對比PETRA-MRA、TOF-MRA及CTA評估顱腦前循環(huán)動脈狹窄

牛俊霞，冉云彩，陳 銳，張 勇，王 瀟，張 焱

(鄭州大學第一附屬醫(yī)院磁共振科，河南 鄭州 450052)

腦卒中是成年人致死和致殘的主要原因之一，其中缺血性腦卒中約占70%，且呈逐年上升趨勢[1]。常見于前循環(huán)的顱腦動脈狹窄[2]所導致的血流量下降，是缺血性腦卒中的主要病因；而準確評估顱腦動脈狹窄程度及其長度有利于臨床制定個體化治療方案。數(shù)字減影血管造影(digital subtraction angiography, DSA)是診斷腦血管病變的金標準，但具有侵入性及電離輻射，不宜作為首選檢查方法[3]。對比增強MR血管成像(contrast enhanced MR angiography, CE-MRA)、時間飛躍法MRA(time of flight MRA, TOF-MRA) 及CT血管造影(CT angiography, CTA)等無創(chuàng)腦血管成像技術均可用于評估腦血管病變，但臨床應用各有其局限性[4]。利用超短TE、動脈自旋標記、徑向采集和笛卡爾采集等技術的徑向采集逐點編碼縮短時間MRA(pointwise encoding time reduction with radial acquisition MRA, PETRA-MRA)具有無創(chuàng)、無需對比劑、對血流偽影及磁敏感偽影不敏感等優(yōu)點[5]。本研究以DSA為標準，對比觀察PETRA-MRA、TOF-MRA及CTA評估顱腦前循環(huán)動脈狹窄程度及其長度的效能。

1 資料與方法

1.1 一般資料 回顧性分析2017年10月—2021年10月56例經(jīng)鄭州大學第一附屬醫(yī)院顱腦DSA確診顱腦前循環(huán)動脈狹窄患者，男34例，女22例，年齡27～71歲，平均(55.7±10.6)歲。納入標準：①經(jīng)顱腦DSA確診單純顱腦前循環(huán)動脈狹窄；②年齡18～80歲；③于1個月內(nèi)先后接受顱腦TOF-MRA、PETRA-MRA、CTA及DSA；④檢查前患者及家屬簽署知情同意書。排除標準：①顱腦動脈完全閉塞或頸內(nèi)動脈全程閉塞；②狹窄血管走行過于紆曲，不能準確評估；③圖像質(zhì)量差，無法準確顯示狹窄段血管。

1.2 儀器與方法

1.2.1 MR檢查 采用Siemens Prisma 3.0T MR掃描儀及64通道相控陣頭頸聯(lián)合線圈行仰臥位顱腦掃描。參數(shù)：TOF-MRA，TR 20 ms，TE 3.69 ms，F(xiàn)OV 200 mm×160 mm，矩陣320×256，體素0.63 mm×0.63 mm×0.60 mm，層厚0.60 mm，F(xiàn)A 18°；PETRA-MRA：TR 3.32 ms，TE 0.07 ms，F(xiàn)OV 300 mm×300 mm，矩陣320×320，體素0.94 mm×0.94 mm×0.94 mm，層厚0.94 mm，F(xiàn)A 3°，非標記序列掃描時間3 min 29 s，標記序列掃描時間5 min 51 s。掃描結束后將非標記序列與標記序列圖像相減，得到減影血管圖像。

1.2.2 CT檢查 采用Siemens Somatom AS 128排螺旋CT掃描儀行仰臥位頭頸CTA，范圍自主動脈弓至顱頂；參數(shù)：管電壓120 kV，管電流250 mA，螺距0.9 mm，層厚5.0 mm，矩陣512×512。應用高壓注射器經(jīng)肘靜脈以5 ml/s流率團注50～90 ml非離子型對比劑碘海醇(350 mgI/ml)、跟注30 ml生理鹽水后，采用閾值觸發(fā)掃描技術采集增強圖像，以主動脈弓水平為檢測點，設置閾值為100 HU。

1.2.3 DSA檢查 采用Philips FD 20 Artis DSA機。以改良Seldinger技術穿刺一側股動脈,置入8F或6F動脈鞘(Merit，PSI-8F-11-035-18G或PSI-6F-11-035-18G)，在Terumo超滑導絲(RF*GA35183M)引導下置入5F導引導管(Cook，HNB5.0-38-100-P-NS-DAV)，行雙側頸總動脈、頸外動脈、頸內(nèi)動脈及椎動脈造影。采用高壓注射器以4 ml/s流率注射對比劑碘海醇(350 mgI/ml)，旋轉200°，F(xiàn)OV 320 mm×320 mm，矩陣1 024×1 024，獲得133幀圖像。

