夏瑩瑩 張 超 于 可 嵇 昀 王文亮 徐 凱

腦卒中是全球死亡及致殘的主要原因，其引起的心腦血管疾病已成為危害我國居民健康的首要死因之一［1］。顱內(nèi)動脈粥樣硬化性狹窄（intracranial atherosclerotic stenosis，ICAS）是缺血性卒中最常見的病因之一，當(dāng)血管狹窄程度超過70%時，可能會危及生命［2］。因此，ICAS 的早期診斷、血管狹窄程度的準(zhǔn)確評估顯得尤為重要。目前，多種影像學(xué)方法已用于ICAS 的評估，包括CT 血管成像（CT angiography，CTA），磁共振血管成像（magnetic resonance angiography，MRA）和數(shù)字減影血管造影（digital subtraction angiography，DSA），對于腦血管病的臨床診療起到重要作用。

DSA 是公認(rèn)的評估腦血管疾病的金標(biāo)準(zhǔn)，但屬于有創(chuàng)性操作、價格昂貴，尚無法作為常規(guī)的臨床檢查方法。CTA 對血管狹窄的診斷具有較高的靈敏度（97%）和特異度（99.5%），但輻射風(fēng)險和造影劑的使用限制了其作為可廣泛應(yīng)用的篩查工具。傳統(tǒng)的3D 時間飛躍法（time-of-flight，TOF）-MRA（TOFMRA），安全無輻射，已廣泛應(yīng)用于腦血管疾病的篩查。然而，3D TOF-MRA 主要是利用血液的流入增強效應(yīng)形成MRI 信號，成像容易受到血流、局部場強不均等因素影響，所以易產(chǎn)生假陽性、假陰性［3］。

近年出現(xiàn)的零回波時間-MRA（zero-echo time MRA，ZTE-MRA）技術(shù)，是利用血液作為天然的內(nèi)源性對比劑，具有信噪比高、磁化率偽影小、噪聲低、成像質(zhì)量穩(wěn)定等優(yōu)點。有報道ZTE-MRA 已用于腦動靜脈畸形、煙霧病以及對支架置入后的血管進(jìn)行評估等［4-5］。本研究以DSA 作為參考標(biāo)準(zhǔn)，旨在研究TOF-MRA 和ZTE-MRA 對血管狹窄評估的精確性以及對ICAD的成像質(zhì)量差異。

方 法

1. 臨床資料

參考腦動脈粥樣硬化中國診斷標(biāo)準(zhǔn)［6］，本研究共納入175 例徐州醫(yī)科大學(xué)附屬醫(yī)院于2017 年1 月至2019 年9 月收治的ICAD 患者，其中女性63例，平均年齡為（67.95±8.12）歲，男性112 例，平均年齡為（68.18±7.96）歲，均分別進(jìn)行了ZTE-MRA 和TOFMRA 檢查。受試者排除標(biāo)準(zhǔn)：①MRI 診斷有腦內(nèi)異常，包括外傷，感染，動脈瘤或煙霧??；②有MRI檢查禁忌證，包括幽閉恐懼癥，植入金屬和鐵磁異物者；③接受過頸內(nèi)動脈球囊擴(kuò)張或支架治療的患者。

所有ICAD 患者中，41 例在MRA 檢查后的24 h進(jìn)行了DSA 檢查，包括18 例女性，平均年齡為（60.1±4.43） 歲，23 例男性，平均年齡為（60.7±4.70）歲。DSA 檢查的納入標(biāo)準(zhǔn)：①嚴(yán)重狹窄且有支架治療指征；②與狹窄程度不符的明顯的臨床癥狀（例如輕度和中度血管狹窄）；③無DSA檢查禁忌證。

2. MR檢查設(shè)備及成像參數(shù)

所有MRI 檢查均使用3T MR 掃描儀（Discovery 750 W，GE Healthcare，美國），24 通道頭頸聯(lián)合線圈，掃描技術(shù)及參數(shù)如下。ZTE-MRA：FOV 200 mm×200 mm，F(xiàn)A 3°；矩陣166×166；TR 1 157 ms；TE 16 μs；層數(shù)332；層厚0.6 mm；掃描時間411 s。TOF-MRA：FOV 220 mm×220 mm；矩陣512×192；FA 15°；TR 20 ms；TE 3.4 ms；層數(shù)172；層厚0.5 mm；層數(shù)3；層厚46 mm；掃描時間281 s。

