周圍門控黑血技術(shù)顯示頸動脈粥樣斑塊圖像質(zhì)量評估

1.東莞市人民醫(yī)院放射科

2.東莞市人民醫(yī)院介入治療科(廣東 東莞 523018)

陳曌 鄭曉林1 劉碧華1 郭友2 范憲淼1 黎見明1

缺血性腦卒中有著多種危險因素，其中頸動脈硬化占有重要地位。其主因是動脈粥樣硬化斑塊或血栓可以陣發(fā)性向頸動脈系統(tǒng)釋放栓子碎屑或血凝塊，引起供血區(qū)梗死。頸動脈粥樣斑塊MRI成為預(yù)防、診斷及治療由粥樣斑塊引發(fā)的腦卒中的重要影像學(xué)方法。常規(guī)頸動脈MRI往往受到血液流動偽影的影響，所產(chǎn)生的偽影嚴(yán)重干擾粥樣斑塊的觀察。黑血技術(shù)在心臟成像中得到成熟應(yīng)用，國內(nèi)外也有將該技術(shù)應(yīng)用于血管壁成像。本研究通過與常規(guī)MRI成像對照，探討周圍門控黑血技術(shù)在頸動脈粥樣硬化斑塊成像中的應(yīng)用價值。

1 材料與方法

1.1 臨床資料 本組共24例，其中14例頸動脈斑塊患者中男10例，女4例，年齡55～80歲，平均年齡68.5歲。另10例為正常志愿者，其中男6例，女4例，年齡40～62歲，平均年齡52.4歲。

1.2 成像方法 使用 Siemens symphony 1.5T超導(dǎo)型磁共振儀，頸部線圈。平掃先行3D-TOF頸部血管成像，MIP法圖像重組獲得MRA圖像以確定頸總動脈分叉的準(zhǔn)確位置，在頸總動脈分叉層面及分叉上下各2cm范圍內(nèi)行軸位掃描。然后行軸位T1WI及周圍門控黑血T1WI序列掃描。在本研究中，周圍門控黑血T1WI序列主要參數(shù)為：TR 2400ms，TE 38ms，回波鏈11，F(xiàn)OV 23×20cm，層厚3mm。常規(guī)MRI序列成像參數(shù)為：TR 548ms，TE 13ms，回波鏈3，F(xiàn)OV 21×17cm，層厚3mm。注射造影劑后進行軸位T1WI脂肪抑制序列掃描，與增強前常規(guī)T1WI序列參數(shù)一致。

表1 正常組與病例組黑血T1WI、常規(guī)T1WI與增強T1WI評分及兩組間統(tǒng)計檢驗

圖1 黑血T1WI，對頸動脈血管壁顯示清晰，容易產(chǎn)生流動偽影的頸動脈分叉處的血液信號被有效地抑制，頸靜脈、雙側(cè)椎動脈顯示均十分清晰。（CCA：頸總動脈，ICA：頸內(nèi)動脈，ECA：頸外動脈，CV：頸靜脈，VA：椎動脈）

圖2 黑血T1WI，顯示頸動脈斑塊呈半月形（箭頭），位于頸總動脈分叉處后壁，動脈管腔明顯狹窄。

圖3 常規(guī)T1WI，為正常人，雙側(cè)頸動脈血管壁模糊不清（箭頭），頸總動脈血管壁不光滑，管腔內(nèi)可見混雜血流信號，無法判斷是否存在斑塊。

圖4 增強T1WI，為正常人，血管壁強化，但管腔內(nèi)仍可見混雜血液信號，容易誤診為強化的斑塊。

圖5 黑血T1WI，右側(cè)頸動脈環(huán)形斑塊（箭頭）。

圖6 增強T1WI，圖5同一病例，右側(cè)頸動脈管腔內(nèi)混雜信號，與斑塊混淆（箭頭）。

1.3 圖像質(zhì)量的對比 每個病例分別在常規(guī)T1WI、黑血T1WI及增強后T1WI序列頸總動脈分叉層面圖像上選取感興趣區(qū)（ROI），因頸后肌群信號恒定且受偽影影響小，故將感興趣區(qū)設(shè)定在頸后肌群處。測定ROI內(nèi)的像素的平均值S1和標(biāo)準(zhǔn)偏差SD。在影像外側(cè)背景區(qū)域分別選取四個ROI，測量并計算背景ROI內(nèi)的本底像素強度的總平均值S2。信噪比的計算公式為SNR=(S1-S2)/SD。結(jié)果進行兩兩配對t檢驗，比較三種方法的差異。

