3.0T高分辨磁共振不同成像序列對(duì)大腦中動(dòng)脈粥樣硬化斑塊成分分析

范存雷，孫艷華，陳少武，趙廷超，楊 明，張瀟斐，李飛龍，陳亞磊

（平頂山市第一人民醫(yī)院影像科，河南 平頂山 467000）

大腦中動(dòng)脈狹窄的病因很多，動(dòng)脈粥樣硬化是其重要原因，而動(dòng)脈粥樣硬化斑塊可分為穩(wěn)定和不穩(wěn)定性斑塊，目前學(xué)者認(rèn)為 “脆弱斑塊”（不穩(wěn)定斑塊）與缺血事件關(guān)系更密切[1-2]。斑塊內(nèi)脂核、出血及鈣化是影響斑塊穩(wěn)定的重要因素[3-5]，現(xiàn)在MRI多種序列包括 TOF、T1WI、T2WI、PDWI及增強(qiáng) T1WI高分辨檢查，可以對(duì)大腦中動(dòng)脈狹窄處斑塊進(jìn)行掃描，我們根據(jù)高分辨磁共振（High-resolution magnetic resonance imaging，HR-MRI）不同序列對(duì)斑塊內(nèi)脂核、出血以及鈣化的顯示能力，有利于優(yōu)化組合掃描序列及明確診斷。

1 資料和方法

1.1 一般資料

搜集2015年9月—2016年12月在我院神經(jīng)內(nèi)科住院的大腦中動(dòng)脈M1段動(dòng)脈粥樣硬化性狹窄患者40例，其中男27例，女13例，年齡39～67歲，平均54.6歲。所有入選患者大腦中動(dòng)脈狹窄處斑塊厚度均大于1.5 mm；圖像質(zhì)量要求高，評(píng)級(jí)要達(dá)到優(yōu)或良；均進(jìn)行MRI平掃及增強(qiáng)掃描。

1.2 檢查方法

使用Philips Achieva 3.0T雙梯度磁共振8通道線圈先行TOF橫斷面掃描，用重建3D-TOF成像確定斑塊位置，行黑血MRI技術(shù)垂直于狹窄段進(jìn)行T1WI、T2WI、PDWI及增強(qiáng) T1WI高分辨檢查。 高分辨掃描主要參數(shù)： ①TOF：TR 20.00 ms，TE 3.45 ms，F(xiàn)OV 14 mm，層厚/間距為1 mm/0 mm，矩陣512×512；②T1WI：TR 750.00 ms，TE 9.00 ms，F(xiàn)OV 14 mm，層厚/間距為 1 mm/0 mm，矩陣 512×512；③T2WI：TR 2250.00 ms，TE 80.00 ms，F(xiàn)OV 14 mm，層厚/間距為1 mm/0 mm，矩陣 512×512；④PDWI：TR 1500.00 ms，TE 20.00 ms，F(xiàn)OV 14 mm，層厚/間距為 1 mm/0 mm，矩陣512×512；⑤增強(qiáng)T1WI：注射對(duì)比劑釓噴酸葡胺 （0.1 mmol/kg）4～5 min 后 進(jìn) 行 T1WI 掃 描 ，TR 750.00 ms，TE 9.00 ms，F(xiàn)OV 14 mm， 層厚/間距為1mm/0 mm，矩陣 512×512。

1.3 圖像分析

圖像分級(jí)按照李明利等[3]的分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)分為4級(jí)：①優(yōu)：管腔內(nèi)外壁顯示清楚；②良：大部分層面管腔內(nèi)外壁顯示清楚，部分層面管腔外壁顯示欠清；③一般：大部分層面能夠觀察到管腔的內(nèi)外壁，但顯示不清楚；④差：有較多的偽影，管腔的內(nèi)外壁無(wú)法觀察。MRI圖像上斑塊的信號(hào)與同序列的眼外肌信號(hào)相比分為4類：等信號(hào)斑塊、高信號(hào)斑塊、低信號(hào)斑塊和混雜信號(hào)斑塊（低等、等高信號(hào)）。斑塊內(nèi)脂核、出血、鈣化在MRI各序列上的診斷標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)表1。上述定性分析由兩名經(jīng)驗(yàn)豐富的放射醫(yī)師對(duì)MRI不同序列所有圖像共同完成，兩名醫(yī)師分別對(duì)不同序列斑塊內(nèi)出現(xiàn)脂核、出血、鈣化陽(yáng)性例數(shù)及陰性例數(shù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，然后再計(jì)算出5個(gè)序列對(duì)斑塊內(nèi)脂核、出血、鈣化顯示的陽(yáng)性率，并以此為綜合判斷結(jié)果。

