基于压缩感知技术的头颅磁共振血管成像在评估脑血管疾病中的应用价值研究.pdf

103现代医学与健康研究Modern Medicine and Health Research诊疗技术/Diagnostic Technique2023 年第 7 卷第 18 期2023 Vol.7 No.1839(7):1408-1411.12 梁子毅,陈心敏,林梓凌,等.基于网络药理学的“桃仁-红花”治疗股骨颈骨折的作用机制探究 J.中医药导报,2019,25(23):28-36.13 朱敏,周阁,刘顺,等.基于网络药理学的当归-白芍药对作用机制研究 J.中国药师,2019,22(12):2163-2167.基于压缩感知技术的头颅磁共振血管成像 在评估脑血管疾病中的应用价值研究王佳丽，王 刚*（兴安盟人民医院医学影像科，内蒙古 兴安 137400)【摘要】目的 探讨对脑血管疾病患者使用压缩感知（CS）技术对其头颅磁共振血管成像的影响，以期为其临床诊断方式的选择提供参考依据。方法 回顾性分析 2021 年 3 月至 2023 年 3 月在兴安盟人民医院进行检查的 215 例脑血管疾病患者的临床资料，所有研究对象均接受并行采集（PI）时间飞跃法头颅磁共振血管造影（TOF-MRA）和 CS TOF-MRA 扫描，依据 CS 采用的加速因子系数（AF）将 CS 分为 CS5（AF=4.6）和 CS10（AF=10.3）；根据扫描方式分为 PI TOF-MRA 组、CS5 TOF-MRA 组、CS10 TOF-MRA 组。对比 3 种检查方式的扫描结果，图像质量定性评分，图像质量定量评估及血管边缘锐利度；并分析 PI TOF-MRA、CS10 TOF-MRA、CS5 TOF-MRA 检查脑血管疾病的典型病例图片。结果 215 例同时接受 PI TOF-MRA 和 CS TOF-MRA 扫描的脑血管疾病患者中有动脉瘤 23 例，烟雾病 12 例，颅内血管狭窄 114 例，动脉瘤合并烟雾病 11 例，其他疾病 55 例。CS TOF-MRA 扫描时间短于 PI TOF-MRA扫描，且 CS10 TOF-MRA 扫描时间和数据重建时间均短于 CS5 TOF-MRA。CS5 TOF-MRA 组图像质量等级为 3 分的患者占比显著高于 PI TOF-MRA 组（P0.05）；CS10 TOF-MRA 组图像信噪比（SNR）、对比噪声比（CNR）均低于 PI TOF-MRA 组和 CS5 TOF-MRA 组，CS5 TOF-MRA 组感知图像锐利度指数（PSI）高于 PI TOF-MRA 组和 CS10 TOF-MRA 组；CS10 TOF-MRA 组 PSI 高于 PI TOF-MRA 组（均P0.05）。结论 与 PI TOF-MRA 相比，CS TOF-MRA 扫描能在保证图像质量的基础上显著缩短扫描时间，其中 CS10 TOF-MRA 扫描时间更短，而 CS5 TOF-MRA 图像 SNR、CNR 及 PSI 比 CS10 TOF-MRA 更优。【关键词】脑血管疾病;压缩感知技术;并行采集成像技术;时间飞跃法头颅磁共振血管造影【中图分类号】R445.2 【文献标识码】A 【文章编号】2096-3718.2023.18.0103.04DOI：10.3969/j.issn.2096-3718.2023.18.034作者信息：王佳丽，大学本科，主管技师，研究方向：医学影像技术。通信作者：王刚，大学本科，主治医师，研究方向：医学影像诊断。E-mail：脑血管疾病是因颅内血液循环障碍而导致脑组织受到损伤的一种脑功能障碍疾病。临床对脑血管疾病患者进行检查时往往使用时间飞跃法头颅磁共振血管造影（TOF-MRA），现阶段，TOF-MRA 常用的成像技术为并行采集（PI）技术，虽然其具有理想的信噪比，并且分辨率高，但该技术成像速度较慢；此外，为兼顾高分辨率、良好的信噪比和合理扫描时间，PI 的空间覆盖范围往往受限，对患者的诊断造成影响1-2。压缩感知（CS）技术属于一种新型的快速磁共振成像技术，其数据采集的机制为利用需要采样的 K 空间和图像结构的内在稀疏性，在非线性迭代重建中得到高质量的图像，并且数据采集时间较短3。目前，国内对 CS TOF-MRA 相关研究并不多，基于此，本研究旨在探讨基于 CS 技术的头颅磁共振血管成像在评估脑血管疾病中的应用价值，现报道如下。1 资料与方法1.1 一般资料 回顾性分析 2021 年 3 月至 2023 年 3 月在兴安盟人民医院进行检查的 215 例脑血管疾病患者的临床资料，所有研究对象均同时接受 PI TOF-MRA和 CS TOF-MRA 扫描，依据 CS 采用的加速因子系数（AF）将 CS 分为 CS5（AF=4.6）和 CS10（AF=10.3）；根据扫描方式分为 PI TOF-MRA 组、CS5 TOF-MRA 组、CS10 TOF-MRA 组。