乔文俊 周 芳 黄婵桃林 洁 李彩霞 张梓雄严承功 许乙凯,3,*

1.南方医科大学南方医院影像中心(广东 广州 510515)

2.广东省放射医学诊断质量控制中心(广东 广州 510515)

3.南方医科大学精神健康研究教育部重点实验室 (广东 广州 510515)

近年来，随着社会经济的发展和人们生活方式的改变，公众的健康体检意识不断增强，对颅脑血管疾病的预防及筛查重视程度明显提升。磁共振血管成像(MRA)是目前颅内血管病变监测及诊疗的主要手段，具有无须使用对比剂、无辐射、无创伤等优点[1]。目前最常用的MRA技术是时间飞跃法磁共振血管成像技术(time of fight MR angiography，TOF-MRA)，该方法中流动血液一般呈高信号，但对流速缓慢、走形迂曲、存在湍流的血管显影较弱，易造成血流中断的假象，增加误诊风险[2-3]。动脉自旋标记磁共振血管成像(arterial spin labeling MR angiography，ASL-MRA)是一种新型MRA方法，利用血管内标记质子成像与背景组织进行减影形成MRA图像，理论上不受血管形态、血流湍流等的影响[4-5]，且扫描噪音较TOF-MRA序列明显降低，可一定程度上提高受检者就诊舒适度。本研究旨在对这两种MRA成像方法在常规体检人群颅内动脉成像的图像质量进行对比，以总结区分传统MRA技术和新技术的成像特点，为实际扫描选择序列提供参考依据，同时促进新型MRA成像技术在临床工作的常规化应用。

1 资料与方法

1.1 研究对象选取2020年5月至2021年6月期间，在南方医科大学南方医院体检专用MRI设备上行颅内MRA检查的受检者，在行常规TOF-MRA扫描的基础上，同时进行ASL-MRA扫描，共收集受检者489例，男356例，女133例，年龄18～96岁，平均(58.24±12.02)岁，所有患者均签署知情同意书。对所采集的489例受检者TOF-MRA和ASL-MRA图像进行对比分析。

纳入标准：18岁以上，可行MRI扫描的受检者；无症状体检者；头晕、头痛、肢体麻木等查因者；脑肿瘤、脑梗死等颅脑疾病治疗后需复查MRA扫描的受检者。排除标准：因各种原因导致其中一个序列或者两个序列扫描不成功的，包括配合度差不能完成扫描的；由于受检者自身原因导致图像伪影较重的；受检者启动报警装置要求中止扫描的。

1.2 MRI采集参数和检查方法使用 GE pioneer 3.0T MRI设备，21通道头颈联合线圈。 TOF-MRA主要参数：视野(FOV)22.0cm×17.6cm，采用3个容积块(slabs)重叠模式采集，每个容积块为44层，块间重叠为31.8%， TR 22ms，TE 3.4ms，翻转角20°，频率/相位编码416×224，扫描层厚1.2mm，重组层厚0.6mm，扫描层数104层，带宽62.5Hz，像素0.5mm×1.0mm，自校准加速因子2.0，压缩感知因子1.2，扫描范围下缘在C2～C3椎间隙， 上缘包括胼胝体扣带回，总扫描时间3min30s。 ASL-MRA主要参数：FOV 20.0cm×18.0cm，扫描范围下缘在C2～C3椎间隙，上缘包括全脑，TE 0，带宽31.25Hz，频率/相位编码166×166，像素1.3mm×1.0mm，层厚1.2mm，重组层厚0.6mm，扫描层数126层，总扫描时间5min40s。扫描完成后所得数据均在GE AW 4.7工作站进行血管重组。

1.3 图像评价及分析

1.3.1 图像主观评价由2名具有10年以上中枢神经系统MRI诊断经验的影像主治医师对入组受检者进行诊断，并对血管及病变显影情况分别进行评分。鉴于本次受检者均为常规体检，无CT血管造影或DSA图像做参考，因此以传统TOF-MRA进行诊断并根据诊断结果分组，当诊断意见不一致时，由另外一名主任医师仲裁以确定最终诊断结果。对两种MRA方法的成像质量评分采用4分法进行，标准如下：血管边缘锐利，病变显示清晰并可测量，记为4分；血管边缘稍模糊，病变显示欠清晰但可测量，记为3分；血管边缘模糊，病变可显示但无法测量，记为2分； 血管及病变显示差，记为1分。

1.3.2 统计学方法采用SPSS 20.0统计学软件，采用Kappa检验对两名医师评价的所有受检者的TOF-MRA和ASL-MRA图像质量进行一致性分析，Kappa值＞0.81为一致性极好，0.61-0.81为良好，0.41～0.60为中等，0.21～0.40为一般，＜0.21为不符合。如一致性良好，则对两组评分取平均值进行wilcoxon符号秩检验，结果以中位数、四分位距表示，P＜0.05为差异具有统计学意义。

2 结 果

2.1 统计结果489例受检者中，正常血管组326例、颅内动脉狭窄组61例/98处、颅内动脉或椎动脉纤细61例/处、颅内动脉闭塞18例/处、颅内动脉瘤17例/处，其余6例/10处(出血1处、血管畸形7处、烟雾病2处)。Kappa检验结果显示，2名医师的TOF-MRA和ASL-MRA血管成像质量评分一致性良好，Kappa值分别为0.783，P＜0.001；0.778，P＜0.001。

