三种方法诊断大脑中动脉狭窄的对照研究

谢珊珊， 程敬亮， 张 勇， 徐浩文， 管 生

缺血性脑血管病发病率和致残率高，早期检出和治疗对患者病情的发展及预后有着重要意义。临床上常用的评估脑血管狭窄的检查手段有经颅多普勒超声（TCD）、磁共振血管成像（MRA）、CT 血管造影（CTA）以及数字减影血管成像（DSA）。DSA虽为诊断脑动脉狭窄的金标准，但DSA为有创检查，费用昂贵，操作复杂且并发症多［1］。CTA对脑动脉狭窄具有较高的检出率及诊断符合率，但CTA检查需要注射碘对比剂，这对于碘过敏者而言乃绝对禁忌，且CTA检查存在辐射损伤。MRA操作简便，无辐射损伤，但MRA常因涡流、边缘放大效应高估血管狭窄程度［1］。TCD被公认为最方便经济的无创性检查，但TCD检查更依赖于检查者的技术和经验，且TCD检查受颞窗限制，可能影响评估结果的准确性。目前，高分辨率磁共振成像 （high-resolution MRI，HRMRI）已成熟应用于颅外颈动脉，可以准确评估颈动脉狭窄程度［2］。本研究旨在评估HRMRI对大脑中动脉（middle cerebral artery，MCA）狭窄的诊断价值。

1 材料与方法

1.1 研究对象

2012年4月—2013年3月我院介入科收治47例因MCA不同程度狭窄导致的短暂性脑缺血发作或脑梗死患者，均经MRA或CTA证实，其中男28例，女19例，年龄17～67岁，平均44.7岁。所有患者均行MRA、HRMRI和DSA检查，平均间隔时间为3.7 d。其中动脉粥样硬化性狭窄36例，非动脉粥样硬化性狭窄11例。本研究经郑州大学第一附属医院伦理委员会批准，患者均签署知情同意书。

1.2 检查方法

1.2.1 DSA检查 使用Philips FD 20血管造影机，局麻下采用改良Seldinger技术经股动脉穿刺置管，行主动脉弓、颈总动脉分叉处、两侧颈内动脉、椎-基底动脉及全脑血管正、侧位造影，对狭窄病变行放大造影，并根据不同部位选择不同投照角度，以最佳显示血管狭窄程度。

1.2.2 HRMRI检查 采用Siemens Verio 3.0T MRI扫描仪，16通道头线圈，首先进行头颅常规三维时间飞跃法 （three-dimension time of flight，3D-TOF）MRA即“亮血”的扫描，基线同头颅横轴位，平行于前后联合连线进行定位，扫描范围上达扣带回，下抵枕骨大孔水平。利用Siemens Verio 3.0T后续工作站对TOF原始像进行处理，然后于MCA M1段狭窄处垂直于血管走行定位，进行血管横断面的扫描，即“黑血”序列。“黑血”序列包括：双反转恢复自旋回波 T1加权成像（T1weighted imaging，T1WI）和双反转自旋回波T2加权成像 （T2weighted imaging，T2WI），两序列的扫描定位完全一致，FOV 130 mm×130 mm，Matrix 512 × 512，Thk/Sp 2/0.2 mm，反转角180°，扫描 5 层，T1WI：TR/TE 861/18 ms，用时 4 min 30 s；T2WI：TR/TE 903/83 ms，用时 4 min 16 s。 T1WI和T2WI均采用脂肪抑制技术。加脉搏触发舒张期采集。

1.2.3 评价方法 对比观察MCA M1段狭窄处在DSA、3D-TOF MRA图像上及其对应的T1层面上管腔的一致性。在T1WI图像上选择管腔及管壁显示清晰的图像进行狭窄率的测量，因为双反转脉冲的应用明显抑制了血流信号，使管腔轮廓清晰，而T2WI中由于附壁慢血流的影响，血管壁的内缘可见到条形高信号伪影。HRMRI图像的质量评价方法：由2名经验丰富的影像医生分别对MCA的HRMRI图像进行盲法分析，独立评价，意见不一致时协商解决。根据信噪比及对管壁结构、管壁轮廓及管腔的显示情况将图像质量分为4个等级［3］：1级，图像信噪比较低，不能显示血管壁结构；2级，血管壁可见，但管壁结构和管壁轮廓模糊；3级，管壁结构显示清楚，仅局部略模糊；4级，管壁结构和外壁轮廓均显示清晰。图像质量低于2级的病例予以排除。

MRA、DSA图像分别由2名神经影像和神经介入专家读片。两组专家独立评估血管狭窄程度，将结果汇总给研究者。MRA、HRMRI和DSA图像中MCA M1段狭窄率的计算及狭窄程度的分级均参照 Samuels标准［4］，即狭窄率 = （1-Ds/Dn） × 100%，Ds为MCA最狭窄处的血管管径，Dn为正常处血管管径，正常管径首选狭窄近心端正常MCA管径，次选狭窄远心端正常MCA管径，管径测量采用电子尺测量像素方法。狭窄程度分为轻度狭窄（＜50%）、中度狭窄（50%～70%）和重度狭窄（＞70%）。