215 例患者中女性 105 例，男性 110例；年龄 3080 岁，平均（57.233.64）岁。纳入标准：符合脑血管疾病诊断与治疗临床指南 4中脑血管疾病的诊断标准；符合磁共振检查指征；临床资料完整。排除标准：无法配合相关检查；合并心、肾等重大器官功能障碍；有明显运动伪影；伴有精神疾病或智力损伤。本研究已通过院内医学伦理委员会批准。104现代医学与健康研究Modern Medicine and Health Research诊疗技术/Diagnostic Technique2023 年第 7 卷第 18 期2023 Vol.7 No.181.2 检查方法 所有研究对象均同时接受 PI TOF-MRA和 CS TOF-MRA 扫描（CS 采用的 AF 为 4.6、10.3），扫描工具为全数字磁共振系统（荷兰皇家飞利浦公司，型号：Ingenia 3.0 T），20 通道头颈联合相控阵线圈。PI TOF-MRA 扫描参数设置如下：AF 是全自动校准部分并行采集（GRAPPA）2 倍加速，0.4 mm0.4 mm0.6 mm的重建矩阵，6/8 的部分 K 空间技术，368334 的矩阵，将视野调整为 220220，回波时间规定为 3.49 ms，重复时间规定为 21 ms，翻转角固定为 18，层间过采样 20%，0.6 mm 的层厚，厚片数为 4，每厚片层数为40。CS5 TOF-MRA 扫描参数设置如下：AF 为 4.6，0.4 mm0.4 mm0.4 mm 的重建矩阵，矩阵、视野、回波时间、重复时间及翻转角均与相同，层间过采样20%，0.4 mm 的层厚，厚片数为 4，每厚片层数为 60。CS10 TOF-MRA 扫描参数设置如下：AF 为 10.3，其余参数设置与相同。CS TOF-MRA 扫描重建数据通过改进的快速迭代收缩阈值算法（mFISTA）进行 10 次迭代重构。1.3 观察指标 扫描诊断结果。使用双盲法由两名放射科医师对图像进行分析。图像质量定性评分。使用 3 级评分对图像质量进行分级，图像显示动脉清晰且无伪影记为 3 分，图像显示动脉清晰且轻微的伪影记为 2 分，图像显示动脉模糊且中度的伪影记为 1 分5。图像质量定量评估及血管边缘锐利度。在患者右侧颈内动脉C4 段选取层面显示最佳的位置，并标记圆形感兴趣区域（ROI），同时在患者同层右侧皮下肌肉最宽处、肌肉的右侧背景区域分别标记 ROI，ROI 像素面积均值为 6 mm2，对颈内动脉和肌肉平均信号强度、背景噪声标准差（SD）进行记录，对图像信噪比（SNR）和对比噪声比（CNR）进行计算。SNR=S 血管/SD 背景，CNR=（S 血管S 肌肉）/SD 背景。使用基于最大密度投影（MIP）图像的感知图像锐利度指数（PSI）6对血管边缘锐利度进行计算。分析 3 种检查方式检查脑血管疾病的典型病例图片。1.4 统计学方法 采用 SPSS 26.0 统计学软件分析数据，计量资料符合正态分布且方差齐，以(xs)表示，两组间比较采用t检验，多组间比较采用单因素方差分析，组间两两比较采用 SNK-q检验；计数资料以 例(%)表示，两组间比较行2检验，多组间比较行2趋势检验。以P0.05 为数据差异有统计学意义。2 结果2.1 3 组扫描方式诊断结果 215 例研究对象中动脉瘤 23例，烟雾病 12 例，颅内血管狭窄 114 例，动脉瘤合并烟雾病 11 例，其他疾病 55 例。其中 PI TOF-MRA 扫描时间为 3 min 56 s；CS5 TOF-MRA 扫描时间为 2 min 38 s，数据重建时间为 2 min 16 s；CS10 TOF-MRA 扫描时间为 1 min 55 s，数据重建时间为 1 min 4 s。CS TOF-MRA 扫描时间短于 PI TOF-MRA，且其中 CS10 TOF-MRA 扫描时间和数据重建时间均短于 CS5 TOF-MRA。2.2 3 组图像质量定性评分比较 3 组图像质量等级评分比较，差异有统计学意义（P0.05），且 CS5 TOF-MRA组图像质量等级为 3 分的患者占比显著高于 PI TOF-MRA组，差异有统计学意义（P0.05），见表 1。表 1 3 组图像质量定性评分比较 例(%)组别例数图像质量等级1 分2 分3 分PI TOF-MRA2150(0.00)30(13.95)185(86.05)CS5 TOF-MRA2150(0.00)9(4.19)*206(95.81)*CS10 TOF-MRA2150(0.00)18(8.37)197(91.63)2值12.817P值0.05注：与 PI TOF-MRA 比，*P0.05。