零回波时间动脉自旋标记及时间飞跃法MR血管成像诊断颅内动脉粥样硬化性狭窄

吴明振，亓立峰，赵立新，栾继昕，郭田田，时传迎，范 华，张传臣*

(1.聊城市人民医院影像科，2.神经内科，山东 聊城 252000)

颅内动脉粥样硬化性狭窄(intracranial atherosclerotic stenosis,ICAS)是常见脑血管疾病，具有较高致残率和病死率，准确评价ICAS有助于治疗和评估预后[1]。时间飞跃法(time of flight,TOF)MR血管成像(magnetic resonance angiography,MRA)是临床筛检、诊断ICAS和随访的最常用方法，但湍流及慢血流可致血流信号丢失而高估ICAS程度，造成假阳性结果[2]。零回波时间(zero time echo,ZTE)动脉自旋标记(arterial spin labeling,ASL)MRA(ZTE ASL-MRA)是结合ASL技术及ZTE采集MRA的新技术，对湍流及慢血流不敏感[3]。本研究以DSA为金标准，对比观察ZTE ASL-MRA与TOF-MRA诊断ICAS的价值。

1 资料与方法

1.1 一般资料 收集2017年11月—2018年11月于聊城市人民医院疑诊为脑卒中的患者。纳入标准：①存在符合2014版《脑动脉粥样硬化筛查与诊断规范(2014版)》诊断标准[4]的脑动脉粥样硬化；②接受TOF-MRA及ZTE ASL-MRA，并于MRA后2天内接受DSA检查。排除标准：①MRA与DSA时间间隔>2天；②烟雾病、脑动脉炎或脑血栓等。本研究经院伦理委员会批准(批准号：2017106)，检查前患者均签署知情同意书。

1.2 仪器与方法

1.2.1 MRA 采用GE Discovery MR750w 3.0 T MR仪，24通道头颈联合线圈，行头部TOF-MRA，参数：TR/TE 23 ms/3.0 ms，FA 20°，FOV 240 mm×211 mm，矩阵384×256，层厚1.4 mm，层数256，NEX 1.0，带宽31.25 kHz，采集时间4 min 23 s；头部ZTE ASL-MRA，TR/TE 1 116.4 ms/0.0 ms，FA 3°，FOV 200 mm×200 mm，矩阵166×166，层厚1.2 mm，层数320，NEX 1.0，带宽31.20 kHz，标记带自动置于FOV底端以下20 mm，采集时间5 min 48 s。

1.2.2 DSA 采用Siemens Artrix Zeego DSA机，对双侧颈内动脉和椎动脉行标准正侧位、双斜位、汤氏位及选择性旋转三维造影及图像重建。

1.3 图像分析 将MRA原始图像导入GE AW 4.0工作站，由2名具有5年以上脑血管病诊断经验的影像科主治医师以双盲法独立阅片，根据需要行最大密度投影(maximum intensity projection,MIP)、容积再现(volume rendering,VR)及多平面重组(multi-planar reformation,MPR)，结合原始图像评价图像质量及动脉狭窄程度，按照随机顺序对TOF-MRA进行评价，2周后再以随机顺序对ZTE ASL-MRA进行评价，意见不一致时经协商决定。以26段分段法[5]评价颅内动脉，根据管径不同分为大、中动脉组和小动脉组，前者包括基底动脉及双侧颈内动脉鞍下段、颈内动脉鞍上段、大脑前动脉A1段、大脑中动脉M1段及大脑后动脉P1段；后者包括前交通动脉及双侧眼动脉、大脑前动脉A2段、大脑中动脉M2段、大脑中动脉M3段、后交通动脉、小脑前下动脉及小脑上动脉。采用李克特量表三分法[6]评价图像质量：1分(差)，存在显著伪影和/或血流信号不均匀，无法诊断；2分(良)，存在轻度伪影和/或血流信号不均，尚可诊断；3分(优)，无伪影且血流信号均匀，狭窄程度可准确评价；以2～3分为具有诊断价值。

