齊欣，沙琳，呂建波，潘緣逸

腦血管疾病是引起人類(lèi)殘疾甚至死亡的主要疾病之一，血管重度狹窄甚至閉塞時(shí)則可能引起缺血性腦梗死[1]。因此對(duì)其準(zhǔn)確地定位責(zé)任血管，定制精準(zhǔn)的醫(yī)療方案受到臨床的高度關(guān)注。

時(shí)間飛躍法磁共振血管成像(time of fight MR angiography，TOF-MRA)是目前最常用的MRA 技術(shù)，筆者工作中發(fā)現(xiàn)其存在假陽(yáng)性率較高、百葉窗偽影等缺陷。零回波時(shí)間磁共振血管成像(zero echo time MR angiography，ZTE-MRA)是一種結(jié)合了動(dòng)脈自旋標(biāo)記(arterial spin labeling，ASL)技術(shù)及零回波時(shí)間對(duì)比技術(shù)的新型MRA[2]。本研究旨在對(duì)比研究ZTE-MRA 與TOF-MRA 對(duì)腦動(dòng)脈狹窄的診斷價(jià)值，比較兩者的圖像質(zhì)量及對(duì)腦動(dòng)脈狹窄的診斷準(zhǔn)確性，從而為臨床提供更精準(zhǔn)的腦動(dòng)脈狹窄MRA評(píng)估方法。

1 材料與方法

1.1 研究對(duì)象

選取2018 年11 月至2019 年1 月就診于大連醫(yī)科大學(xué)附屬第二醫(yī)院神經(jīng)內(nèi)科及神經(jīng)外科，擬診斷腦動(dòng)脈狹窄的患者19 例，平均年齡(49.3±14.3)歲，男11 例，女8 例。若同一患者有兩處及兩處以上血管狹窄，則分別單獨(dú)作為病灶進(jìn)行評(píng)價(jià)?；颊呔衂TE-MRA、TOF-MRA 及DSA 檢查。本研究為回顧性研究，經(jīng)過(guò)本單位醫(yī)學(xué)倫理委員會(huì)批準(zhǔn)(批準(zhǔn)文號(hào)：2020第054號(hào))，經(jīng)倫理委員會(huì)批準(zhǔn)可免除受試者知情同意。

1.2 入組與排除標(biāo)準(zhǔn)

入組標(biāo)準(zhǔn)：患者因臨床癥狀懷疑腦動(dòng)脈狹窄，需通過(guò)影像學(xué)進(jìn)行診斷者。排除標(biāo)準(zhǔn)：患者具有磁共振成像檢查禁忌證，包括幽閉恐怖癥、體內(nèi)有順磁性異物或電子植入物等；患者有DSA 手術(shù)禁忌證，包括對(duì)對(duì)比劑過(guò)敏，嚴(yán)重心、肝、腎功能不全等；妊娠狀態(tài)；患者精神狀態(tài)不佳或者有其他嚴(yán)重疾病，不能積極配合醫(yī)護(hù)人員進(jìn)行檢查者。

1.3 檢查方法

采用GE Discovery MR 750W 3.0 T磁共振掃描儀及8通道正交頭頸聯(lián)合線圈，進(jìn)行MRI檢查，掃描序列包括TOF-MRA及ZTE-MRA。掃 描 參 數(shù)：TOF-MRA：TR 19.0 ms，TE 3.43 ms，F(xiàn)OV 246 mm×22 mm，反 轉(zhuǎn) 角20°，層 厚：1.2 mm，帶 寬41.67 kHz，掃描時(shí)間：4 min 48 s；ZTE-MRA：TR 862.5 ms，TE 0 ms，F(xiàn)OV 200 mm×200 mm，反轉(zhuǎn)角3°，帶寬31.20 kHz，掃描時(shí)間：5 min 28 s。DSA圖像采用Philips DSA造影機(jī)進(jìn)行手術(shù)造影。本研究所有患者均先進(jìn)行定位圖像采集后再進(jìn)行掃描。

