三维磁共振管壁成像与数字减影血管造影诊断颈动脉闭塞的对照研究

张进，孙贝贝，李晓，赵锡海，许建荣*，赵辉林*

1.上海交通大学医学院附属仁济医院放射科，上海 200127；2.清华大学医学院生物医学影像研究中心，北京 100084；

颈动脉闭塞（carotid artery occlusion，CAO）的每年患病率约为6/10 万，目前临床主要依靠超声、CT血管成像（CTA）、MR 血管成像（MRA）及数字减影血管造影（DSA）等进行诊断[1]。近年来，三维磁共振管壁成像（three-dimensional magnetic resonance vessel wall imaging，3D-MR-VWI）技术飞速发展，通过对血流信号的抑制，可在不使用造影剂的情况下清晰显示动脉管腔和管壁结构，从而提高狭窄性病变的诊断可靠性[2]。然而，当管腔接近 闭塞甚至完全闭塞时，3D-MR-VWI 能否有效抑制血流信号进而进行精确诊断尚待研究。本研究拟通过与“金标准”DSA 进行对照，评价快速、无创性的3D-MR-VWI 技术诊断CAO 的可行性。

1 资料与方法

1.1 研究对象 回顾性分析2015年1月—2018年12月与上海交通大学医学院附属仁济医院经超声诊断为颅外段CAO，并在1周内相继完成颈动脉3D-MR-VWI 和DSA检查的130例患者。将狭窄程度>95%定义为CAO；狭窄程度95%～99%为次全闭塞；狭窄程度100%为完全闭塞[3]。排除标准：①颈动脉支架置入患者；②MR 和DSA检查禁忌证患者；③图像质量不佳者。本研究经医院伦理委员会审批通过，且所有患者均签署知情同意书。

130 例CAO 患者中，6例因3D-MR-VWI 图像质量≤2级被排除。剩余124例中，男109例，年龄26～81岁，平均（62±10）岁，症状性患者116例，高血压75例，糖尿病44例，高血脂43例。124例患者中，5例为双侧颈内动脉闭塞病变，共计129 根颈动脉符合研究要求。

1.2 影像学检查 使用Philips Achieva 3.0T 超导MR扫描仪和8 通道颈部相控阵表面线圈（上海辰光医疗科技有限公司）进行3D-MR-VWI 检查。先对患者双侧颈动脉行时间飞跃法扫描以初步获得血管走行，再进行大范围3D 运动敏感驱动平衡准备快速梯度回波（ 3D magnetization-prepared rapid acquisition of gradient echo，3D MERGE）成像。冠状面扫描，iMSDE预脉冲[4]。扫描参数：TR 9.3 ms，TE 4.4 ms，翻转角6°，激励次数1次，脂肪抑制，覆盖颈动脉头足方向25 cm 范围，图像分辨率为0.8 mm×0.8 mm×0.8 mm，扫描时间为2 min 42 s。

使用GE Innova 4100 数字平板血管造影系统进行DSA检查。经Seldinger 技术行股动脉穿刺，用5F导管进行多角度（正位、侧位，必要时加拍斜位）颈动脉造影。注射对比剂碘必乐（370 mgI/ml），速度5 ml/s，总量7～8 ml。数字平板像素矩阵1000×1000，图像分辨率为0.4 mm×0.4 mm。

1.3 颈动脉闭塞的图像分析 根据颈动脉MR 图像分级标准对3D-MR-VWI 图像进行质量评分，按照管壁和管腔显示清晰度将图像分为4个等级。1级：颈动脉管腔和管壁均判断不清，信噪比低，无明显运动伪影；2级：颈动脉管腔可见，但管壁结构或轮廓判断不清，信噪比较低，或有运动伪影；3级：颈动脉管壁结构、管腔轮廓较清晰，管腔内血流信号抑制不完全但不影响诊断，信噪比较高；4级：颈动脉管壁结构、管腔轮廓清晰，管腔内血流信号抑制完全，信噪比高。图像质量≤2级的病例不纳入本研究。

