两种MATRIX技术对下肢深静脉血栓的诊断价值

张伶，彭如臣*，张杰，杨旗，蔡建新，钟佳利

1.首都医科大学附属北京潞河医院放射科，北京 101149；2.首都医科大学附属北京潞河医院血管外科，北京 101149；3.首都医科大学附属北京朝阳医院放射科，北京 100020； *通讯作者 彭如臣 pengruchen@ccmu.edu.cn

下肢深静脉血栓形成（deep vein thrombosis，DVT）是一种常见的血管性疾病，全球患病率约为1‰[1]。下肢深静脉血栓脱落是造成致死性肺栓塞的主要病因[1-2]。DVT 的精确诊断和及时治疗能够降低肺栓塞、血栓后综合征及慢性血栓栓塞性肺动脉高压的发病率及病死率[3]。

MRI 的软组织对比较好，可实现多参数、多角度成像[4]。但对比剂增强MR 静脉成像需静脉注射钆对比剂，存在引起过敏性反应或肾源性系统性纤维化的风险[5]。因此，无辐射的非对比剂MR血栓成像在DVT诊断尤其是孕妇及血液透析中具有重要价值。磁共振超长回波链可变回聚脉冲反转角成像序列（modulated flip angle technique in refocused imaging with extended echo train，MATRIX）是一项基于FSE 序列的3D 黑血血栓成像新技术，可充分抑制静脉内的血流信号，清晰显示血管管壁、黑色血流背景及管腔内异常信号血栓[6]。此外，MATRIX 序列可以实现T1 和T2 两种加权成像，是对目前黑血血栓成像仅局限于T1 加权基础上的重要探索和进步。本研究联合应用T1-MATRIX 及T2-MATRIX技术，通过评价DVT 的可视化及检出结果，并与超声检查及磁化强度预备梯度回波序列（MPRAGE）进行比较，评估其对下肢DVT的诊断价值。

1 资料与方法

1.1 研究对象 前瞻性、连续纳入2018年5月—2019年10月就诊于首都医科大学附属北京潞河医院的下肢DVT 患者26例，共52条下肢、194个血管节段（表1）。纳入标准：①下肢静脉超声诊断明确髂股或腘静脉血栓形成，与MRI检查时间间隔≤48 h；②急性期患者：首次发病距本次检查时间≤14 d[3]，具有典型临床症状及体征，D-二聚体水平>0.5 mg/L；③非急性期患者（亚急性期，发病15～30 d；慢性期，发病>30 d[3]）：首次发病时间距本次检查>14 d，和（或）既往有DVT史；④病情稳定，无喘憋等症状；⑤自愿签署知情同意书。排除标准：①超声明确小腿DVT 患者；②具有MRI检查禁忌证的患者。

1.2 仪器与方法 采用3.0T超导型MR扫描仪（uMR 770，联影），12 通道相控阵体线圈，24 通道相控阵脊柱线圈。患者取仰卧位，足先入，依次扫描3D 磁化强度预备梯度回波（magnetization prepared rapid acquisition gradient echo，MPRAGE）序列、T1-MATRIX 和T2-MATRIX 序列。扫描参数：冠状位扫描，根据临床需求，扫描范围分为2 段：髂总静脉至股静脉中段及股静脉中下段至腘静脉，视野380 mm×380 mm，扫描时间各3～5 min。①MPRAGE：TR 10.4 ms，TE 4.9 ms，反转角20°，回波链长度103；②T1-MATRIX：TR 750 ms，TE 17.4 ms，回波链长度40，反转角模式：T1，参考组织T1：960 ms，参考组织T2：70 ms；③T2-MATRIX：TR 3235 ms，TE 69.6 ms，回波链长度100，反转角模式：T2，参考组织T1：960 ms，参考组织T2：75 ms。

表1 26例DVT 患者的基本资料

1.3 图像分析 所有图像上传至后处理工作站（uWS-MR，联影），进行横断位重组，层厚1 mm。由2名具有5年以上诊断经验的放射科医师采用盲法对3个序列图像的双侧下肢静脉按照髂总静脉、髂外静脉、股静脉近段、股静脉中段、股静脉下段及腘静脉分别逐段评价。①图像质量评分[7]：1分，伪影严重，不能用于诊断；2分，一般，存在伪影，基本满足诊断要求；3分，较清晰，轻微血管流动伪影，能较为准确诊断；4分，清晰，无任何伪影，血管结构显示清晰，能够准确诊断。②血栓诊断结果：有或无。MPRAGE 图像血栓形成诊断标准：管腔等信号背景下出现高信号/低信号；T1-MATRIX 及T2-MATRIX图像血栓形成诊断标准：黑色血流信号背景下存在高信号/低信号/等信号。③诊断信心评分[7]：1分，差，无法做出确切诊断；2分，一般，可以对主要征象进行评估，诊断不明确；3分，好，能够做出确切诊断，4分，极好，能够做出精准诊断。

