读出分段DWI鉴别下肢静脉急性血栓与慢性血栓的价值

尹翠林， 李小明， 吴刚

下肢深静脉血栓是一种可导致肺栓塞的常见疾病[1,2]，区分急性血栓与慢性血栓非常重要，因为两者的治疗策略完全不同[3]。临床上通常根据患者的症状持续时间(如下肢肿胀时间)来推测血栓的性质[4]。相关文献报道，使用这种方法约1/3的血栓被错判性质[5,6]。超声被广泛用于检测血栓，但在区分急性与慢性血栓方面存在困难[7]。也有学者尝试使用MR技术来鉴别血栓性质[8]。扩散加权成像(diffusion weighted imaging，DWI)是临床上广泛使用的功能性磁共振序列，能反映组织内自由水分子的扩散特性[9]，然而使用DWI鉴别急性与慢性血栓国内尚未见文献报道。本研究旨在探讨DWI鉴别下肢静脉急性血栓与慢性血栓的价值。

材料与方法

1.病例资料

搜集我院前后两次行下肢静脉超声检查的患者。本研究采用的急性血栓判定标准如下：第1次超声检查未检测到血栓(阴性)，第2次超声检查检测到血栓(阳性)，两次超声检查间隔时间小于两周。慢性血栓判定标准如下：第1次超声阳性，第2次超声阳性，两次超声检查间隔时间大于两周。病例纳入标准：①诊断明确的急性血栓患者；②诊断明确的慢性血栓患者；③MRI检查在第2次超声检查结束后12h内进行。病例排除标准：①有磁共振检查禁忌症(如幽闭恐惧症)；②血栓附近存在金属内固定物；③MRI检查前行血管介入导管溶栓；④合并肺栓塞，转运不安全的患者。共65例患者纳入本研究，被分为急性血栓组(n=35)和慢性血栓组(n=30)。

65例患者中男25例，女40例，年龄34～74岁，平均53.4岁。回顾性分析所有患者的病史，导致血栓的明确原因有肿瘤(n=23)、手术(n=17)和肢体制动(n=7)，其他18例患者造成血栓的原因不明。57例患者存在下肢肿胀，37例患者腿痛。

2.检查方法

MRI检查采用Siemens 3.0T磁共振扫描仪(Skyra)，18通道体部线圈。首先使用可变翻转角长回波链三维自旋(sampling perfection with application optimized contrast using different flip angle evolutions，SPACE)序列对血栓进行定位。SPACE主要扫描参数：TR 3200 ms,TE 100 ms，层厚1.8 mm，回波链长度100，相位方向为头足方向，过采样50%，层数30或更多。使用SPACE成功显示全部血栓后，再使用读出分段的DWI序列对血栓的中央节段进行扫描，主要扫描参数：TR 3000 ms,TE 70 ms，矩阵224，视野224 mm×224 mm或更大以适应腿部，层厚4 mm，层数12～20，读出分段7，b值取0、800 s/mm2，扩散梯度3个方向，扫描总时间为3～5 min。DWI扫描完成后，ADC图由机器自动生成。

3.数据分析

由两位具有10年以上工作经验的放射科医师在不知道血栓年龄的情况下，分别在ADC图的血栓上勾画圆形兴趣区(region of interest，ROI)来测量血栓的ADC值。在血栓的多个层面上测量ADC值，然后取平均值。

4.统计学分析

采用SPSS 22.0软件进行统计学分析。采用组内相关系数(intra-class correlation coefficient，ICC)评估两位医师测量血栓ADC值间的一致性。如ICC>0.7，则认为两位医师间的一致性良好，最终数值取两位医师测得的ADC值的平均值；如ICC<0.4，则认为两位医师间的一致性差。如ICC介于0.4和0.7之间，则最终数值不能取两者的平均值，需分别报道。首先对ADC值进行正态性检验，若符合正态分布，则采用独立样本t检验比较急性血栓组与慢性血栓组的ADC值差异；若不符合正态分布，则采用非参数Mann Whitney检验比较两组ADC值的差异。两组患者年龄的比较采用独立样本t检验，两组患者性别分布的比较采用卡方检验。采用受试者工作特征(receiver operating characteristic，ROC)曲线进一步评估ADC值区分急性血栓与慢性血栓的能力，对应约登指数(Youden Index)最大的阈值被选取用以计算诊断敏感度和特异度。以P<0.05为差异有统计学意义。

结 果

65例患者(图1～3)被分为急性血栓组(n=35)和慢性血栓组(n=30)。35例急性血栓组患者中，男12例，女23例，平均年龄为53.3岁；30例慢性血栓组患者中，男10例，女20例，平均年龄为52.4岁。两组患者的年龄、性别分布差异无统计学意义(P>0.05)。两位医师测量ADC值的ICC值为0.85(高于0.7)，因此最终数值取两位医师测得的ADC值的平均值。