1.4 圖像分析與后處理

將掃描所得的ZTE-MRA 及TOF-MRA 原始圖像傳輸至后處理工作站(GE公司AW4.6版)，利用最大強(qiáng)度投影技術(shù)對(duì)原始圖像進(jìn)行重建。ZTE-MRA及TOF-MRA的重建圖像及原始圖像由兩位主治以上在腦血管診斷方面經(jīng)驗(yàn)豐富的影像科醫(yī)師在后處理工作站中獨(dú)自閱片，對(duì)圖像的質(zhì)量進(jìn)行主觀評(píng)價(jià)(采用評(píng)分法)，以及客觀評(píng)價(jià)即計(jì)算圖像的信噪比，意見(jiàn)不一致時(shí)協(xié)商達(dá)到一致。觀察動(dòng)脈有無(wú)狹窄、確定狹窄部位及評(píng)估狹窄程度(動(dòng)脈狹窄評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)采用北美癥狀性頸動(dòng)脈內(nèi)膜切除試驗(yàn)法)。規(guī)定：若同一血管內(nèi)存在多處斑塊或狹窄，測(cè)量狹窄最嚴(yán)重部位的直徑，只記為一處狹窄。對(duì)動(dòng)脈狹窄程度的診斷需在ZTE-MRA 及TOF-MRA 相同重建角度進(jìn)行，以便進(jìn)行對(duì)比。以上觀察內(nèi)容及評(píng)價(jià)方法如下：

1.4.1 圖像主觀評(píng)分

按以下標(biāo)準(zhǔn)對(duì)圖像打分：(1)血管顯示好、主干及其分支輪廓顯示比較清晰、無(wú)偽影，可以做出明確診斷，評(píng)為優(yōu)，記2 分；(2)血管顯示尚可，主干輪廓顯示欠清晰，分支顯示不清或有少許偽影但可得出診斷，評(píng)為良，記1分；(3)血管顯示差，主干及其分支完全顯示不清，或者存在嚴(yán)重的偽影，無(wú)法做出診斷，評(píng)為差，記0分。

1.4.2 圖像客觀評(píng)分

選取一側(cè)頸內(nèi)動(dòng)脈C2 段(巖段)，旋轉(zhuǎn)角度至頸內(nèi)動(dòng)脈C2 段為最大層面時(shí)于血管中心位置選擇一個(gè)等大類(lèi)圓形ROI，分別測(cè)量?jī)煞NMRA 的噪聲及信號(hào)強(qiáng)度，計(jì)算信噪比(signal-to-noise ratio，SNR)值。SNR=信號(hào)強(qiáng)度/噪聲。若一次ROI 內(nèi)具有較大偽影，則選取相應(yīng)另一側(cè)血管進(jìn)行測(cè)量。分別計(jì)算出ZTE-MRA及TOF-MRA的SNR的平均值。

1.4.3 血管狹窄程度評(píng)估

血管狹窄程度評(píng)估參考北美癥狀性頸動(dòng)脈內(nèi)膜切除試驗(yàn)法(The North American Symptomatic Carotid Endarterectomy Trial，NASCET)。

規(guī)定：狹窄程度＜25%為一級(jí)狹窄，25%≤狹窄程度＜50%為二級(jí)狹窄，50%≤狹窄程度＜75%為三級(jí)狹窄，75%≤狹窄程度＜100%為四級(jí)狹窄，MRA所判定的狹窄程度與DSA結(jié)果在同一狹窄等級(jí)則為正確。

