王佳麗 ，王 剛

（興安盟人民醫(yī)院醫(yī)學影像科，內蒙古 興安 137400)

腦血管疾病是因顱內血液循環(huán)障礙而導致腦組織受到損傷的一種腦功能障礙疾病。臨床對腦血管疾病患者進行檢查時往往使用時間飛躍法頭顱磁共振血管造影（TOF-MRA），現(xiàn)階段，TOF-MRA 常用的成像技術為并行采集（PI）技術，雖然其具有理想的信噪比，并且分辨率高，但該技術成像速度較慢；此外，為兼顧高分辨率、良好的信噪比和合理掃描時間，PI 的空間覆蓋范圍往往受限，對患者的診斷造成影響[1-2]。壓縮感知（CS）技術屬于一種新型的快速磁共振成像技術，其數(shù)據(jù)采集的機制為利用需要采樣的K 空間和圖像結構的內在稀疏性，在非線性迭代重建中得到高質量的圖像，并且數(shù)據(jù)采集時間較短[3]。目前，國內對CS TOF-MRA 相關研究并不多，基于此，本研究旨在探討基于CS 技術的頭顱磁共振血管成像在評估腦血管疾病中的應用價值，現(xiàn)報道如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料回顧性分析2021 年3 月至2023 年3 月在興安盟人民醫(yī)院進行檢查的215 例腦血管疾病患者的臨床資料，所有研究對象均同時接受PI TOF-MRA和CS TOF-MRA 掃描，依據(jù)CS 采用的加速因子系數(shù)（AF）將CS 分為CS5（AF=4.6）和CS10（AF=10.3）；根據(jù)掃描方式分為PI TOF-MRA 組、CS5 TOF-MRA 組、CS10 TOF-MRA 組。215 例患者中女性105 例，男性110例；年齡30～80 歲，平均（57.23±3.64）歲。納入標準：①符合《腦血管疾病診斷與治療臨床指南》[4]中腦血管疾病的診斷標準；②符合磁共振檢查指征；③臨床資料完整。排除標準：①無法配合相關檢查；②合并心、腎等重大器官功能障礙；③有明顯運動偽影；④伴有精神疾病或智力損傷。本研究已通過院內醫(yī)學倫理委員會批準。

1.2 檢查方法所有研究對象均同時接受PI TOF-MRA和CS TOF-MRA 掃描（CS 采用的AF 為4.6、10.3），掃描工具為全數(shù)字磁共振系統(tǒng)（荷蘭皇家飛利浦公司，型號：Ingenia 3.0 T），20 通道頭頸聯(lián)合相控陣線圈。①PI TOF-MRA 掃描參數(shù)設置如下：AF 是全自動校準部分并行采集（GRAPPA）2 倍加速，0.4 mm×0.4 mm×0.6 mm的重建矩陣，6/8 的部分K 空間技術，368×334 的矩陣，將視野調整為220×220，回波時間規(guī)定為3.49 ms，重復時間規(guī)定為21 ms，翻轉角固定為18°，層間過采樣20%，0.6 mm 的層厚，厚片數(shù)為4，每厚片層數(shù)為40。②CS5 TOF-MRA 掃描參數(shù)設置如下：AF 為4.6，0.4 mm×0.4 mm×0.4 mm 的重建矩陣，矩陣、視野、回波時間、重復時間及翻轉角均與①相同，層間過采樣20%，0.4 mm 的層厚，厚片數(shù)為4，每厚片層數(shù)為60。③CS10 TOF-MRA 掃描參數(shù)設置如下：AF 為10.3，其余參數(shù)設置與②相同。 CS TOF-MRA 掃描重建數(shù)據(jù)通過改進的快速迭代收縮閾值算法（mFISTA）進行10 次迭代重構。

