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谈高分辨磁共振成像3D-VISTA 技术在检测脑微出血中的应用价值

  淀粉样脑血管病( cerebral amyloid angiopathy,CAA) 又被称为嗜刚果红性血管病,其病理特征为软脑膜和皮层下小血管壁内沉积淀粉样物质,可以通过HE 染色以及刚果红染色进行检测。随着老年化社会的临近,脑出血死亡率会进一步提高。CAA 是血压正常的老年人自发性脑实质出血的重要原因,而且随着年龄增大,CAA 发病率不断提高,脑实质反复出血是CAA 最主要也是最严重的并发症。因此,早期诊断并临床干预是预防CAA 脑实质出血的重要手段。在CAA 出现明显脑实质出血前,神经影像学检查发现脑微出血( cerebral microbleeds,CMB) 是CAA 常见神经影像学表现。目前梯度回波T2* 成像( gradient recalledecho,GRE ) 与磁敏感加权成像( susceptibilityweighted imaging,SWI) 是检出脑微出血的常用检查方法,但SWI 相对GRE 显示微出血更加准确。本研究采用基于T1 加权的三维各向同性的高分辨率快速自旋回波( three-dimensional volumetric isotropicturbo spin echo acquisition,3D-VISTA) 高分辨磁共振技术,对比GRE 序列、SWI 序列,探讨3D-VISTA 技术对CAA 脑微出血的应用价值。
  1 资料和方法
  1.1 一般资料
  收集2014 年12 月至2015 年9 月我院临床初步诊断CAA 的患者65 例,男33 例,女32 例,年龄62~89 岁,平均69.63±7.42 岁。
  纳入标准: ①临床初步诊断为CAA 患者( CAA 诊断按照波士顿诊断标准) ,进行核磁共振检查; ②所有患者MRI 检查均签署检查同意书,了解MRI 检查的相关事项,所有患者均进行SWI 序列、GRE 序列以及3D-VISTA 序列检查; ③排除已经确诊的脑出血、颅内占位、血管畸形等疾病。
  1.2 检查方法及图像后处理
  本研究使用飞利浦Achieva 3.0T 超导核磁共振仪,8 通道头部线圈,用海绵垫固定患者头部,防止运动伪影。SWI 序列: TR/TE = 34 ms /49 ms,翻转角15°,FOV: 240 mm×240 mm,矩阵: 256×256,扫描时间: 平均6 min; 3D-VISTA 序列: TR/TE = 2000 ms /38ms,翻转角50° ~120°,FOV: 200 m×166 mm×45 mm,矩阵: 400×332×90,扫描时间: 平均7.6 min; GRE 序列: TR/TE=425 ms/20 ms,翻转角20°,FOV: 240 mm×240 mm,矩阵: 256×256,扫描时间: 平均4 min。所有原始数据导入MR Systems Achieva Release 2.6.3.6工作站进行图像后处理,包括SWI 最小密度投影、3D-VISTA多曲面重建。
  1.3 图像分析及统计学方法
  长期从事MRI 诊断工作的主治医师和副主任医师各一名,两者分别在独立工作站进行图像评估,存在异议则讨论达成一致,评估内容包括图像信噪比、病变显示情况、各序列脑微出血部位和数目。图像质量对照李克特量表进行分级,共分为5 级,按照1 ~ 5 分进行评定: 5 分,很清晰; 4 分,清晰; 3 分,满意; 2 分,一般; 1 分,差。对图像进行筛选,分别为SWI 序列与GRE 序列对比,SWI 序列与3D-VISTA 序列对比,且对比患者的图像均达到合格及以上的评分。按照皮质-皮质下区、基底节、丘脑、小脑及脑干分区进行评判。脑微出血严重程度分级: 0 级: 无; 1 级: 1 ~ 3 个; 2 级: 4 ~ 10 个; 3 级: >10个。脑微出血分级严重程度符合记以阳性。采用IBM SPSS 23.0 for Mac 软件包进行统计分析。采用Kappa 一致性检验,Kappa 值< 0 无意义,Kappa≥0. 75 一致度相当满意,Kappa≥0.4 并且<0.75 提示有较好的一致度,Kappa<0.4 一致程度不理想。P<0. 05 为差异有统计学意义。
  2 结果
  2.1 扫描序列图像质量
  所有患者图像按照分级评分进行统计,GRE 序列达到合格以上的有46 例,SWI 序列达到合格以上的有42 例,3D-VISTA 序列达到合格以上的有38 例。
  2.2 CAA 患者脑微出血表现
  65 例CAA 患者,脑微出血除脑干、小脑、丘脑及基底节区外,其余均分布于大脑皮层-皮层下。病灶表现为点状、条状、类圆形低信号灶,大小不等,直径约2 ~ 5 mm,部分病灶融合成小片状或串珠状,周边未见水肿 。
  2.3 三种扫描序列一致性检验分析
