3D快速黑血管壁磁共振成像技術對基底動脈狹窄診斷的價值

汪振佳 樊昭陽 劉 文 于 薇

基底動脈狹窄（basilar artery stenosis，BAS）常導致后循環血供不足，重度狹窄者的卒中發生風險驟增，其所致卒中預后差，患者病死率高達70%[1-3]。因此早期準確診斷、積極干預治療基底動脈重度狹窄病變有助于減少卒中事件的發生進展，降低患者的致殘率、致死率[4]。顱腦磁共振血管成像（MR angiography，MRA），作為常規無創影像技術可以對基底動脈狹窄做出診斷，但無法評估狹窄動脈管壁情況[5]。新近研發T1加權3D變動翻轉角快速自旋回波序列（3D T1-sampling perfection with application-optimized contrasts by using different flip angle evolutions，3D T1-SPACE）是一種3D黑血管壁成像技術，具有高空間分辨率、快掃描速度、各向同性、小部分容積效應等特點，能夠提供管腔組織結構、管壁厚度、斑塊成分等信息，可實現血管壁和血管腔病變的同步評估，對顱頸部血管病變的顯示具有獨到的優勢[6-9]。本研究旨在評估3D T1-SPACE技術對基底動脈狹窄疾病的診斷價值。

資料與方法

1.患者一般臨床資料 收集首都醫科大學附屬北京安貞醫院，2016年7月至2018年8月，經頭顱血管MRA檢查疑似存在基底動脈狹窄并且擬接受數字減影血管造影（digital subtraction angiography，DSA）的患者54例。所有患者在接受DSA檢查前3～7 d于醫學影像科完成3D T1-SAPCE成像檢查。排除標準：①患者存在MRI檢查禁忌證；②患者存在DSA檢查禁忌證；③患者無法耐受MRI檢查。本研究經由北京安貞醫院倫理委員會同意，所有患者在檢查前均已簽署知情同意書。

2.MRI掃描方法 所有患者均在西門子（德國）Verio 3.0T磁共振成像儀接受檢查。固定患者頭部，微抬下頜，患者佩戴8通道相控陣頸動脈表面線圈（上海辰光）及頭顱線圈，保持靜止體態并減少吞咽運動，以頸總動脈分叉為掃描中心，堅持覆蓋頸總動脈遠段至大腦前動脈胼周段區域，矢狀位掃描。3D T1-SPACE參數如下：TR 900 ms，TE 14 ms，帶寬488 MHz，FOV 204 mm，矩陣284 mm×320 mm，192層，0.625 mm層厚，0 mm層間距，各向同性體素0.625 mm×0.625 mm×0.625 mm。采集時間7min3s。

3.DSA 全麻后，患者在GE 3100（美國）數字剪影血管造影機接受DSA檢查。操作術者首先在股動脈選取穿刺點以Seldinger技術逆行穿刺，在雙側椎動脈及雙側頸總動脈依次導入5F或6F鞘管，然后穿入5F豬尾導管實現選擇性血管造影。通過高壓注射器對患者注入非離子型對比劑（碘帕醇370，博萊科，上海，中國），對比劑注入速率由手術醫師依據患者動脈血流流速進行調整，常設置為3～4 mL/s，總注入約每根血管6～7 mL。所有血管都實現標準正位、側位及斜位成像。

4.圖像分析 （1）MR圖像質量評分：一名高年資放射科醫師對MR圖像以4分法進行評分，具體標準如下：4分：血管內、外壁及管腔顯示清晰，無偽影；3分：血管內外壁及管腔部分顯示清晰，無偽影；2分：血管內外壁及管腔部分顯示清晰，有偽影，但不影響診斷；1分：血管內外壁及管腔顯示不清晰，存在嚴重偽影干擾診斷。1分者排除出本次研究[10]。

（2）狹窄程度：以WASID（the warfarin-aspirin symptomatic intracranial disease）方法[11]為標準進行基底動脈狹窄程度測量：基底動脈狹窄率=l-（狹窄段管徑/狹窄近端正常段管徑）×100%。分別在DSA側位圖像及3D T1-SPACE的矢狀位圖像進行測量。依據管腔狹窄程度將血管分為正常組（無狹窄）、輕度狹窄組（1%～49%）、重度狹窄組（50%～99%）和閉塞組（100%）。對于存在彌漫性斑塊或合并多處狹窄的血管，測量該支血管病變最重處的管腔狹窄率（圖1）。3D T1-SPACE和DSA的圖像被分別分析。將二者圖像統一傳送至PACS工作站，3D T1-SPACE圖像經MPR重建處理后，由兩名放射科醫師（放射科醫師1和放射科醫師2）采取雙盲法對3D T1-SPACE圖像進行病變分析。DSA圖像由一名不知道MR結果的介入醫師進行分析。