1.5 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

采用SPSS 22.0統(tǒng)計(jì)學(xué)軟件，圖像質(zhì)量評(píng)分及SNR值根據(jù)是否為正態(tài)分布進(jìn)行配對(duì)t檢驗(yàn)或秩和檢驗(yàn)；DSA結(jié)果作為金標(biāo)準(zhǔn)，以是否檢出狹窄為判斷標(biāo)準(zhǔn)，計(jì)算兩種方法的敏感度、特異度；對(duì)ZTE-MRA、TOF-MRA 與DSA 對(duì)血管狹窄診斷結(jié)果的一致性采取Kappa分析。當(dāng)0.40≤Kappa值≤0.69，血管狹窄診斷的結(jié)果為低度一致；0.70≤Kappa 值≤0.89，為中度一致；0.90≤Kappa 值≤1.00，為高度一致。將兩種MRA 對(duì)狹窄程度的檢出情況分為1～2級(jí)、3～4級(jí)與DSA結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)檢驗(yàn)。規(guī)定統(tǒng)計(jì)學(xué)檢驗(yàn)結(jié)果在P＜0.05時(shí)具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 圖像質(zhì)量

ZTE-MRA 顯示圖像中，評(píng)分為優(yōu)16 例、良2 例、差1 例，優(yōu)秀圖像占比為84%；16 例圖像顯示良好，血管顯示清楚，主干及細(xì)小血管分支顯示清晰，可以做出明確診斷；3 例病例圖像動(dòng)脈主干輪廓顯示欠清，末端分支顯示不清。TOF-MRA所得圖像中，評(píng)分為優(yōu)秀14例，良3例、差2例，優(yōu)秀圖像占比為74%，14例圖像顯示良好，血管主干及分支顯示清楚，可以做出明確診斷；5 例圖像出現(xiàn)了明顯的百葉窗偽影，其中2 例圖像偽影較嚴(yán)重，影響診斷(圖1)。兩種檢查方法在圖像質(zhì)量的比較上差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P=0.583)。ZTE-MRA 及TOF-MRA 的SNR 平均值分別為14.2 及19.4，對(duì)兩者進(jìn)行獨(dú)立樣本的秩和檢驗(yàn)，兩者間差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P=0.175)。

2.2 對(duì)腦動(dòng)脈狹窄的診斷

本研究19 個(gè)病例中，重點(diǎn)分析了雙側(cè)頸內(nèi)動(dòng)脈、雙側(cè)大腦中動(dòng)脈、雙側(cè)大腦前動(dòng)脈、雙側(cè)大腦后動(dòng)脈、雙側(cè)椎動(dòng)脈及基底動(dòng)脈，共209條動(dòng)脈。DSA診斷狹窄共21處，ZTE-MRA圖像上顯示動(dòng)脈狹窄共25 處，DSA 同樣為陽(yáng)性的有21 處，DSA 為陰性的有4 處，ZTE-MRA 診斷腦動(dòng)脈狹窄敏感度為100%，特異度為98%，對(duì)兩種方法狹窄檢出率的一致性進(jìn)行檢驗(yàn)，Kappa 值為0.898，具有非常好的一致性；TOF-MRA圖像顯示動(dòng)脈狹窄共26 處，DSA 也為陽(yáng)性的有18 處，DSA 為陰性的有8 處，TOF-MRA診斷腦動(dòng)脈狹窄敏感度為85%，特異度為96%。對(duì)兩種方法狹窄檢出率的一致性進(jìn)行檢驗(yàn)，Kappa 值為0.776，具有較好的一致性。

2.3 對(duì)血管狹窄程度分級(jí)的診斷

用Fisher 確切概率法將腦動(dòng)脈狹窄分為兩組進(jìn)行統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn)，1～2 級(jí)、3～4 級(jí)狹窄各為一組。ZTE-MRA 診斷的25 處 動(dòng) 脈 狹 窄 中，1～2 級(jí) 動(dòng) 脈 狹 窄 為14 處，8 例 與DSA 結(jié)果相符，準(zhǔn)確度57%；診斷3～4 級(jí)動(dòng)脈狹窄11 處，9 處與DSA 結(jié)果相符，準(zhǔn)確度81%。TOF-MRA 診斷的共26 處狹窄中，1～2 級(jí)動(dòng)脈狹窄13 處，6 例與DSA 結(jié)果相符，準(zhǔn)確度46%；診斷3～4 級(jí)動(dòng)脈狹窄13 處，4 處與DSA 結(jié)果相符，準(zhǔn)確度31%。兩種成像方法在診斷1～2 級(jí)動(dòng)脈狹窄差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P=0.427)，診斷3～4 級(jí)動(dòng)脈狹窄差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P=0.017)。

