3D ASL聯(lián)合3D T1高分辨黑血管壁成像技術(shù)對(duì)煙霧病導(dǎo)致TIA的診斷應(yīng)用

杜亞強(qiáng),李亞光,韓 康,許 慧,閆子佳,母建奎,雷立存*

(1.河北醫(yī)科大學(xué)第四醫(yī)院 體檢部,河北 石家莊050011;2.河北醫(yī)科大學(xué)第一醫(yī)院 放射與核醫(yī)學(xué)科,河北 石家莊050031)

煙霧病(Moyamoya Disease,MMD)導(dǎo)致的短暫性腦缺血發(fā)作(Transient Ischemic Attack,TIA)臨床診斷目前主要依靠磁共振成像平掃和三維時(shí)間飛躍法MR血管造影[1-2],但是這兩種檢查不能反映腦血流灌注和血管斑塊的情況,對(duì)臨床指導(dǎo)下一步治療提供的價(jià)值有限。數(shù)字減影血管造影(Digital Subtraction Angiograph,DSA)是診斷煙霧病的金標(biāo)準(zhǔn),然而DSA具有侵入性,特別是對(duì)于兒童MMD患者,常需要全身麻醉才能完成該項(xiàng)檢查。三維動(dòng)脈自旋標(biāo)記成像(3D Arterial Spin Labeling imaging,3D ASL)是一種通過(guò)MRI獲取血流信息的非侵入性成像技術(shù),已被用于測(cè)量各種中樞神經(jīng)系統(tǒng)疾病的腦血流量,反映患者顱內(nèi)的血流灌注情況[3-7]。顱內(nèi)3D T1高分辨黑血管壁成像技術(shù)(3D T1 Black Blood imaging,3D T1BB)可以區(qū)分顱內(nèi)動(dòng)脈血管壁的血栓是穩(wěn)定斑塊還是易損斑塊[1]。本研究擬采用3D ASL[2]聯(lián)合3D T1BB技術(shù)對(duì)煙霧病導(dǎo)致TIA的患者進(jìn)行檢查,探討兩種技術(shù)聯(lián)合應(yīng)用對(duì)煙霧病導(dǎo)致TIA的診斷應(yīng)用價(jià)值。

1 對(duì)象與方法

1.1 研究對(duì)象選取河北醫(yī)科大學(xué)第一醫(yī)院2021年7月到2022年10月神經(jīng)內(nèi)科收治的疑似煙霧病導(dǎo)致TIA的患者172例,男82例,女90例,年齡范圍為45～79歲,平均年齡58.6歲。采用DSA診斷煙霧病的獨(dú)立標(biāo)準(zhǔn)[8],至少應(yīng)符合以下標(biāo)準(zhǔn):(1) 頸內(nèi)動(dòng)脈終末段(TICA) 和(或)大腦前動(dòng)脈(ACA) 起始段和(或)大腦中動(dòng)脈(MCA)起始段嚴(yán)重狹窄或閉塞;(2)動(dòng)脈期在閉塞動(dòng)脈周圍有異常血管網(wǎng);(3)上述病變應(yīng)該是雙側(cè)的。TIA診斷依據(jù)短暫性腦缺血發(fā)作的中國(guó)專家共識(shí)更新版(2011年)版本[9]。排除標(biāo)準(zhǔn):不包括腦動(dòng)脈粥樣硬化,自身免疫性疾病,腦膜炎,腦瘤,唐氏綜合征,頭部創(chuàng)傷,由部分放射治療引起的類似的腦血管疾病。本研究為回顧性研究,經(jīng)過(guò)河北醫(yī)科大學(xué)第一醫(yī)院倫理委員會(huì)批準(zhǔn),免除受試者知情同意。

1.2 方法對(duì)所有患者進(jìn)行常規(guī)序列掃描,掃描設(shè)備及其參數(shù):SIEMENS PRISMA 3.0T磁共振儀,20通道頭部線圈,先對(duì)患者行MRI平掃,序列包括T1WI,T2WI,FLAIR,3D-TOF。用TOF重建動(dòng)脈血管圖像確定斑塊位置,對(duì)斑塊行3D-T1黑血?jiǎng)用}管壁成像技術(shù),MRI平掃:T1WI的TR 150 ms,TE2.49 ms,層厚 5.0 mm;T2WI的TR 7500 ms,TE81 ms,層厚 5.0 mm;MRA的TR 21 ms,TE 3.43 ms,層厚 0.7 mm;FLAIR的TR 7500 ms,TE 81 ms,層厚 5.0 mm;3D T1高分辨黑血?jiǎng)用}管壁成像:采用3D-T1WI,掃描范圍為局部狹窄病變,TR 600 ms,TE 20 ms,矩陣256×256,視野22 cm,層厚0.9 mm,層數(shù)60,掃描時(shí)間268 s,MRA掃描參數(shù):TR21 ms,TE3.43 ms,FOV20×20 cm,層厚0.7 mm。3D ASL的TR 4632 ms,TE 11 ms,標(biāo)記后延遲時(shí)間1980 ms層厚4 mm,掃描時(shí)間260 s。DSA檢查使用西門子 Artiszee 平板血管造影機(jī)對(duì)對(duì)照組患者進(jìn)行常規(guī)腦血管造影(DSA),采用 Seldliger 技術(shù)對(duì)腦血管疾病患者股動(dòng)脈進(jìn)行穿刺,使用高壓注射器選擇非離子型造影劑流率2～5 ml/s,總量6～8 ml,壓力200～300 Pa,在患者雙側(cè)椎動(dòng)脈,和兩側(cè)頸內(nèi)、外動(dòng)脈進(jìn)行造影,分別獲取患者正、水平側(cè)位和25～30°湯氏位腦血管的影像。

