3D-SPACE與2D-HR-MRI序列對大腦中動脈粥樣硬化患者斑塊負(fù)荷分析的對比研究*

吳偉君 于 昭 張思裕 林 優(yōu)

廣東省梅州市人民醫(yī)院磁共振科 514000

顱內(nèi)動脈粥樣硬化可引發(fā)缺血性腦卒中事件,具有高發(fā)病率、高復(fù)發(fā)率、高致殘率、高死亡率的特征,而大腦中動脈則是常見的責(zé)任血管之一[1-2]。目前,數(shù)字減影血管造影(DSA)是評估顱內(nèi)血管狹窄情況的金標(biāo)準(zhǔn),但其屬于有創(chuàng)性檢查,且僅能評估狹窄程度,無法獲取狹窄節(jié)段的血管斑塊數(shù)據(jù)。近年來,二維高分辨率血管壁成像(Two Dimensional high-resolution MRI,2D-HR-MRI)技術(shù)有良好的準(zhǔn)確性及可重復(fù)性，且與DSA具有良好的一致性,并已運(yùn)用于腦卒中患者隨訪及預(yù)后預(yù)測[3],但仍具有成像時間長、掃描范圍小、定位要求高等不足[4-5]。本研究旨在使用三維可變翻轉(zhuǎn)角快速自旋回波(Three Dimensional Sampling Perfections with Application Optimized Contrasts using Different Flip Angle Evolutions,3D-SPACE)序列進(jìn)行斑塊負(fù)荷分析,并與2D-HR-MRI進(jìn)行對比,探求其在亞急性腦梗死患者大腦中動脈責(zé)任斑塊負(fù)荷評估中的應(yīng)用價值。

1 資料與方法

1.1 臨床資料 本研究納入我院近期收治的大腦中動脈粥樣硬化患者共25例,其中男17例(68%)，女8例(32%);年齡33～85歲,平均年齡(62.24±10.52)歲；6例(24%)有吸煙史，16例(64%)有高血壓，10例(40%)有糖尿病，13例(52%)有高血脂。納入標(biāo)準(zhǔn):(1)頭顱常規(guī)掃描提示大腦中動脈供血區(qū)亞急性期腦梗死;(2)考慮梗死側(cè)大腦中動脈存在責(zé)任斑塊;(3)2D-HR-MRI及3D-SPACE序列圖像質(zhì)量均符合診斷要求。排除標(biāo)準(zhǔn):(1)考慮責(zé)任病灶為同側(cè)頸動脈斑塊或心源性栓子的患者;(2)已行溶栓、支架植入等治療的患者;(3)有煙霧病、血管炎、動脈夾層等疾病的患者;(4)存在腫瘤、外傷等其他顱內(nèi)疾病的患者;(5)有系統(tǒng)性疾病病史的患者;(6)存在MRI禁忌證的患者;(7)有幽閉恐懼癥的患者。本研究經(jīng)過我院倫理委員會批準(zhǔn),所有入組患者及家屬均為自愿參與并簽署知情同意書。

1.2 MRI數(shù)據(jù)采集 采用德國西門子Prisma 3.0T MRI成像系統(tǒng)進(jìn)行掃描,使用64通道頭部線圈。所有被試均進(jìn)行常規(guī)檢查序列掃描(含軸位T1WI、軸位及矢狀位T2WI，軸位T2WIFlair、軸位DWI),并進(jìn)行三維時間飛躍成像(Three Dimensional time-of-flight, 3D-TOF)序列以獲取血管成像并確定狹窄部位,再分別行二維高分辨率血管壁成像(黑血序列)及三維可變翻轉(zhuǎn)角快速自旋回波序列掃描,靜脈注射釓噴酸葡胺后,再次進(jìn)行二維高分辨率血管壁成像及三維可變翻轉(zhuǎn)角快速自旋回波序列掃描。掃描時,患者采取仰臥位且保持頭部不移動。具體掃描參數(shù)如下:3D-TOF序列:TR 21.00ms,TE 3ms,反轉(zhuǎn)角18°,層厚 0.6mm, FOV 200mm×200mm,矩陣 384×384,體素大小0.3mm×0.3mm×0.6mm,掃描時間約5.5min。T1WI(2D-HR-MRI)序列:TR 377.00ms,TE 10.00ms,反轉(zhuǎn)角 180°,層厚 3.0mm, FOV 120mm×120mm,矩陣 256×256,體素大小0.2mm×0.2mm×0.3mm,掃描時間約2.5min。T2WI(2D-HR-MRI)序列:TR 377.00ms,TE 73.00ms,反轉(zhuǎn)角 180°,層厚 3.0mm,FOV 120mm×120mm,矩陣 256×256,體素大小0.2mm×0.2mm×0.3mm,掃描時間約1.0min。3D-SPACE序列:TR 600.00ms,TE 20.00ms,反轉(zhuǎn)角 120°,層厚 0.5mm, FOV 200mm×200mm,矩陣 320×320,體素大小0.3mm×0.3mm×0.5mm,掃描時間約7.0min。

