SWI、DWI聯(lián)合評價頸動脈斑塊易損性的應(yīng)用研究

周東曉 彭 剛 張 寧 黃丙倉

頸動脈粥樣硬化進(jìn)展會增加缺血性腦卒中的風(fēng)險[1]。具有易損性的頸動脈斑塊（carotid plaque，CP）是引發(fā)腦卒中的重要因素，北美癥狀性頸動脈內(nèi)膜切除手術(shù)試驗（NASCET）研究發(fā)現(xiàn)，斑塊出血和早期炎癥是斑塊易損性的兩個重要指標(biāo)，通過非對比增強磁共振成像技術(shù)對頸動脈斑塊的檢測，判斷頸動脈斑塊易損性具有潛在的應(yīng)用價值[1-3]，已引起臨床應(yīng)用的興趣[4]。SWI是最近被應(yīng)用于臨床的依據(jù)組織磁敏感特性成像的新方法，對血液代謝物等非常靈敏[5]。DWI能夠?qū)铙w組織水分子的微觀運動狀況進(jìn)行顯示[6]，當(dāng)頸動脈斑塊有早期炎癥、出血時，水分子運動不同程度受限，呈現(xiàn)不同的信號。因此，本文旨在探討SWI和DWI在檢測頸動脈斑塊出血、DWI在檢測頸動脈斑塊早期炎癥方面的臨床價值。

方 法

1.一般資料

收集2015年7月至2016年6月我院神經(jīng)內(nèi)科確診腦梗死且經(jīng)超聲證實具有頸動脈粥樣硬化斑塊的患者，每個患者均接受磁共振常規(guī)檢查序列（T1WI、T2WI、PDWI）、SWI、DWI掃描。40例患者中，男27例，女13例；年齡39～83歲，中位年齡為63歲?；颊呒{入標(biāo)準(zhǔn)：一般情況良好；無幽閉恐懼癥；無起搏器、金屬假牙等體內(nèi)金屬置入物。符合上述條件才能進(jìn)行磁共振檢查?；颊哂煽蒲腥藛T對流程進(jìn)行解釋后，簽署知情同意書。

2.MRI技術(shù)

使用TOSHIBA EXCELART Vantage 1.5T磁共振，8組采集通道的相陣列頸部線圈。采用頭先進(jìn)，仰臥位。軸位掃描T1WI、T2WI、PDWI、SWI、DWI，掃描區(qū)域為以雙側(cè)頸動脈分叉處為中心；具體參數(shù)見表1。

表1 SWI及DWI掃描參數(shù)

3.圖像分析

將全部圖像資料匿名，40例患者的檢查圖像，隨機打亂順序，由兩位副高級影像診斷醫(yī)師獨立對每幅圖像進(jìn)行評價。根據(jù)Yuan等的5級評分表評價圖像質(zhì)量——1級：圖像中頸動脈管腔和血管外界均判斷不清，SNR低，并有明顯的運動偽影；2級：圖像中頸動脈管壁可見，但管壁結(jié)構(gòu)或管腔和血管外界輪廓判斷不清，SNR低，有較明顯的運動偽影；3級：圖像中頸動脈管壁結(jié)構(gòu)可辨別，管腔和血管外界輪廓局部欠清晰，SNR較高，伴少量運動偽影；4級：圖像中頸動脈管壁結(jié)構(gòu)、管腔和血管外界輪廓較清晰，管腔內(nèi)血流信號抑制不完全，SNR高，伴少量運動偽影；5級：圖像中頸動脈管壁結(jié)構(gòu)、管腔和血管外界輪廓清晰，管腔內(nèi)血流信號抑制完全，SNR高，極少或無運動偽影。1～5級分別評為1～5分；無法做出診斷的圖像將從本研究中去除。最后按照技術(shù)方法，將圖像按照成像技術(shù)不同，歸為SWI組、DWI組和常規(guī)序列組。兩名副高級影像診斷醫(yī)師采用雙盲法對斑塊出血、早期炎癥情況做出診斷。根據(jù)磁共振常規(guī)序列、SWI、DWI序列對斑塊是否出血進(jìn)行評估，并記錄；根據(jù)磁共振常規(guī)序列、DWI序列對對斑塊早期炎癥進(jìn)行評估，并記錄。

4.統(tǒng)計分析

運用SPSS11.0軟件，采用Cohen's Kappa檢驗方法，若Kappa值≥0.80，則認(rèn)為兩者診斷一致性較好。0.21～0.40，具有一般一致性；0.41～0.60，基本一致；0.61～0.80，一致性中度；0.81～1.00，一致性優(yōu)秀[7]。

分別由兩位診斷醫(yī)師對所有圖像質(zhì)量進(jìn)行技術(shù)評分，然后利用統(tǒng)計學(xué)方法對T1WI、T2WI、PDWI、SWI、DWI圖像的差異性進(jìn)行判斷，對磁共振常規(guī)序列（T1WI、T2WI、PDWI）、SWI、DWI診斷斑塊出血、早期炎癥進(jìn)行統(tǒng)計學(xué)分析，檢驗的顯著性水準(zhǔn)設(shè)定為0.05，即P＜0.05認(rèn)為差異具有統(tǒng)計學(xué)意義。