1.3 圖像分析所有圖像傳到西門子圖像工作站,3D T1高分辨黑血管壁成像圖像進(jìn)行多平面重建。高分辨率MRI圖像顯示血管內(nèi)外壁清晰或大部分顯示圖像清晰,則進(jìn)行下一次觀察,否則將患者排除在納入組之外;血管狹窄模式的診斷標(biāo)準(zhǔn)定義如下:高分辨率MRI圖像顯示病變血管如果管壁為環(huán)狀均勻狹窄,則定義為向心狹窄,如果管壁一邊形成斑塊則定義為偏心狹窄;如果病變部位的血管腔看不見或幾乎不可見,則定義閉塞;其中血管狹窄的定義是與鄰近的正常管腔相比,其直徑減小。判斷穩(wěn)定斑塊和易損斑塊的標(biāo)準(zhǔn)是增強(qiáng)后是否有強(qiáng)化。由兩位神經(jīng)放射學(xué)的醫(yī)生進(jìn)行以下指標(biāo)的觀察并做好記錄,觀察不一致時(shí)由第三名醫(yī)生加入進(jìn)行判斷。觀察ASL健側(cè)和患側(cè)的腦灌注是否有差異。

2 結(jié)果

2.13D T1BB顯示172例患者中有MCA血管344根,其中發(fā)現(xiàn)有穩(wěn)定斑塊82根(23.84%),易損斑塊262根(76.16%),斑塊特征為斑塊呈向心性狹窄,易損斑塊增強(qiáng)掃描可見明顯強(qiáng)化,見圖1。

圖1 患者影像學(xué)檢查圖像(女性,64歲,主因頭暈3天入院,A為DSA圖,顯示雙側(cè)大腦中動(dòng)脈閉塞,診斷為煙霧病;B為3D ASL灌注腦血流量圖,顯示左側(cè)基底節(jié)區(qū)灌注明顯降低;C為3D T1 BB平掃圖像,顯示左側(cè)大腦中脈向心性狹窄斑塊;D為3D T1 BB增強(qiáng)掃描圖像,顯示斑塊明顯強(qiáng)化,診斷為易損斑塊)

2.2以DSA為金標(biāo)準(zhǔn),3D ASL診斷真陽(yáng)性為105例,真陰性19例,假陽(yáng)性7例,假陰性41例,3D T1BB診斷真陽(yáng)性為112例,真陰性21例,假陽(yáng)性5例,假陰性34例,3D ASL聯(lián)合3D T1BB診斷真陽(yáng)性139例,真陰性18例,假陽(yáng)性8例,假陰性7例,3D ASL聯(lián)合3D T1BB診斷煙霧病導(dǎo)致TIA的敏感度、特異度和準(zhǔn)確度分別為95.21%、69.23%、91.28%,其敏感度和準(zhǔn)確度均高于單獨(dú)應(yīng)用3D ASL和3D T1BB(P<0.01),3種診斷方法的特異度比較,差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。3D ASL聯(lián)合3D T1BB診斷方法曲線下面積為0.822,高于分別兩項(xiàng)單獨(dú)診斷的曲線下面積(3D ASL,AUC=0.725;3D T1BB,AUC=0.787)(表1,圖2)。

表1 3種不同診斷方法診斷效能比較(n,%)

圖2 3種不同診斷方法的診斷效能ROC曲線

3 討論

煙霧病東亞地區(qū)的發(fā)病率較高,尤其在日本[6]為最高[10-11]。腦組織灌注是腦組織器官、毛細(xì)血管進(jìn)行氧合作用和物質(zhì)交換的基礎(chǔ),只有這樣才能維持正常組織器官的功能和活動(dòng),當(dāng)腦組織發(fā)生TIA時(shí),首先發(fā)生的就是腦灌注不足[12-16]。在臨床上進(jìn)行磁共振平掃時(shí)不能反映腦組織的灌注情況,CT增強(qiáng)存在過(guò)敏反應(yīng)的危險(xiǎn),動(dòng)脈自旋標(biāo)記不需要使用對(duì)比劑就可以反映顱內(nèi)血液的灌注情況,動(dòng)脈自旋標(biāo)記(ASL)以動(dòng)脈血內(nèi)水質(zhì)子為內(nèi)源性示蹤劑,并用翻轉(zhuǎn)或飽和RF脈沖對(duì)其進(jìn)行標(biāo)記,待其流入成像層面,采集被標(biāo)記的圖像信息及不被標(biāo)記的圖像信息并使之相減,進(jìn)而獲得腦血流灌注圖像,對(duì)這種差異進(jìn)行測(cè)量成像,是一種真正的非侵入性的磁共振腦灌注成像技術(shù)[17-20]。