2.2 颅内血管病变分组本研究中，所有受检者按照是否有病变及病变类型主要分为5组：正常血管组、颅内动脉狭窄组、颅内动脉或椎动脉纤细组、颅内动脉闭塞组、颅内动脉瘤组(其余组由于占比较小，不做详细讨论)。这5组中，正常血管组的TOF-MRA和ASL-MRA图像评分差异无统计学意义，颅内动脉狭窄组和颅内动脉瘤组ASL-MRA评分高于TOF-MRA，颅内动脉闭塞组和颅内动脉或椎动脉纤细组中TOF-MRA评分高于ASL-MRA，见表1。

表1 各组TOF-MRA和ASL-MRA评分

3 讨 论

3.1 TOF-MRA和ASL-MRA技术分析TOF-MRA是目前临床上应用最为广泛的磁共振血管成像技术，该技术基于血液的流入增强效应使动脉管腔信号增高，而静止组织由于饱和效应表现为低信号[6-7]。该技术易受到血管走行、流速等的影响[8]，如果管腔内血流速度不够快，可能会导致其在快速重复的射频激励过程中与背景组织一起被饱和掉[9]，为了达到血流信号与背景信号最佳对比，TOF-MRA采用垂直血流方向成像，这也导致其对平行于采集方向的血流信号丢失严重，如颈内动脉虹吸段，在TOF-MRA上常表现为流空效应[10-12]。

ASL-MRA是近几年来的新技术，其工作原理与TOF-MRA不同，主要包括ASL技术和零回波时间对比技术(zero echo time，zTE)两部分，ASL选择性标记血液中的质子作为內源性示踪剂，通过与非标记的背景组织减影，去除了动脉血管周围组织信号[13]，形成了类似DSA的血管非增强造影，该方法理论上背景抑制更彻底，血管边缘更锐利，且可实现顺血流方向成像，降低了血流方向对成像信号的影响[14]。zTE技术基于3D螺旋式K空间填充方式，结合了微动梯度编码及超快速瞬切射频技术实现了零回波信号采集，可在一个非常短的 TR 间期之后即开始下一次激励[15]，此方法可显著降低扫描噪音，因此又称作静音MRA，有研究显示该技术可有效减少金属支架等带来的磁敏感伪影，更好地显示颅内血管内栓塞术后载瘤动脉血流情况[16]。

3.2 评分结果分析本研究中，两种MRA方法对正常血管显示无明显差异，血管纤细组、颅内动脉闭塞组中传统TOF-MRA图像评分高，而颅内动脉狭窄组、动脉瘤组ASL-MRA图像显示更好，本研究分析原因如下。

在颅内动脉或椎动脉纤细组、闭塞组中，纤细的血管管径较小，血管内血流量降低[17]，闭塞的血管则会导致供应区域血流中断，导致成像层面标记的质子数量不足，因此ASLMRA信号较弱，目标段血管显示不清；而TOF-MRA的主要影响因子为血流速度及血管走行，因此对于纤细但走行正常的血管显影较好，如图1、图2。此外，一般ASL-MRA序列的空间分辨力低于TOF-MRA[18]，这在客观上限制了其对纤细的血管分支的显示。

图1 颅内动脉纤细组血管成像。图1A：TOF-MRA示右侧椎动脉颅内段较对侧纤细，但显影完整；图1B：ASL-MRA示右侧椎动脉显影中断，易误诊为闭塞。

图2 颅内动脉闭塞组血管成像。患者左侧颈内动脉及大脑中动脉闭塞。图2A：TOF-MRA中右侧大脑中动脉远端分支及双侧大脑后动脉显影清晰；图2B：ASL-MRA中右侧大脑中动脉远端分支及双侧大脑后动脉均显影不清。

在狭窄组和动脉瘤组中，病变处及病变前后血流方向、血流速度、血流模式均发生变化，局部形成不同程度的湍流，使扫描范围内受激励的质子相位发散[19-21]，导致TOF-MRA对狭窄血管、动脉瘤显示较差，而ASL-MRA通过标记动脉与背景组织减影成像，不受血管形态及血流速度等因素的影响，且回波时间接近零，被标记的质子可快速进入信号采集状态，因此病变处信号更为均匀，如图3、图4。狭窄组研究结果与齐欣等[22]有所不同，原因可能与不同设备的参数设置、研究样本量差异等有关。

图3 颅内动脉狭窄组血管成像。图3A：TOF-MRA显示左侧颈动脉颅内段中-重度狭窄(箭头处)；图3B：ASLMRA上此处血管未见异常。

图4 颅内动脉瘤组血管成像。图4A：TOF-MRA示右侧颈内动脉颅内段结节状突起，血管边缘毛糙，血管内信号不均，无法判断是否有小动脉瘤(箭头处)；图4B：ASL-MRA血管边缘清晰，血管内信号均匀，小动脉瘤清晰可见(箭头处)。

综上所述，本研究认为，对于体检人群的颅脑血管磁共振扫描， TOF-MRA和ASL-MRA在大多数情况下均可满足诊断需求，鉴于TOF-MRA扫描时间相对较短，可先行TOF-MRA扫描，如发现可能存在血管狭窄、动脉瘤等病变，可再行ASLMRA辅助扫描，以提供更多的图像信息，提高诊断准确度。