1.4 圖像的評分標(biāo)準(zhǔn) 每個病例選取頸動脈分叉上下5個層面，根據(jù)有無血液流動偽影及吞咽運動偽影，請2名高年資醫(yī)師分別對圖像的質(zhì)量評分。評分標(biāo)準(zhǔn)為：6分—雙側(cè)血流信號抑制充分；5分—單側(cè)血流信號抑制充分，對側(cè)血管腔內(nèi)混雜血流信號于管腔的1/2區(qū)域內(nèi)；4分—單側(cè)血流信號抑制充分，對側(cè)混雜血流信號超過管腔的1/2范圍；3分—雙側(cè)血管腔內(nèi)混雜血流信號于管腔的1/2區(qū)域內(nèi)；2分—單側(cè)血管腔內(nèi)血流信號混雜于管腔的1/2區(qū)域內(nèi)，對側(cè)混雜血流信號超過管腔的1/2范圍；1分—雙側(cè)混雜血流信號超過管腔的1/2范圍。分別計算病例組及正常組在常規(guī)T1WI、黑血T1WI及增強后T1WI序列各組的平均評分，運用t檢驗比較各序列中病例組及正常組平均評分的差異。分別計算常規(guī)T1WI、黑血T1WI及增強后T1WI序列圖像的平均評分，結(jié)果進行兩兩配對t檢驗，比較三種方法的差異。

2 結(jié) 果

2.1 圖像分析 在正常志愿者中，黑血T1WI對頸動脈血管壁顯示清晰，容易產(chǎn)生流動偽影的頸動脈分叉處的血液信號被有效地抑制，有利于判斷有無粥樣硬化斑塊（圖1），在患者中可清楚顯示頸動脈斑塊形態(tài)（圖2）。除此之外，頸靜脈、雙側(cè)椎動脈顯示均十分清晰。而常規(guī)T1WI序列中雙側(cè)頸動脈雖然顯影，但血管壁模糊不清，頸總動脈血管壁不光滑，管腔內(nèi)可見混雜血流信號（圖3）。增強T1WI序列中血管壁及斑塊強化，但管腔內(nèi)仍可見混雜血液信號，容易與強化的斑塊混淆（圖4，5，6）。

2.2 圖像質(zhì)量 黑血T1WI、常規(guī)T1WI與增強T1WI圖像的信噪比分別為8.23±0.42、10.22±0.87、8.51±0.20，兩兩配對t檢驗均無統(tǒng)計學(xué)差異（P＞0.05）。說明黑血T1WI序列與常規(guī)序列圖像質(zhì)量無差異，可以用來替代常規(guī)序列。

2.3 圖像的評分 正常組與病例組黑血T1WI、常規(guī)T1WI與增強T1WI評分及兩組間統(tǒng)計檢驗見表1。經(jīng)t檢驗發(fā)現(xiàn)，在黑血T1WI、常規(guī)T1WI與增強T1WI三種序列中，正常組與病例組的評分統(tǒng)計學(xué)無顯著性差異，說明頸動脈有無病變并不影響對圖像質(zhì)量的評價。

黑血T1WI的平均評分為5.78±0.46，常規(guī)T1WI平均評分為4.34±1.70，增強T1WI平均評分為3.72±1.68，經(jīng)t檢驗，黑血T1WI與常規(guī)T1WI的P＜0.05，具有顯著性差異；黑血T1WI與增強T1WI的P＜0.05，具有顯著性差異；常規(guī)T1WI與增強T1WI的P＞0.05，差異無統(tǒng)計學(xué)意義。說明黑血T1WI對血管管腔、管壁的顯示效果明顯高于常規(guī)T1WI及增強T1WI，增強T1WI與常規(guī)T1WI對血管管壁的顯示效果統(tǒng)計學(xué)無差異。

