3D IVWI與DSA評價顱內動脈粥樣硬化狹窄對比研究

陳士躍 田 霞 王 振 陳玉坤 金愛國 王敏杰 田 冰 郝 強 劉 崎 陸建平

顱內動脈粥樣硬化性疾病（intracranial atherosclerotic disease，ICAD）是缺血性腦卒中最常見的病因之一，具有較高的發病率和死亡率［1］。在血管腔造影中，數字減影血管造影（digital subtraction angiography，DSA）仍是評價顱內動脈狹窄的金標準。但它屬有創檢查，有醫源性輻射暴露風險，可能會產生嚴重的并發癥，且不能顯示管壁特征，特別是正性重構導致的非狹窄性斑塊的形態特征及斑塊成分［2］。作為一種新興的成像技術，三維高分辨率磁共振顱內血管壁成像（three?dimensional high resolution magnetic resonance intracranial vessel wall imaging，3D IVWI）具有較大的腦覆蓋范圍、高空間分辨率、高信噪比（signal?to?noise ratio，SNR）及多平面重建特性，可無創顯影及觀察活體動脈管壁，并能準確顯示顱內多個粥樣硬化動脈的管腔及管壁特征［3-5］。本研究擬運用3D IVWI評估顱內動脈狹窄程度及病變長度，并與DSA進行對照，以評價其對顱內動脈粥樣硬化性狹窄的診斷價值。

方 法

1.研究對象

回顧性分析2015年7月—2018年6月在我院接受診治的后循環缺血性卒中或短暫性腦缺血發作（transient ischemic attack，TIA）患者，并在1個月內相繼完成顱內動脈3D IVWI和DSA檢查。排除標準：①顱內動脈完全閉塞；②長斑塊，無法準確測量其長度及狹窄程度；③圖像質量差而無法進行評估；④磁共振成像（MRI）檢查禁忌證。患者臨床資料基本特征包括年齡、性別、吸煙史、高血壓病史、糖尿病史、高脂血癥、冠心病史、入院前使用阿司匹林和他汀類藥物史、美國國立衛生研究院卒中量表（NIHSS）評分。本研究經醫院倫理委員會審批通過，所有患者均簽署知情同意書。

2.MRI掃描

所有患者的檢查均在西門子3.0 T高分辨率（HR）MRI檢查平臺（Skyra，德國西門子公司）進行，采用20通道頭頸部線圈掃描。掃描序列：3D飛行時間（time?of?flight，TOF）序列；掃描參數：重復時間/回波時間（TR/TE）=21 ms/3.43 ms，視野（FOV）=181 mm×200 mm，層厚=0.7 mm，層數=144，矩陣=331×384，掃描時間=296 s。3D IVWI采用各向同性可變翻轉角快速自旋回波序列（spatial and chemical?shift encoded excitation，SPACE）矢狀位掃描，T1加權成像（T1WI）。掃描參數：TR/TE=900 ms/5.6 ms，體素=0.5 mm×0.5 mm×0.5 mm，回波鏈長度（ETL）=60，掃描時間=496 s。以1.5 ml/s速率靜脈注射對比劑釓噴酸葡胺（馬根維顯，德國Bayer公司）進行增強掃描，劑量為1.5 mmol/kg。

3.DSA檢查

采用西門子平板探測器血管造影系統Artis Zee Floor（VC 14，德國西門子公司），經股動脈穿刺，并選擇性注入對比劑碘普羅胺（優維顯，德國Bayer公司；注射流率為5 ml/s），分別超選至雙側頸總動脈、頸外動脈、頸內動脈及椎動脈，多角度觀察圖像后對血管進行數據采集。掃描參數：C形臂每5 s旋轉200°（獲得144幀圖像），FOV=32 cm×32 cm，矩陣=1 024×1 024，平面分辨率=0.3 mm。所有患者均獲得標準的正位、斜位和側位影像。