表1 HR-MRI辨別大腦中動(dòng)脈M1段斑塊內(nèi)脂核、出血及鈣化標(biāo)準(zhǔn)

1.4 統(tǒng)計(jì)分析

各個(gè)序列對(duì)斑塊內(nèi)脂核、出血、鈣化3種成分的敏感性及特異性用K值表示，評(píng)價(jià)各序列與標(biāo)準(zhǔn)的5序列對(duì)各種成分顯示的一致性，K值為0.45～＜0.75為中度一致，而K值≥0.75為有極好的一致性。

2 結(jié)果

40例大腦中動(dòng)脈M1段粥樣硬化性狹窄患者所得的HR-MRI各序列圖像均符合本研究要求。

2.1 HR-MRI各序列對(duì)斑塊成分顯示

40例患者斑塊內(nèi)脂核、出血、鈣化標(biāo)準(zhǔn)例數(shù)分別為 32 例、18 例、22 例。 TOF、T1WI、T2WI、PDWI和增強(qiáng)T1WI分別辨別斑塊內(nèi)成分的顯示結(jié)果見(jiàn)表2。

表2 HR-MRI各序列對(duì)斑塊成分的顯示

2.2 HR-MRI各序列判定結(jié)果的可信度

各序列對(duì)斑塊成分顯示的敏感性、特異性及K值見(jiàn)表3。從表中可看出，增強(qiáng)T1WI顯示斑塊內(nèi)脂核較好，T1WI顯示斑塊出血最佳，TOF顯示斑塊內(nèi)鈣化能力最強(qiáng)。

3 討論

3.1 運(yùn)用3.0T HR-MRI管壁成像技術(shù)分析大腦中動(dòng)脈斑塊成分的可行性

HR-MRI管壁成像技術(shù)在頸部動(dòng)脈血管的應(yīng)用已較成熟，在臨床上已得到廣泛的應(yīng)用[7-8]，隨著磁共振先進(jìn)技術(shù)的發(fā)展，對(duì)于大腦中動(dòng)脈粥樣硬化疾病的研究已有報(bào)道[9-11]。不穩(wěn)定斑塊與腦缺血事件的發(fā)生關(guān)系密切，而斑塊內(nèi)脂核、出血、鈣化等是不穩(wěn)定斑塊的主要因素。應(yīng)用3.0T高場(chǎng)磁共振多序列高分辨管壁成像技術(shù)，大多數(shù)患者可獲得滿意的大腦中動(dòng)脈M1段管壁結(jié)構(gòu)及斑塊成分，不同成像序列對(duì)斑塊內(nèi)脂核、出血、鈣化顯示的信號(hào)特點(diǎn)不同，對(duì)其顯示的敏感性及特異性也不相同。