3 討 論

黑血技術(shù)首先應(yīng)用于心臟成像[1]，主要是用來觀察心臟的解剖結(jié)構(gòu)，相當(dāng)于常規(guī)T1加權(quán)成像。近來國內(nèi)外研究開始關(guān)注黑血技術(shù)在外周血管的應(yīng)用[2,3,4]。該技術(shù)的原理是通過雙反轉(zhuǎn)回波 (Double-IR)與三維梯度回波(3D GRE)或二維快速自旋回波(2D FSE/TSE)序列結(jié)合，可以抑制血流信號，使血管管腔內(nèi)血液信號與管壁信號之間形成較好的對比。此外，我們采用周圍門控技術(shù)來觸發(fā)掃描[5,6]。據(jù)文獻報道，周圍門控技術(shù)主要用于外周血管和腦脊液圖像的采集，也可用于觸發(fā)式的掃描[7,8]。MR成像系統(tǒng)檢測到的是手指動脈血流搏動的脈搏波，脈搏波最大的優(yōu)點是容易記錄，其頻率和心率一致，強度和波形可以反映心臟的活動，因此，用周圍門控技術(shù)掃描可以抑制心臟和大血管運動所造成的偽影[9]。我們采用周圍門控技術(shù)的原因是該技術(shù)相對簡單和節(jié)省檢查時間，只需將指尖傳感器夾在手指上，就能夠觸發(fā)掃描。并且，經(jīng)過對圖像的觀察，黑血T1WI對頸動脈血管壁顯示清晰，即使在容易產(chǎn)生流動偽影的頸動脈分叉處，血液信號也被有效地抑制，比較清楚地顯示血管的解剖結(jié)構(gòu)，達到對疾病診斷的目的。而常規(guī)T1WI序列中頸總動脈血管壁不光滑，管腔內(nèi)可見混雜血流信號；增強T1WI序列中管腔內(nèi)仍可見混雜血液信號，容易與強化的斑塊混淆，均影響了對頸動脈斑塊的觀察。

我們的研究表明，黑血T1WI序列與常規(guī)序列圖像質(zhì)量無差異。我們結(jié)合文獻[8]，將對管壁觀察效果考慮進對圖像質(zhì)量的評價中，制定改進的評分系統(tǒng)來綜合評價這三種序列。采用周圍門控黑血技術(shù)的T1WI圖像評分明顯優(yōu)于常規(guī)T1WI及增強T1WI序列圖像，且與常規(guī)T1WI及增強T1WI具有顯著性差異；而常規(guī)T1WI圖像因混雜血流信號影響了血管壁的觀察，有2例無法區(qū)分血流信號與管壁斑塊；增強T1WI雖然管壁及斑塊發(fā)生強化，但血流的混雜信號也更加明顯，這是因為少量殘留的血流可以具有廣泛的T1值，使得信號更加混雜[8]，該組的評分雖然與常規(guī)T1WI組無統(tǒng)計學(xué)差異，但其平均評分是三組中最低的，有3例無法區(qū)分血流信號與管壁斑塊。

目前，血管成像已不再滿足于僅僅觀察管腔變化(管腔狹窄或管腔擴張)。直接觀察血管壁病變的管壁成像技術(shù)已成為發(fā)展趨勢。MR血管成像的趨勢也是朝這一方向發(fā)展，并在大血管成像及頸動脈成像中取得了滿意的結(jié)果。周圍門控黑血技術(shù)用于頸動脈斑塊成像是可行的，并且可以替代常規(guī)T1WI序列，另據(jù)文獻報道增強后的黑血技術(shù)是評價粥樣斑塊內(nèi)神經(jīng)血管生長及炎性反應(yīng)的發(fā)展趨勢[10,11]，可見該技術(shù)在預(yù)測斑塊穩(wěn)定性中具有廣闊的應(yīng)用前景。

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