1.3 MRI數(shù)據(jù)測量 由2名具有5年以上工作經(jīng)驗(yàn)的影像醫(yī)師使用syngo.via后處理工作站進(jìn)行獨(dú)立、雙盲閱片,并分別在2D及3D圖像上對狹窄段斑塊進(jìn)行測量分析,測定血管總面積(Total Vessel Area,TVA)、管腔內(nèi)壁面積(Lumen Area,LA),并計算管壁面積(Wall Area,WA)及管壁標(biāo)準(zhǔn)化指數(shù)(Normalized Wall Index,NWI),對于測量結(jié)果有差異的部分進(jìn)行討論并達(dá)成一致。

2 結(jié)果

2.1 2D-HR-MRI及3D-SPACE圖像測得斑塊數(shù)值比較 2名醫(yī)師在2D-HR-MRI及3D-SPACE圖像上測量TVA、LA及NWI數(shù)據(jù)的Pearson相關(guān)系數(shù)分別為0.975、0.962、0.960,P值均<0.000 1(見圖1),提示兩種圖像上測量的TVA、LA及NWI數(shù)據(jù)均有較好的一致性。其中,2D-HR-MRI 圖像測量NWI數(shù)據(jù)為(86.09±9.03)%,3D-SPACE圖像測量NWI數(shù)據(jù)為(84.38±9.71)%,使用Bland-Altman法計算LoA(見圖2)可知位于LoA外的點(diǎn)為1個,占總樣本的4%,<5%,考慮在兩種圖像上測量的NWI數(shù)值一致性良好。

a b c

圖2 2D-HR-MRI及3D-SPACE圖像上測量NWI數(shù)據(jù)的Bland-Altman分析圖

2.2 3D-SPACE圖像所檢測其余顱內(nèi)動脈主干斑塊 在25位入組患者中,3D-SPACE圖像額外檢測出其余顱內(nèi)動脈主干血管斑塊共18處,其中大腦前動脈1處,大腦后動脈4處,基底動脈1處,椎動脈5處,頸內(nèi)動脈7處。

3 討論

常規(guī)的顱內(nèi)動脈成像技術(shù)如數(shù)字減影血管造影(DSA)、CT血管成像(CTA)及磁共振血管成像(MRA),可以直觀地獲取血管腔狹窄數(shù)據(jù),卻無法進(jìn)一步評估狹窄段血管壁情況。有學(xué)者認(rèn)為,管壁標(biāo)準(zhǔn)化指數(shù)對于評估動脈粥樣硬化患者腦梗死發(fā)病風(fēng)險比單純使用管腔狹窄程度更有意義[6-7]。2D-HR-MRI序列使用黑血等技術(shù),可以無創(chuàng)獲取血管壁數(shù)據(jù),評估斑塊成分、斑塊形態(tài)、強(qiáng)化程度等參數(shù),進(jìn)而預(yù)測其引發(fā)缺血性腦卒中事件的風(fēng)險,但其掃描范圍較小且在定位方面對掃描技師有較高要求[8]。3D-SPACE序列是一種高分辨率磁共振序列,其通過在可變翻轉(zhuǎn)角基礎(chǔ)上進(jìn)行多次聚焦和信號采集,并去除選層梯度,使得單位時間內(nèi)信號采集數(shù)量增加,從而提高圖像分辨率[9]。同時,該序列可按實(shí)際需求進(jìn)行三維重建、曲面重建,對掃描技師定位要求較低,更方便在走形迂曲的大腦中動脈上應(yīng)用。既往研究表明,3D-SPACE序列在評估大腦中動脈狹窄程度及動脈內(nèi)膜、斑塊重塑方式及強(qiáng)化程度等方面效果良好,可協(xié)助評估斑塊的穩(wěn)定性并預(yù)測腦缺血的程度及預(yù)后[10]。

本研究分別2D-HR-MRI及3D-SPACE序列圖像中,對狹窄段血管斑塊負(fù)荷進(jìn)行測量分析,兩種方法所獲取的TVA、LA及NWI數(shù)據(jù)均有較好的一致性。對NWI數(shù)據(jù)行Bland-Altman分析提示,LoA外的點(diǎn)為1個,占總樣本量的4%,考慮臨床實(shí)際情況,該程度誤差屬于可接受范圍。此外,在入組的25例患者中,本研究通過3D-SPACE序列掃描,額外檢測了其余顱內(nèi)動脈主干血管斑塊共18處,考慮到本研究剔除了合并同側(cè)頸動脈責(zé)任斑塊及血管炎等疾病的患者,實(shí)際臨床運(yùn)用中3D-SPACE序列對于患者顱內(nèi)動脈、頸部動脈血管情況評估將有更好的應(yīng)用場景。本研究仍有一些不足，首先,研究樣本量仍偏小。其次,本研究僅為橫斷面研究,斑塊負(fù)荷與臨床治療、梗死預(yù)后的關(guān)系仍需進(jìn)一步研究。此外,為減少掃描技師操作對結(jié)果的影響,本研究已剔除圖像質(zhì)量欠佳的患者,兩種序列的臨床應(yīng)用對比仍需要進(jìn)一步完善。

綜上所述,3D-SPACE與2D-HR-MRI序列對大腦中動脈斑塊負(fù)荷分析具有良好的一致性。此外，3D-SPACE序列還可同時觀察其余顱內(nèi)動脈主干血管情況,有助于臨床對患者顱內(nèi)血管情況進(jìn)行更全面的評估,協(xié)助臨床進(jìn)行完善患者個性化治療。