3D ASL具有較高的信噪比,能夠反映腦組織的血流灌注的變化,能夠發(fā)現(xiàn)MR平掃發(fā)現(xiàn)不了的腦血流量降低。腦血流量的降低與血管本身是否存在狹窄以及狹窄的程度有關(guān)系,如果目標(biāo)血管的狹窄程度越大,說(shuō)明該血管的舒張功能降低導(dǎo)致血流灌注降低[21]。但是有的研究認(rèn)為,血管的狹窄程度與血流灌注并不呈正比[22],其主要的病理變化是由于長(zhǎng)期慢性的狹窄,造成側(cè)支循環(huán)的建立,如果側(cè)支循環(huán)的代償作用,可不會(huì)造成腦血流量的變化,或者由于側(cè)支循環(huán)建立良好也可能導(dǎo)致腦血流量的增加[23-25]。本研究采用3D T1BB可以發(fā)現(xiàn)血管壁是否存在穩(wěn)定斑塊和易損斑塊,3D T1BB技術(shù)作為傳統(tǒng)血管成像的補(bǔ)充和參數(shù)的優(yōu)化,可以全面評(píng)價(jià)血管管壁,幫助鑒別管腔狹窄原因具有較好的發(fā)展前景[22]。3D T1BB技術(shù)的實(shí)現(xiàn)需要滿足以下要求:①圖像采用高分辨率,高分辨率包括高空間分辨率和高信噪比,大腦中動(dòng)脈和基底動(dòng)脈管壁正常厚度為 0.2～0.3 mm,約為管腔直徑的1/10;②采用T1加權(quán);③多平面的3D采集,能夠進(jìn)行多平面重建和最小信號(hào)投影;④能夠抑制不必要的血液流動(dòng)信號(hào),從而準(zhǔn)確識(shí)別血管腔-壁交界。在同等條件下,3T比1.5T磁共振具有更高的信噪比。本研究采用3T磁共振掃描,均獲得滿意的圖像。

顱內(nèi)血管斑塊的主要成分有脂質(zhì)、血栓及其血小板和纖維蛋白、細(xì)胞物質(zhì)和結(jié)締組織基質(zhì)等,顱內(nèi)血管斑塊的進(jìn)展主要與斑塊內(nèi)脂質(zhì)的聚集、纖維帽的形成及斑塊內(nèi)出血密切相關(guān)。本研究通過(guò)3D T1BB技術(shù)能夠了解管腔狹窄和管壁斑塊的情況,通過(guò)3D ASL反應(yīng)顱內(nèi)腦血流量的變化,二者相互結(jié)合診斷煙霧病合并TIA的敏感度、準(zhǔn)確度都高于MR平掃。本研究發(fā)現(xiàn)煙霧病斑塊在3D T1BB技術(shù)中大多數(shù)表現(xiàn)為向心性管壁增厚,這與其他研究發(fā)現(xiàn)一致[26]。

目前隨著MR軟硬件的不斷發(fā)展,作為傳統(tǒng)管腔成像技術(shù)的補(bǔ)充和優(yōu)化,3D T1 BB技術(shù)已逐漸成熟,如成像空間發(fā)展到3D技術(shù),使血流抑制效果不斷改善,同時(shí)加大目標(biāo)血管空間覆蓋率、對(duì)管壁斑塊的檢出、斑塊的定量分析以及對(duì)鄰近管腔結(jié)構(gòu)的顯示更加精確化[26-30]。

本研究聯(lián)合3D ASL和3D T1BB技術(shù),不僅能夠反映腦組織血流灌注情況,同時(shí)可以發(fā)現(xiàn)血管壁斑塊的性質(zhì),二者聯(lián)合應(yīng)用的敏感度、準(zhǔn)確度均高于單獨(dú)應(yīng)用3D ASL和3D T1 BB。本研究發(fā)現(xiàn)煙霧病導(dǎo)致的TIA會(huì)導(dǎo)致腦血流量下降,煙霧病斑塊大多數(shù)表現(xiàn)為向心性管壁增厚,聯(lián)合應(yīng)用3D ASL和3D T1BB技術(shù)對(duì)煙霧病具有較高的診斷價(jià)值。