結(jié) 果

1.圖像質(zhì)量評分

對T1WI、T2WI、PDWI、SWI、DWI的圖像質(zhì)量打分進(jìn)行統(tǒng)計學(xué)分析，其中，兩位醫(yī)師對T1WI、T2WI、SWI、DWI各40幅圖像打分，兩者打分圖像質(zhì)量具有一致性（Kappa分別為0.9、0.871、0.814、0.928、0.826）且得分較高（圖1），無統(tǒng)計學(xué)差異。兩位醫(yī)師協(xié)商一致后，符合診斷條件的患者數(shù)為35人。運用統(tǒng)計學(xué)方法對T1WI、T2WI、PDWI、SWI、DWI方法下的圖像質(zhì)量進(jìn)行非參數(shù)秩和檢驗，結(jié)果顯示五種方法差異不具統(tǒng)計學(xué)意義（P=0.928）。

2.圖像分析

兩名副高級影像診斷醫(yī)師對圖像質(zhì)量進(jìn)行了評估，其中5個序列符合條件的圖像情況如圖1所示，最終有35例患者5個序列均符合診斷標(biāo)準(zhǔn)。

斑塊出血：①常規(guī)MRI表現(xiàn)為T1WI上呈小點狀及斑點狀稍高信號，T2WI呈稍高信號，PDWI為高信號；②SWI為低信號；③DWI序列呈高信號（圖2）。

斑塊炎癥：①常規(guī)MRI表現(xiàn)為T1WI上低信號，T2WI呈稍高信號，PDWI為稍高信號；②DWI序列呈高信號，且SWI未見低信號。

35例患者其中T1WI、T2WI、PDWI診斷出血8例，SWI診斷出血17例，DWI診斷出血9例，其中三種檢查方法比較（χ2=6.350，P=0.042），有統(tǒng)計學(xué)意義（表2），SWI與磁共振常規(guī)方法比較（χ2=5.040，P=0.025）有統(tǒng)計學(xué)意義，SWI與DWI比較（χ2=3.916，P=0.048）有統(tǒng)計學(xué)意義，磁共振常規(guī)方法與DWI比較（χ2=0.078，P=0.780）無統(tǒng)計學(xué)意義（表3）。

35例患者其中T1WI、T2WI、PDWI診斷炎癥4例，DWI診斷炎癥11例（其中11均為DWI高信號，SWI未見低信號），其中兩種檢查方法比較（χ2=4.158，P=0.041），有統(tǒng)計學(xué)意義。

討 論

1.概述

頸動脈斑塊形成，是誘發(fā)心腦血管事件的高危因素[8]，磁共振無創(chuàng)血管成像可以觀察頸動脈斑塊的出血及早期炎癥情況，為臨床治療提供指導(dǎo)。

2.磁敏感加權(quán)成像成像原理

磁敏感加權(quán)像（susceptibility weighted imaging，SWI）是一種利用血氧水平依賴效應(yīng)和不同組織間磁敏感差異的磁共振新技術(shù)，它是通過聯(lián)合應(yīng)用長TE、流動補償?shù)燃夹g(shù)對體素信息進(jìn)行濾過的三維梯度回波，使不同組織間的敏感性差異對比增加，所形成的影像有別于臨床常用的磁共振常規(guī)序列（PDWI、T1WI、T2WI）。順磁性物質(zhì)由于磁敏感度的不同導(dǎo)致磁場不均勻改變，因此，位置不同質(zhì)子的自旋頻率也各不相同，在長回波時間的情況下，自旋頻率不同的質(zhì)子間將形成相位差，磁敏感度不同的組織可被SWI區(qū)別。另外，磁矩圖像中相位加權(quán)值與像素的乘積，使得順磁性物質(zhì)產(chǎn)生的信號將被抑制，順磁性物質(zhì)得以呈現(xiàn)。查閱文獻(xiàn)可知，靜脈中的去氧血紅蛋白是順磁性物質(zhì)[9-10]，而含有氧和血紅蛋白的動脈以及部分組織是屬于抗磁性物質(zhì)，它們之間形成明顯的信號差。SWI能夠更好、更敏感地顯示出血及血管畸形，甚至是微小出血灶[11-12]。

