低浓度对比剂CE-MRA在急性缺血性脑卒中磁共振血管成像及灌注成像中的应用价值

符艳梅，陈首民，彭川，张志富，阚豫波

随着影像技术的发展，影像学评估颅内血管狭窄在缺血性卒中中的应用越来越广泛。DSA、CTA和MRA均可显示血管狭窄情况[1-3]。MRA因具有创伤小、无放射性损害等优势广泛应用于临床。临床较常用的头颅MRA有三维时间飞跃法MRA(3D-TOF-MRA)和注射对比剂的增强MRA(CE-MRA)[4-5]。CE-MRA较3D-TOF-MRA扫描时间短、范围广、可同时评估颅内外血管。但CE-MRA扫描需要对比剂，若同时扫描动态磁敏感灌注成像(DSC-PWI)，对比剂用量较大，可增加患者肾源性纤维化、脑部对比剂沉积的风险[6-7]。本研究旨在通过采用低浓度对比剂CE-MRA对急性缺血性脑卒中患者进行成像，探讨其在卒中患者MRA及PWI中的应用价值。

1 对象与方法

1.1 对象 连续纳入2018年6月至2019年5月在本院就诊的怀疑头颈动脉狭窄的患者40例，其中男27例，女13例；年龄55～82岁，平均(69.69±10.91)岁。纳入标准：(1)临床高度怀疑急性缺血性脑卒中，且NIHSS评分≥3分；(2)神经系统发作时间在24 h以内；(3)所有患者行MRI检查(包含MRA序列)、DSA检查且影像学资料可用于评估。排除标准：(1)存在MRI检查禁忌证；(2)拒绝DSA检查；(3)MRI或DSA有运动伪影图像无法评估。对需要行MRI检查的患者采用低浓度扫描或常规浓度扫描(奇数日期扫描的患者采用低浓度扫描，偶数日期扫描的患者采用常规浓度扫描)，共采集20例低浓度对比剂扫描模式(对比剂浓度为0.25 mmol/ml)患者及20例常规浓度对比剂扫描模式(对比剂浓度为0.5 mmol/ml)患者。记录所有患者MRI至DSA的检查时间间隔(min)及MRI至DSA时NIHSS评分的变化(NIHSSDSA-NIHSSMRI)。所有患者均签署知情同意书。

1.2 方法

1.2.1 影像检查方法 采用1.5 T MR扫描设备(GE Signa Hde)进行检查。脑卒中扫描序列包括T2-Flair、DWI、CE-MRA、PWI。其中CE-MRA扫描参数为快速场回波序列，TR 4.9 ms，TE 1.82 ms，矩阵528×531，视野(FOV)330 mm×330 mm，层厚1 mm，扫描时间为49 s。采用Accutron MR双流高压注射器(Medtron)进行给药，A管为钆喷酸葡胺(Gd-DTPA，广州康辰药业有限公司)，B管为生理盐水。低浓度组高压注射器程序1设定浓度为50 %，程度2设定浓度为0 %，常规浓度组高压注射器程序1设定浓度为100 %，程度2设定浓度为0 %。流速设定为2.5 ml/s，对比剂剂量两组均为0.2 ml/kg。注射部位选择右侧肘前静脉。DSC-PWI扫描参数为：TR 2 000 ms，TE 30 ms， FOV 224 mm×224 mm，层厚4 mm，扫描时间88 s。DSC-PWI对比剂浓度设定与CE-MRA相同，流速设定4 ml/s。采用Siemens DSA数字减影机进行手术造影，股动脉穿刺置管后分别进行头臂干、左颈总动脉、左锁骨下动脉造影，为确保获得有效的头颈动脉正、斜位和侧位图像，必要时加做旋转。

1.2.2图像处理与分析 对原始数据进行减影处理后，以三维最大密度投影(MIP)进行图像重建，以每隔6°做多方位、多角度投影重建。采用工作站自带的T2*perfusion软件处理DSC-PWI图像，获得达峰时间(TTP)图。缺血半暗带定义为TTP图像存在低灌注区，DWI弥散受限区域较小或无。由2位有经验的神经放射学诊断医师采用双盲法对所有PWI、DWI图像进行分析，结果不一致时经协商后达成一致。具体有：(1)图像质量评分采用5分法进行评分。0分：图像质量极差；1分：图像质量差，动脉强化程度稍差，血管轮廓稍显模糊，不满足诊断要求；2分：图像质量一般，动脉强化良好，血管轮廓粗糙，信号不均匀，基本不影响诊断分析；3分：图像质量良好，动脉强化好，血管边缘清晰，信号较均匀，符合诊断要求；4分：图像质量极好，血管边缘锐利，信号均匀，完全符合诊断要求。(2)信号测量：将原始图像传入飞利浦自带后处理工作站上，由2名医生独立测量未减影原始增强图像两侧颈动脉分叉处、大脑中动脉起始处信号强度(SI)、颈动脉血管邻近肌肉组织的信号强度(SIm)。图像噪声为同层水平背景信号的标准差(SDn)。信噪比(SNR)为SI/SDn；对比噪声比(CNR)为(SI-SIm)/SDn。所有患者SI、SNR、CNR结果取2名医生测量的平均值。(3)血管狭窄分析：记录血管狭窄的位置及狭窄程度。狭窄程度采用4分法进行评估：1分为无狭窄；2分为轻度狭窄(管腔狭窄<50%)；3分为中重度狭窄(管腔狭窄：50%～99%)；4分为血管闭塞。(4)缺血半暗带分析：采用3分法判断是否存在缺血半暗带：1分，存在缺血半暗带；2分，可能存在缺血半暗带；3分，无缺血半暗带。由5位影像科医生独立评估低剂量组与常规剂量组的缺血半暗带情况。

