3D磁共振成像與CT診斷腹主動脈瘤的臨床價值研究

滕佳岐，郭龍軍，陳玉昆，馮國洋

首都醫科大學附屬北京康復醫院 放射科，北京 100144

引言

腹主動脈瘤（Abdominal Aortic Aneurysm，AAA）是臨床上較常見的高危疾病，腹主動脈瘤破裂后病死率極高，且發病率呈逐年升高的趨勢，其中男性患者比例明顯高于女性，而動脈瘤體積增大是引發腹主動脈瘤破裂風險的關鍵因素，AAA 直徑≥5 cm 或瘤體體積短時間內加速增大的腹主動脈瘤患者應接受干預治療[1]。因此，對于腹主動脈瘤直徑在3～5 cm 患者定期進行血管直徑成像監測尤為重要。

超聲（Ultrasound，US）由于具有成本低、無創性、應用廣泛等特點，是腹主動脈瘤直徑3～5 cm 患者最常見的監測方式，但是它受到算子可變性的顯著影響。CT 血管造影（CT Angiography，CTA）是診斷AAA 的金標準，空間分辨率高且圖像質量好，但有電離輻射并需要碘造影劑，不利于患者長期反復監測，可能影響預后[2]。3D 磁共振成像（3D Magnetic Resonance Imaging，3D MRI）由于無創性、無電離輻射、無需碘造影劑即可實現血管成像，能夠很好地顯示腹主動脈壁和腔內血栓（Intraluminal Thrombus，ILT），是一種很有價值的替代方法。通過影像學檢查可以發現，大多數AAA 都含有ILT，且形態分布范圍不一，大量研究表明ILT 在AAA 疾病進展過程中扮演重要的角色[3-5]。ILT可引起腹主動脈局部缺氧和炎癥，導致血管壁中膜不完整、變薄，形成動脈夾層假腔血栓，血栓誘導形成促炎癥細胞因子激活和釋放傳導至血管壁，進而促使腹主動脈瘤形成進展。3D MRI 通過超強信號對比能夠很好地鑒別新鮮ILT，3D MRI 顯示含有新鮮ILT 的AAA 比沒有的增長速度快兩倍，與CT 相比MRI 能夠更好地顯示ILT 類型成分[6]。

1 資料和方法

1.1 一般資料

將2016 年8 月至2017 年8 月期間于首都醫科大學附屬北京康復醫院收治的62 例確診患有AAA 的患者作為本次研究的對象，超聲或CT 診斷顯示腎下腹主動脈直徑≥3 cm 且2 個月內同時行MRI 和CTA 檢查的患者被納入分析。62例患者中，男性54 例，女性8 例，年齡范圍48～78 歲，平均年齡（66.3±14.7）歲。所有入選患者均排除患有破裂性AAA、惡性腫瘤、其它嚴重心血管疾病、感染性疾病、口服抗凝藥或類固醇藥物治療患者、近期手術史以及3 個月內患有急性血栓性疾病者。本研究經本院倫理委員會同意，并取得患者及家屬知情同意。

1.2 MRI

所有MRI 檢查均在3T 全身系統（MAGNETOM Skyra，德國Siemens 公司）中進行，使用32 通道體線圈和脊柱陣列線圈。患者行動態增強磁共振成像（Dynamic Enhanced Magnetic Resonance Imaging，DCE-MRI）掃描，采用e-THRIVE 快速容積掃描序列（TR/TE=3.1 ms/1.5 ms，NSA=2，FOV=22 cm，矩陣=124×121，反轉角=15°，層厚=3 mm，層間距=0），掃描范圍從腎動脈至主動脈分叉的冠狀面上。動態增強掃描開始前行5°、10°及15°三個翻轉角度的T1 map 掃描，多翻轉角序列掃描完成后行動態增強掃描，在第二個動態掃描時相結束后采用高壓注射器經肘靜脈注射釓噴替酸葡甲胺（Gd-DTPA）對比劑，用量0.1 mmoL/kg，注射速度2～3 mL/s，掃描時間分辨率為5.6 s，共動態掃描64 期，總掃描時間約310 s，對比劑注射完成后以相同速度團注30 mL 生理鹽水。DCE 掃描結束后行常規T1 軸位、矢狀位、冠狀位增強掃描。