3. DSA

DSA 由介入放射科醫(yī)生使用血管造影機(jī)（Allura Xper FD20，Philips Medical Systems，阿姆斯特丹，荷蘭）進(jìn)行檢查。使用4 F Headhunter 導(dǎo)管穿刺股動脈，逆行插管至主動脈弓，并導(dǎo)引至頸動脈或椎動脈。對于頸內(nèi)動脈，以4 mL/s 的速率注射7 mL 非離子型造影劑（Ioversol，恒瑞藥業(yè)，江蘇，中國）。對于椎動脈，以3 mL/s 的速率注入6 mL 造影劑。圖像矩陣和FOV分別為1 024×1 024和170 mm×170 mm。

4. 圖像評估

使用GE ADW 4.6 工作站評估原始圖像、最大密度投影（maximal intensity projection，MIP）及容積再現(xiàn)（volume rendering，VR）圖像的磁敏感偽影和血流信號強度。使用4分量表（4=無信號丟失；3=少量信號丟失；2=中度信號丟失，圖像質(zhì)量受損；1=嚴(yán)重信號丟失，無法進(jìn)行圖像評估）反映ZTE-MRA和TOF-MRA磁敏感偽影對信號的影響［7］。以DSA作為參考標(biāo)準(zhǔn)，采用4 分量表［8-9］對ZTE-MRA 和TOFMRA 圖像的血流信號質(zhì)量進(jìn)行評分：4=圖像質(zhì)量優(yōu)異，等同于DSA；3=圖像質(zhì)量良好，偽影很??；2=圖像質(zhì)量差，結(jié)構(gòu)隱約可見或明顯模糊；1=不可見。由2 名經(jīng)驗豐富的放射科醫(yī)生（每位都有2 年以上的腦血管疾病診斷經(jīng)驗）作為評閱者獨立分析圖像質(zhì)量。選擇雙側(cè)頸內(nèi)動脈（internal carotid artery，ICA）作為圖像質(zhì)量評價感興趣動脈，選擇血管狹窄最嚴(yán)重的部位作為狹窄測量的感興趣區(qū)域（region of interest，ROI），每個ROI測量2次，然后取平均值作為每位評閱者的最終結(jié)果。

根據(jù)北美癥狀性頸動脈內(nèi)膜剝脫術(shù)試驗，血管狹窄分為4個程度：輕度狹窄（管腔狹窄＜50%）；中度狹窄（管腔狹窄50%～69%）；嚴(yán)重狹窄（管腔狹窄≥70%）以及完全閉塞。

5. 統(tǒng)計學(xué)分析

使用SPSS 18.0 軟件進(jìn)行統(tǒng)計分析。首先使用kappa 檢驗評估評閱者之間對ZTE-MRA 和TOF-MRA圖像的磁敏感偽影強度和血流信號顯示效果評價的一致性，同時對狹窄測量進(jìn)行一致性評估；如果存在不一致的情況，會再邀請一位高年資醫(yī)生對圖像進(jìn)行評閱，然后重復(fù)上述一致性檢驗步驟，取一致性較好的兩者作為最終評價。采用多個配對樣本的非參數(shù)檢驗計算ZTE-MRA、TOF-MRA 和DSA 之間評估血管狹窄程度的組間差異，以P＜0.05 為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。然后，采用kappa（κ）檢驗分別評估ZTE-MRA 和TOF-MRA 與DSA 的診斷一致性，顯著性閾值P=0.05。最后，使用Wilcoxon 秩和檢驗評估ZTE-MRA和TOF-MRA 圖像感興趣動脈的磁敏感偽影強度和血流信號方面的差異。通過ROC曲線計算ZTE-MRA和TOF-MRA的診斷靈敏度、特異度和準(zhǔn)確度。