1.2.3 统计学方法 应用SPSS 19.0统计学软件进行数据处理。采用Kendall’s W检验进行观察者间一致性分析，Kendall’s W系数>0.9表示具有较强的一致性。采用非样本参数独立样本Mann-Whitney检验分析图像质量；采用独立t检验对图像信号进行分析。P<0.05为差异有统计学意义。

2 结 果

2.1 低浓度组与常规浓度组图像质量及信号比较 两组图像质量评分均在3～5分，低浓度组图像质量评分为(3.75±0.64)分；常规浓度组质量评分为(3.85±0.67)分，两组间比较差异无统计学意义(t=-0.483；P=0.632)。低浓度组颈大脑中动脉起始处SNR、CNR均低于常规浓度组，差异有统计学意义(均P<0.05)(表1)。

表1 低浓度组与常规浓度组信号比较(n=20)低浓度组常规浓度组t值P值颈总动脉分叉处 SI1198.30±43.521222.95±54.47-0.4830.632 SNR201.85±28.71191.15±16.58-0.1580.122 CNR197.95±24.53191.15±16.581.4430.157大脑中动脉起始部 SI1535.70±69.971543.61±93.38 0.303 0.764 SNR230.25±16.86307.85±15.82-15.0380.000 CNR211.05±21.13279.10±14.94-11.7620.000

2.2 低浓度组与常规浓度组血管狭窄情况与DSA比较 两组患者MRI至DSA检查时间间隔[(53.70±10.13)vs.(59.00±6.90)]及MRI至DSA时NIHSS评分变化[(0.55±0.51)vs.(0.45±0.51)]无明显统计学差异(t=-1.934，P=0.061；t=0.620，P=0.539)。20例常规浓度患者CE-MRA上共诊断59个动脉节段狭窄，其中轻度狭窄16段、中重度狭窄21例、闭塞22段，观察者之间一致性k=0.85。以DSA为金标准，1个动脉节段轻度狭窄被诊断为中重度狭窄，1个动脉节段轻度狭窄被诊断为中重度狭窄，1个动脉节段中重度狭窄被诊断为闭塞，常规浓度组CE-MRA诊断动脉狭窄的准确率为94.92%(56/59)(表2、图1)。20例低浓度患者CE-MRA上共诊断53个动脉节段狭窄，其中轻度狭窄13段、中重度狭窄20例、闭塞20段，观察者之间一致性k=0.87。以DSA为金标准，1个动脉节段段轻度狭窄被诊断为中重度狭窄，1个动脉节段中重度狭窄被诊断为轻度狭窄，1个动脉节段闭塞被诊断为中重度狭窄，低浓度组CE-MRA诊断动脉狭窄的准确率为94.34%(50/53)(表2、图2)。

2.3 低浓度组与常规浓度组DSC-PWI结果分析 对20例常规浓度患者的DSC-PWI及DWI数据进行分析发现，17例患者存在缺血半暗带(图3)，1例患者可能存在缺血半暗带，2例患者无缺血半暗带，Kendall’s W系数为0.976，观察者间一致性较强。20例低浓度患者中，16例存在缺血半暗带(图4)，2例可能存在缺血半暗带，2例无缺血半暗带，Kendall’s W系数为0.938，观察者间一致性较强。

表2 常规浓度组、低浓度组与DSA诊断动脉狭窄分布情况血管节段常规浓度CE-MRA/DSA轻度狭窄中重度狭窄闭塞低浓度CE-MRA/DSA轻度狭窄中重度狭窄闭塞颈总动脉3/33/30/02/22/20/0颈内动脉颈段3/33/34/42/24/44/4颈内动脉岩骨段0/01/11/10/01/10/0颈内动脉床突上段2/32/14/42/31/03/3大脑前动脉0/01/12/20/02/21/1大脑中动脉5/55/58/84/46/610/10椎动脉颈段0/01/10/00/01/10/0椎动脉硬膜内段1/22/10/01/00/10/0基底动脉1/12/21/11/11/11/1大脑后动脉1/11/22/11/12/11/2合计16/1821/2022/2113/1320/1920/21