3 討論

顱內(nèi)動(dòng)脈狹窄所導(dǎo)致的缺血性腦血管疾病是神經(jīng)系統(tǒng)的常見(jiàn)病及多發(fā)病，動(dòng)脈狹窄的早期篩查及診斷對(duì)臨床決策具有重大價(jià)值。目前臨床常用的動(dòng)脈狹窄檢查方法眾多[3]，DSA作為診斷的金標(biāo)準(zhǔn)具有不可取代的地位。其具有高度的敏感性及特異性，能清晰地顯示血管狹窄的部位、程度，還可評(píng)估腦血管側(cè)支代償情況，為臨床診療提供了可靠依據(jù)。因其存在多方面的限制，DSA并不適用于腦動(dòng)脈狹窄的篩查和反復(fù)隨訪，如高造價(jià)、有創(chuàng)性操作及對(duì)比劑過(guò)敏風(fēng)險(xiǎn)等。

3.1 ZTE-MRA與TOF-MRA結(jié)果分析

磁共振血管成像具有多方位成像、圖像直觀清晰、無(wú)輻射傷害、操作方便快捷等優(yōu)點(diǎn)。本研究結(jié)果顯示，相比TOF-MRA，ZTE-MRA 具有較高的敏感性和特異性，尤其對(duì)3～4 級(jí)的動(dòng)脈狹窄顯示更為準(zhǔn)確，TOF 技術(shù)成像時(shí)往往由于3～4 級(jí)狹窄的血管內(nèi)血流狀態(tài)復(fù)雜，丟失信號(hào)而夸大狹窄程度。而ZTE 技術(shù)在信號(hào)丟失之前已完成采集，保證了血管圖像的準(zhǔn)確性(圖2)。對(duì)于血流狀態(tài)復(fù)雜的血管部位，如虹吸部，ZTE-MRA的顯示明顯優(yōu)于TOF-MRA。本研究中，TOF-MRA 共有3 例椎動(dòng)脈病灶位于由于成像范圍之外而未顯示，但血管狹窄已達(dá)到閉塞的程度，TOF-MRA過(guò)小的成像范圍十分不利于正確的臨床決策。Arai等[4]研究顯示，對(duì)于微動(dòng)靜脈畸形(直徑＜10 mm)的檢出，ZTE-MRA 的檢出率與DSA 具有很好的一致性，而TOF-MRA的準(zhǔn)確度僅為40%。ZTE-MRA成像范圍廣，成像效率高，一次掃描便可覆蓋大范圍的頭頸部血管，避免病灶的遺漏。本研究中3 例TOF-MRA 遺漏的椎動(dòng)脈病灶均在ZTE-MRA 上得到精準(zhǔn)成像。

ZTE-MRA 的信噪比高于TOF-MRA，但兩者的SNR 差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，可能是本研究樣本量太少所致。本研究中TOF-MRA共有5 例出現(xiàn)了較嚴(yán)重的百葉窗偽影，不利于容積邊緣血管的顯示，而ZTE-MRA的減影技術(shù)使得來(lái)自于背景的干擾完全被去除，如血管瘤內(nèi)的血栓或腦室內(nèi)的積血，使血管成像更為精確，同時(shí)也避免了TOF-MRA由于容積內(nèi)成像和背景抑制脈沖產(chǎn)生的慢血流飽和效應(yīng)，ZTE-MRA 對(duì)慢血流的顯示明顯優(yōu)于TOF技術(shù)。Shang 等[5]通過(guò)隨訪25 例接受血管內(nèi)栓塞術(shù)的窄頸動(dòng)脈瘤患者，證實(shí)了ZTE-MRA在顯示載瘤動(dòng)脈和評(píng)估閉塞狀態(tài)方面優(yōu)于TOF-MRA。ZTE-MRA 對(duì)于腦動(dòng)脈瘤、腦血管畸形的診斷及隨訪具有重要的臨床意義[6-7]。

