四維血流磁共振成像對顱內動脈狹窄卒中患者的診斷價值分析

【摘要】目的 探討四維血流磁共振成像（4D flow MRI）技術在顱內動脈狹窄卒中（sICAS）患者動脈狹窄情況診斷中的臨床價值。方法 選取2022年1月至12月淄博市淄川區中醫院收治的72例sICAS患者，根據狹窄程度將其分為A（lt;30%，27例）、B（30%～lt;50%，12例）、C（50%～lt;70%，15例）、D（≥70%，18例）共4個小組。所有患者均完成CT血管成像（CTA）檢查、4D flow MRI檢查與數字減影血管造影技術（DSA）檢查。通過4D flow MRI檢查結果進行可視化分析，探討狹窄程度與動脈血流情況之間的關系；另以DSA結果為金標準，比較CTA、4D flow MRI在大腦中動脈（MCA）狹窄、大腦前動脈（ACA）狹窄中的診斷價值。結果 隨狹窄程度的增加，血流率呈現出先降低后升高再降低的變化趨勢，A組患者血流率高于B、C、D組（Plt;0.05）；隨狹窄程度的增加，平均血流速度呈現出先降低后升高再降低的變化趨勢，C組患者平均血流速度高于A組、B組、D組（Plt;0.05）。DSA檢查顯示：MCA狹窄47例。4D flow MRI與CTA診斷MCA狹窄的敏感度分別為100.00%、95.74%，差異無統計學意義（χ2=2.043，P=0.153）；特異度分別為96.00%、88.00%，差異無統計學意義（χ2=1.087，P=0.297）。DSA檢查顯示：ACA狹窄25例。4D flow MRI與CTA診斷ACA狹窄的敏感度分別為96.00%、76.00%（χ2=4.153，P=0.042）；特異度分別為97.87%、85.11%（χ2=4.919，P=0.027）。統計72例患者DSA檢查結果，平均狹窄程度為（57.65±11.34）%。CTA檢查的平均狹窄程度為（61.51±10.88）%，與DSA比較，差異有統計學意義（t=2.084，P=0.039）。4D flow MRI檢查的平均狹窄程度為（58.47±12.65）%，與DSA比較，差異無統計學意義（t=0.410，P=0.682）。結論 在sICAS患者診斷中，4D flow MRI技術可準確評估腦動脈血流并顯示狹窄血管，對ACA狹窄的準確判斷具有較高的診斷效能。

【關鍵詞】顱內動脈狹窄；四維血流磁共振成像；CT血管成像；臨床效能

中圖分類號：R543.4；R743.33 文獻標識碼：A 文章編號：2096-2665.2023.14.0109.04

DOI：10.3969/j.issn.2096-2665.2023.14.035

癥狀性顱內動脈狹窄（sICAS）是缺血性腦卒中的主要類型，具有較高復發風險[1]。根據既往研究[2]，sICAS導致的血流動力學灌注不足是導致腦卒中發生的重要機制，同時也是高復發風險的主要因素之一。從臨床診治角度考慮，腦組織灌注不足需要關注sICAS引起的前向血流減少，以及側支循環代償。何國永等[3]指出，sICAS患者側支循環不良與血管內皮生長因子降低、年齡增加等因素有關。在明確側支循環代償相關影響因素的情況下，檢測腦組織血流量及顱內動脈的狹窄程度，有助于sICAS患者的病情診斷與后續治療。四維血流磁共振成像（4D flow MRI）增加時間參數信息，與常規MRI技術比較，可通過測量三個方向的流速編碼，及單向流動補償編碼，進而獲取更豐富的圖像信息，實現四點掃描。對血液流動形式較為復雜的區域，4D flow MRI技術支持流體體積的定量分析，通過多種流體參數的回顧，獲取準確的定量數據，并為血流情況的可視化分析提供保障。不僅如此，在掃描方案的簡潔性及可重復性等方面，4D flow MRI技術也擁有自身優勢。本研究對4D flow MRI技術與CT血管成像（CTA）在sICAS診斷中的應用價值進行比較，重點探討4D flow MRI的診斷效能。以期為今后sICAS的臨床診斷提供參考。