1.3 圖像分析 由2名具有5年以上工作經(jīng)驗的影像科主治醫(yī)師于Siemens后處理工作站對MRA圖像行最大密度投影、對CTA圖像行容積重建，分別于PETRA-MRA、TOF-MRA、CTA和DSA圖像上評估顱腦前循環(huán)動脈狹窄程度及其長度；針對狹窄最嚴重處血管測量其狹窄全程長度、血管殘余管腔直徑(D狹窄)及狹窄段血管近心端正常管腔直徑(D正常)重復測量3次，取平均值。參考華法林-阿司匹林治療癥狀性顱內(nèi)疾病(warfarin-aspirin symptomatic intracranial disease, WASID)試驗中的公式(1)計算狹窄血管狹窄程度：

(1)

1.4 統(tǒng)計學分析 采用SPSS 24.0及GraphPad Prism 8統(tǒng)計分析軟件。以Shapiro-Wilk檢驗評估計量資料的正態(tài)性，符合者以±s表示，不符合者以中位數(shù)(上下四分位數(shù))描述；2組間行獨立樣本t檢驗或Mann-WhitneyU檢驗。采用組內(nèi)相關系數(shù)(intra-class correlation coefficient, ICC)分析觀察者間評估結果及PETRA-MRA、TOF-MRA、CTA與DSA評估顱腦前循環(huán)動脈狹窄的一致性：ICC<0.40為一致性差，0.40≤ICC≤0.75為一致性一般，ICC>0.75為一致性良好。以DSA結果為標準，應用Bland-Altman圖分析觀察PETRA-MRA、TOF-MRA、CTA與其評估顱腦前循環(huán)動脈狹窄程度的一致性，分別獲得其偏差(Bias)、一致性界限(limits of agreement, LoA)、2種方法測量結果差值的標準差(standard deviation, SD)及2種方法測量結果的均值(Mean)，并分別計算其變異系數(shù)(coefficient of variation, CV)：即CV=SD/Mean[6]。采用Spearman相關性分析觀察PETRA-MRA、TOF-MRA及CTA測量結果與DSA的相關性。P<0.05為差異有統(tǒng)計學意義。

2 結果

2名觀察者針對DSA、PETRA-MRA、TOF-MRA及CTA圖像測量顱腦前循環(huán)動脈狹窄程度及長度的一致性均良好(ICC均>0.75，P均<0.05)。PETRA-MRA、TOF-MRA及CTA測量所測血管狹窄程度，以及PETRA-MRA及TOF-MRA所測血管狹窄長度與DSA結果差異均無統(tǒng)計學意義(P均>0.05)，而CTA所測狹窄長度與DSA結果差異具有統(tǒng)計學意義(P<0.01)。見表1及圖1、2。

圖1 患者男，55歲，左側大腦中動脈狹窄 A.顱腦PETRA-MRA圖示左側大腦中動脈狹窄程度62.17%，狹窄長度4.20 mm； B.顱腦TOF-MRA圖示狹窄程度74.00%，狹窄長度4.46 mm； C.顱腦CTA示狹窄程度92.50%，狹窄長度4.73 mm； D.顱腦DSA圖示狹窄程度50.28%，狹窄長度4.19 mm (箭示左側大腦中動脈狹窄段)

表1 PETRA-MRA、TOF-MRA、CTA及DSA評估56例顱腦前循環(huán)動脈狹窄患者動脈狹窄程度、長度及觀察者間一致性(n=56)

Bland-Altman圖分析(圖3)顯示，以DSA為標準，PETRA-MRA評估顱腦前循環(huán)動脈狹窄程度的CV、Bias及LoA范圍分別為13.30%、1.04及(-13.37,15.46)，TOF-MRA分別為15.89%、2.81及(-14.68,20.29)，CTA分別為20.17%、11.19及(-12.66,35.04)。 PETRA-MRA、TOF-MRA及CTA評估顱腦前循環(huán)動脈狹窄程度(ICC=0.92、0.89、0.80)，以及PETRA-MRA、TOF-MRA評估顱腦前循環(huán)動脈狹窄長度與DSA結果的一致性均好(ICC=0.99、0.97)，而CTA評估顱腦前循環(huán)動脈狹窄長度與DSA結果的一致性差(ICC=0.30)。PETRA-MRA、TOF-MRA及CTA評估顱腦前循環(huán)動脈狹窄程度(rs=0.94、0.86、0.80)及狹窄長度(rs=0.98、0.97、0.70)均與DSA結果呈正相關(P均<0.01)。

