發(fā)布時間：2017-12-29 05:18

  本文關鍵詞：3D高分辨磁共振血管壁成像評估顱內(nèi)動脈粥樣硬化性疾病特征　出處：《山東大學》2017年博士論文　論文類型：學位論文

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【摘要】：顱內(nèi)動脈粥樣硬化性疾病(intracranial atherosclerotic disease,ICAD)是全世界范圍內(nèi)引起缺血性腦卒中最常見的病因,是一個全球性的公共健康問題。ICAD進展緩慢,早期發(fā)現(xiàn)并采取積極有效的治療措施對預防腦卒中有重要意義。越來越多的研究表明顱內(nèi)動脈粥樣硬化癥狀發(fā)生除了與管腔狹窄程度有關,還與斑塊特征如炎性細胞浸潤、豐富脂質(zhì)核心以及斑塊內(nèi)出血有關。只有對管壁結(jié)構(gòu)和斑塊特征進行全面客觀的評估,才能更好地進行腦卒中危險分級并指導個體化治療。顱內(nèi)血管疾病的傳統(tǒng)診斷方法是血管造影,包括數(shù)字減影血管造影(digital subtraction angiography,DSA)以及無創(chuàng)性的 CT 血管造影(computed tomography angiography,CTA)和磁共振血管造影(magnetic resonance angiography,MRA)。這些技術(shù)僅能顯示管腔狹窄程度;由于動脈管壁對斑塊形成有一定的代償能力(血管重構(gòu))而表現(xiàn)為無管腔狹窄(尤其是在ICAD的早期),血管造影可能會低估ICAD的發(fā)生率。黑血磁共振成像(black blood magnetic resonance imaging,BBMRI)不僅可以清晰顯示管壁結(jié)構(gòu),還能夠顯示斑塊內(nèi)各種成分的形態(tài)并測量其體積,其已成功應用于評估顱外動脈斑塊破裂的危險因素。與顱外動脈相比,顱內(nèi)動脈管徑細小、走形迂曲、位置較深,加之其周圍被腦脊液環(huán)繞,早期MRI技術(shù)成像質(zhì)量不佳。近年來,3D BBMRI成像技術(shù)應用到顱內(nèi)血管壁成像方面,一次掃描即可獲得顱內(nèi)多個血管的圖像,3D特性是精確測量顱內(nèi)動脈管壁及斑塊的關鍵。3D BBMRI成像技術(shù)中最常使用的序列是可變重聚翻轉(zhuǎn)角序列,如 VISTA(Phi lips Healthcare),SPACE(Siemens)和 Cube(GE Healthcare)。該技術(shù)使用非常長的回波鏈,并使用可變翻轉(zhuǎn)角來維持相對穩(wěn)定的信號。利用3D BBMRI技術(shù)發(fā)現(xiàn)并定性增厚的血管壁,在缺血性腦卒中及顱內(nèi)出血等疾病有非常大的應用潛力。本研究旨在提高并應用3D高分辨BBMRI成像技術(shù)對ICAD進行評價分析,進一步明確動脈管壁及斑塊特性,為腦卒中的一級預防和風險性評價提供參考。論文分兩個部分,摘要如下:第一部分:ADE-BBMRI技術(shù)抑制腦脊液信號的可行性研究目的:為了優(yōu)化3D高分辨率黑血磁共振技術(shù),在以可變翻轉(zhuǎn)角快速自旋回波為基礎的序列末端施加反驅(qū)動均衡(anti-driven-equilibrium,ADE)脈沖,評估其對腦脊液(cerebrospinal fluid,CSF)信號的抑制效應及臨床應用的可行性。材料與方法:本研究使用應用3.0T飛利浦掃描儀(Achieva;Philips Heal thcare,the Netherland行3D高分辨黑血MRI檢查,納入8名健康志愿者對ADE-BBMRI序列進行優(yōu)化,使用分辨率為0.5×0.5×0.5mm,掃描時間為5.4分鐘,并與相同成像參數(shù)的BBMRI序列進行對比。選取9名ICAD患者進行3D增強ADE-BBMRI掃描。研究選取目標血管段包括大腦中動脈(middle cerebral artery,MCA)和基底動脈(basilarartery,BA),使用 VesselMass 軟件(Leiden University Medical Center,the Netherlands)對獲取的 ADE-BBMRI 和相應BBMRI圖像、以及增強前和增強后ADE-BBMRI圖像進行測量并計算其信噪比(signal-to-noiseratio,SNR)、對比信噪比(contrast-to-noise ratio,CNR)、管腔面積(lumen area,LA)、管壁面積(wall area,WA)、平均管壁厚度(mean wall thickness,MWT)、最大管壁厚度(maximum wall thickness,MaxWT)。使用組間相關性(intraclass correlations,ICC)評估測量可靠性。結(jié)果:ADE-BBMRI序列可以有效抑制腦血管周圍CSF信號;其CSF信號強度(SNRCSF)與相應BBMRI序列相比降低36%-44%。ADE-BBMRI序列與相應BBMRI序列相比管壁信號強度(SNRCSF)降低8%-8.5%,血管壁與CSF信號強度對比(CNRwall-to-CSF)卻顯著提高:MCA,5.93±0.59 vs.3.95± 1.67,p0.01;BA,3.8± 1.76 vs.1.34±0.54,p= 0.01。