結(jié) 果

經(jīng)DSA 檢查的41 例患者中，3 種檢查方法發(fā)現(xiàn)大腦前、中和后動脈共計93 處狹窄。評閱者對狹窄測量的結(jié)果具有一致性（κ=0.80）。圖1 顯示了TOFMRA/ZTE-MRA 和DSA 對顱內(nèi)血管狹窄的診斷比較。ZTE-MRA 比TOF-MRA 具有更高的診斷特異度（分別為78%、67%）和準(zhǔn)確度（分別為96%、94%），兩種方法的診斷靈敏度相當(dāng)（100%）。然而，TOFMRA 過高評估血管狹窄程度（P＜0.05）。此外，kappa檢驗顯示ZTE-MRA和DSA圖像在評估ICAS患者狹窄嚴(yán)重程度方面具有較好的一致性（κ=0.80）。

評閱者對175 例患者的ZTE-MRA 和TOF-MRA圖像質(zhì)量的評估具有一致性（κ=0.78）。對雙側(cè)ICA的磁敏感偽影評分，ZTE-MRA 明顯高于TOF-MRA圖 像（平 均 值 分 別 為3.03±0.98、2.72±1.09；P=0.017；圖2A）。以DSA 作為參考標(biāo)準(zhǔn)，雙側(cè)ICA 的血流信號強度評分，ZTE-MRA 明顯高于TOF-MRA（平均值分別為3.63±0.49、3.07±0.82；P＜0.001），評分最高的受試者人數(shù)分別為26 和15（圖2B）。典型病例影像見圖3-圖4。

討 論

本研究中，我們探討了ZTE-MRA 診斷ICAS 的可行性。我們發(fā)現(xiàn)，ZTE-MRA 對ICAD 血管狹窄程度的評估與“金標(biāo)準(zhǔn)”DSA 的結(jié)果高度一致，并且表現(xiàn)出較TOF-MRA 更高的診斷特異度和準(zhǔn)確度。此外，我們發(fā)現(xiàn)相較于TOF-MRA，ZTE-MRA 在ICAD成像方面具有更優(yōu)異的診斷性能，其優(yōu)勢表現(xiàn)為更高的信號強度，更少的偽影和更強的動脈血流信號。

DSA 作為ICAS 診斷的“金標(biāo)準(zhǔn)”，可以實時成像，血管分辨率高，能夠清晰顯示血管狹窄的部位、程度以及提供腦血管的血流動力學(xué)信息，但是其有創(chuàng)性及造影劑的使用限制了對腦血管狹窄的篩查與隨訪。ZTE-MRA 作為一種新的血管成像技術(shù)，是基于動脈自旋標(biāo)記（arterial spin labeling，ASL）的連續(xù)血管造影方法，其依賴于顱內(nèi)動脈的血流流入以及來自頸動脈的標(biāo)記血流，因此不會受到血流方向的限制［10］，對湍流或血管扭曲亦不敏感。另外，ZTEMRA 通過標(biāo)記與非標(biāo)記動脈血的減影生成圖像，可以生成背景幾乎為零的血管造影圖像，所以進(jìn)一步增強了血流信號對比。基于以上優(yōu)勢，ZTE-MRA 在評估ICAD患者血管狹窄嚴(yán)重程度方面，相較于DSA即使存在一定程度的高估，但仍表現(xiàn)出高度一致性。

同時，在應(yīng)用TOF-MRA 技術(shù)對ICAS 患者進(jìn)行成像時，由于血管狹窄區(qū)域的腦血流在速度或血流方向上不穩(wěn)定，重復(fù)的RF 脈沖通常會使異常血流過度飽和，所以當(dāng)血液流動不規(guī)則時，會出現(xiàn)MR 信號減弱缺失或偽影，從而導(dǎo)致TOF-MRA 的信號強度較低，這是本研究中TOF-MRA 過高評估血管狹窄程度的原因［11］。所以，盡管在某些情況下，相對于DSA，ZTE-MRA 會高估狹窄程度，但與TOF-MRA 相比，其仍表現(xiàn)出更高的診斷特異度，并且可以更加準(zhǔn)確地區(qū)分大腦前、中和后動脈的血管狹窄程度。

