3D磁共振成像与CT诊断腹主动脉瘤的临床价值研究

滕佳岐，郭龙军，陈玉昆，冯国洋

首都医科大学附属北京康复医院 放射科，北京 100144

引言

腹主动脉瘤（Abdominal Aortic Aneurysm，AAA）是临床上较常见的高危疾病，腹主动脉瘤破裂后病死率极高，且发病率呈逐年升高的趋势，其中男性患者比例明显高于女性，而动脉瘤体积增大是引发腹主动脉瘤破裂风险的关键因素，AAA 直径≥5 cm 或瘤体体积短时间内加速增大的腹主动脉瘤患者应接受干预治疗[1]。因此，对于腹主动脉瘤直径在3～5 cm 患者定期进行血管直径成像监测尤为重要。

超声（Ultrasound，US）由于具有成本低、无创性、应用广泛等特点，是腹主动脉瘤直径3～5 cm 患者最常见的监测方式，但是它受到算子可变性的显著影响。CT 血管造影（CT Angiography，CTA）是诊断AAA 的金标准，空间分辨率高且图像质量好，但有电离辐射并需要碘造影剂，不利于患者长期反复监测，可能影响预后[2]。3D 磁共振成像（3D Magnetic Resonance Imaging，3D MRI）由于无创性、无电离辐射、无需碘造影剂即可实现血管成像，能够很好地显示腹主动脉壁和腔内血栓（Intraluminal Thrombus，ILT），是一种很有价值的替代方法。通过影像学检查可以发现，大多数AAA 都含有ILT，且形态分布范围不一，大量研究表明ILT 在AAA 疾病进展过程中扮演重要的角色[3-5]。ILT可引起腹主动脉局部缺氧和炎症，导致血管壁中膜不完整、变薄，形成动脉夹层假腔血栓，血栓诱导形成促炎症细胞因子激活和释放传导至血管壁，进而促使腹主动脉瘤形成进展。3D MRI 通过超强信号对比能够很好地鉴别新鲜ILT，3D MRI 显示含有新鲜ILT 的AAA 比没有的增长速度快两倍，与CT 相比MRI 能够更好地显示ILT 类型成分[6]。

1 资料和方法

1.1 一般资料

将2016 年8 月至2017 年8 月期间于首都医科大学附属北京康复医院收治的62 例确诊患有AAA 的患者作为本次研究的对象，超声或CT 诊断显示肾下腹主动脉直径≥3 cm 且2 个月内同时行MRI 和CTA 检查的患者被纳入分析。62例患者中，男性54 例，女性8 例，年龄范围48～78 岁，平均年龄（66.3±14.7）岁。所有入选患者均排除患有破裂性AAA、恶性肿瘤、其它严重心血管疾病、感染性疾病、口服抗凝药或类固醇药物治疗患者、近期手术史以及3 个月内患有急性血栓性疾病者。本研究经本院伦理委员会同意，并取得患者及家属知情同意。

1.2 MRI

所有MRI 检查均在3T 全身系统（MAGNETOM Skyra，德国Siemens 公司）中进行，使用32 通道体线圈和脊柱阵列线圈。患者行动态增强磁共振成像（Dynamic Enhanced Magnetic Resonance Imaging，DCE-MRI）扫描，采用e-THRIVE 快速容积扫描序列（TR/TE=3.1 ms/1.5 ms，NSA=2，FOV=22 cm，矩阵=124×121，反转角=15°，层厚=3 mm，层间距=0），扫描范围从肾动脉至主动脉分叉的冠状面上。动态增强扫描开始前行5°、10°及15°三个翻转角度的T1 map 扫描，多翻转角序列扫描完成后行动态增强扫描，在第二个动态扫描时相结束后采用高压注射器经肘静脉注射钆喷替酸葡甲胺（Gd-DTPA）对比剂，用量0.1 mmoL/kg，注射速度2～3 mL/s，扫描时间分辨率为5.6 s，共动态扫描64 期，总扫描时间约310 s，对比剂注射完成后以相同速度团注30 mL 生理盐水。DCE 扫描结束后行常规T1 轴位、矢状位、冠状位增强扫描。