图1 常规浓度组患者CE-MRA(A)示右侧大脑中动脉闭塞(红箭头)，与DSA(B)所示一致

图2 低浓度组患者CE-MRA(A)示右侧大脑中动脉闭塞(红箭头)，与DSA(B)所示一致

图3 常规浓度组患者DWI(A)示左侧额颞叶急性脑卒中，PWI(B)示TTP图可见左侧额颞枕叶灌注异常，存在缺血半暗带

3 讨 论

缺血性脑卒中作为最常见的卒中类型，常存在颅内外血管狭窄或闭塞，对颅内外血管进行及时、准确的评估对卒中的诊断、治疗及预后评估具有重要的作用[8-9]。MRA因其无放射性损伤、受主观因素影响小、重复性高等优势广泛应用于临床，其中CE-MRA具有扫描时间短、范围广、可同时评估颅内外血管等诸多优势[4]，然而，CE-MRA需使用外源性对比剂。若同时扫描DSC-PWI[10]，对比剂用量较大，可增加患者肾源性纤维化、脑部对比剂沉积的风险。有较多研究认为采用高场强MR、多通道线圈、并行采集技术等可减少对比剂用量进行CE-MRA扫描[11-12]。有研究认为可通过稀释对比剂浓度进行CE-MRA检查，而降低对比剂用量[12]。但该方法需预先稀释对比剂，费事费力，不太适用于临床急诊卒中扫描。Tomasian等[13]认为将对比剂浓度降至0.047 mmol/kg时，依然可以获得良好的图像质量，然而该法对技术熟练度要求较高，不好把握时间窗。本研究采用双流高压注射器进行低浓度对比剂检查，将A管的钆对比剂和B管的生理盐水同时进行注射，从而达到稀释对比剂、降低对比剂剂量的目的，不仅节约了低浓度对比剂准备的时间，且操作方便、可重复高。

本研究通过对常规浓度组与低浓度组图像质量及信号评分后发现，两组间颈动脉分叉处SI、SNR和CNR差异无统计学意义；虽低浓度组大脑中动脉起始处SNR和CNR低于常规浓度组，然而两组图像质量评分均在3～5分，均已达到诊断要求，两组图像质量评分差异无统计学意义。此外，本研究还分析了两组患者动脉狭窄的位置，且与金标准DSA进行对比发现，20例常规浓度患者的59个动脉节段狭窄中，其中1段颈内动脉床突上段轻度狭窄被诊断为中重度狭窄，1段椎动脉硬膜内段轻度狭窄被诊断为中重度狭窄，1段大脑后动脉中重度狭窄被诊断为闭塞，常规浓度组CE-MRA诊断动脉狭窄的准确率高达94.92%。20例低浓度组患者CE-MRA上共诊断53个动脉节段狭窄，1段颈内动脉床突上段轻度狭窄被诊断为中重度狭窄，1段椎动脉硬膜内段中重度狭窄被诊断为轻度狭窄(判断狭窄程度时考虑为流空效应影响而诊断为轻度狭窄)，1段大脑后动脉闭塞被诊断为中重度狭窄，低浓度组CE-MRA诊断动脉狭窄的准确率同样较高，为94.34%。可见，虽然低浓度组SI、SNR和CNR与常规浓度组有差异，然而对于图像质量评分、动脉狭窄情况的显示与常规浓度组无明显差异，该方法可在降低对比剂注入量的前提下，作为诊断急性卒中颅内外血管狭窄情况的扫描方案。

DSC-PWI作为急性脑卒中MRI扫描方案的重要组成部分，主要用于评估灌注不匹配，即缺血半暗带，从而指导临床溶栓及取栓治疗[14-15]。Nael等[12]认为半剂量(0.05 mmol/kg)对比剂的DSC-PWI可以获得与全剂量(0.1 mmol/kg)相似的定量脑灌注结果。本组40例患者随机应用常规浓度和低浓度进行DSC-PWI扫描，每组各20例。20例常规浓度组中，17例患者存在缺血半暗带，1例患者可能存在缺血半暗带，2例患者无缺血半暗带，观察者间具有较强的一致性。20例低浓度组中，16例存在缺血半暗带，2例可能存在缺血半暗带，2例无缺血半暗带，观察者间一致性较强。故低浓度DSC-PWI成像在不影响灌注诊断的前提下可降低对比剂注入量，降低损害。

本研究的不足之处在于病例数较少，后期会加大样本量，进一步验证该扫描方案的可行性；其次，出于伦理学考虑，低浓度组与常规浓度组的DSC-PWI扫描为随机扫描，未对两组患者进行半暗带定量分析，未来需定量分析两组间PWI的图像质量。

综上所述，低浓度对比剂CE-MRA和PWI在不影响图像诊断质量的前提下，可降低对比剂注入量、减少对患者的损害，在急性脑卒中的MRI扫描方案中具有广泛的应用价值。