零回波时间动脉自旋标记MR血管成像评估颅内动脉瘤

吴明振，亓立峰，窦维强，栾继昕，李淑华，陈 军，张传臣*

(1.聊城市人民医院磁共振室，2.神经内科，山东 聊城 252000；3.通用电气医疗集团磁共振研究部，北京 100176)

颅内动脉瘤(intracranial aneurysm, IA)指动脉管壁异常膨出，在全球成年人中的发病率约3.2%[1]；其破裂所致蛛网膜下腔出血致残率和致死率均较高[2]，准确评估IA形态及其大小有助于预测IA破裂风险、制定治疗方案及评估预后。时间飞跃法MR血管成像(time of flight-MR angiography, TOF-MRA)是目前临床筛查、诊断和随访IA的常用方法，但湍流及慢血流可引起血流信号丢失，使其显示IA欠佳而致评估不准确[3-4]。零回波时间动脉自旋标记MRA(zero time echo arterial spin labeling-MRA, ZTE ASL-MRA)是以动脉自旋标记技术及零TE采集MRA的技术，对湍流及慢血流较不敏感[5]。本研究以数字减影血管造影(digital subtraction angiography, DSA)为参考，观察ZTE ASL-MRA用于评估IA的价值。

1 资料与方法

1.1 一般资料 前瞻性收集2017年11月—2019年11月聊城市人民医院疑诊或确诊IA患者。纳入标准：①因头痛、恶心、呕吐、视力障碍、眼睑下垂等症状接受头部MR或CT平扫而疑诊IA，需进一步影像学检查以确诊；②既往确诊IA，经保守治疗后接受复查；③前后接受头颈部TOF-MRA及ZTE ASL-MRA，并于其后2天内接受头颈部DSA。排除标准：①存在MRA或DSA禁忌证；②MRA及DSA检查时间间隔>2天；③无法配合完成MRA或DSA，如意识障碍、重度昏迷等。本研究经院伦理委员会批准(批准号：2017106)，检查前由患者或其家属签署知情同意书。

1.2 仪器与方法

1.2.1 头颈部MRA 采用GE Discovery MR750 3.0T MR仪、24通道头颈联合线圈行头部扫描。参数：TOF-MRA，TR 23 ms，TE 3 ms，FA 20°，FOV 240 mm×211 mm，矩阵384×256，层厚1.4 mm，层数256，NEX 1，带宽31.25 kHz，采集时间4 min 23 s；ZTE ASL MRA，TR 1 116.4 ms，TE 0，FA 3°，FOV 200 mm×200 mm，矩阵166×166，层厚1.2 mm，层数320，NEX 1，带宽31.20 kHz，采集时间5 min 48 s。

1.2.2 头颈部DSA 采用Siemens Artrix Zeego DSA机行头颈部造影。以改良Seldinger技术穿刺右侧股动脉，对两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3D重建造影；以压力500 kPa、流率15 ml/s注射对比剂30 ml行主动脉弓上动脉造影；以压力300 kPa、流率5 ml/s注射对比剂8 ml行颈内动脉造影；以300 kPa、4 ml/s注射6 ml对比剂行颈外动脉及椎动脉造影；行3D重建造影时，注射压力为300 kPa，对比剂流率为3 ml/s，用量为20 ml。

1.3 图像分析及评价 由1名具有15年神经介入经验的主任医师分析DSA图像，于LEONARDO工作站以三维重建技术选择显示IA最佳角度测量其定量参数，包括瘤高(瘤颈中心至瘤顶的最大距离)、瘤宽(与瘤高垂直的最大径)及瘤颈(与载瘤动脉交界处的最小宽度)；若二维图像显示较佳，则据以进行评估。

将原始MRA图像导入GE AW 4.0工作站，由具有17年以上头颈部影像学诊断经验的副主任及主任医师各1名以双盲法独立阅片，行最大密度投影(maximum intensity projection, MIP)重建，并酌情行容积再现(volume rendering, VR)及多平面重组(multi-planar reformation, MPR)。采用李克特量表4分法对重建图像显示IA质量进行主观评估：1分，显示载瘤动脉较模糊，无法明确诊断IA，评为差；2分，载瘤动脉模糊，显示IA不清晰，评为中等；3分，载瘤动脉稍模糊，显示IA欠清晰，评为良；4分，IA及周围血管清晰可见，轮廓清晰，评为优。遇2名医师意见不一致时，经协商决定。

参考DSA显示IA最佳角度调整 MRA角度，结合MRA原始图像，于重建图像中测量IA定量参数。先由上述2名医师按照随机顺序测量TOF-MRA，间隔2周后再以随机顺序评估ZTE ASL-MRA；由其中 1名医师间隔2周后采用相同方法进行重复测量。以2名医师测量结果的平均值为最终结果。如图像显示IA质量评分为差，则放弃测量定量参数。

1.4 统计学分析 采用SPSS 24.0及MedCalc 18.11统计分析软件，以Shapiro-Wilk检验评估资料分布的正态性，以中位数(上下四分位数)表示不符合正态分布的计量资料。采用Mann-WhitneyU检验对比2种MRA图像质量评分的差异，以Kruskal-WallisH检验比较3种检查方法所测IA定量参数的差异。采用Kappa检验评估2名医师对MRA图像质量评分结果的一致性。以组内相关系数(intra-class correlation coefficient, ICC)评价2种MRA与DSA、观察者间及观察者内测量IA定量参数结果的一致性：Kappa(ICC)≤0.20为一致性较弱，0.20