表3 HR-MRI各序列顯示斑塊成分的敏感性、特異性、K值

3.2 不同序列對(duì)斑塊不同成分的顯示

本研究對(duì)于斑塊內(nèi)脂核的顯示，在5個(gè)序列中，增強(qiáng)T1WI的敏感性及特異性最高。由于斑塊內(nèi)脂核的主要成分是甘油三脂或膽固醇，在T1WI呈高信號(hào)，而增強(qiáng)T1WI常規(guī)應(yīng)用脂肪抑制技術(shù)，脂肪高信號(hào)被抑制為低信號(hào)，并且脂核強(qiáng)化程度較低，與明顯強(qiáng)化的纖維帽及新生血管形成鮮明的對(duì)比，有利于對(duì)脂核的判定。斑塊內(nèi)鈣化在各序列中均呈低信號(hào)，而研究顯示增強(qiáng)T1WI對(duì)鈣化有一定程度的強(qiáng)化[12]，這會(huì)使信號(hào)與脂核相近，造成誤判，因此增強(qiáng)T1WI對(duì)斑塊內(nèi)脂核顯示的特異性有所降低。在本研究的40個(gè)斑塊中，有1例斑塊內(nèi)鈣化在增強(qiáng)T1WI上被判定為脂核，但在其他4個(gè)序列中被證實(shí)為鈣化（圖1～3）。 在 TOF、T1WI、T2WI、PDWI序列中，富含糖蛋白基質(zhì)、平滑肌細(xì)胞以及纖維成分的斑塊與脂核的信號(hào)類似，對(duì)斑塊內(nèi)脂核顯示的特異性有所降低。

圖1 左側(cè)大腦中動(dòng)脈M1段粥樣硬化斑塊，斑塊內(nèi)脂核（箭頭）。圖1a：MRA顯示左側(cè)大腦中動(dòng)脈M1段局限狹窄；圖1b：T1WI示脂核為稍高信號(hào)；圖1c，1d：T2WI及PDWI呈中等信號(hào)；圖1e：增強(qiáng)T1WI示脂核為低信號(hào)。 圖2 右側(cè)大腦中動(dòng)脈M1段粥樣硬化斑塊，斑塊內(nèi)出血（箭頭）。圖2a：MRA顯示右側(cè)大腦中動(dòng)脈M1段局限狹窄；圖2b：T1WI顯示斑塊內(nèi)出血呈高信號(hào)；圖2c，2d：T2WI與PDWI為高信號(hào)。 圖3 左側(cè)大腦中動(dòng)脈M1段粥樣硬化斑塊，斑塊內(nèi)鈣化（箭頭）。圖3a：MRA顯示左側(cè)大腦中動(dòng)脈M1段局限狹窄；圖3b～3d：T1WI、T2WI及PDWI示斑塊內(nèi)鈣化均呈中等略低信號(hào)；圖3e：TOF顯示斑塊內(nèi)鈣化為低信號(hào)。Figure 1. Plaque in the left cerebral artery,the lipid nucleus(arrow).Figure 1a:MRA showed stenosis in the left M1 segment of the middle cerebral artery;Figure 1b～1d:The lipid core had slightly high signal on T1WI and moderate signal on T2WI and PDWI;Figure 1e:The lipid core was low signal on enhanced T1WI.Figure 2. Plaque in the right cerebral artery,intraplaque hemorrhage(arrow).Figure 2a:MRA showed limited stenosis in the right M1 segment of the middle cerebral artery;Figure 2b～2d:The intraplaque hemorrhage had high signal on T1WI and high signal on T2WI and PDWI. Figure 3. Plaque in the left cerebral artery,calcification within plaque(arrow).Figure 3a:MRA showed stenosis in the left M1 segment of the middle cerebral artery;Figure 3b～3e:Calcification in plaques showed moderate or slightly low signal on T1WI,T2WI and PDWI,and low signal on TOF.