4.圖像后處理及分析

由1名神經影像診斷專業高年資醫師分別在3D IVWI和DSA上對管腔狹窄程度及斑塊長度進行測量。隨機選取10例患者，由另1名神經影像診斷專業高年資醫師獨立測量管腔狹窄程度及斑塊長度，以評估其測量可重復性。圖像分析前，先將原始數據圖像傳輸至Siemens圖像后處理工作站上，將原始3D IVWI圖像進行多平面重建（multiple planner reformation，MPR）和曲面重建（curved planner reformation，CPR），并將重建好的圖像傳至美國通用公司（General Electric Company，GE）標準影像儲存與傳輸系統（picture archiving and communications system，PACS）上運用電子尺進行測量。采用華法林?阿司匹林治療癥狀性顱內動脈疾病（WASID）臨床試驗測量并計算狹窄程度［狹窄程度（%）=（1-狹窄層面最小管腔直徑/狹窄遠端正常血管直徑）×100%］。將狹窄程度分為輕度（<49.9%）、中度（50%~69.9%）、重度（70%~99.9%）。斑塊長度即顱內動脈斑塊沿動脈縱軸方向的長度。當斑塊在3D IVWI上顯示，而在DSA上未顯示時，記錄3D IVWI上斑塊是否強化和最大管壁厚度。

5.統計學分析

所用數據采用SPSS20.0軟件進行統計學分析。連續變量數據以均數±標準差（±s）表示，分類變量數據以頻數或百分比表示。計量資料采用t檢驗，計數資料采用卡方檢驗。采用Bland?Altman法評價3D IVWI和DSA測量狹窄程度及斑塊長度的一致性，Spearman相關分析來評價狹窄程度與斑塊長度之間的線性關系。運用組內相關系數（intra?class correlation coefficient，ICC）來評估觀察者之間以及2種測量方法之間的一致性。P<0.05為差異有統計學意義。

結 果

42例患者（共檢出102個動脈粥樣硬化斑塊）最終入組。入組患者平均年齡為（62.3±9.1）歲，其中男性35例，占83.3%。入組患者的其他一般特征詳見表1，其中多數斑塊（83/102）位于后循環。

表1 患者基本臨床資料及斑塊位置

以DSA為金標準，計算3D IVWI診斷靈敏度、特異度、陽性預測值和陰性預測值，針對輕度狹窄時分別為77.8%、94.9%、96.1%、72.6%，中度狹窄時分別為79.3%、78.1%、59.0%、90.5%，重度狹窄時分別為70.0%、94.6%、58.3%、96.7%。

Bland?Altman分析結果（圖1A、1B）顯示，3D IVWI與DSA測量管腔狹窄程度和斑塊長度具有較好的一致性，ICC分別為0.84［95%CI（0.71~0.91）］和0.85［95%CI（0.76~0.91）］。Spearman相關分析結果（圖1C、1D）顯示，在測量管腔狹窄程度（r=0.69，P<0.001）和斑塊長度（r=0.84，P<0.001）上，3D IVWI與DSA存在相關性。

圖1 3D IVWI和DSA測量顱內動脈狹窄程度和斑塊長度Bland?Altman分析圖（A、B）和相關分析散點圖（C、D）

此外，3D IVWI測量的斑塊長度較DSA長（圖2），前者為（11.1±7.2）mm，后 者 為（7.7±4.8）mm，差異有統計學意義（P<0.001）。3D IVWI所顯示的102個斑塊中，經DSA證實的狹窄性斑塊為74個，在余下的28個非狹窄性斑塊中，14個（50%）增強后顯示強化；這28個斑塊的最大管壁厚度為（0.86±0.25）mm。2名觀察者在狹窄程度和斑塊長度測量中的一致性也較好（ICCs=0.99）。

圖2 典型病例（68歲男性，椎基底動脈硬化狹窄）3D IVWI（A~F）和DSA（G）影像

討 論

目前，關于比較3D IVWI和DSA在顱內斑塊檢測及狹窄程度評估方面的研究［6-7］較為有限。而且，關于3D磁共振管壁成像的研究［8-9］大多集中于臨床癥狀表現為前循環供血動脈區缺血的患者，對于后循環供血動脈區缺血的患者尚未見相關研究報道。本研究針對后循環缺血性卒中或TIA患者，比較了3D IVWI和DSA在評估其動脈粥樣硬化管腔狹窄程度及斑塊長度方面的診斷價值。