正态性检验结果显示ADC值分布不符合正态分布，因此采用非参数检验比较急性血栓与慢性血栓的ADC值差异。急性血栓组的ADC值(550×10-6mm2/s)明显高于慢性血栓组(230×10-6mm2/s)，差异有统计学意义(Z=-5.968，P<0.001)。

图1 患者，女，57岁，右下肢水肿一周。a) SPACE图像示血栓呈不均匀低信号(箭)； b) T1WI图像示血栓呈不均匀高信号(箭)； c) T2WI图像示血栓呈不均匀高信号(箭)； d) DWI图像(b=0)示血栓信号(箭)与T2WI图像上的信号类似； e) DWI图像(b=800s/mm2)示血栓呈极高信号(箭)，边界清楚； f) ADC图示血栓(箭)的灰度显著低于背景，边界清楚。

ROC分析结果显示，ADC值鉴别急性血栓与慢性血栓的曲线下面积(ared under curve，AUC)为0.93(图4)。阈值取330×10-6mm2/s时约登指数最大。以330×10-6mm2/s作为阈值，ADC值超过此阈值诊断为急性血栓，诊断敏感度、特异度分别为91.4%(32/35)和90.0%(27/30)。

讨 论

由于血栓的ADC值有可能随着血栓年龄的变化而发生变化[10]，本研究尝试使用读出分段的DWI来鉴别急性血栓与慢性血栓。本研究结果显示急性血栓与慢性血栓的ADC值差异有统计学意义，ADC值鉴别急性血栓与慢性血栓的敏感度、特异度均超过90%。

从b=0到b=800 s/mm2，血栓和背景的信号强度均下降，但两者下降的幅度不同。与背景相比，血栓组织结构更紧密，含水量更少，自由水分子运动受限的程度更高，因此ADC值低于背景。在ADC图上，所有血栓的灰度均显著低于背景，血栓边界清楚，显示良好。

众所周知，血栓的水含量随着血栓年龄的增高而逐渐减少，而血栓的组织密度随着血栓年龄的增高而逐渐升高[11]。慢性血栓的自由水含量及容许水分子扩散的空间必然低于急性血栓，从而导致慢性血栓的ADC值低于急性血栓，本研究结果也支持上述理论。本研究还发现ADC值鉴别急性血栓与慢性血栓的AUC超过0.9，敏感度和特异度均超过90%，说明急性血栓与慢性血栓的ADC值重叠较少。

血栓在横断面上的直径较小，预实验中笔者发现普通DWI显示血栓效果不佳，这是由于普通DWI的空间分辨率不够，而且易受磁敏感伪影的干扰。因此本研究采用读出分段的DWI，在读出方向将k空间轨迹分成多个部分，增大了采集矩阵，与传统的单激发DWI相比，读出分段的DWI具有更短的回波间距，可以获得更高的图像分辨率，减少磁敏感伪影[12,13]。同时,读出分段DWI支持全自动校准部分并行采集技术，进一步减低了磁敏感伪影。值得一提的是，读出分段DWI的成像时间较常规DWI明显增加[14]，读出节段越多，成像时间越长；成像时间越长，越容易受到运动伪影的干扰。然而本研究中的DWI检查是在轴面上进行，与下肢长轴垂直，因而对运动相对不敏感。

图2 急性血栓患者。a)DWI图像(b=0)示急性血栓呈低信号；b)DWI图像(b=800s/mm2)示急性血栓呈低信号；c)ADC图示急性血栓灰度显著低于背景。 图3 慢性血栓患者。a)DWI图像(b=0)示慢性血栓呈低信号；b)DWI图像(b=800s/mm2)示慢性血栓呈低信号；c)ADC图示慢性血栓灰度显著低于背景。通过ROI分析，获取血栓的信号强度和ADC值。此急性血栓与慢性血栓在b=0和b=800s/mm2图像上的信号强度差异不大，因此难以通过信号强度来鉴别两者。但此急性血栓(图2患者)与慢性血栓(图3患者)的ADC值差异较大。如果将330×10-6mm2/s作为诊断阈值，急性血栓的ADC值大于此阈值，而慢性血栓的ADC值小于此阈值。

图4 ADC值鉴别急性血栓与慢性血栓的ROC曲线。

本研究有以下局限性：①以超声作为参考标准，没有把患者的深静脉血栓取出来做病理学检查，因此无法验证血栓的真实水含量或观测血栓内部微观结构。关于血栓内部自由水分子扩散受限的机制尚停留在推测假想阶段；②本研究的血栓分期仅限于急性和慢性两个阶段，而实际上血栓至少经历了超急性、急性、亚急性和慢性四个阶段。目前人类在体的血栓分期尚无法达到这个精度，构建四种阶段的动物血栓模型进行MRI研究，是一种值得研究的方法；③样本量不够大，还需要多中心、大样本的研究来验证本研究结果。

综上所述，使用读出分段的DWI测得的血栓ADC值在急性血栓与慢性血栓间差异有统计学意义，急性血栓的ADC值高于慢性血栓。ADC值有助于为下肢深静脉血栓患者选择正确的治疗方案。