圖1 DSA和3D T1-SPACE圖像 A～B：分別為基底動脈DSA正、側位圖像，紅色箭頭所指為病變最窄處。C～F：分別為該患者的3D T1-SPACE原始掃描、冠狀位、矢狀位、橫軸位圖像，清晰顯示基底動脈全程管壁、管腔病變特征。該患者圖像質量評分為4分

3.統計學分析 采用SPSS 16.0軟件進行統計學分析。連續變量以均數±標準差表示，計數資料以頻數表示。計算Spearman秩相關系數評價二種成像方法間狹窄測量結果的相關性；計算組內相關系數（intraclass correlation coefficient，ICC）評價不同觀察者的3D T1-SPACE測量結果間的信度與3D-T1 SPACE測量結果與DSA測量結果的信度；Bland-Altman圖用于比較兩名放射科醫師MR測量結果間的一致性與MR-DSA兩種成像方式間測量結果的一致性。以DSA為金標準，計算3D T1-SPACE診斷基底動脈重度狹窄的一致率、靈敏度、特異度、陽性預測值、陰性預測值、陽性似然比與陰性似然比。ICC＜0.2，信度差；0.20≤ICC＜0.40，信度較差；0.40≤ICC＜0.60，信度中等；0.60≤ICC＜0.80，信度良好；ICC≥0.80，信度優異[12]。P＜0.05為差異有統計學意義。

結果

1.患者基本臨床資料 共計有54例患者順利完成上述兩種檢查，基本資料見表1。其中2例患者的MR圖像被評定為1分。因此余下52例患者納入本次研究，圖像質量評分為（3.14±0.57）分。

2.圖像分析 （1）MR-MR圖像分析 兩名放射科醫師（1、2）測得的3D T1-SPACE圖像基底動脈狹窄率分別為（37.80±16.29）%和（38.32±16.58）%，二者比較，差異無統計學意義（P=0.376）。Bland-Altman圖提示94.2%的點在95%一致性界限之內，兩名醫師的所測量的狹窄率結果相比，差值的絕對值最大為7.6%，差值平均值為0.5%，認為二者測量結果具有高度一致性（圖2）。兩名放射科醫師測得狹窄處管腔內徑、狹窄近端正常管腔內徑以及狹窄率間的信度高（表2）。

表1 患者基本臨床資料[，n（%）]

表1 患者基本臨床資料[，n（%）]

項目 數值年齡/歲 58.7±9.1男性 41（75.9）高血壓 39（72.2）高血脂 31（57.4）糖尿病 29（53.7）冠心病 36（66.7）吸煙 38（70.4）

表2 觀察者間52例MR圖像測量結果（）

表2 觀察者間52例MR圖像測量結果（）

項目 狹窄率/% 狹窄處管腔內徑/mm狹窄近端正常管腔內徑/mm醫師1 37.80±16.29 2.16±0.66 3.45±0.35醫師2 38.32±16.58 2.07±0.65 3.34±0.37 ICC（95%CI） 0.98（0.97，0.99）0.99（0.98，0.99） 0.98（0.96，0.99）P值 0.376 ＜0.001 ＜0.001

圖2 觀察者間MR測量狹窄率一致性的Bland-Altman圖

（2）MR-DSA圖像對比分析 由于Bland-Altman圖提示兩名放射科醫師的MR診斷結果一致性高，經醫師1、2共同評定后，選取放射科醫師1的診斷結果為最終結果與DSA測量結果進行最終分析。在3D T1-SPACE圖像中測得的基底動脈狹窄率為（37.80±16.29）%，稍大于DSA上測得的狹窄率（37.06±16.17）%，但二者比較，差異無統計學意義（P=0.11）。兩種成像方法的測量結果具有強相關性（r=0.979，P＜0.001）（圖3）。兩種成像方法結果的觀察者間信度高（ICC=0.99，95%CI：0.98～0.99，P＜0.001）。Bland-Altman圖（圖4）提示3D T1-SPACE測得的基底動脈狹窄率略大于DSA的狹窄率，狹窄率差值均數為0.11，94.2%的點分布于一致性區間范圍之內，兩種成像方法對于狹窄測量具有高一致性。DSA共發現24根血管存在重度狹窄，3D T1-SPACE圖像中發現22根重度狹窄的基底動脈。以DSA為金標準，3D T1-SPACE診斷基底動脈重度狹窄的一致率、靈敏度、特異度、陽性似然比、陰性似然比、陽性預測值和陰性預測值見表4。