由1名具有15年神经介入工作经验的主任医师评估DSA图像，按照华法林-阿司匹林症状性颅内动脉病变(Warfarin-Aspirin symptomatic intracranial disease,WASID)试验诊断标准计算动脉狭窄率：狭窄率=(1-狭窄处直径/狭窄近端正常直径)×100%，分为正常、轻度狭窄(<50%)、中度狭窄(50%～69%)、重度狭窄(70%～99%)以及闭塞；同段血管存在多处狭窄时，针对狭窄最严重处进行评估。

1.4 统计学分析 采用SPSS 24.0及Medcalc 18.11统计学分析软件，以频数表示计数资料，以中位数(上下四分位数)表示计量资料，行Mann-WhitneyU检验。以DSA结果为金标准，绘制2种MRA诊断动脉节段狭窄>50%的受试者工作特征(receiver operating characteristic curve,ROC)曲线，并以DeLong检验比较曲线下面积(area under the curve,AUC)；以Kappa检验评价观察者间评估图像质量及不同MRA诊断动脉狭窄与DSA结果的一致性，Kappa≤0.20为一致性较弱，0.20

2 结果

共25例患者纳入研究，男11例，女14例，年龄48～80岁，平均(60.8±7.4)岁；因动脉变异，25段动脉缺如，包括大脑前动脉A1段2段、前交通动脉5段、右侧后交通动脉7段、左侧后交通动脉7段、小脑前下动脉2段及眼动脉2段。共对625节段动脉进行MRA图像质量评价，大、中动脉组273段和小血管组352段。

2.1 图像质量评价 2名医师针对ZTE ASL-MRA[Kappa=0.88，95%CI(0.85，0.91)，P<0.01]和TOF-MRA[Kappa=0.86，95%CI(0.83，0.90)，P<0.01]所示各段动脉图像质量评分的一致性均强。ZTE ASL-MRA及TOF-MRA评价为优、良、差节段分别402段、129段、94段和411段、126段、88段，图像优占比分别为64.32%(402/625)和65.76%(411/625)。2种MRA总体图像质量评分均为[3(2,3)]，差异无统计学意义(Z=-0.57，P=0.57)。

大、中动脉组ZTE ASL-MRA及TOF-MRA评价为优、良、差的节段数分别为252、20、1段和237、34、2段，优质图像占比分别为92.31%(252/273)和86.81%(237/273)，而ZTE ASL-MRA图像质量评分[3(3，3)]高于TOF-MRA[3(3,3),Z=-2.10，P=0.04]。小动脉组ZTE ASL-MRA及TOF-MRA评价为优、良、差的节段数分别为150、109、93段和174、92、86段，优质图像占比分别为42.61%(150/352)和49.43%(174/352)；ZTE ASL-MRA图像质量评分[2(1,3)]与TOF-MRA差异无统计学意义[2(2,3)，Z=-1.52,P=0.13]。

2.2 狭窄程度 273段大、中动脉中，2段因图像质量差(1分)而无法评价，共评价了271段动脉狭窄程度。2名医师评估ZTE ASL-MRA[Kappa=0.86，95%CI(0.82，0.90)，P<0.01]和TOF-MRA[Kappa=0.83，95%CI(0.78，0.87)，P<0.01]所示动脉狭窄程度的一致性均强。DSA、ZTE ASL-MRA及TOF-MRA诊断血管狭窄程度见表1。以DSA为标准，ZTE ASL-MRA与TOF-MRA分别高估18段和57段狭窄(图1～3)、低估2段和3段动脉狭窄。ZTE ASL-MRA[Kappa=0.86，95%CI(0.80，0.92)，P<0.01]及TOF-MRA[Kappa=0.65，95%CI(0.57，0.73)，P<0.01]评价动脉狭窄程度与DSA结果的一致性分别为强及较强。

表1 DSA、ZTE ASL-MRA及TOF-MRA所示颅内动脉狭窄程度[段(%)，n=271]