1.4 统计学方法 使用SPSS 20.0 软件。图像质量评分及诊断信心评分以±s表示，采用组内相关系数（ICC）及Kappa检验分析2名观察者对于各序列以上评估指标的一致性。以上评估指标采用2名观察者的一致性结果，对不一致的结果进行重新评估与讨论，取一致结果进行分析：组间比较时，不符合正态分布的图像质量评分和诊断信心评分采用[M（Q1，Q3）]表示，多组间比较及两两比较分别采用Friedman 检验和Wilcoxon 符号秩检验，P<0.05 为差异有统计学意义。以超声诊断结果为参考标准，比较MPRAGE、T1-MATRIX 及T2-MATRIX 序列诊断下肢DVT 的敏感度、特异度、阳性预测值、阴性预测值及准确度。

2 结果

2.1 DVT 的影像学表现 血栓在各序列图像上显示的范围、长度及形态基本一致。急性期及亚急性期血栓在MPRAGE 及T1-MATRIX 图像上呈不同程度的高信号，能够与正常血流区分开，在T2-MATRIX 图像上信号表现多样，可呈黑色血流信号背景下的等信号、高信号甚至稍低信号（图1）。慢性期DVT 或在慢性DVT 基础上复发的血栓，其信号表现多样，在T1-MATRIX 图像上呈等信号或不同程度高信号，在低信号血流背景的映衬下，等信号血栓亦可以清晰显示和诊断，但在MPRAGE 图像上等信号血栓与正常血流不易鉴别，在T2-MATRIX 图像上呈高信号或高低混杂信号，较容易与周围黑色血流信号相鉴别（图2）。

2.2 观察者间的一致性 在图像质量、血栓诊断结果方面，所有序列均具有较好的观察者间一致性（ICC值及Kappa值均≥0.75，P<0.05）。在诊断信心方面，MPRAGE 序列（ICC=0.69，P<0.05）的观察者间一致性低于两种MATRIX 序列（ICC 均≥0.75，P<0.05）（表2）。

2.3 图像质量及诊断信心 各序列图像质量和诊断信心均较高（表2），且T1-MATRIX 序列各项评分高于MPRAGE 及T2-MATRIX 序列，差异有统计学意义（P<0.05，表3）。在髂总静脉水平，T1-MATRIX 序列图像质量高于MPRAGE 序列；在髂外静脉水平，T1-MATRIX 序列图像质量高于MPRAGE 及T2-MATRIX 序列，差异有统计学意义（P<0.05，表3）。

图1 女，60岁，急性期左侧髂总静脉、髂外静脉、股静脉血栓（箭示同一层面股静脉上段血栓，箭头示同一层面股静脉中段血栓）；MRI 示血栓在MPRAGE 图像上呈等-高混杂信号（A、D、E），在T1-MATRIX 图像上呈混杂高信号（B、F、G），在T2-MATRIX 图像上呈等至稍高信号（C、H、I），在各序列上的范围及形态基本一致

图2 女，63岁，左下肢深静脉血栓复发（慢性期伴亚急性期），箭示同一层面髂外静脉血栓，箭头示同一层面股静脉上段血栓；MRI 示血栓在T1-MATRIX（B、E、H）及T2-MATRIX（C、F、I）序列上的范围及形态表现一致，且均呈高信号，周围环绕低信号血流（E、F、H、I），但部分节段的血栓在MPRAGE 图像（A、D、G）上呈等信号或稍高信号，与正常静脉内血流信号难以区分（G）；正常的右侧髂股静脉在MATRIX 序列上呈低信号（E、F、H、I），与左侧高信号血栓形成显著对比，但在MPRAGE 图像上呈等信号（D、G），与等或稍高信号血栓对比不明显（G）

表2 不同序列图像评估结果及观察者间的一致性分析

表3 不同血管节段各序列图像质量评分比较[M（Q1，Q3），分]