本研究不包括對基底動脈（basilar artery，BA）狹窄的評估，這主要是由于BA 狹窄的發(fā)生率很低。有報道顯示，我國大腦前、中和后動脈狹窄的總發(fā)生率顯著高于BA（分別為80%，5.2%）［12］。但是，在ZTE-MRA和TOF-MRA中納入BA可以對血管狹窄進(jìn)行更全面的評估，以及提高我們對顱內(nèi)其他動脈血管的質(zhì)量評價，我們將在后續(xù)研究中進(jìn)行。

此外，本研究通過對ICA顱內(nèi)段的磁敏感偽影進(jìn)行評分，進(jìn)一步分析了ZTE-MRA 與TOF-MRA 對ICAD 的成像質(zhì)量差異。ICAD 以血管內(nèi)粥樣斑塊形成、進(jìn)展為特征，造成管腔狹窄甚至閉塞，主要累及顱內(nèi)大動脈，以ICA的顱內(nèi)段最易受累，并且該段血管存在多個生理性彎曲、血管走行迂曲、與周圍骨質(zhì)結(jié)構(gòu)關(guān)系密切、血流復(fù)雜，良好的影像學(xué)顯示較困難。所以ICA的顱內(nèi)段是具有代表性的評估區(qū)域。

ZTE-MRA 的磁敏感偽影評分顯著高于TOFMRA。磁敏感偽影在顱內(nèi)MRA 中很常見，尤其是在遠(yuǎn)端ICA，且主要與血管本身有關(guān)，包括血管形狀扭曲，血管壁鈣化以及氣體-軟組織與骨-軟組織之間的界面干擾。TOF-MRA 作為傳統(tǒng)的MRA 技術(shù)，由于對磁敏感偽影很敏感，所以在顱內(nèi)血管疾病的應(yīng)用中通常備受爭議。既往有研究報道表明，TOF-MRA 難以評估支架內(nèi)的血流情況以及隨訪支架置入術(shù)后動脈瘤［13］。相比之下，ZTE-MRA 使用具有超短回波時間（～10 μs）的3D 徑向采集讀取技術(shù)，血流信號強度高，受局部場強不均和磁敏感偽影的影響小，從而可以更好的顯示血管。

在本研究中，TOF-MRA 的圖像分辨率更高，并且掃描時間比ZTE-MRA 縮短了2 min，較短的掃描時間可以減少檢查過程中患者的運動偽影。但是，TOF-MRA 較高的圖像分辨率并不能改善圖像質(zhì)量，對顱內(nèi)動脈狹窄的診斷準(zhǔn)確性仍相對較低。相比之下，盡管ZTE-MRA 的檢查時間較TOF-MRA 稍長，但是ZTE-MRA 的“靜音”掃描，可以使患者在檢查過程中更加舒適，在很大程度上避免了由于患者焦慮或不自主運動而引起的圖像質(zhì)量下降。此外，ZTEMRA 的圖像質(zhì)量更高、評估血管狹窄的能力更強?；谶@些優(yōu)勢，ZTE-MRA 在ICAS 診斷中具有更高的臨床價值。

與先前的報道［14］相似，我們發(fā)現(xiàn)ZTE-MRA 對于遠(yuǎn)端小分支血管的成像質(zhì)量比TOF-MRA 低（圖4）。ZTE-MRA 是一種基于ASL 的連續(xù)血管造影方法，通過減去未標(biāo)記的動脈血流信號進(jìn)行血管成像。由于T1 弛豫效應(yīng)以及血流到達(dá)遠(yuǎn)端血管的時間相對較長，所以相應(yīng)標(biāo)記的質(zhì)子信號大部分會得以恢復(fù)，因此遠(yuǎn)端小血管不是使用ZTE-MRA 成像的理想選擇。但是，ICAS 更易發(fā)生于中動脈及較大的分支血管，所以這對于ICAS的診斷并不是十分重要。

總之，在本研究中，我們發(fā)現(xiàn)相對于TOFMRA，ZTE-MRA 在評估狹窄嚴(yán)重程度方面與DSA具有極高的診斷一致性。并且ZTE-MRA 的圖像質(zhì)量更好，對ICA 中異常血流的敏感性更低。由于其在ICAS 成像方面的優(yōu)越性能，因此可以建議將ZTEMRA 技術(shù)作為臨床ICAS患者狹窄血管檢出以及評估狹窄程度的替代方法。