3D-TOF-MRA对破裂、未破裂脑动脉瘤检出效能的对照研究

孙贞魁 李永东 王 武 李 梅

脑动脉瘤破裂所致蛛网膜下腔出血占自发性蛛网膜下腔出血患者的70%～80%，动脉瘤破裂后的死亡率高达40%，病残率高达33%，如未及时诊治2年内再次破裂死亡率高达60%[1]。因此，早期影像学无创检出动脉瘤，对临床选择最合理的干预治疗显得尤为重要[2]。

三维数字减影血管造影(3D-DSA)是目前公认的脑动脉瘤检出、术前评估和评价其它血管影像学技术的金标准[3]。然而，脑血管造影并发症的发生率为1%～2%，约0.5%会发生永久性神经功能障碍，严重者可导致死亡，其缺点还包括有侵袭性、使用对比剂、辐射伤害等[4]。虽然，已经证明CTA是一种可代替DSA作为脑动脉瘤检出并行制定手术计划的有效方法，但仍存在使用对比剂、辐射等危害[2，5-8]。

目前三维时间飞跃法磁共振血管成像（threedimensional time-of-flight magnetic resonance angiography，3D-TOF-MRA）广泛应用于临床，这使得单纯依以DSA作为脑动脉瘤检出、介入治疗及外科手术方案制定金标准的状况已悄然发生变化[3]。许多报道在比较了3D-TOF-MRA与 DSA检出脑动脉瘤的敏感性、特异性后，将3D-TOFMRA作为检出脑动脉瘤的有效工具[9-12]。然而，3D-TOF-MRA检出脑动脉瘤的可信度是有争议的，特别是对于动脉瘤破裂所致蛛网膜下腔出血患者，患者不配合所致运动伪影，能够影响脑动脉瘤检出的可信度，而小动脉瘤(＜3mm)尤为明显[10-12]，因此鲜有报道将3D-TOF-MRA作为脑动脉瘤单一的诊断和行血管内介入治疗或外科手术治疗的术前评估方法。

本研究的以DSA作为脑动脉瘤检出的金标准，探讨3D-TOF-MRA对破裂、未破裂脑动脉瘤检出效能。

方 法

1.临床资料

该研究得到本院医学伦理委员会的认可，所有的患者对治疗方法和意义知情同意，并签署了知情同意书。自2007年6月至2012年2月，经颅脑CT平扫证实为蛛网膜下腔出血183例患者（GCS评分15分），和228例疑似患有颅内动脉瘤或其他脑血管疾病无蛛网膜下腔出血的患者，分别行3.0T 3D-TOF-MRA检查和DSA检查，DSA检查在MRA检查后的两星期内进行，DSA作为诊断的金标准。

2.检查方法

2.1 三维时间飞跃法磁共振血管成像（MRA）：所有MRA检查均在3.0T（Intera Achieva 3.0T/Quasar，Philips Medical System，The Netherlands）磁共振系统上完成。3D-TOF-MRA序列采用Sens-8通道头颅专用线圈；体位：仰卧、头先进；使用3D-T1-FFE序列，具体参数如下：TR/TE，35/7；翻转角，20°；视野（FOV）250×190×108；横断位采集180层，层厚0.8mm；矩 阵732×1024；像素容积约为0.24mm×0.24mm×0.6mm；采集时间8分56秒。

2.2 全脑血管造影（DSA）：DSA检查在MRA检查后不同时间内由神经介入放射医生完成（1h～14d，中位数10.3d）。常 规2D-DSA检查在大型单板血管造影机上进行（AXIOM Artis dBA，德国Siemens公司）。矩阵：1024×1024，视野：17-20cm。在工作站（syngoXWP VA70B；西门子公司）上重建形成三维VR图像，矩阵1283～5123。