圖3 Bland-Altman圖示顱腦PETRA-MRA(A)、TOF-MRA(B)及CTA(C)測量顱腦前循環(huán)動脈血管狹窄程度與DSA結果的一致性

3 討論

顱腦前循環(huán)動脈狹窄程度及其長度與患者病情及個體化治療方案密切相關。準確、無創(chuàng)地評估前循環(huán)動脈狹窄程度及長度在臨床診療中具有重要意義。

圖2 患者男，59歲，右側頸內(nèi)動脈巖段狹窄 A.顱腦PETRA-MRA圖示右側頸內(nèi)動脈巖段狹窄程度69.10%，狹窄長度3.76 mm； B.顱腦TOF-MRA圖示狹窄程度60.75%，狹窄長度4.02 mm； C.顱腦CTA示狹窄程度81.57%，狹窄長度4.19 mm； D.顱腦DSA圖示狹窄程度69.39%，狹窄長度3.70 mm (箭示右側頸內(nèi)動脈巖段狹窄)

既往研究[7]顯示，對于評估顱內(nèi)動脈狹窄，CTA容積重建圖像質(zhì)量較好，且評估結果與DSA的一致性較高。NGUYEN-HUYNH等[8]報道，CTA評估腦血管狹窄與DSA結果的相關性高；而LIU等[9]采用CTA觀察大腦中動脈粥樣硬化病變，發(fā)現(xiàn)相比DSA，CTA可高估狹窄程度。本研究容積重建CTA評估顱腦前循環(huán)動脈狹窄程度高于DSA，可能與CTA對粥樣硬化斑塊內(nèi)的鈣化及血流速度更為敏感有關[10]。

目前評估腦血管病變以MRA為較好的選擇，但TOF-MRA可能高估顱內(nèi)動脈狹窄程度[6]。本研究結果顯示，TOF-MRA評價顱腦前循環(huán)動脈狹窄程度略高于DSA，可能與其受血流速度和血流方向影響有關：在血流緩慢及存在湍流等復雜血流區(qū)域，如動脈起源處、血管分叉或彎曲處，或當血管走行平行于掃描平面時，TOF-MRA可能產(chǎn)生與血流相關的去相位偽影[11]，進而高估血管狹窄程度。

PETRA-MRA具有低噪聲、高信噪比、對血流偽影耐受等優(yōu)勢[12]，可用于評估腦血管狹窄程度[13]。SHANG等[5]認為PETRA-MRA圖像質(zhì)量明顯優(yōu)于TOF-MRA，且評估血管狹窄程度較TOF-MRA更為精準；張斐斐等[14]報道，PETRA-MRA評估大腦中動脈狹窄程度的效能優(yōu)于TOF-MRA。本研究以DSA為標準，發(fā)現(xiàn)PETRA-MRA、TOF-MRA及CTA評估顱腦前循環(huán)動脈狹窄程度與DSA的一致性均好，其中PETRA-MRA的CV、Bias及LoA范圍最小而ICC最大；PETRA-MRA、TOF-MRA所測狹窄長度與DSA結果的一致性均好，以PETRA-MRA的ICC最大；三者評估血管狹窄程度及長度與DSA結果均呈正相關，尤以PETRA-MRA的相關系數(shù)均最高。這是由于PETRA序列結合了徑向采集和笛卡爾采集的k空間技術，可提高成像速度，獲得信號較均勻且信噪比較高的圖像[15]；而TE越長，則產(chǎn)生的相位誤差越大，PETRA-MRA采用超短回波(TE<100 μs)，故對血流相位偽影不敏感[16]。另外，PETRA-MRA通過非標記序列圖像與標記序列圖像相減而獲得，可實現(xiàn)消除靜脈血流的近零背景[12]；雖然掃描時間稍長，但具有低噪音的特點，可一定程度上提高受檢者的耐受性及檢查成功率。

綜上所述，PETRA-MRA能無創(chuàng)、準確評估顱腦前循環(huán)動脈狹窄程度及其長度，為臨床準確判斷病情及制定個體化治療方案提供依據(jù)，其效能優(yōu)于TOF-MRA及CTA。但本研究為單中心回顧性研究，且樣本量小，可能存在選擇偏倚，有待擴大樣本量并通過多中心、前瞻性研究進一步觀察。