ADE-BBMRI 與相應 BBMRI 序列相比,形態(tài)學測量未見差異(ADE-BBMRI vs.BBMRI:LA,6.35±2.87 mm2 vs.6.32±2.84 mm2,p=0.23;WA,1.28±0.52 mm2 vs.1.27 ±0.53 mm2 p=0.47;MWT,0.93±0.30 mmvs.0.93±0.32mm,p=0.95;MaxWT,1.27±0.33mmvs.1.28±0.36mm,p=0.84)。與增強前的圖像相比,增強后ADE-BBMRI圖像可以顯著提高SNRwal、CNEwall-to-CSF以及血管壁與血液間信號對比(CNRwall-to-blood),管壁清晰度明顯提高。所有測量(包括信號測量SNRlumrn、SNRwall、SNRCSF和形態(tài)學測量LA、OWA、MWT)的可靠性良好,ICC區(qū)間為0.54-0.95。結(jié)論:3D ADE-BBMRI序列可以有效抑制血液和腦脊液信號,在5分鐘掃描時間內(nèi)獲得各向同性分辨率為0.5的圖像,并可以對顱內(nèi)血管壁進行可靠的測量。本研究可以為腦卒中風險評估及預防提供參考價值。第二部分:無癥狀顱內(nèi)動脈粥樣硬化性疾病的3D高分辨率增強磁共振成像特征目的:大部分腦卒中在無癥狀ICAD人群中突然發(fā)生,因此,在沒有出現(xiàn)癥狀階段發(fā)現(xiàn)并評估ICAD可能會為腦卒中風險預防提供參考。本次研究目的是使用3D高分辨增強BBMRI評估無癥狀ICAD的疾病特征,并與腦卒中患者的癥狀斑塊進行比較,進一步明確管壁及斑塊特性。材料和方法:本次研究符合 HIPAA(Health Insurance Portability and Accountability Act)標準并得到研究機構(gòu)審查委員會批準。一共納入55名(平均年齡,71.3±11.2歲)研究對象,包括29名來自粥樣硬化風險社區(qū)(Atherosclerosis Risk in Communities,ARIC)的無癥狀志愿者和 26 名腦卒中患者。掃描設備為飛利浦3.OTMRI掃描儀(Achieva;Philips Healthcare,the Netherland),掃描序列包括 3D 時間飛躍(time-of-flight,TOF)MRA、3D 增強ADE-BBMRI和3D對比增強(contrast enhanced,CE)MRA。由兩名有經(jīng)驗的放射醫(yī)師對是否出現(xiàn)斑塊進行判定;對每一個認定的斑塊均進行下列分級,包括斑塊強化程度(0級、1級、2級)、管腔狹窄程度(不能探測、50%、50%-70%、70%、幾乎閉塞)和MRI上可能引起腦卒中的程度(包括責任、可能責任和無責任斑塊)。記錄斑塊內(nèi)出血(intraplaque hemorrhage,IPH)的出現(xiàn)情況及斑塊表面不規(guī)則性。根據(jù)位置對來自腦卒中組和ARIC組的29對斑塊配對并進行定量分析。計算斑塊厚度、標準管壁指數(shù)(normal wall index,NWI)和強化程度(%contrast enhanced,%CE)。使用回歸分析評估責任病灶與定性及定量測量的相關性。結(jié)果:在ARIC志愿者中共發(fā)現(xiàn)162個斑塊(平均5.8個/人),共有101個(62%)斑塊出現(xiàn)強化(1級或者2級強化)。腦卒中患者共發(fā)現(xiàn)134個斑塊(平均,5.2個/人),共有111個(83%)斑塊顯示出強化(1級或者2級強化);責任斑塊有29個(22%)。將29對根據(jù)位置匹配的無癥狀斑塊和責任斑塊進行斑塊水平比較發(fā)現(xiàn),與無癥狀斑塊相比,責任斑塊信號不均質(zhì)性(79%vs.38%,p=0.001)、表面不規(guī)則性(48%vs.7%,p0.01)和 IPH(24%vs.3%,p=0.022)更常見,斑塊負荷更大(84%vs.75%,p0.01),管腔狹窄程度更嚴重(e.g.,50%,48%vs.17%,p0.01),強化程度更高(25.66±15.34 vs.8.02±5.85,p0.01)。多因素回歸分析中,調(diào)整單因素回歸分析中與責任斑塊顯著相關的變量后,發(fā)現(xiàn)IPH(OR,15.84;95%CI,1.52-165.44;p=0.021)和強化程度(%CE)(OR,1.24;95%CI,1.07-1.43;p=0.004)與斑塊引起腦卒中的可能性相關。管腔狹窄程度與責任斑塊之間(OR,5.32;95%CI,0.73-39.05;p=0.100)以及斑塊負荷(NWI)與責任斑塊之間(OR,1.00;95%CI,0.92-1.10;p=0.919)無相關性。結(jié)論:3D高分辨增強BBMRI可用于評估無癥狀和有癥狀顱內(nèi)動脈粥樣硬化疾病人群的特征,有助于發(fā)現(xiàn)有不穩(wěn)定因素的斑塊,從而早期采取積極有效的預防措施。
[Abstract]:......
【學位授予單位】：山東大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：R445.2;R743

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