2.4 血栓诊断结果 在194个血管节段中，超声检查共在32条下肢、85个血管节段明确诊断血栓。以超声诊断结果为参考标准，T1-MATRIX 序列的敏感度、特异度、阳性预测值、阴性预测值及准确度均高于MPRAGE 及T2-MATRIX 序列（表4）。

表4 不同序列血管节段水平血栓诊断试验分析结果

3 讨论

本研究结果显示，T1-MATRIX 及T2-MATRIX序列均具有很高的图像质量及诊断信心，可实现髂股静脉及腘静脉DVT 的可视化及诊断，其中T1-MATRIX 序列具有更高的敏感度、特异度、阳性预测值、阴性预测值及准确度，且在盆腔深静脉水平其图像质量更佳。与传统影像学检查相比，MATRIX技术无电离辐射，能直接显示血栓本身，可作为诊断DVT的一种直观、准确、可靠的非对比剂检查方法，尤其对孕妇、有过敏反应及肾功能异常患者具有重要意义。此外，两种加权的MATRIX 序列联合应用能够提供血栓更全面的信息，是对目前研究缺少的T2 加权黑血成像信息的重要补充，为进一步评估血栓形成时期奠定基础[8]。

本研究发现不同时期血栓信号表现多样。急性期及亚急性期血栓因高铁血红蛋白含量较高且分布集中，T1 弛豫时间缩短[9]，在MPRAGE 及T1-MATRIX图像上呈不同程度高信号，容易与静脉血流区分[10-12]。慢性期DVT在MPRAGE 及T1-MATRIX 图像上多呈等信号或不同程度高信号，当血栓表现为等信号时，MPRAGE 图像上的等信号血流难以与血栓区分[11]，在慢性期DVT诊断较困难，但T1-MATRIX 图像因黑色血流背景的映衬，等信号血栓亦能明确显示[13]，具有更高的敏感度和诊断信心。各时期血栓在T2-MATRIX 图像上更加丰富，可表现为等信号、高信号甚至不同程度低信号，但因为静脉血流被充分抑制，除极低的血栓信号会淹没在黑色血流背景下外，其余均较容易显示。因此，T1 和T2 两种加权的MATRIX序列联合应用能够显示和诊断等信号甚至稍低信号血栓，完善血栓基本信号特征，能够提高慢性血栓的诊断准确性和诊断信心。

本研究提示T1-MATRIX 及T2-MATRIX 序列诊断血栓的敏感度及特异度较高，但仍分别有10个和11个血管节段被诊断为假阳性，其原因为：①尽管MRI 及超声检查均在2 d 内完成，但仍存在一定的时间差，血栓可能在此期间发生一定程度的进展或溶解[8]，使得超声检查与MRI 出现不匹配的情况；②50%的假阳性血管节段发生在髂总静脉或髂外静脉节段，该段血管位于盆腔，位置深在，当患者肥胖或软组织水肿严重时，超声检查或可受限[14-15]，在进行MRI 扫描时，亦可能会受到呼吸伪影的干扰，影响图像质量，进而对血栓诊断造成影响。在股静脉和腘静脉水平，由于不受呼吸伪影的影响，且血管走行相对平直，其图像质量高于盆腔段的髂总静脉及髂外静脉。

本研究存在一定的局限性：①在计算各序列诊断效能时，未将数字减影血管造影（DSA）作为参考标准。但是最新DVT诊疗指南指出，DSA 检查目前多用于血管腔内介入治疗[16]，超声检查已基本取代DSA，成为目前诊断DVT 的首选检查方法，且在股静脉、腘静脉DVT诊断中具有很高的敏感度（94.2%）和特异度（93.8%）[17-18]，故本研究以超声诊断作为参考标准，且仅纳入病史明确、超声诊断明确的髂股静脉及腘静脉DVT，未纳入小腿DVT[15]，以减少偏倚。②本研究样本量偏小且血栓信号表现多样，未能针对血栓信号特征将不同时期DVT 进行分组比较和统计学分析，本课题组将继续开展研究，联合两种加权的MATRIX技术进一步进行血栓分期的探索。

总之，T1-MATRIX 及T2-MATRIX 能够实现非对比剂条件下血栓的直接成像和诊断，有望成为一项安全有效的DVT检查方法广泛应用于临床。两种加权的联合应用能够完善DVT 的MRI 信息，提高诊断可靠性，并为血栓分期诊断提供可能，有助于DVT 的精准诊疗。