本研究結果顯示，3D IVWI和DSA在評價顱內動脈粥樣硬化狹窄方面具有較高的一致性，和以往的研究是一致的［10］。此外，在管腔狹窄程度和斑塊長度方面，本研究亦顯示3D IVWI和DSA之間存在顯著相關性，這與頸動脈研究結果相似［2］。因此，與DSA相比，3D IVWI可作為管腔狹窄程度和顱內動脈粥樣硬化診斷的替代性無創檢查方法。另外，本研究結果還表明，3D IVWI比DSA顯示的斑塊長度更長，這與Zhao等［2］發現的結果類似。這種現象可以解釋為狹窄病變附近的血管壁較厚，表明斑塊不僅能向血管橫軸方向生長，同時也能沿血管縱向生長。因此，3D IVWI可以通過顯示血管內外壁來更好地評估病變血管近端和遠端的解剖結構，這將有助于血管內支架置入前的評估。

最新meta分析［11］顯示，在常規血管成像，如CT血管成像（computed tomography angiography，CTA）、磁共振血管成像（magnetic resonance angiography，MRA）和DSA中無法顯示的缺血性卒中患者的非狹窄性斑塊，在管壁成像上往往顯示為責任斑塊，強調即使在沒有血管狹窄的情況下，顱內斑塊仍然可能存在易損性。此外，一項多中心研究［12］亦表明，3.27%的有癥狀的非狹窄性斑塊患者在1年后會再次發生中風，僅僅稍低于中度狹窄（50%~69%）斑塊患者（1年內復發率為3.82%）。在本研究中，3D IVWI顯示了102個斑塊，而DSA僅顯示74個斑塊。DSA未顯示的28個（27.5%）非狹窄性斑塊，在3D IVWI上清晰顯示，表現為血管正性重構和/或管壁增厚，提示3D IVWI對非狹窄性顱內動脈粥樣硬化斑塊的顯示優于DSA。此前，有研究［13］表明，后循環血管的正性重構發生率高于前循環。而本研究的斑塊大部分為后循環斑塊（83/102），基于這些原因，本研究的非狹窄性斑塊的中風患者比例相對較高。

此外，本研究中，一半（14/28）的非狹窄斑塊顯示強化。顱內動脈粥樣硬化斑塊的強化，與新生血管形成及內皮通透性增加有關，是斑塊不穩定的一個重要特征［14］。相較于顱外動脈，顱內動脈粥樣硬化斑塊的強化更能說明斑塊不穩定，因為在正常情況下，顱外動脈中存在生理性血管內皮，可是斑塊在管壁成像上顯示一定的強化［14］。Wang等［15］的研究還表明，斑塊強化是急性缺血性卒中事件的獨立危險因素，意味著斑塊強化在急性缺血性事件的發展中起著重要作用。因此，非狹窄性斑塊增強后強化預示斑塊不穩定，這可為臨床醫生制訂有效的治療計劃提供更多的參考和指導。

本研究的不足之處：首先，本研究是一個回顧性的橫斷面研究，樣本量相對較少，未來前瞻性及縱向研究需要更大的樣本量來評估動脈粥樣硬化的預測價值。其次，本研究的病例需同時行DSA和3D IVWI檢查，這可能導致選擇偏倚和分析動脈段的不平衡。第三，本研究未對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展開。最后，本研究未對非狹窄性斑塊強化與新發卒中臨床重要終點事件的關系進行深入研究，后續需要開展長期隨訪的大型前瞻性研究。

綜上所述，與DSA相比，3D IVWI是一種準確、可重復的顱內動脈狹窄定量成像技術。作為一種無創、快速、無電離輻射、全腦大范圍覆蓋的新興血管檢查方法，3D IVWI在顱內動脈粥樣硬化治療策略中具有一定的臨床價值。