3.图像观察及分析

3.1 MRA图像：由3位具有丰富经验的神经介入影像学专家读片。采用双盲法读片，当3位观察者对颅内动脉瘤的诊断出现分歧时，经讨论达成一致。

3.2 DSA图像：所有患者MRA检查后两周行DSA检查。所有患者均行2D-DSA 和VR-DSA检查。由2位具有丰富经验的神经介入影像学专家读片，采用双盲法读片，并独立完成颅内动脉瘤的诊断及分析。

4.统计学处理

本研究所得计量资料的比较采用独立样本t检验；计数资料采用校正的χ2检验。不同专家对3D-TOF-MRA、血管造影结果评价的差异(95%的可信区间)采用Kappa一致性检验。所有的统计学分析均使用SPSS软件。

结果

1.患者基本情况

2007年6月到2012年2月，共有411例患者参与此项研究，其中蛛网膜下腔出血患者183例，非蛛网膜下腔出血患者228例，男性177例，女性234例，平均年龄54.41±12.95岁，范围(19～84岁)。

2.DSA结果

依据诊断标准，151例蛛网膜下腔出血患者185枚动脉瘤，其中6例患者各有3枚动脉瘤，22例患者各有2枚动脉瘤，123例患者各有1枚动脉瘤，32例患者无动脉瘤。193例非蛛网膜下腔出血患者234枚动脉瘤，其中1例患者4枚动脉瘤，4例患者各有3枚动脉瘤，30例患者各有2枚动脉瘤，158例患者各有1枚动脉瘤，35例患者无动脉瘤。两组动脉瘤位置分布及大小(表1)。蛛网膜下腔出血组有更多的动脉瘤发生于前交通动脉及大脑前动脉，而非蛛网膜下腔出血组动脉瘤更易出现于颈内动脉。此外，非蛛网膜下腔出血有更多的尺寸＜3mm的动脉瘤，而蛛网膜下腔出血组有更多5～10mm的动脉瘤，而两组动脉瘤的尺寸比较无统计学差异(P＞0.05，表1)。

3.VR 3D-TOF-MRA诊断效能

3.1 基于患者的评估

(1)蛛网膜下腔出血组：3D-TOF-MRA发现150例患者至少存在1枚动脉瘤，VR-DSA发现151例患者至少存在1枚动脉瘤。3D-TOF-MRA诊断动脉瘤患者出现2例假阴性：VR-DSA证实1例患者的一条血管上有2枚动脉瘤(图1)，而3D-TOFMRA未检测出其中的1枚；VR-DSA发现1例患者的一条血管上有3枚动脉瘤，3D-TOF-MRA只检测出其中的2枚，而未检测出另外1枚。VR 3D-TOF-MRA诊断动脉瘤患者出现1例假阳性，而VR-DSA未检出动脉瘤。

(2)非蛛网膜下腔出血组：3D-TOF-MRA发现191例患者至少存在1枚动脉瘤，VR-DSA发现193例患者至少存在1枚动脉瘤，2例患者2枚动脉瘤各有1枚为假阳性，VR-DSA证实仅存在1枚动脉瘤。3D-TOF-MRA诊断动脉瘤患者出现4例假阳性，VR-DSA证实动脉瘤不存在，除了在敏感性上有少许差异外，两组患者准确性、特异性、阳性预测值、阴性预测值均无显著差异。

3.2 基于脑动脉瘤的评估

(1)蛛网膜下腔出血组：VR-DSA诊断了183例患者中151例患185枚动脉瘤，VR 3D-TOF-MRA显示了183枚动脉瘤，4例患者4枚动脉瘤为假阴性，1例患者有2枚微小动脉瘤，分别位于左侧、右侧大脑中动脉M1～2分叉处，这是由于血管过度迂曲和重叠造成的。

(2)非蛛网膜下腔出血组：VR-DSA诊断了228例患者中193例患者234枚动脉瘤，VR 3D-TOFMRA显示了240枚动脉瘤，6枚动脉瘤为假阳性，2枚假阴性，这可能由于动脉瘤急性破裂造成的。除了在敏感性上有少许差异外，两组患者准确性、特异性、阳性预测值、阴性预测值均无显著差异。