2 结果

共18例患者纳入研究，男6例，女12例，年龄29～70岁，平均(60.3±10.2)岁；其中3例检出2个、15例检出1个，共21个IA；10个位于右侧颈内动脉(internal carotid artery, ICA，图1～3)，7个位于左侧ICA，位于左侧大脑中动脉M2段、前交通动脉、右侧小脑前下动脉、左侧椎动脉(vertical artery, VA)V5段(图4)各1个。

2.1 图像显示IA主观质量评分 2名医师对ZTE ASL-MRA[Kappa=0.84,95%CI(0.81，0.87)]及TOF-MRA[Kappa=0.83，95%CI(0.79，0.86)]图像质量评分的一致性均强(P均<0.05)。ZTE ASL-MRA图像中，19个IA质量评价为优，良和中等各1个，无评估为差者；TOF-MRA中，图像质量评价为优、良、中等和差的IA分别为12个、5个、3个和1个(图1～4)；ZTE ASL-MRA显示IA质量主观评分 [4(4,4)]高于TOF-MRA[4(3,4)，Z=-2.40，P=0.02]。

2.2 IA定量参数 TOF-MRA中，1个IA(位于右侧颈内动脉C6段)评分为差而被放弃，共对20个IA进行定量分析。2名医师测量ZTE ASL-MRA(ICC=0.99、0.98、0.96)及TOF-MRA(ICC=0.96、0.97、(0.97)中IA瘤高、瘤宽及瘤颈，以及同一名医师2次测量ZTE ASL-MRA(ICC均=0.99)及TOF-MRA(ICC=0.97、0.99、0.98)中IA瘤高、瘤宽和瘤颈的一致性均强(P均<0.05)。

根据DSA、ZTE ASL-MRA及TOF-MRA所测IA瘤高、瘤宽及瘤颈差异均无统计学意义(P均>0.05)，见表1。ZTE ASL-MRA中IA瘤高[ICC=0.99，95%CI(0.99,0.99)]、瘤宽[ICC=0.98，95%CI(0.96,0.99)]及瘤颈[ICC=0.99，95%CI(0.99,0.99)]，以及TOF-MRA中IA瘤高[ICC=0.96，95%CI(0.90,0.98)]、瘤宽[ICC=0.96，95%CI(0.89,0.98)]及瘤颈[ICC=0.93，95%CI(0.83,0.97)]与DSA结果的一致性均强(P均<0.05)。

3 讨论

IA瘤体及瘤颈是评估IA破裂风险和制定治疗方案的重要参考依据[6]。目前评估IA的影像学检查方法主要有DSA、CT血管造影(CT angiography, CTA)及MRA等[1]，以DSA评估结果最为准确[7]。CTA对诊断IA的敏感度和特异度均较高，但具有辐射，且可能发生碘对比剂过敏反应[8]。MRA具有非侵入、无辐射、操作简单、可重复等特点，对于诊断、随访及术前评估IA至关重要[9]。

TOF-MRA是临床应用较广泛的MRA技术[2]，其原理在于成像容积内的静止组织经射频脉冲反复激发后达到饱和，而新流入成像容积内的血液未提前受到射频脉冲激发，可形成相对于静止组织较高的信号；其成像质量主要取决于血流速度及其状态，慢血流和湍流常造成血流信号丢失，降低评估IA的准确性。ZTE ASL-MRA采用硬脉冲激发信号，结合频谱仪系统的快速激发/接收转换及3D Radial采样等多种技术而实现零TE成像，可大大减少甚或消除湍流所致信号丢失；基于ASL技术，以自体血液中的质子为内源性示踪剂进行血管成像，不依赖流入增强效应，可避免TOF-MRA的慢血流饱和效应；采用微动式连续梯度编码技术，梯度场切换几乎持续平稳，可减少磁敏感伪影[10]，且因避免了梯度场快速切换，扫描噪音小，受检者舒适感更佳，并减少了运动伪影[9]。多项研究[11-13]结果表明，ZTE ASL-MRA用于诊断颅内动脉狭窄、颈动脉狭窄、颅内动静脉畸形、烟雾病、IA及支架治疗后随访等较TOF-MRA更具价值。

本研究以DSA为参考标准，对ZTE ASL-MRA与TOF-MRA图像显示IA的质量进行主观评分，并以定量参数进行客观评价，结果显示ZTE ASL-MRA图像显示IA主观评分高于TOF-MRA，而其所测IA定量参数与DSA结果的一致性均强，且前者的ICC值均较高。IA体积较小(最长径<3 mm)时，瘤内血流量小、血流速度较慢，在快速重复的射频激励脉冲抑制背景组织过程中，其信号易被饱和而出现血流信号减弱或丢失[6]；瘤颈及体积较大IA瘤体处常形成湍流，氢质子易失相位而致信号减弱或丢失[9]；位于不同组织交界处(空气-软组织和骨-软组织)的IA常可产生磁敏感伪影，加剧血流信号衰减；而海绵窦周围血管走行纡曲，该处IA更易出现涡流等复杂血流，导致血流信号不均；均可导致TOF-MRA测量IA定量参数不准确。ZTE ASL-MRA则以内源性对比剂实现脑血管成像，受血液流动模式影响小，对磁敏感效应敏感性较低，故能克服TOF-MRA缺陷，使评估结果更为准确。

综上，ZTE ASL-MRA可无创、定量评估IA，图像显示IA质量优于TOF-MRA。但本研究为单中心研究，且样本量小，有关ZTE ASL-MRA的价值有待多中心、大样本临床观察加以验证。