1 資料與方法

1.1 一般資料 選取2022年1月至12月淄博市淄川區中醫院收治的72例sICAS患者，根據狹窄程度將其分為A（lt;30%，27例）、B（30%～lt;50%，12例）、C（50%～lt;70%，15例）、D（≥70%，18例）共4個小組。A組患者男14例，女13例；年齡41～76歲，平均年齡（57.84±4.19）歲。B組患者男7例，女5例；年齡43～77歲，平均年齡（58.12±4.06）歲。C組患者男9例，女6例；年齡44～75歲，平均年齡（58.06±3.78）歲。D組患者男9例，女9例；年齡46～73歲，平均（58.63±4.55）歲。4組患者一般資料比較，差異無統計學意義（Pgt;0.05），具有可比性。本研究經淄博市淄州區中醫院醫學倫理委員會批準，所納入患者家屬已簽署知情同意書。納入標準：①年齡40～80歲；②入院時表現為持續局灶神經功能缺損；③經頭顱MRI檢查證實缺血改變，符合相關診斷標準[4]，確診為急性缺血性卒中；④經數字減影血管造影技術（DSA）檢查，確診為顱內動脈狹窄[5]；⑤凝血功能正常。排除標準：①考慮為煙霧病、血管炎等其他因素導致的狹窄；②責任顱內動脈閉塞；③有造影劑使用禁忌證者；④心電圖檢查提示顯著心律不齊；⑤合并其他腦部疾病者。

1.2 檢查方法 所有患者均完成CTA檢查、4D flow MRI檢查與DSA檢查。

CTA檢查：采用 VCT64排容積CT（美國GE公司，型號：Light Speed）進行檢查，管電流=240 mA，層厚=1.0 mm，層間距=1.0 mm，重建層厚=0.5 mm，螺距=1.375，矩陣為512×512。先常規平掃，掃描范圍由主動脈弓至顱頂；后經肘正中靜脈注入碘海醇注射液（揚子江藥業集團有限公司，國藥準字H20000551，規格：75 mL∶22.5 g），速率為4.0 mL/s，總劑量40 mL，延遲8 s掃描。

DSA檢查：采用數字平板血管造影系統（德國西門子公司，型號：Axiom Artis dra）進行檢查。常規消毒鋪巾，選擇局部麻醉方式；常規股動脈穿刺（sledinger技術），進入主動脈弓造影，造影劑選擇碘海醇；先行兩側頸總動脈造影，后行高選擇性全腦血管造影。

4D flow MRI檢查：采用磁共振成像系統（美國GE公司，型號：Discovery MR 750 3.0T）進行檢查。檢查步驟：①掃描前測量血壓，平躺，雙手置于身體兩側，妥善固定頭部，并指導患者均勻呼吸。②有序完成頭顱平掃、三維時間飛躍磁共振血管成像（3D TOF-MRA）掃描與4D flow MRI掃描。3D TOF-MRA掃描參數：重復時間/回波時間（TR/TE）22/2.5 ms，圖像空間分辨率0.6 mm×1.0 mm×1.2 mm，翻轉角20°。4D flow MRI掃描參數：TR/TE=5.0/2.4 ms，矩陣240×240，空間分辨率1 mm×1 mm×1 mm，翻轉角14°，時間分辨率50 ms。考慮試驗范圍可影響掃描時間，患者均以Willis環為中心，將視野鎖定于上下20個層面。掃描結束后，對TOF-MRA掃描結果進行處理，對狹窄程度進行測量。血流數據分析方法：由GT flow軟件完成，主要包括原始數據導入及預處理、數據可視化及流線評估、血流定量測定3個部分，利用彩色編碼多平面重建、流線圖與速度矢量，應用不同模態進行動脈血流的可視化分析，直觀顯示容積、時間分辨、流速編碼數據集。

所有檢查項目在掃描后，圖像均傳至工作站，采取匿名處理方式，由2名副高級職稱的放射科醫師進行閱片，獨立工作模式，意見不一致時進行協商，給出統一的最終結論。參考北美癥狀性頸動脈內膜切除試驗（NASCET）[6]測量標準，對動脈的狹窄程度進行測算。狹窄度=（遠端正常管徑-最狹窄處殘留管徑）/遠端正常管徑×100%。以DSA檢查結果為診斷ICAS的金標準，比較CTA與4D flow MRI檢查在不同部位動脈[大腦中動脈（MCA）、大腦前動脈（ACA）]狹窄中的診斷價值。