1.3 CTA

在Philips公司Brilliance 16P螺旋CT采集CTA信息，所有患者取仰臥位，經肘靜脈注入造影劑碘海醇100 mL，以5～6 mL/s的速率快速注射，造影劑注射完成后立即注射50 mL生理鹽水灌洗。在深吸氣屏氣狀態下行膈肌頂部至髂動脈分叉下方恥骨聯合平面所有受累血管CT平掃，并行增強掃描。掃描參數120 kV，掃描層厚為0.625 mm，螺距為0.625 mm，延遲時間25～28 s。將掃描所得數據以1.0～1.5 mm軸向切片厚度重建后進行圖像處理，平面分辨率0.6～1.0 mm。采用最大密度投影及多平面重組（Multiple Planar Reconstruction，MPR）技術對原始CTA圖像進行三維重建。

1.4 AAA直徑測量

兩名影像科醫生分別測量3D MRI 影像和CTA 影像的AAA 最大直徑，測量前將MRI 和CTA 圖像匿名化為數字并隨機排序。MPR 為垂直于主動脈中心線的切片，兩名放射科醫師對橫斷面進行測量，取平均值作為AAA 最大直徑。

1.5 MRI ILT表征

在MRI 圖像中，ILT 和腰大肌信號強度均在最大AAA直徑處測量。ILT 信號比ILT r=ILT /腰大肌信號。根據文獻報道，ILTr＞1.2 顯示為新鮮ILT，ILTr＜1.2 顯示為陳舊ILT[6]。比較MRI 的新鮮白細胞介素（ILTr）檢測和陳舊白細胞介素（ILTr）檢測結果。

根據MRI 顯示的ILT 類型分布分為四種ILT 類型：① 以新鮮ILT 為主（陳舊ILT＜25%）； ② 新鮮ILT 與陳舊ILT 混合（陳舊ILT＞25%）；③ 只有陳舊ILT；④ 無ILT。AAA的ILT 覆 蓋 百 分 比 分 為0～25%、25%～50%、50%～75%和75%～100%四類。按AAA 直徑分為兩組：AAA 直徑＜5 cm和AAA 直徑≥5 cm（需干預），分析兩組患者的ILT 特點。

1.6 統計學分析

采用SPSS 22.0 軟件，計量資料數據采用均數±標準差（）來表示，采利用GraphPad Prism 軟件對觀察者間MRI 和CTA 定量測量直徑一致性行Bland-Altman 分析，組內相關系數（Intraclass Correlation Coefficient，ICC）價估觀察者間的可重復性。采用Pearson 相關分析評價不同檢查方法ILTr 定量的相關性。對兩組患者ILT 特征差異行t 檢驗，P＜0.05 表示差異有統計學意義。

2 結果

2.1 一般資料比較

AAA 直徑＜5 cm 與AAA 直徑≥5 cm 患者之間的年齡、性別、吸煙史、高血壓史、高血脂史、冠狀動脈病史無明顯差異（均P＞0.05），具備可比性，患者一般資料比較，見表1。

表1 患者一般資料比較 [n (%)]

2.2 AAA直徑測量

MRI 和CTA 直 徑 測 量，見 表2～3；Bland-Altman 圖，見 圖1。觀 察 者 內 的MRI 與CTA 測 量 數 據ICCs＞0.99，CVs＜2.7%，表明具有很好的一致性。MRI 與CTA 觀察者間的ICCs＞0.99，CVs＜2.4%，表明具有很好的觀察者間重復性。