1.3 CTA

在Philips公司Brilliance 16P螺旋CT采集CTA信息，所有患者取仰卧位，经肘静脉注入造影剂碘海醇100 mL，以5～6 mL/s的速率快速注射，造影剂注射完成后立即注射50 mL生理盐水灌洗。在深吸气屏气状态下行膈肌顶部至髂动脉分叉下方耻骨联合平面所有受累血管CT平扫，并行增强扫描。扫描参数120 kV，扫描层厚为0.625 mm，螺距为0.625 mm，延迟时间25～28 s。将扫描所得数据以1.0～1.5 mm轴向切片厚度重建后进行图像处理，平面分辨率0.6～1.0 mm。采用最大密度投影及多平面重组（Multiple Planar Reconstruction，MPR）技术对原始CTA图像进行三维重建。

1.4 AAA直径测量

两名影像科医生分别测量3D MRI 影像和CTA 影像的AAA 最大直径，测量前将MRI 和CTA 图像匿名化为数字并随机排序。MPR 为垂直于主动脉中心线的切片，两名放射科医师对横断面进行测量，取平均值作为AAA 最大直径。

1.5 MRI ILT表征

在MRI 图像中，ILT 和腰大肌信号强度均在最大AAA直径处测量。ILT 信号比ILT r=ILT /腰大肌信号。根据文献报道，ILTr＞1.2 显示为新鲜ILT，ILTr＜1.2 显示为陈旧ILT[6]。比较MRI 的新鲜白细胞介素（ILTr）检测和陈旧白细胞介素（ILTr）检测结果。

根据MRI 显示的ILT 类型分布分为四种ILT 类型：① 以新鲜ILT 为主（陈旧ILT＜25%）； ② 新鲜ILT 与陈旧ILT 混合（陈旧ILT＞25%）；③ 只有陈旧ILT；④ 无ILT。AAA的ILT 覆 盖 百 分 比 分 为0～25%、25%～50%、50%～75%和75%～100%四类。按AAA 直径分为两组：AAA 直径＜5 cm和AAA 直径≥5 cm（需干预），分析两组患者的ILT 特点。

1.6 统计学分析

采用SPSS 22.0 软件，计量资料数据采用均数±标准差（）来表示，采利用GraphPad Prism 软件对观察者间MRI 和CTA 定量测量直径一致性行Bland-Altman 分析，组内相关系数（Intraclass Correlation Coefficient，ICC）价估观察者间的可重复性。采用Pearson 相关分析评价不同检查方法ILTr 定量的相关性。对两组患者ILT 特征差异行t 检验，P＜0.05 表示差异有统计学意义。

2 结果

2.1 一般资料比较

AAA 直径＜5 cm 与AAA 直径≥5 cm 患者之间的年龄、性别、吸烟史、高血压史、高血脂史、冠状动脉病史无明显差异（均P＞0.05），具备可比性，患者一般资料比较，见表1。

表1 患者一般资料比较 [n (%)]

2.2 AAA直径测量

MRI 和CTA 直 径 测 量，见 表2～3；Bland-Altman 图，见 图1。观 察 者 内 的MRI 与CTA 测 量 数 据ICCs＞0.99，CVs＜2.7%，表明具有很好的一致性。MRI 与CTA 观察者间的ICCs＞0.99，CVs＜2.4%，表明具有很好的观察者间重复性。