圖1 圖像質(zhì)量打分。

3.彌散加權(quán)成像成像原理

磁共振彌散加權(quán)成像（diffusion weighted imaging，DWI）由Hahn在1950年首次公布，由Le Bihn在1986年開始在生物研究中使用。DWI技術(shù)基于水分子的微觀運動，能反映組織中水分子無序擴散運動快慢的信息及分子運動受到的幾何限制（如細(xì)胞膜、細(xì)胞器、其他組織微結(jié)構(gòu)），并將這種擴散能力變?yōu)榛叶刃盘柤捌渌麉?shù)值，它可計算斑塊不同成分的彌散系數(shù)。由于水分子在不同成分中的彌散程度不同，故其信號不同。因此DWI對測量斑塊出血、早期炎癥具有可行性。DWI具有快速、無創(chuàng)的特點[13]，它利用量化的數(shù)值，更好地對頸動脈斑塊成分進(jìn)行檢測判斷出血及早期炎癥情況。

4.SWI、DWI結(jié)合常規(guī)序列對出血和早期炎癥的分析

本研究，先由兩位副高級影像診斷醫(yī)師對兩組圖像進(jìn)行評分，去除其中無法診斷的圖像，5項檢查序列（T1W1、T2WI、PDWI、DWI、SWI）圖像質(zhì)量平均得分為4.95、4.97、4.97、4.8、4.85，其中磁共振常規(guī)序列（T1WI、T2WI、PDWI）聯(lián)合診斷斑塊出血8例；SWI診斷出血17例；DWI高信號9例。磁共振常規(guī)序列顯示炎癥4例，DWI顯示炎癥11例（均經(jīng)SWI證實未見低信號，圖3）。

圖2 男，61歲，右側(cè)頸總動脈分叉處粥樣斑塊形成。A.為T1WI顯示管壁后側(cè)不規(guī)則斑塊，呈稍高信號； B.為T2WI斑塊呈稍高信號； C.為PDWI斑塊呈稍高信號； D.為SWI顯示等信號斑塊內(nèi)見不規(guī)則低信號； E.為DWI顯示斑塊呈稍高信號； F.為Time-SLIP右側(cè)頸動脈分叉處管腔稍狹窄。提示右側(cè)頸總動脈分叉處見斑塊形成，內(nèi)有微出血信號灶。

表2 三種方法檢測出血的卡方檢驗

表3 DWI與常規(guī)序列判斷炎癥情況

圖3 女，50歲，左側(cè)頸總動脈分叉處見斑塊形成，其中T1WI斑塊為等低信號，T2WI等高信號，PDWI為高信號，SWI為等高信號，未見低信號，DWI為高信號，提示該患者斑塊為炎癥水腫，未見出血。

5組圖像質(zhì)量的總體打分之間差異無統(tǒng)計學(xué)意義（P＞0.05），但DWI、SWI組的得分比常規(guī)序列稍低。因為SWI和DWI基本序列都是梯度回波序列，由于梯度回波沒有180度聚焦脈沖的聚焦作用，使得采集信號所受磁場不均干擾顯著，采集信號衰減更快，信噪比下降更多；此外，DWI的彌散梯度和抑脂技術(shù)也使得采集信號進(jìn)一步衰減，因此，DWI的信噪比更低，由于DWI信噪比底，ADC圖像分辨率較差，為ADC值測量帶來了困難，所以本研究放棄了ADC值測量，單從DWI信號改變，探討斑塊出血及炎癥急性改變。

5.影響SWI及DWI成像的因素

影響SWI技術(shù)血管成像的主要因素：①患者的肥胖程度，體型較胖患者的頸部脂肪含量較大，對磁場的均勻性干擾較大。②S1、S2的位置：放置要準(zhǔn)確，通過文獻(xiàn)查閱，人體頸動脈分叉處與第四頸椎上緣平齊[14]，因此用原始矢狀位圖像作為定位像，以確保使用最少的層數(shù)包全頸動脈分叉處（該處為斑塊好發(fā)部位，圖4）。③頸動脈靠近心臟，受心臟搏動的運動偽影影響也較大，需要患者積極配合。

圖4 頸動脈斑塊好發(fā)部位。

SWI在頸動脈斑塊的顯示過程中圖像的信噪比還需改進(jìn)。相信隨著MR硬件設(shè)施的不斷發(fā)展，以及后處理功能的改進(jìn)，SWI能夠更好地應(yīng)用到頸動脈斑塊的診斷中。SWI、DWI技術(shù)的優(yōu)勢是對頸動脈斑塊出血和早期炎癥的評估，提早預(yù)警腦卒中。另外，均為無創(chuàng)成像，能夠減少患者的痛苦和經(jīng)濟負(fù)擔(dān)。

綜上所述，SWI、DWI技術(shù)和磁共振常規(guī)序列在顯示頸動脈的圖像質(zhì)量方面并無明顯差異。診斷頸動脈斑塊出血時，SWI的更為敏感，DWI技術(shù)與磁共振常規(guī)序列沒有明顯差異，然而DWI能較好地顯示斑塊內(nèi)早期炎癥。因此，在臨床應(yīng)用上，在磁共振常規(guī)檢查的基礎(chǔ)上結(jié)合SWI、DWI序列能預(yù)警頸動脈斑塊內(nèi)早期炎癥及出血改變，對判斷斑塊的易損性具有較大的臨床應(yīng)用價值。

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