在未知DSA 结果的情况下，由2名具有5年以上血管磁共振影像诊断经验的主治及副主任医师在GE AW 4.4 图像后处理工作站通过多平面重组（MPR）和曲面重组（CPR）3D MERGE 序列的图像，判读颈动脉闭塞特征。每根病变侧颈动脉的特征评价包括以下项目，①CAO 类型：完全闭塞（管腔内被充盈缺损完全填充）、次全闭塞（可见细小残腔，参照NASCET 方法狭窄程度>95%）；②颈动脉完全闭塞的头端部位：分为颈总动脉、颈内动脉C1（颈段）、C2（岩段）和C3 段（破裂孔段）及以上。定性数据如出现诊断差异，则取协商一致后的结果。

在未知3D-MR-VWI 结果的情况下，由另一名具有10年工作经验的神经介入科主任医师判读颈动脉的DSA 图像。颈动脉完全闭塞的诊断标准为DSA 上动脉管腔内无前向血流，其他相关特征评价同上。

1.4 统计学方法 采用SPSS 22.0软件，采用Kappa检验分析3D-MR-VWI与DSA 的一致性：κ=0～0.20表示一致性较差，κ=0.21～0.40 表示一致性一般，κ=0.41～0.60 表示一致性中等，κ=0.61～0.80 表示一致性较强，κ=0.81～1.00 表示几乎完全一致[5]。P<0.05 表示有统计学意义。

2 结果

2.1 3D-MR-VWI与DSA 诊断闭塞的一致性 纳入研究的129 根颈动脉中，3D-MR-VWI与DSA 诊断闭塞类型完全一致122 根（94.6%），其中完全闭塞96 根（图1），次全闭塞26 根（图2）；诊断不一致7 根，其中3 根误判为次全闭塞（图3）。3D-MR-VWI诊断CAO 的敏感度为97.0%，特异度为86.7%，阳性预测值为96.0%，阴性预测值为89.7%，准确率为94.6%，与DSA 诊断结果具有较高的一致性（Cohen’s κ=0.85，95% CI 0.71～0.94）。

2.2 3D-MR-VWI与DSA 诊断闭塞头端部位的一致性 在3D-MR-VWI 和DSA 均诊断为完全闭塞的96 根颈动脉中，3D-MR-VWI与DSA 诊断结果具有较高的一致性（Cohen’s κ=0.85，95% CI 0.71～0.97，表1）。在闭塞头端位于颈总动脉的8例和位于颈内动脉C1 段的75例病变中，3D-MR-VWI与DSA 判断完全一致。但3D-MR-VWI对C2 段及以上闭塞病变的部位存在部分误判（5/13）。

图1 男，69岁，右侧颈内动脉完全闭塞。3D-MR-VWI 多层面重建图像示完全闭塞的部位（箭，A）；DSA 图像示完全闭塞的部位（箭，B）

图2 男，51岁，右侧颈内动脉次全闭塞。3D-MR-VWI 多层面重建图像示次全闭塞部位（箭，A）；DSA 图像示次全闭塞部位（箭，B）

图3 女，57岁，右侧颈内动脉次全闭塞。3D-MR-VWI多层面重建图像示充盈缺损，诊断为完全闭塞（箭，A）；DSA 图像示线样残腔，诊断为次全闭塞（箭，B）

图4 男，63岁，左侧颈内动脉完全闭塞。3D-MR-VWI 多层面重建图像示闭塞部位及长度，红色方框表示闭塞远端的残余管腔（箭，A）；DSA图像示闭塞部位（箭，B）

表1 3D-MR-VWI与DSA 判断颈动脉完全闭塞头端部位的一致性分析（例）

3 讨论

本研究运用3D-MR-VWI对124例诊断为颅外段CAO 患者的129 根血管与“金标准”DSA 进行盲法对照分析，发现3D-MR-VWI 诊断完全闭塞的准确率为94.6%，在评估闭塞头端的部位上几乎完全一致。