表2 AAA直径测量的观察者内相关系数

表3 AAA直径测量的观察者间相关系数

图1 观察者间AAA直径MRI与CTA一致性比较

2.3 ILT表征

62 例患者中有61 例发现有ILT（图2～4）。所有患者ILT 的CTA 呈现均匀衰减，由于腹主动脉腔内血栓炎症形成的不同阶段，血管内皮细胞、平滑肌细胞和巨噬细胞等都可产生白细胞介素，作为炎症的标志物，其升高水平与血栓形成呈显著相关，3D MRI 能很好地区分白细胞介素与旧白细胞介素。ILT 的分布特点，见表4。按AAA 直径≥5 cm 和＜5 cm 对ILT 类型分布进行分析。所有的AAA直径≥5 cm 显示ILT 覆盖率百分比＞50%（15/15），而只有55.32%的AAA 直径＜5.5 cm 显示ILT 覆盖率百分比＞50%（26/47），差异具有统计学意义（P＜0.05）。

图2 新鲜ILT的腹主动脉腔内血栓

图3 新鲜与陈旧ILT混合的腹主动脉腔内血栓

图4 陈旧ILT的腹主动脉腔内血栓

表4 腹主动脉腔内ILT类型分布[n (%)]

3 讨论

本文以CTA 检测结果为参考标准，3D MRI 显示AAA测量结果具有很好的准确性和重复性。与CTA 检测相比，三维高分辨超快速小角度激发梯度回波序列对于ILT 表征具有较高的可靠性。3D MRI 相对于CTA 的优点是：① 不需要电离辐射或碘对比剂；② 能够区分腹主动脉腔内不同ILT 类型分布，有助于AAA 的分级及危险分层[7-8]。AAA直径＜5 cm 的患者通常采用常规超声或CTA 进行监测，由于超声测量结果变化幅度较大（6～12 mm）及对操作人员的依赖度较高，超声检查具有相对不稳定性。CTA 需要电离辐射和碘对比剂。3D MRI 可提供与CTA 相同的横断面影像数据，且不需要电离辐射或碘造影剂，具有无创性、无辐射及无肾毒性等优点，对于需要长期进行AAA 监测的患者是一种很好的医学影像获取方法。

Nguyen 等[9]采用3D t1 加权的GRE MRI 序列对新鲜ILT 进行组织学验证，发现新鲜ILT 的AAA 直径生长速度是陈旧ILT 的两倍，并指出ILT 表征对于腹主动脉瘤危险分层具有重要意义。在所有CTA 中ILT 表现为同质性，而MRI 能够显示更为复杂的结构。本文通过三维动态对比增强磁共振血管成像术评估高分辨率MRI 的ILT 类型分布。新鲜ILT 在腹主动脉瘤中呈现聚焦、弥离、近腔体外层基质或处于血栓中心。本文研究发现在腹主动脉瘤中ILT 显示出多种类型分布，AAA 直径≥5 cm 时，AAA 的快速生长可能与腹主动脉壁血栓覆盖度具有相关性，这可能是由于AAA 主动脉壁炎症状态缺氧所致。有研究表明，常规CT 检测腹主动脉瘤高密度血栓与AAA 破裂有关，本文对无明显症状患者进行MRI 和CT 检测结果表明MRI 比CT能够更清楚地显示血栓的结构[10-12]。

3D MRI 在表征新鲜ILT 与腔体间具有良好的对比度，但当腔体附近出现陈旧ILT 时，腔体边界往往显示不清晰，这可能是由于3D-CE-MRA 技术会诱导部分T2 对比，通过对MRI 显示的ILT 类型分布建立ILT 生物力学模型。相关研究报道AAA 腔体内壁应力是判断AAA 潜伏生长或破裂的指标[13-14]。以往的研究都是利用CTA 图像对AAA 进行几何重构，将均匀的材料属性赋予ILT 模型[15-16]。体外AAA 材料性能试验结果表明，ILT 的材料性能因其组成而异。这表明运用ILT 材料特性的高空间分辨率可以提高评估AAA 腔体内壁生物模拟应力的准确性。

以CTA 检测结果为参考标准[17]，3D MRI 可提供准确、可重复的AAA 直径测量结果，同时还能够提供可能与AAA 进展相关的ILT 类型成分信息。在今后的研究中应对不同类型ILT 结构组成进行深入检测，以表征显示不同时期ILT 特征变化，从而进一步揭示ILT 与AAA 进展之间的关系。