本研究發(fā)現(xiàn)有3 例患者的ZTE-MRA 圖像質(zhì)量不佳，對(duì)于分支血管顯示欠清。3 例患者年齡均在79 歲以上，均有多處血管閉塞，考慮由于患者年齡較大，閉塞血管較多，因此血流速度緩慢，導(dǎo)致血流標(biāo)記不充分而未顯影。

3.2 TOF-MRA參數(shù)分析

目前臨床上應(yīng)用最為廣泛的磁共振血管成像技術(shù)是TOF-MRA。該技術(shù)基于血液的流入增強(qiáng)效應(yīng)，利用靜止組織中的質(zhì)子與流動(dòng)血液中的質(zhì)子被射頻脈沖差別性地激發(fā)而形成磁共振信號(hào)的對(duì)比。

本研究應(yīng)用的TOF-MRA 均采用3D-TOF 技術(shù)。3D-TOF 掃描時(shí)并非以層面而是以容積為單位對(duì)血管進(jìn)行激發(fā)和采集的[8]。3D-TOF 成像的缺點(diǎn)在于：①容積內(nèi)血流更容易受到多次激發(fā)而飽和，因此TOF-MRA 在顯示如動(dòng)脈瘤、動(dòng)靜脈畸形等血流速度較慢的病灶時(shí)，與DSA 結(jié)果往往差別較大[9]；②TOF-MRA的原理為假設(shè)血管內(nèi)血流狀態(tài)一直為平流狀態(tài)，因此成像過(guò)程中復(fù)雜的血流狀態(tài)會(huì)導(dǎo)致磁場(chǎng)的不均勻，質(zhì)子相位發(fā)散并丟失信號(hào)，如迂曲的頸內(nèi)動(dòng)脈虹吸段、血管狹窄及分叉等部位，相應(yīng)血管的信號(hào)丟失往往導(dǎo)致TOF-MRA夸大血管狹窄的程度；③為減輕容積內(nèi)慢血流飽和效應(yīng)，TOF-MRA 將容積分為幾個(gè)較薄的層塊單獨(dú)進(jìn)行采集，再進(jìn)行重疊成像，因此會(huì)帶來(lái)百葉窗偽影；④為了實(shí)現(xiàn)血流與背景組織間的最佳對(duì)比，TOF-MRA采用成像層面與血流方向相垂直的成像方案，導(dǎo)致了該方案成像效率低，成像范圍過(guò)小，容易遺漏病灶。

3.3 ZTE-MRA參數(shù)分析

ZTE-MRA 是一種結(jié)合了ASL 技術(shù)及ZTE 技術(shù)的新型MRA。ASL 技術(shù)主要原理為用選擇性反轉(zhuǎn)脈沖標(biāo)記流動(dòng)血液中的質(zhì)子作為內(nèi)源性示蹤劑進(jìn)行血管顯影，與不被標(biāo)記的背景組織形成對(duì)比，不使用外源性對(duì)比劑即可達(dá)到類(lèi)似DSA 的血管造影信息。ASL 技術(shù)首先通過(guò)射頻脈沖改變成像區(qū)域外動(dòng)脈質(zhì)子的磁化率來(lái)標(biāo)記質(zhì)子[10]，等待適當(dāng)?shù)牧魅霑r(shí)間(反轉(zhuǎn)時(shí)間)后，已標(biāo)記質(zhì)子流入未受標(biāo)記的靜態(tài)背景組織中，此時(shí)進(jìn)行圖像采集可得到具有對(duì)比的“標(biāo)記像”，無(wú)標(biāo)記血流時(shí)的無(wú)對(duì)比成像稱(chēng)為“控制像”[11]，兩者進(jìn)行加權(quán)相減即可得到背景透明的血管造影圖[12]，因此理論上ZTE-MRA具有更高的圖像質(zhì)量和信噪比。