3D-MR-VWI 的成像原理是通过“黑血”序列抑制流动的血流以清晰显示动脉内外壁轮廓和获取管壁的良好对比度；DSA 主要是通过管腔无前向血流的表现诊断完全闭塞。本研究中，3D-MR-VWI 根据表现为低信号血管腔的截断特征准确地诊断了97.0%的颈动脉完全闭塞病变，同时具有较高的诊断敏感度。本组内通过3D-MR-VWI误判为完全闭塞的病例均于DSA 造影末期显示线样血流；而3D-MR-VWI 未见以上线样管腔显示，其原因是当管腔狭窄程度较高时，前向血流可能会变得异常缓慢，导致3D-MR-VWI 黑血序列的血流抑制效果不充分；加之其图像分辨率低于DSA（0.8 mm 比0.4 mm），限制了细小残腔的显示能力，造成3D-MR-VWI 在诊断次全闭塞病变中存在过度诊断的现象。对于3D-MR-VWI 漏判3 根颈动脉完全闭塞的原因推测为粥样硬化病变的钙化成分在3D-MR-VWI 上亦表现为明显低信号，易与黑血的管腔相混淆[6-7]，提示依靠3D-MR-VWI 的单一序列诊断可能会出现误将细长分布的钙化病变当作残余管腔的情况[8]。

颈动脉闭塞头端的部位是临床评估病变血管的累及范围、病变进程和可再通性的重要参考[9-11]。本研究发现，3D-MR-VWI与DSA 在诊断颈总动脉和颈内动脉C1 段闭塞部位上完全一致（83/83），提示3DMR-VWI对于较大直径的血管闭塞部位具有良好的诊断定位能力。但3D-MR-VWI对C2 段及其远端闭塞部位与DSA 存在部分差异（5/13），其原因为：①3D-MR-VWI对于存在线样慢血流的细小残腔显示能力有限，尤其对于长节段闭塞的上游存在较长范围重度狭窄的病变。②3D-MR-VWI对于颈内动脉的分段不仅依据动脉的走行，并且参照邻近颅骨的解剖标志；而DSA 则是依靠动脉的几何形态。

本研究发现3D-MR-VWI具有评估闭塞范围及远端管腔情况的优势。相较于DSA 通过侧支代偿间接评估闭塞范围及远端管腔情况，3D-MR-VWI 具有直接显示闭塞范围，呈现远端血管真腔形态的能力，这对血管可再通术的评估具有临床价值，是后续深入研究的方向。本研究也存在一定的局限性：①本研究采用3D-MR-VWI 的单一序列（3D MERGE）评估颈动脉闭塞情况，仅得到单一的对比度，如能同时扫描T1WI、T2WI、同步非对比剂血管成像和斑块内出血成像序列[12-13]和“亮血”CE-MRA[14]等多序列可提供更多的信息，包括显示闭塞处病变的成分、血栓类型和捕捉线样血流等，将为临床提供更丰富和可靠的信息。②本研究仅对颅外段CAO 的类型和部位进行了定性分析，未进行细致化的定量分析和可重复性验证。③本研究使用的颈部专用线圈成像范围有限，主要覆盖颈总动脉和颅外段颈内动脉，尚无法显示颈内动脉C3 段远端和大脑中动脉，如能采用头颈联合线圈实行颅内外动脉的大范围扫描将在临床上发挥更大的作用[15-16]。

总之，3D-MR-VWI 可较准确地诊断颅外段颈动脉闭塞的类型，在判断闭塞头端的部位上与DSA 具有高度的一致性，也显示了在评价动脉闭塞范围和远端管腔情况方面的潜力。3D-MR-VWI 作为一种无创、快速、无电离辐射的新兴血管检查方法，在诊断血管闭塞和评价可再通性方面具有一定的临床价值。