1.3 統計學分析 采用SPSS 25.0統計學軟件進行數據分析。計量資料用（x±s）表示，采用t檢驗；計數資料用[例（%）]表示，采用χ2檢驗。Plt;0.05為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 不同狹窄程度患者血流率及平均血流速度比較 隨狹窄程度的增加，血流率呈現出先降低后升高再降低的變化趨勢，A組患者血流率高于B、C、D組，差異有統計學意義（Plt;0.05）；隨狹窄程度的增加，平均血流速度呈現出先降低后升高再降低的變化趨勢，C組患者平均血流速度高于A組、B組、D組，差異有統計學意義（Plt;0.05），見表1。

2.2 4D flowMRI與CTA對MCA狹窄的診斷效能比較 DSA檢查顯示：MCA狹窄47例。4D flow MRI與CTA診斷MCA狹窄的敏感度分別為100.00%、95.74%，差異無統計學意義（χ2=2.043，P=0.153）；特異度分別為96.00%、88.00%，差異無統計學意義（χ2=1.087，P=0.297），見表2。

2.3 4D flowMRI與CTA對ACA狹窄的診斷效能比較 DSA檢查顯示：ACA狹窄25例。4D flow MRI與CTA診斷ACA狹窄的敏感度分別為96.00%、76.00%，差異有統計學意義（χ2=4.153，P=0.042）；特異度分別為97.87%、85.11%，差異有統計學意義（χ2=4.919，P=0.027），見表3。

2.4 狹窄血管的診斷情況 統計72例患者DSA檢查結果，平均狹窄程度為（57.65±11.34）%。CTA檢查的平均狹窄程度為（61.51±10.88）%，與DSA比較，差異有統計學意義（t=2.084，P=0.039）。4D flow MRI檢查的平均狹窄程度為（58.47±12.65）%，與DSA比較，差異無統計學意義（t=0.410，P=0.682）。

3 討論

sICAS引起的血流動力學灌注不足，是腦卒中急性發病的重要原因，準確診斷sICAS并給予合理醫療建議，在缺血性腦卒中防治中具有重要價值。根據現有專家共識[7]，DSA是判斷腦部血管狹窄程度的金標準，在判斷狹窄程度、診斷sICAS方面有重要價值，可準確反映血管走行、閉塞情況，并動態觀察血管代償。但從臨床實踐角度考慮，DSA檢查的技術、經濟成本較高，操作相對復雜，且檢查過程伴隨神經功能損害風險。MRI技術可顯示腦血流低灌注，判斷側支循環，對sICAS患者病情的診斷與療效評估有良好參考作用[8]。4D flow MRI技術通過容積、各向同性、時間分辨電影掃描，實現3個方向血流編碼與4D血流成像。從現階段4D flow MRI技術的發展看，依靠大數據技術的支持，以及心電門控、速度編碼、偏倚誤差校正等核心技術的支持，掃描獲得的原始數據，能夠較客觀地反映復雜區域的血流情況；在速度矢量圖、流線圖等可視化工具的幫助下，對原始數據進行高效處理，能夠顯示復雜的血流模式，從而完成不同平面的血流定量分析。