圖3 MR和DSA基底動脈狹窄率直線相關圖

圖4 MR和DSA基底動脈狹窄率一致性的Bland-Altman圖

表3 52例MR與DSA測量結果比較（）

表3 52例MR與DSA測量結果比較（）

項目 狹窄率/% 狹窄處管腔內徑/mm狹窄近端正常管腔內徑/mm 3D T1-SPACE 37.80±16.29 2.16±0.66 3.45±0.35 DSA 37.06±16.17 2.26±0.69 3.57±0.36 ICC（95%CI） 0.99（0.98，0.99）0.99（0.98，0.99） 0.97（0.94，0.98）r 0.979 0.987 0.967 P值 0.11 ＜0.001 ＜0.001

表4 3D T1-SPACE診斷基底動脈重度狹窄與DSA的對比結果

討論

本研究首次評估了3D T1-SPACE技術對基底動脈狹窄病變的診斷價值。對比3D T1-SPACE與DSA測量結果，3D T1-SPACE對基底動脈重度狹窄病變的診斷具有高一致率（92.3%）、靈敏度（87.5%）及特異度（96.4%）。Bland-Altman圖認為二種成像方法分別測得的基底動脈狹窄率具有高一致性。提示3D T1-SPACE成像可以實現基底動脈狹窄病變的準確、無創、定性和定量的綜合分析。

DSA被認為是診斷顱頸動脈血管狹窄的金標準[13-14]，但是該項檢查存在有創、過敏、電離輻射暴露、價格昂貴、一過性神經功能障礙等諸多不足[15-16]，不適用血管狹窄患者的常規篩查和對比劑過敏患者。三維時間飛躍法磁共振血管成像（3D time of flight MRA，3D TOF MRA）是一種無創快速磁共振血管成像技術，目前已被廣泛應用于顱頸部血管狹窄疾病的診斷[17-19]。石光等[20]使用3D TOF MRA和DSA對基底動脈狹窄病變進行聯合評估，其結果表明3D TOF MRA對基底動脈狹窄的診斷具有較高的靈敏度（94.3%）和特異度（85.7%）。兩種成像方式對于狹窄率的檢測結果具有良好的相關性（r=0.985）。既往研究認為[21-23]，3D TOF MRA對血管狹窄常存在過度診斷，可能的原因有：基底動脈等顱頸部血管管徑纖細，MRA空間分辨率低，對于重度狹窄的病變細節難以清晰顯示；掃描技師觸發信號不當導致靶血管內對比劑充盈欠佳或對比劑過度充盈致使靜脈血流逆灌注、目標血管信噪比低，與本底對比度差，從而無法實現病變處形態學信息的準確測量。并且，MRA無法進行管壁成像，對于斑塊成分等詳細信息無法正確評價。

本研究使用3D T1-SPACE技術采用非選擇脈沖和變角度回聚脈沖進行聯合黑血管壁成像，通過并行采集和K空間重排擴大圖像自由度，從而大幅度提升掃描速度及圖像質量[6-7]。此外，3D T1-SPACE圖像層厚僅為0.625 mm，0mm層間距進行掃描，圖像層面內分辨率達0.625 mm×0.625 mm，實現各向同性分辨率，明顯減輕圖像部分容積效應，從而更為精細地展示病變特征。此外，3D T1-SPACE技術對管壁病變清晰顯示，彌補了MRA無法評價管壁病變的不足，實現對管腔、管壁病變的全面評估，對患者卒中發生風險作出正確預測，指導臨床實施正確治療方案。本研究認為3D T1-SPACE比DSA測得的基底動脈狹窄率略高，但二者相比并無統計學差異。并且Bland-Altman圖顯示，二種成像方式間狹窄測量差值均數小，僅為0.11。94.23%（49/52）的點分布于95%一致性區間之內，提示兩種成像方式測量結果具有高一致性。值得注意的是，3D T1-SPACE作為3D成像序列可實現任意方向的圖像重建，便于多角度觀察病灶特征，較傳統2D黑血管壁檢查節約了掃描時間、提高了實際成像效率、改善患者檢查舒適度[24-25]，并且該序列成像范圍廣，可覆蓋頸總動脈遠端至大腦前動脈胼周段水平間全部顱頸段血管[26]，有助于整體評價患者病變程度，制定個性化診治策略。

本研究不足之處主要包括以下兩點：第一，入組研究樣本量較少且僅為單中心數據；第二，3D T1-SPACE技術可獲得基底動脈管壁的高分辨影像，但因缺乏相應病理對照，本研究未對管壁斑塊成分行進一步分析，后續有關斑塊成分與臨床癥狀的相關性研究將逐步開展。

綜上所述，3D T1-SPACE技術對基底動脈病變診斷的準確性強、價值高，是一種安全可靠的無創影像學評價方法，可作為診斷基底動脈狹窄的常規篩查工具。