5.91±2.99）mm作為對照組，分別評估3D-T1-SPACE增強組、3D-TOF-MRA組測量結果與DSA組的一致性，結果顯示兩組間ICC均大于0.75（表2），提示二者與DSA組在評估病變長度方面均具有較好一致性，但測量結果差異具有統計學意義（P＜0.001），其測量結果均高于DSA組（圖2）。

圖2 典型病例2～4管腔及管壁影像圖

2.5 動脈粥樣硬化斑塊

通過DSA、3D-TOF-MRA檢查，高度懷疑MCA管腔存在狹窄時，3D-T1-SPACE增強序列可有效檢出管壁微小斑塊（圖3c）。本研究通過多 平 面 重 建 （Multiple Planner Reformation，MPR）（圖 1d、圖 2c、圖 2f、圖 2i）觀察到斑塊形態多樣，模式圖見（圖4），其中A類11例，斑塊呈“軌道形”；B類9例，斑塊呈“橢圓形”；C類12例、D類14例，斑塊兩端（圖4c）或某一端（圖4d）沿血管縱向方向生長較長，其邊緣對管腔狹窄影響較小。此外，3D-T1-SPACE增強序列觀察到46例斑塊中26例2級強化（圖1c、圖2c）；6例1級強化（圖2i）；14例0級強化（圖2f）。

圖3 典型病例5管腔及管壁影像圖

圖4 斑塊形態模式圖

3 討論

目前，關于評估顱內動脈粥樣硬化疾病的研究多基于HR-VWI探究斑塊特征[10]或HR-VWI與DSA對照評估動脈粥樣硬化性狹窄[11]，而同時運用3D-T1-SPACE增強、3D-TOF-MRA分別與DSA對照研究MCA受累管腔狹窄程度、病變長度及斑塊特征的研究較為少見。

本研究發現3D-T1-SPACE增強序列在評估管腔狹窄率方面與DSA測量結果一致性更強，而3D-TOF-MRA在評估重度狹窄者時會高估管腔狹窄，部分可表現為閉塞，導致平均測量值較DSA偏高。分析原因可能與3D-TOFMRA成像原理有關，該序列對快血流較為敏感，當血流流經中重度狹窄處其速度相對減慢，因在成像層面會受到射頻脈沖多次激勵，而出現“飽和效應”，表現為低信號，導致過度表達管腔狹窄。而HR-VWI與3D-TOF-MRA不同，其不依賴于血液流入增強效應建立成像對比，評估高度狹窄或血管迂曲部的管腔狹窄是相對可靠的[12]。以往有研究證實，在評估顱內動脈狹窄方面，HR-VWI與DSA一致性顯著[12-13]，且優于3D-TOF-MRA[14-16]。

本研究發現以DSA作為對照，3D-T1-SPACE增強、3D-TOF-MRA在評估病變長度方面，兩者雖與DSA表現出較好的一致性，但測量結果均較DSA偏高，與J?ger等[17]研究結果一致。分析原因為3D-TOF-MRA評估MCA重度狹窄者時，可能由于病變周圍復雜的血流模式出現高估狹窄程度（表現為局部或遠段閉塞）的同時造成高估病變長度。粥樣硬化斑塊起源于血管壁，DSA、3D-TOF-MRA均為管腔成像，僅依靠管腔狹窄范圍來間接評估病變長度，管壁受累的實際情況無法顯示，評估的病變長度可能與真實長度之間存在差異。

3D-T1-SPACE增強可以彌補以往管腔成像的局限性，更好地顯示動脈管壁情況。該序列采用容積掃描，可多角度重建，通過MPR后處理技術可將病變部位顯示在同一平面，便于觀察斑塊形態并測量其長度。3D-T1-SPACE增強與DSA在評估病變長度方面存在差異可能與斑塊形態多樣、累及部位不同有關。A、B兩類斑塊（圖4a～b）其測量長度在3D-T1-SPACE增強與DSA上較為一致；而C、D兩類斑塊（圖4c～d）其測量長度3D-T1-SPACE增強較DSA偏長。可能因為C、D兩類斑塊邊緣對管腔狹窄影響較小，DSA通過管腔狹窄段測量長度可能未能準確識別病變的全部，而忽略了病變的真實長度。Kaufmann等[18]研究報道，HR-VWI測量值大于DSA的相應測量值；Benes等[19]通過頸動脈內膜切除術證實斑塊真實長度比DSA測量的長。因此，對于病變范圍的確定，3D-T1-SPACE增強可能是更可靠且無創的成像方式。

DSA、3D-TOF-MRA顯示管壁局部輕微凹陷，高度可疑管腔狹窄時，3D-T1-SPACE增強可有效識別到斑塊的存在，便于臨床早期篩查病因、發現病變。顱內動脈粥樣硬化斑塊強化與新生血管形成和內皮通透性增加有關，已作為不穩定斑塊的高危特征之一[20]。本研究中，3D-T1-SPACE增強共識別32例斑塊出現不同級別強化，因此，在識別顱內斑塊不穩定性方面同樣存在潛在的價值。

綜上所述，作為一種無電離輻射且無創的管壁成像技術，3D-T1-SPACE增強序列不僅可以準確評估管腔狹窄，還可以更好地評估病變長度，提供動脈粥樣硬化斑塊信息，在MCA粥樣硬化性疾病診斷及病情隨訪中存在一定價值。