本研究重點從兩個方面探索4D flow MRI技術用于sICAS患者診斷的可行性：①對4D flow MRI技術獲取的數據進行處理，基于狹窄程度測算數據與動脈血流的可視化分析結果，討論血管狹窄程度與動脈血流之間的關系，以明確該技術在血流定量分析方面的優勢；②選擇DSA檢查結果作為金標準，比較4D flow MRI與CTA在MCA、ACA狹窄中的診斷效能，以及狹窄程度判斷結果與DSA之間的差異。分析4組患者的4D flow MRI檢查結果，狹窄程度與血流量、血流速度之間的關系較復雜：隨狹窄程度增加，血流量、血流速度表現出輕度減少、增加、嚴重減少的變化趨勢。由此考慮，4D flow MRI檢查獲取的原始數據，及數據可視化分析得到的結論，可能在測算狹窄程度、顯示血流量與監測血流速度等方面具有優勢，但受到技術條件的限制，本研究并未就4D flow MRI檢查與金標準方法進行體內比較，血流量、血流速度的數值是否足夠準確，及數值誤差是否會對sICAS患者的病情診斷產生干擾，仍有待深入探究。比較4D flow MRI檢查與CTA檢查的診斷價值，結果發現：①兩種方法在MCA狹窄診斷中的效能相當，但4D flow MRI對ACA狹窄的診斷準確度更高，考慮該結果可能與動脈走行情況、遠端探測難度的差異性等有關；②CTA檢查的平均狹窄程度稍高于DSA，而4D flow MRI獲得的狹窄程度與DSA相近，考慮4D flow MRI技術在輔助判斷狹窄程度方面有良好效果。分析出現上述結果的原因，可能與4D flow MRI自身的技術特點及優勢有關：①依靠三向速度編碼成像技術，檢查過程獲得數據更加豐富，可為流體定量分析提供參考；②支持不同時間3D容積的準確測量，各4D容積包括容積大小與3個方向的流速編碼，經本地或網上軟件預處理及可視化分析后，能夠動態、準確顯示血流情況；③依靠心電門控、呼吸門控、血流測量后偏移誤差校正（渦流矯正）、多速度編碼等提供的支持，4D flow MRI檢查可產生足夠的空間、時間分辨率，從而保障各種血流特征圖像的準確度。根據本研究獲取的數據與上述分析結果，在sICAS患者病情診斷中，4D flow MRI檢查獲取的原始數據在客觀反映血流情況、判斷狹窄程度方面具有一定的優勢，實際診斷效能可能優于常規CTA檢查。本研究證實了4D flow MRI技術在測算血管狹窄程度、診斷sICAS病情方面的臨床價值，但研究過程仍然存在局限性，如選取的樣本偏少，納入病例的動脈狹窄類型僅MCA與ACA兩種，未充分考慮年齡分布、Willis環解剖特點與其他因素對顱內動脈血流量的影響，未就4D flow MRI在顱內血流定量分析、動態評估方面的作用進行深入討論等，后續仍有待完善。

綜上所述，4D flow MRI技術對sICAS有良好的診斷價值，依靠數據分析軟件提供的支持作用，影像科醫師可有效評估腦動脈血流情況，進而更精確地判斷顱內動脈的狹窄程度。

參考文獻

[1]殷聰國， 蔣琳， 黃煥， 等. APOLLO支架治療癥狀性動脈粥樣硬化性顱內動脈狹窄41例[J]. 浙江醫學， 2015， 37（22）： 1849-1851.

[2]LENG X， LAN L， IP H L， et al. Hemodynamics and stroke risk in intracranial atherosclerotic disease[J]. Annals of Neurology， 2019， 85（5）： 752-764.

[3]何國永， 陳淵， 范秉林， 等. 廣西漢族與壯族癥狀性顱內動脈粥樣硬化性狹窄患者側支循環不良的影響因素對比[J]. 廣西醫學， 2020， 42（18）： 2344-2348.

[4]中華醫學會神經病學分會， 中華醫學會神經病學分會腦血管病學組. 中國急性缺血性腦卒中診治指南2018[J]. 中華神經科雜志， 2018， 51（9）： 666-682.

[5]董強， 黃家星， 黃一寧， 等. 癥狀性動脈粥樣硬化性顱內動脈狹窄中國專家共識[J]. 中國神經精神疾病雜志， 2012， 38（3）： 129-145.

[6]FERGUSON G G， ELIASZIW M， BARR H W， et al. The north american symptomatic carotid endarterectomy trial ： Surgical results in"1 415 patients[J]. Stroke， 1999， 30（2）： 282-287.

[7]中國醫師協會神經介入專業委員會. 顱內動脈粥樣硬化性狹窄影像學評價專家共識[J]. 中國腦血管病雜志， 2021， 18（8）： 575-584.

[8]牛穩， 邱曉輝， 劉藝超， 等. 顱內動脈粥樣硬化斑塊、軟腦膜側支循環與腦血流低灌注的關系：多模態MRI分析[J]. 放射學實踐， 2022， 37（4）： 454-459.