图1 女性，64岁，蛛网膜下腔出血患者，GCS 评分15分。A.3.0TVR3D-TOF-MRA显示右侧颈内动脉C7段1枚动脉瘤（箭头所示）、1枚动脉圆锥位于右侧颈内动脉C7段（箭所示）；B.DSA 显示右侧颈内动脉C7段均为动脉瘤；C.弹簧圈栓塞治疗后DSA显示右侧颈内动脉C7段较大动脉瘤完全闭塞（箭头所示）较小动脉瘤依然存在（箭所示）。

表1 两组患者动脉瘤的位置分布和大小情况

3.3 基于动脉瘤大小的评估

(1)蛛网膜下腔出血组：VR-DSA 发现的185枚动脉瘤中，48枚动脉瘤最大直径＜3mm，61枚动脉瘤最大直径为3～5 mm，63枚动脉瘤最大直径为5～10 mm，13枚动脉瘤最大直径＞10mm。3D-TOF-MRA发现183枚动脉瘤中，48枚动脉瘤最大直径＜3mm，60枚动脉瘤最大直径3～5 mm，62枚动脉瘤最大直径5～10 mm，13枚动脉瘤最大直径＞10mm。3D-TOF-MRA检出最大直径＜3mm的颅内动脉瘤时出现2例假阳性，VR-DSA证实动脉瘤不存在；出现2例假阴性，1例患者右侧颈内动脉系统发生2枚动脉瘤，3D-TOF-MRA只检出了其中1枚，遗漏了另1枚；1例患者右侧颈内动脉系统发生3枚动脉瘤，3D-TOF-MRA只检出了其中2枚，遗漏了另1枚。3～5 mm、5～10 mm假阴性动脉瘤各1例，经VR-RDSA得到确认。

非蛛网膜下腔出血组：VR-DSA 发现的234枚动脉瘤中，94枚动脉瘤最大直径＜3mm，76枚动脉瘤最大直径为3～!5mm，40枚动脉瘤最大直径为5～10mm，24枚动脉瘤最大直径＞10mm。3D-TOF-MRA发现240枚动脉瘤中，99枚动脉瘤最大直径＜3mm，77枚动脉瘤最大直径3～5 mm，40枚动脉瘤最大直径5～10mm，24枚动脉瘤最大直径＞10mm。3D-TOF-MRA检出最大直径＜3mm的动脉瘤时出现5例假阳性，最大直径为3～5mm的动脉瘤1例假阳性，VR-DSA证实动脉瘤不存在；两组患者以动脉瘤大小为基础的评价，准确性、敏感性、特异性、阳性预测值、阴性预测值均无显著差异。

讨 论

3D-TOF-MRA检出脑动脉瘤的可信度是有争议的，特别是对于动脉瘤破裂所致蛛网膜下腔出血患者。Okahara等[9]发现MRA检出以动脉瘤为基础的总体敏感性为60%～79%，所有观察者对最大直径小于3mm动脉瘤的诊断敏感性为38%～55%，明显低于直径大于3mm的诊断敏感性(为68%～89%)，并且蛛网膜下腔出血的动脉瘤诊断敏感性(54%～79%)低于非蛛网膜下腔出血动脉瘤(65%～79%)。White等[11]报道1.5 T 3D-TOF-MRA诊断颅内动脉瘤的准确性、敏感性分别为85%和67%，诊断小于5mm动脉瘤的敏感性为35%，而大于5mm动脉瘤的敏感性为86%。最近，Hiratsuka等[8]利用3.0T 3D-TOF-MRA对颅内动脉瘤诊断效能进行了报道，47例颅内动脉瘤患者，两位观察者评价3D-TOFMRA以动脉瘤为基础的诊断敏感性、特异性和准确性分别为89%，76%和87%，同时所有观察者的对直径小于3mm动脉瘤的诊断敏感性为67%，明显低于直径大于3mm的诊断敏感性为92%。