表2 AAA直徑測量的觀察者內相關系數

表3 AAA直徑測量的觀察者間相關系數

圖1 觀察者間AAA直徑MRI與CTA一致性比較

2.3 ILT表征

62 例患者中有61 例發現有ILT（圖2～4）。所有患者ILT 的CTA 呈現均勻衰減，由于腹主動脈腔內血栓炎癥形成的不同階段，血管內皮細胞、平滑肌細胞和巨噬細胞等都可產生白細胞介素，作為炎癥的標志物，其升高水平與血栓形成呈顯著相關，3D MRI 能很好地區分白細胞介素與舊白細胞介素。ILT 的分布特點，見表4。按AAA 直徑≥5 cm 和＜5 cm 對ILT 類型分布進行分析。所有的AAA直徑≥5 cm 顯示ILT 覆蓋率百分比＞50%（15/15），而只有55.32%的AAA 直徑＜5.5 cm 顯示ILT 覆蓋率百分比＞50%（26/47），差異具有統計學意義（P＜0.05）。

圖2 新鮮ILT的腹主動脈腔內血栓

圖3 新鮮與陳舊ILT混合的腹主動脈腔內血栓

圖4 陳舊ILT的腹主動脈腔內血栓

表4 腹主動脈腔內ILT類型分布[n (%)]

3 討論

本文以CTA 檢測結果為參考標準，3D MRI 顯示AAA測量結果具有很好的準確性和重復性。與CTA 檢測相比，三維高分辨超快速小角度激發梯度回波序列對于ILT 表征具有較高的可靠性。3D MRI 相對于CTA 的優點是：① 不需要電離輻射或碘對比劑；② 能夠區分腹主動脈腔內不同ILT 類型分布，有助于AAA 的分級及危險分層[7-8]。AAA直徑＜5 cm 的患者通常采用常規超聲或CTA 進行監測，由于超聲測量結果變化幅度較大（6～12 mm）及對操作人員的依賴度較高，超聲檢查具有相對不穩定性。CTA 需要電離輻射和碘對比劑。3D MRI 可提供與CTA 相同的橫斷面影像數據，且不需要電離輻射或碘造影劑，具有無創性、無輻射及無腎毒性等優點，對于需要長期進行AAA 監測的患者是一種很好的醫學影像獲取方法。

Nguyen 等[9]采用3D t1 加權的GRE MRI 序列對新鮮ILT 進行組織學驗證，發現新鮮ILT 的AAA 直徑生長速度是陳舊ILT 的兩倍，并指出ILT 表征對于腹主動脈瘤危險分層具有重要意義。在所有CTA 中ILT 表現為同質性，而MRI 能夠顯示更為復雜的結構。本文通過三維動態對比增強磁共振血管成像術評估高分辨率MRI 的ILT 類型分布。新鮮ILT 在腹主動脈瘤中呈現聚焦、彌離、近腔體外層基質或處于血栓中心。本文研究發現在腹主動脈瘤中ILT 顯示出多種類型分布，AAA 直徑≥5 cm 時，AAA 的快速生長可能與腹主動脈壁血栓覆蓋度具有相關性，這可能是由于AAA 主動脈壁炎癥狀態缺氧所致。有研究表明，常規CT 檢測腹主動脈瘤高密度血栓與AAA 破裂有關，本文對無明顯癥狀患者進行MRI 和CT 檢測結果表明MRI 比CT能夠更清楚地顯示血栓的結構[10-12]。

3D MRI 在表征新鮮ILT 與腔體間具有良好的對比度，但當腔體附近出現陳舊ILT 時，腔體邊界往往顯示不清晰，這可能是由于3D-CE-MRA 技術會誘導部分T2 對比，通過對MRI 顯示的ILT 類型分布建立ILT 生物力學模型。相關研究報道AAA 腔體內壁應力是判斷AAA 潛伏生長或破裂的指標[13-14]。以往的研究都是利用CTA 圖像對AAA 進行幾何重構，將均勻的材料屬性賦予ILT 模型[15-16]。體外AAA 材料性能試驗結果表明，ILT 的材料性能因其組成而異。這表明運用ILT 材料特性的高空間分辨率可以提高評估AAA 腔體內壁生物模擬應力的準確性。

以CTA 檢測結果為參考標準[17]，3D MRI 可提供準確、可重復的AAA 直徑測量結果，同時還能夠提供可能與AAA 進展相關的ILT 類型成分信息。在今后的研究中應對不同類型ILT 結構組成進行深入檢測，以表征顯示不同時期ILT 特征變化，從而進一步揭示ILT 與AAA 進展之間的關系。