多模态影像技术评估主动脉病变形态学的4D血流磁共振与CTA/mDIXON对比研究

本研究通过对比4D血流心血管磁共振成像(4D flow CMR)、CT血管造影(CTA)和mDIXON三种成像技术，在18例主动脉病变患者中评估了主动脉形态学参数（最大直径、容积和中心线长度）的一致性。结果显示4D flow CMR与金标准CTA及非对比mDIXON序列具有良好至优秀的一致性（ICC 0.70-0.97），首次证实4D flow CMR单次扫描可同步获取形态学和血流动力学数据，为简化临床研究流程提供新思路。

　　

主动脉疾病患者常需通过多种影像学检查评估血管形态与血流动力学特征，但传统方法存在辐射暴露、检查流程冗长、数据匹配困难等问题。荷兰莱顿大学医学中心心血管影像组Bastiaan J.C. Te Kiefte团队在《BMC Medical Imaging》发表研究，创新性地探讨了4D血流心血管磁共振成像(4D flow CMR)能否通过单次扫描同步获取主动脉形态学和血流动力学参数。

研究采用横断面设计，纳入18例主动脉病变患者（含马凡综合征、主动脉瓣二叶畸形等），对比CTA（参考标准）、mDIXON（非对比MR解剖序列）和4D flow CMR三种技术。通过半自动分割软件（ITK-SNAP和CAAS MR Solutions）对主动脉根部至降主动脉分四段分析，重点评估最大直径、容积和中心线长度的组间差异。

关键方法

1. 多模态图像采集：CTA采用320层CT在收缩期成像，4D flow CMR（3T Philips）获取全心动周期数据但分析收缩峰值，mDIXON在舒张末期采集。
2. 标准化分割：由经验丰富的放射科医师手动校正软件生成的主动脉管腔分割，排除头臂血管。
3. 参数计算：通过解剖标志平面划分主动脉四段（根部、升部、弓部、降部），Python脚本自动计算形态学参数。
4. 统计分析：采用组内相关系数(ICC)和Bland-Altman分析评估一致性，Holm-Bonferroni法校正多重检验。

研究结果
形态学参数一致性

• 最大直径：4D flow CMR与CTA在升主动脉段一致性较低（ICC 0.70），其他段达0.80-0.85；mDIXON与CTA一致性更优（ICC 0.89-0.94）。
• 容积：4D flow CMR表现最佳，与CTA在降主动脉段ICC达0.97，弓部因相位差异出现显著容积低估（p<0.001）。
• 中心线长度：三种技术间ICC均>0.74，4D flow CMR在弓部的测量偏差与呼吸运动伪影相关。

心脏周期影响
尽管CTA（收缩期）与mDIXON（舒张期）采集时相不同，但仅升主动脉直径存在显著差异（2.33 mm，p<0.001），提示空间分辨率差异可能掩盖真实生理变化。

讨论与意义
该研究首次证实4D flow CMR可替代传统多模态检查获取主动脉形态学参数，其优势在于：

1. 流程简化：单次扫描同步评估形态学（如动脉瘤直径）与血流动力学（如壁剪切力WSS），避免多设备检查的配准误差。
2. 无辐射优势：尤其适合需长期随访的年轻患者（如马凡综合征）。
3. 研究效率：减少重复图像存储，降低研究成本。

局限性包括小样本异质性（含术后和夹层病例）、4D flow CMR空间分辨率较低（2.5 mm各向同性）导致弓部细节丢失。未来需大样本验证其在特定病理（如主动脉夹层）中的适用性。这项研究为4D flow CMR从纯血流分析工具向"一站式"评估平台的转化奠定了方法学基础。