  以SWI 序列为标准分别与GRE、3D-VISTA 序列进行对比,其中GRE 序列与SWI 序列同时达到合格以上的患者为35 例,SWI 序列与3D-VISTA 序列同时达到合格以上的患者为29 例,因此SWI 序列与GRE 序列进行对比分级共有205 个分级,SWI序列与3D-VISTA 序列对比分级共有145 个分级。经过两两Kappa 检验,SWI 序列与GRE 序列一致性较好,SWI 序列与3D-VSITA 序列也有很好的一致性。
  2.4 3D-VISTA 序列对动脉斑块显示情况本研究中,部分病例血管内斑块显示清晰,高分辨序列中,T2WI 显示斑块为稍低信号,其信号高于流空血管信号; 3D-VISTA 序列信号为等信号,一样高于流空血管信号,同时也能很好地显示管壁情况。
  3 讨论
  CAA 是一种少见的脑血管疾病,目前病因尚不明确,很多学者认为CAA 属于一种自身免疫性疾病,且随着年龄的增长,CAA 的发病率急剧上升,在90 岁以上的人群中,发生自发性脑出血的患者有超过一半是由CAA 所导致。在体的CAA 确诊往往是在出现明显脑内出血外科手术后或尸体病理检查获得,由于CAA 脑出血具有多发及复发性的特点,预后非常差,死亡和致残率明显升高,因此在出现明显脑叶出血前诊断CAA 是非常必要的。由于CAA 淀粉样物质累及脑内小动脉和微动脉管壁,CAA 容易导致脑内微小动脉狭窄及皮层-皮层下多发脑微出血,因此神经影像学检查是现有诊断CAA常用且有效的方法,其主要目的在于探查脑微出血的发生情况。有研究指出脑微出血的有无和CAA病变严重程度相关,因此筛查脑微出血对CAA 的诊断有决定性作用。
  SWI 序列是目前检出脑微出血的常用神经影像学方法,其检出率可达100%,国内外多项研究指出SWI 序列对比GRE 序列对脑微出血的检出具有明显的优势。SWI 序列以GRE 序列为基础开发而来,该序列具有很高的敏感性和特异性。SWI 序列采用高分辨率三维梯度回波成像技术,能在三个方向上实现完全的流动补偿,通过最小密度投影重建技术获得高对比度的静脉血管重建图像,能区分脑内低信号的静脉血管断面与脑微出血。同时,通过获得的相位图还能区别脑内钙化灶,这使SWI 序列能对脑微出血的诊断达到很高的敏感性和准确性。但GRE 序列也有一些优点,比如能够检测脑内小血肿及2 h 内的超早期脑出血病灶。本研究通过对比GRE 与SWI 序列脑微出血的数目及分布部位,证明SWI 序列对脑微出血的检出率较GRE序列有较好的一致性,此结果与国外学者研究结果一致。但与GRE 序列一样,SWI 获得的是脑内静脉三维重建图像,两种检查方法都不能获得脑内动脉的血管图像,对脑内小动脉的观察存在局限性,而CAA 的病理特点就是累及脑内小动脉而导致脑内小动脉狭窄。因此在进行核磁共振检查时,如能加入对小动脉成像的检测,对于CAA 的筛查能够更加准确,为临床提供更丰富的影像学资料。本研究选用基于T1 的3D-VISTA 技术是最近用于观察脑内动脉的高分辨率三维成像方法,在一个扫描方向上能达到4 ~ 5 mm 的分辨率,并且能达到45 mm 长的采集覆盖面,由于采用可变多翻转角度,能获得更长的回波链,在缩短扫描时间的同时能达到更高的信噪比,同时利用多平面重组技术,能明显减少脑内动脉管壁评估的误差。在进行血管成像的同时,研究组发现3D-VISTA 技术能够对脑微出血有较准确的显示。GRE 序列、SWI 序列以及3D-VISTA 序列对于扫描技术与设备成像时间差别不明显,这一点能够较好地满足临床工作要求。
  本研究结果表明3D-VISTA 技术的扫描时间和SNR 与SWI 序列没有明显差异。3D-VISTA 技术图像合格率为58.5%( 38 /65) ,而SWI 序列图像合格率为64.6%( 42 /65) ,经过分析考虑为扫描期间患者耐受程度不同所致。以SWI 序列为金标准,3DVISTA序列与其一致性Kappa 值为0.6113,提示两种扫描技术有较好的一致性。可以认为,3D-VISTA技术在一定程度上对脑微出血的显示与SWI 吻合。临床可以选择3D-VISTA 技术同时评价脑内动脉和脑微出血。
  65 例CAA 患者经3D-VISTA 检查发现部分患者存在不同程度的脑内动脉狭窄。进行一致性分析时,研究组发现3D-VISTA 序列显示的脑微出血分级严重程度的假阴性以及假阳性发生率较为高,经过反复对比图像分析,考虑为微小病灶在3DVISTA扫描序列中显示受限所致,导致严重程度分级不和,但实际上数量不吻合情况并不明显。本研究具有一定前瞻性,提示3D-VISTA 技术可以用于CAA 的神经影像学诊断中。
  综上所述,本研究结果表明,3D-VISTA 技术对CAA 患者脑微出血的检出具有很高的可靠性。高分辨核磁共振成像3D-VSITA 技术能够应用于CAA患者的神经影像学筛查,在显示脑微出血的同时,也能很好地显示CAA 患者脑内动脉管腔狭窄及管壁情况。该技术能对CAA 的影像诊断提供更多的依据,为临床早期诊断CAA 以及为进一步预防脑出血提供有力的辅助资料,值得临床推广应用。