1.3 觀察指標①掃描診斷結果。使用雙盲法由兩名放射科醫(yī)師對圖像進行分析。②圖像質量定性評分。使用3 級評分對圖像質量進行分級，圖像顯示動脈清晰且無偽影記為3 分，圖像顯示動脈清晰且輕微的偽影記為2 分，圖像顯示動脈模糊且中度的偽影記為1 分[5]。③圖像質量定量評估及血管邊緣銳利度。在患者右側頸內動脈C4 段選取層面顯示最佳的位置，并標記圓形感興趣區(qū)域（ROI），同時在患者同層右側皮下肌肉最寬處、肌肉的右側背景區(qū)域分別標記ROI，ROI 像素面積均值為6 mm2，對頸內動脈和肌肉平均信號強度、背景噪聲標準差（SD）進行記錄，對圖像信噪比（SNR）和對比噪聲比（CNR）進行計算。SNR=S 血管/SD 背景，CNR=（S 血管－S 肌肉）/SD 背景。使用基于最大密度投影（MIP）圖像的感知圖像銳利度指數(shù)（PSI）[6]對血管邊緣銳利度進行計算。④分析3 種檢查方式檢查腦血管疾病的典型病例圖片。

1.4 統(tǒng)計學方法采用SPSS 26.0 統(tǒng)計學軟件分析數(shù)據(jù)，計量資料符合正態(tài)分布且方差齊，以(±s)表示，兩組間比較采用t檢驗，多組間比較采用單因素方差分析，組間兩兩比較采用SNK-q檢驗；計數(shù)資料以[ 例(%)]表示，兩組間比較行χ2檢驗，多組間比較行χ2趨勢檢驗。以P＜0.05 為數(shù)據(jù)差異有統(tǒng)計學意義。

2 結果

2.1 3 組掃描方式診斷結果215 例研究對象中動脈瘤23例，煙霧病12 例，顱內血管狹窄114 例，動脈瘤合并煙霧病11 例，其他疾病55 例。其中PI TOF-MRA 掃描時間為3 min 56 s； CS5 TOF-MRA 掃描時間為2 min 38 s，數(shù)據(jù)重建時間為2 min 16 s； CS10 TOF-MRA 掃描時間為1 min 55 s，數(shù)據(jù)重建時間為1 min 4 s。 CS TOF-MRA 掃描時間短于PI TOF-MRA，且其中CS10 TOF-MRA 掃描時間和數(shù)據(jù)重建時間均短于CS5 TOF-MRA。

2.2 3 組圖像質量定性評分比較3 組圖像質量等級評分比較，差異有統(tǒng)計學意義（P＜0.05），且CS5 TOF-MRA組圖像質量等級為3 分的患者占比顯著高于PI TOF-MRA組，差異有統(tǒng)計學意義（P＜0.05），見表1。

表1 3 組圖像質量定性評分比較[ 例(%)]

2.3 3 組圖像質量定量評估及血管邊緣銳利度比較3 組SNR、CNR、PSI 相比，差異均有統(tǒng)計學意義（均P＜0.05），其中CS10 TOF-MRA 組SNR、CNR 均低于PI TOF-MRA組和CS5 TOF-MRA 組；CS5 TOF-MRA 組PSI 高于PI TOF-MRA 組和CS10 TOF-MRA 組；CS10 TOF-MRA組PSI 高于PI TOF-MRA 組，差異均有統(tǒng)計學意義（均P＜0.05）；PI TOF-MRA 組和CS5 TOF-MRA 組的SNR、CNR 相比，差異均無統(tǒng)計學意義（均P＞0.05），見表2。

表2 3 組圖像質量定量評估及血管邊緣銳利度比較( ±s)

表2 3 組圖像質量定量評估及血管邊緣銳利度比較( ±s)

注：與PI TOF-MRA 比，*P＜0.05；與CS5 TOF-MRA 比，#P＜0.05。注：SNR：圖像信噪比；CNR：對比噪聲比；PSI：感知圖像銳利度指數(shù)。

組別例數(shù)SNRCNRPSI PI TOF-MRA215 302.88±61.25 231.64±58.67 0.25±0.03 CS5 TOF-MRA 215 313.44±61.25 241.18±46.41 0.41±0.06*CS10 TOF-MRA 215 235.53±52.66*# 203.24±40.32*# 0.34±0.05*#F 值112.11734.788592.786 P 值＜0.05＜0.05＜0.05