我们利用3D-TOF-MRA对于脑动脉瘤的检出效能的研究明显高于其他[12-14]，同时其诊断效能并不比非蛛网膜下腔出血患者脑动脉瘤的诊断效能差，甚至小于3mm的动脉瘤都能做出明确诊断，且能准确显示动脉瘤各方面的特点，包括瘤颈周围的血管分支情况、动脉瘤顶端有无血管汇入等。据我们所知，这是迄今为止最大的一个关于3.0T3D-TOF-MRA和3D-DSA检测破裂、非破裂脑动脉瘤性能比较的研究。

在我们的项研究中3.0T3D-TOF-MRA检测脑动脉瘤有如此之高的准确性、敏感性和特异性的直接原因归于图像获取的技术进步和先进的图像后处理方法的应用[15]。我们应用 T1-FFE序列成像，成像参数为，FOV为250×190×108；180层，层厚0.8 mm；矩阵732×1024；原始图像扫描时间8分56秒。该序列获取了很高的空间分辨率可以明确诊断脑动脉瘤的存在。分析前述许多研究MRA对脑动脉瘤较差的检出率，可能是由于不合理的扫描参数造成的[13]。许多研究者使用了相对低的矩阵和短的成像时间，这些可能导致检出动脉瘤的敏感性降低。3.0 T 3D-TOF-MRA上T1回波时间较长，信号噪声比明显提高，背景信号抑制更好，这些可能是诊断敏感性提高的又一重要因素，同时信噪比的提高和背景抑制的改良可更好地显示血管壁，增加脑动脉瘤的可视性，更好地描述颅内动脉瘤和毗邻小血管的关系。此外，经验丰富的神经介入放射学专家也极大提高脑动脉瘤诊断准确性。

尽管在我们的研究中3D-TOF-MRA诊断脑动脉瘤有较高的准确性、敏感性，但是某些经3D-DSA确诊的假阳性和假阴性动脉瘤值得我们研究。3D-TOF-MRA诊断4枚疑似颅内动脉瘤，最后经VR-DSA证实均为假阴性，其中2枚＜3mm遗漏，2枚＜3mm的动脉瘤位于右侧颈内动脉C5和C6段，我们误将其诊断为动脉圆锥。2枚＞3mm，动脉瘤分别位于前交通动脉和左侧颈内动脉C7段，由于运动伪影造成遗漏。3D-TOF-MRA诊断了2枚＜3mm颅内动脉瘤，最后经VR-DSA证实均为假阳性。2枚假阳性动脉瘤分别位于左侧、右侧大脑中动脉M1～2分叉处，由于临近血管的重叠，使得看起来像小动脉瘤。

我们的研究还存在很多局限性。首先，这仅仅是一个单中心的研究，在选患者为怀疑颅内动脉瘤破裂或其它脑血管疾患的高危人群，阳性预测值将增加，由于观察者期望偏差，高估了诊断动脉瘤的准确性；其次，VR 3D-TOF-MRA，过高的估计动脉瘤瘤颈的大小，由于血流相关信号的缺失，3D-TOF-MRA对大动脉瘤(最大直径≥10mm)瘤腔的显示欠佳，但这些并不影响诊断准确性，因为动脉瘤的尺寸、形态在参考3D-TOF-MRA原始图像后均可明确诊断。再次，少数急性蛛网膜下腔出血患者(GCS＜15)由于严重运动伪影不能很好完成MRA的检查，且图像质量较非蛛网膜下腔出血患者差，造成动脉瘤的漏诊、误诊，而此时CTA因为较短的扫描时间可能是一个更好的诊断方法。最后，病人的依从性差、体内有金属植入物或心脏起搏器，都会使MRA检查不能顺利完成。

总之，3.0T 3D-TOF-MRA对破裂动脉瘤、非破裂脑动脉瘤检出均具有良好的敏感性和准确性，在一定程度上可以作为DSA的一种无创的、有效的替代工具。

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