動(dòng)脈粥樣硬化斑塊內(nèi)出血是斑塊不穩(wěn)定的重要因素，對(duì)于出血的判定有利于對(duì)斑塊穩(wěn)定性的評(píng)估。出血在 TOF、T1WI、T2WI、PDWI上均呈高信號(hào)，在增強(qiáng)T1WI上呈等或高信號(hào)，而TOF、T1WI的特異性及敏感性較高，K值分別是0.859、0.922，與標(biāo)準(zhǔn)的5序列相比較，T1WI的一致性最高。T1WI應(yīng)用黑血技術(shù)-四反轉(zhuǎn)回復(fù)序列（Quadruple inversion recovery，QIR）能夠抑制血管腔內(nèi)血流信號(hào)，使其呈低信號(hào)，清楚顯示血管壁及粥樣硬化性斑塊，對(duì)斑塊內(nèi)高信號(hào)的出血能夠明顯顯示出來(lái)，具有很高的敏感性，本組研究達(dá)100%，其特異性稍低，主要是因?yàn)榘邏K內(nèi)脂肪在T1WI上也呈高信號(hào)，在一定程度上出現(xiàn)了假陽(yáng)性結(jié)果。由于TOF序列血管腔內(nèi)血流呈明顯高信號(hào)，而出血亦呈高信號(hào)，斑塊內(nèi)出血臨近管腔時(shí)，容易造成假陰性結(jié)果，在一定程度上降低了其敏感性，本組研究為72.2%。不同時(shí)期的出血在T2WI及PDWI上信號(hào)是不相同的，研究表明急性期出血表現(xiàn)為低或等信號(hào)，亞急性期出血表現(xiàn)為高信號(hào)，慢性期出血表現(xiàn)為低信號(hào)[13]。由于脂肪信號(hào)在T2WI及PDWI上與急性期出血信號(hào)相近，在判定急性期出血的敏感性上有所降低，亞急性期出血在T2WI及PDWI上雖然為高信號(hào)，但含糖蛋白基質(zhì)也為高信號(hào)，二者之間難于區(qū)分，亦導(dǎo)致其對(duì)出血判定的特異性降低。雖然增強(qiáng)T1WI對(duì)于出血的顯示為等或稍高信號(hào)，但炎性斑塊具有豐富的新生血管，增強(qiáng)掃描明顯強(qiáng)化，難于與出血相鑒別，明顯降低了其特異性，與標(biāo)準(zhǔn)的一致性較差。

斑塊內(nèi)鈣化特別是表面鈣化是導(dǎo)致斑塊不穩(wěn)定的重要因素，其可能使纖維帽破裂，并容易導(dǎo)致斑塊內(nèi)出血或潰瘍形成[14-15]。斑塊內(nèi)鈣化在5個(gè)序列中均表現(xiàn)為低信號(hào)，腦動(dòng)脈管腔內(nèi)血流在TOF序列上顯示為高信號(hào)，與低信號(hào)的斑塊內(nèi)鈣化能夠形成鮮明的對(duì)比，容易辨別斑塊內(nèi)鈣化，具有很高的敏感性，本組研究達(dá)100%，對(duì)于其余4個(gè)序列，由于利用黑血技術(shù)，管腔內(nèi)血流為低信號(hào)，斑塊表面的鈣化與管腔分辨不清，使其判定斑塊內(nèi)鈣化的敏感性降低。斑塊的潰瘍由于在T1WI、T2WI、PDWI序列上血流信號(hào)被抑制而呈低信號(hào)，與斑塊表面的鈣化很難區(qū)分，而在TOF序列上潰瘍處為高信號(hào)，能夠明確區(qū)分斑塊的表面鈣化。在增強(qiáng)T1WI上斑塊內(nèi)鈣化有輕度強(qiáng)化，使其與脂核信號(hào)強(qiáng)度相仿，兩者很難區(qū)分，會(huì)降低該序列對(duì)斑塊內(nèi)鈣化檢出的敏感性。

3.3 本研究的局限性

本研究局限性：①本研究為回顧性研究，樣本量較少，顱內(nèi)動(dòng)脈管徑較細(xì)，斑塊厚度較薄，對(duì)3.0T HR-MRI圖像質(zhì)量要求較高。②無(wú)法獲得活體大腦中動(dòng)脈M1段斑塊病理結(jié)果與HR-MRI信號(hào)特征進(jìn)行對(duì)照證實(shí)，只能借鑒頸動(dòng)脈斑塊MR信號(hào)特征研究。③HR-MRI管壁成像時(shí)間較長(zhǎng)，對(duì)于高齡、病情重的患者不能獲得高質(zhì)量圖像，而達(dá)不到斑塊分析的要求。

綜上所述，增強(qiáng)T1WI對(duì)斑塊內(nèi)脂核的顯示具有較高的敏感性及特異性。斑塊內(nèi)出血在TOF與T1WI上顯示最佳。TOF能夠準(zhǔn)確判斷斑塊內(nèi)較小鈣化及表面鈣化。增強(qiáng)T1WI、T1WI和TOF 3個(gè)序列相結(jié)合對(duì)斑塊內(nèi)3種成分能夠很好地判別。