2.4 PI TOF-MRA、CS TOF-MRA 檢查腦血管疾病的典型病例圖片患者男，47 歲，于2021 年7 月進行頭顱磁共振血管成像檢查，均進行PI TOF-MRA、CS5TOF-MRA、CS10 TOF-MRA 檢查，影像學結果如下：PI TOF-MRA 軸位2D 和冠狀位MIP 圖像顯示， Williss 環(huán)及主干更為清晰，圖像噪聲小，見圖1-A、圖1-B； CS5 TOF-MRA 軸位2D 和冠狀位MIP 圖像顯示，噪聲逐漸減少，終末段小動脈及周圍細小血管顯示清晰，見圖2-A、圖2-B；CS10 TOF-MRA 軸位2D 和冠狀位MIP 圖像顯示，噪聲逐漸增多，但中、遠端動脈血管顯影較為清晰見圖3-A、圖3-B。從圖像中可以看出，隨著AF 越大，圖像的的斑點噪聲也隨之增多，且與圖1-B、圖2-B 相比，圖3-B 顯示W(wǎng)illiss 環(huán)周圍細支血管及遠端分支血管更清晰。

圖1 典型病例PI TOF-MRA 掃描圖像

圖2 典型病例CS5 TOF-MRA 掃描圖像

圖3 典型病例CS10 TOF-MRA 掃描圖像

3 討論

目前，PI TOF-MRA 在對腦血管疾病患者進行檢查中應用廣泛，其在對K 空間進行采樣的過程中只能2 倍或3倍進行加速，從而導致混疊或噪聲效應因加速度因子系數(shù)過高而增加，且成像速度較慢，因此在實際臨床應用范圍常常受到限制[7]。

與PI TOF-MRA 掃描相比，CS TOF-MRA 則是通過對空間描述信號進行變換，對K空間數(shù)據(jù)進行隨機采樣，重建圖像應用非線性迭代，從而在獲得接近全采樣的圖像質量的基礎上大大縮短了采樣時間[8]。本研究中，CS TOF-MRA掃描時間短于PI TOF-MRA 掃描，且其中CS10 TOF-MRA掃描時間和數(shù)據(jù)重建時間均短于CS5 TOF-MRA；CS5 TOF-MRA 組圖像質量等級為3 分的患者占比顯著高于PI TOF-MRA 組，表明與PI TOF-MRA 相比，CS TOF-MRA掃描能縮短掃描時間，其中CS10 TOF-MRA 掃描時間和數(shù)據(jù)重建時間更短，但CS5 TOF-MRA 圖像質量更好。究其原因在于，隨著CS TOF-MRA 掃描的AF 增大，原始軸位圖像會出現(xiàn)較明顯的彎曲條紋狀偽影，故CS5 TOF-MRA圖像質量高于CS10 TOF-MRA；此外，與PI TOF-MRA 相比，CS 圖像受血液出現(xiàn)湍流和慢血流的影響較小，不會降低局部血管信號，因此圖像質量較高[9]。

本研究結果顯示，CS10 TOF-MRA 組患者SNR、CNR 均低于PI TOF-MRA 組和CS5 TOF-MRA 組，CS5 TOF-MRA 組 PSI 高于PI TOF-MRA 組和CS10 TOF-MRA組；CS10 TOF-MRA 組患者PSI 高于PI TOF-MRA 組，表示CS5 TOF-MRA 圖像SNR、CNR 及PSI 比CS10 TOF-MRA 更優(yōu)。究其原因為，CS TOF-MRA 在掃描過程中不會受到血液流動湍流和慢血流的影響，避免圖像質量因信號減低、丟失圖像信號而降低，從而使圖像診斷質量提升，但CS 重建效果取決于底層數(shù)據(jù)的稀疏性，AF 越大，信息采樣點越少，圖像細節(jié)丟失就越多，遠端小血管也開始顯示不佳，因此不能無限地降低采樣率；此外，PI TOF-MRA 圖像血管邊緣毛糙，而CS 圖像血管邊緣銳利，有利于疾病的診斷，因此CS5 TOF-MRA 圖像SNR、CNR及PSI 更優(yōu)[10]。

綜上，與PI TOF-MRA 相比，CS TOF-MRA 掃描能在保證圖像質量的基礎上顯著縮短掃描時間，其中CS10 TOF-MRA 掃描時間更短，而CS5 TOF-MRA 圖像SNR、CNR 及PSI 比CS10 TOF-MRA 更優(yōu)，因此CS5 TOF-MRA對腦血管疾病的診斷具有較高的臨床價值。