DSA诊断28段动脉狭窄>50%；ZTE ASL-MRA、TOF-MRA各诊断37段和60段，分别包括11段和33段假阳性。ZTE ASL-MRA诊断动脉节段狭窄>50%的AUC为0.96[95%CI(0.93,0.98)]，敏感度、特异度、阳性预测值及阴性预测值分别为92.86%、95.47%、70.27%、99.15%；TOF-MRA的AUC为0.94[95%CI(0.90,0.96)]，敏感度、特异度、阳性预测值、阴性预测值分别为96.43%、86.42%、45.00%、99.53%；ZTE ASL-MRA的AUC高于TOF-MRA(Z=2.78，P=0.01，图4)。

3 讨论

ICAS是缺血性脑卒中发生、发展和复发的重要病因，近年来日益显现出年轻化趋势。影像学检查，主要包括DSA、CTA及MRA等，在ICAS及缺血性脑卒中诊治中的作用越来越重要[1]。DSA主要适用于介入治疗ICAS，少用于常规诊断[7]。CTA是脑卒中的重要检查方法，敏感性和特异性均较高，且能评估斑块性质，但具有辐射剂量高、含碘对比剂肾毒性、存在碘过敏反应及后处理复杂等缺点[8]。TOF-MRA具有非侵入性、无辐射、无需对比剂及可重复等优势，应用广泛[9-10]；其图像质量主要取决于血流速度和血流状态，如血流速度较慢，则易在快速重复的射频激励脉冲抑制背景组织过程中被饱和，导致相应血管信号减弱或丢失；在血管分叉、狭窄和纡曲走行处，血流状态由层流转为湍流，易出现氢质子失相位导致信号减弱或丢失，降低其诊断动脉狭窄的准确性。ZTE ASL-MRA采用硬脉冲激发，结合谱仪系统快速激发脉冲/接收转换信号及K空间3D Radial采样等技术实现近ZTE成像，可显著降低或消除湍流导致的信号丢失；基于ASL技术，以自体血液中的质子作为内源性示踪剂进行血管成像，可避免TOF-MRA的慢血流饱和效应[10]；采用微动式连续梯度编码技术，几乎可持续维持梯度场切换平稳，降低了磁敏感伪影；避免梯度场快速切换，扫描噪音较小，提高了舒适感，可减少以患者难以耐受而造成的运动伪影。

翟茂雄等[11]认为ZTE ASL-MRA整体血管显像质量(包括血管信号强度、血管背景抑制等)优于TOF-MRA；嵇昀等[12]发现ZTE ASL-MRA原始图像显示颈内动脉海绵窦段及后处理图像优秀率均高于TOF-MRA。齐欣等[13]报道，ZTE ASL-MRA与TOF-MRA优良图像占比和信噪比差异无统计学意义。本研究发现ZTE ASL-MRA显示大、中动脉的图像质量高于TOF-MRA，尤以颈内动脉鞍上段和鞍下段为著，与既往文献[12]报道一致；分析原因，可能该段动脉走行弯曲，易形成湍流而造成质子失相位，而部分大、中动脉段处于组织交界处，易产生磁敏感伪影加剧血流信号衰减[14]，而ZTE ASL-MRA对湍流及磁敏感效应不敏感[15]，故图像质量更高。

SHANG等[3]以CTA为参考标准，认为ZTE ASL-MRA诊断颅内动脉病变优于TOF-MRA。也有研究[11]以增强MRA为参考，发现ZTE ASL-MRA诊断动脉病变的准确率高于TOF-MRA。本研究以DSA为金标准，采用WASID标准计算血管狭窄程度，结果显示ZTE ASL-MRA诊断血管狭窄>50%的AUC明显高于TOF-MRA。分析原因，狭窄处易出现湍流，造成质子失相位，且血流速度减缓，易产生慢血流饱和效应，可致血流信号丢失或减弱，导致TOF-MRA高估其狭窄程度；而ZTE ASL-MRA采用内源性对比剂，不受血液流动模式影响，结果更准确。

总之，ZTE ASL-MRA显示颅内大、中动脉图像质量及诊断动脉狭窄的准确性均优于TOF-MRA。但本研究为单中心、小样本量回顾性观察，可能存在选择偏倚，有待进一步完善。