PI：并行采集；CS：压缩感知；TOF-MRA：时间飞跃法头颅磁共振血管造影。2.3 3 组图像质量定量评估及血管边缘锐利度比较 3 组 SNR、CNR、PSI 相比，差异均有统计学意义（均P0.05），其中 CS10 TOF-MRA 组 SNR、CNR 均低于 PI TOF-MRA 组和 CS5 TOF-MRA 组；CS5 TOF-MRA 组 PSI 高于 PI TOF-MRA 组和 CS10 TOF-MRA 组；CS10 TOF-MRA组 PSI 高于 PI TOF-MRA 组，差异均有统计学意义（均P0.05），见 表 2。表 2 3 组图像质量定量评估及血管边缘锐利度比较(xs)组别例数SNRCNRPSIPI TOF-MRA215302.8861.25231.6458.670.250.03CS5 TOF-MRA215313.4461.25241.1846.41 0.410.06*CS10 TOF-MRA215 235.5352.66*#203.2440.32*#0.340.05*#F值112.11734.788592.786P值0.050.050.05注：与PI TOF-MRA比，*P0.05；与CS5 TOF-MRA比，#P0.05）；发生组患者 HEART、GRACE 评分均显著高于未发生组，外周血 RDW 显著宽于未发生组（均P0.05）；ROC 曲线显示，外周血 RDW 对急诊胸痛患者发生重大心血管不良事件的预测价值最佳，其曲线下面积值（AUC）高于 HEART、GRACE 评分，且 HEART 评分高于 GRACE 评分（均P0.05）。结论 HEART、GRACE 评分均可对急诊胸痛患者进行危险分层，且 HEART 评分、GRACE 评分、外周血 RDW 均可作为急诊胸痛患者发生重大心血管不良事件的预测指标，且其中外周血 RDW的预测价值相对最佳，临床可及时检测外周血 RDW，以便对急诊胸痛患者进行病情诊断与预后评估。【关键词】急诊胸痛;心脏评分法;全球急性冠状动脉事件注册评分;外周血红细胞分布宽度;预后;预测价值【中图分类号】R459.7 【文献标识码】A 【文章编号】2096-3718.2023.18.0106.04DOI：10.3969/j.issn.2096-3718.2023.18.035基金项目：湛江市科技计划项目（编号：2018B01070）作者简介：林文佳，大学本科，主治医师，研究方向：急诊医学。通信作者：杨春兰，硕士研究生，副主任医师，研究方向：心血管内科。E-mail：胸痛是临床上的常见症状，凡是发生在颈部以下、肋骨下缘以上的疼痛均被认为是胸痛，临床引发胸痛的原因复杂多样，多是由于胸部疾病所导致，如冠心病、肺栓塞、气胸以及胸膜炎等，且经临床调查，以急性冠脉综合征（Acute coronary syndrome,ACS）引发致死性胸痛的占比最高，因此目前对急诊胸痛患者的风险评估主要集中于ACS 的评价上，但存在内容不全面、缺乏针对性等不足，如何迅速、准确地诊断并鉴别 ACS 及其他致死性胸痛的病因，并对其预后进行评估，一直是临床研究的重点与难点1。胸痛持续时间、部位及胸痛性质与病情危重程度具有密切关系，且疼痛程度能够预测患者转归，是提高分诊质量的重要指标，因此，早期对患者进行危险程度分层，根据不同分层采取不同处理方案，选择准确度与灵敏度较好的评价方法尤为重要。心脏评分法（HEART）评分的数据构成来源于荷兰 4 所医院共 2 161 例急性胸痛患者的回顾性多中心的研究，是首次以急诊室胸痛患者为研究对象的危险评分，此评分最大的优势在于将病史纳入评估，考虑范围内包含典型的 ACS 症状，更符合胸痛患者的早期危险分层流程2。全球急性冠状动脉事件注册（GRACE）评分包含年龄、心率、收缩压、血肌酐、心电图 ST 段变化、心功能 Killip 分级、入院时心脏骤停、心肌损伤标志物升高共 8 项指标，建立在 100 余项研究的基础之上，且受试者均来源于临床注册数据库，能够有效代表临床实际的患者特征，是 ACS 患者危险分层的最佳方法之一3。磁共振成像的应用价值 J.中国医疗设备,2020,35(10):71-74.8 杨林林,侯阳,马跃.颅脑时间飞跃法 MR 血管成像中 SENSE的压缩感知技术最佳加速因子研究 J.实用放射学杂志,2022,38(6):1007-1011.9 张浩南,宋清伟,王家正,等.初探压缩感知高倍数加速因子对颈动脉 3D-TOF-MRA 的影响 J.临床放射学杂志,2021,40(6):1079-1083.10 李青,鲁珊珊,孙涛,等.压缩感知技术在头颅磁共振血管成像中的应用研究 J.中国医学装备,2020,17(2):66-70.