零回波時(shí)間成像技術(shù)[13]本質(zhì)上是依托回波時(shí)間作為圖像的對(duì)比。ZTE-MRA的采集脈沖利用3D螺旋K空間填充方式[14]，同時(shí)結(jié)合快速射頻切換的數(shù)字微切線圈，達(dá)到零回波時(shí)間的信號(hào)采集[15]。通過(guò)在射頻脈沖激勵(lì)之前設(shè)置讀出梯度場(chǎng)，梯度編碼在被激發(fā)時(shí)立即開(kāi)始讀取[16]，所以實(shí)際的回波時(shí)間為零，因此信號(hào)在強(qiáng)度最大時(shí)已被采集，明顯減少了質(zhì)子的失相位，減少了信號(hào)的丟失[17]。

ZTE-MRA 讀取數(shù)據(jù)之后，在一個(gè)非常短的TR 間期之后即可開(kāi)始下一次激勵(lì)，因此可使用連續(xù)梯度磁場(chǎng)掃描，無(wú)需關(guān)閉TR 間期的梯度磁場(chǎng)，明顯降低了掃描噪音[18-19]，因此又稱(chēng)作Silent-MRA。相較TOF-MRA 極大地提高了患者檢查的舒適度，確保了檢查的順利完成。

除動(dòng)脈狹窄外，由于在慢血流和磁敏感偽影方面的優(yōu)勢(shì)，ZTE-MRA 較TOF-MRA 更精準(zhǔn)地評(píng)價(jià)動(dòng)脈瘤、動(dòng)靜脈畸形及金屬?gòu)椈删€圈植入術(shù)后的血管。Moon 等[20]報(bào)道采用超短回波時(shí)間MRA評(píng)價(jià)動(dòng)靜脈畸形較TOF技術(shù)更為精確，可以清晰地顯示病灶本身及其引流靜脈。Satoh 等[21]通過(guò)隨訪進(jìn)行血管內(nèi)治療的動(dòng)脈瘤患者，發(fā)現(xiàn)TOF-MRA 由于金屬偽影的存在，不能準(zhǔn)確的顯示瘤頸部，而ZTE-MRA可以清晰地顯示術(shù)后區(qū)域的瘤頸及載瘤動(dòng)脈。Irie 等[22]對(duì)采用支架植入治療的顱內(nèi)動(dòng)脈瘤患者進(jìn)行隨訪，分別進(jìn)行TOF-MRA 及ZTE-MRA 成像，發(fā)現(xiàn)ZTE-MRA 能更精確地顯示植入支架后的血管。金屬?gòu)椈删€圈植入后的血管，由于金屬的磁敏感效應(yīng)，TOF 技術(shù)成像時(shí)局部信號(hào)丟失嚴(yán)重，無(wú)法評(píng)估療效，而零回波時(shí)間可以克服磁敏感偽影的干擾，清晰地顯示術(shù)后的血管，這對(duì)患者的術(shù)后隨訪具有重要意義。

3.4 小結(jié)與展望

本研究的不足之處在于樣本量過(guò)少，會(huì)對(duì)統(tǒng)計(jì)分析造成一定的偏倚，因此需要更大樣本量的實(shí)驗(yàn)來(lái)證實(shí)本研究的結(jié)論。

綜上所述，ZTE-MRA 對(duì)腦動(dòng)脈狹窄的診斷與DSA 結(jié)果具有良好的一致性，較TOF-MRA 診斷腦動(dòng)脈狹窄更為準(zhǔn)確，尤其是3～4 級(jí)腦動(dòng)脈狹窄的血管，ZTE-MRA 診斷更為準(zhǔn)確。ZTE-MRA具有成像范圍廣、背景干擾小、對(duì)慢血流敏感、避免磁敏感偽影、無(wú)檢查噪音等優(yōu)點(diǎn)，因此具有廣泛的臨床應(yīng)用價(jià)值。

作者利益沖突聲明：全體作者均聲明無(wú)利益沖突。