1.3 统计学处理

采用SAS9.1软件进行统计学分析。定量资料用均数 ±标准差s）表示。对HRMRI和DSA结果进行等级相关分析和一致性比较，计算κ值，κ值＜0.4提示两者一致性较差；0.4～0.75提示两者一致性一般；≥0.75提示两者一致性良好。对HRMRI和MRA结果进行配对资料符号秩和检验。P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 基础资料

47例患者51支MCA，左侧23支，右侧28支，共有45支MCA的T1WI图像质量满足测量要求，6支不符合图像测量要求 （2例未完成T1WI扫描，4例图像质量1级）均剔除。

2.2 HRMRI对不同程度MCA狭窄的诊断

HRMRI与DSA、MRA检出MCA狭窄情况比较见表1和表2，HRMRI与MRA检出MCA狭窄符合情况见表3。

表1 HRMRI和DSA诊断不同程度MCA狭窄率比较 （例）

表2 HRMRI和MRA诊断不同程度MCA狭窄率比较（例）

2.3 HRMRI对不同程度MCA狭窄的诊断价值

表3 HRMRI和MRA对不同程度MCA狭窄诊断符合情况

HRMRI与DSA比较，诊断符合率为82%（37/45）。DSA测量的狭窄率为 0.71±0.17；HRMRI为0.75±0.16；对两者的差值进行正态性检验 （P=0.01，Shapiro-Wilk法），不符合正态分布，故用配对资料的符号秩和检验，发现两者测得的狭窄率差异无统计学意义（Z=-1.43，P=0.15）。相关分析显示，HRMRI和DSA具有较好的相关性 （r=0.83，P＜0.00）。以DSA作为评估血管狭窄的金标准，HRMRI测得的管腔狭窄程度和DSA测得的结果具有良好一致性（κ =0.78），见图 1、2。

图1 三种方法检测MCA狭窄程度

图2 HRMRI与DSA测得结果一致性良好

HRMRI与MRA比较，诊断符合率为15.56%（7/45）， 诊断偏高估率为 84.44%（38/45）， 见表 3。MRA测量的狭窄率为0.93±0.13，MRA和HRMRI与DSA间差异有统计学意义（Z=-2.21，P=0.027）。

3 讨论

颅内血管狭窄是造成缺血性脑血管病的最常见原因［5］。虽然，栓塞事件偶尔造成血管严重狭窄，但动脉粥样硬化是引起颅内动脉狭窄的首要原因［6］。不同原因均可造成相似的管腔狭窄，传统的影像学方法（如DSA、CTA、MRA等）难以对其进行有效的鉴别［7］，因而临床工作中期望寻求一种更有效的评价脑动脉狭窄的检查技术。

在颅外颈动脉粥样硬化性狭窄中，HRMRI的应用价值与病理对照研究已得到广泛的临床认可［2，8-9］。 近年来，随着高场强 MR 扫描仪的出现和扫描技术的进步，HRMRI已逐步应用于颅内动脉狭窄的研究。HRMRI主要是利用“亮血”技术和“黑血”技术分析管腔狭窄情况。3D-TOF是目前常用的“亮血”技术，主要作定位像用，在此基础上进行“黑血”序列横断面的定位扫描；“黑血”序列应用自旋回波获得T1WI、T2WI及质子密度加权成像（proton density weighted imaging，PDWI）； 使用预饱和脉冲技术抑制血流信号［10］，能有效降低流动带来的伪影，可以准确的显示管壁增厚，评价管腔狭窄。用HRMRI测量管腔狭窄程度，可重复性好。临床研究发现T1WI和T2WI更易于清晰显示管壁，为减少MRI检查时间和降低由于患者运动带来的伪影，本研究仅进行T1WI和T2WI扫描。

DSA空间分辨率高，能清晰显示脑动脉全貌，并能动态观察动脉狭窄或闭塞后的侧支循环血管网，由此判断脑血管病变的确切部位，同时利用减影技术使血管显影更清晰，因而能对血管粗细进行精确测量，被认为是脑血管疾病临床诊断的“金标准”。本研究对HRMRI和DSA检查测得的狭窄率进行对比分析，发现HRMRI测得的狭窄率与DSA测得的狭窄率差异无统计学意义，这与Ryu等［11］的研究结果一致。

TOF MRA利用血液流动相关增强效应成像，无需对比剂，快捷、无辐射，故而广泛应用于临床。但TOF MRA易产生饱和效应使血流信号减弱，对慢血流尤为明显；且后续的MIP处理对于缓慢血流或复杂血流造成的假阳性和对血管狭窄有夸大效应，因而MRA往往高估血管狭窄情况。本研究中见多支MCA狭窄段血管在MRA上表现为局限性的血流信号缺失（图2），因而采用Samuels标准测得的狭窄率往往为100%，致使MRA与HRMRI相比，高估率达84.4%。基于其成像原理，TOF MRA反映的实际上是血液流动的信息，无论是与利用对比剂填充管腔成像的DSA相比［12］，还是与抑制血流信号的HRMRI相比，有时不能如实反映血管的实际狭窄情况。

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