《Journal of Vascular Surgery Cases, Innovations and Techniques》:Diagnostic Accuracy of Magnetic Resonance Calcification Imaging for Lower Extremity Peripheral Artery Disease
编辑推荐:
目的:磁共振成像(MRI)骨成像技术的最新进展可能有助于可视化血管钙化,其与非对比磁共振血管成像(MRA)相结合,可在不使用对比剂或电离辐射的情况下对下肢外周动脉疾病(PAD)进行综合、无创评估。
方法:研究人员回顾性分析2022年11月至2024年6月间
目的:磁共振成像(MRI)骨成像技术的最新进展可能有助于可视化血管钙化,其与非对比磁共振血管成像(MRA)相结合,可在不使用对比剂或电离辐射的情况下对下肢外周动脉疾病(PAD)进行综合、无创评估。
方法:研究人员回顾性分析2022年11月至2024年6月间在接受血管内介入治疗前接受磁共振钙化成像(MRCI)和非对比MRA的43例下肢PAD患者。在MRCI上将腹主动脉髂动脉和股腘动脉分为10个节段,并以计算机断层扫描(CT)图像为参考标准评估钙化。采用外周动脉钙化评分系统(PACSS)对每个节段的钙化进行分级。将MRCI上的钙化特征和管腔直径与血管内超声(IVUS)获得的结果进行比较。
结果:43例患者中30例(69.8%)存在肾功能不全;24例(55.8%)有间歇性跛行,16例(37.2%)有慢性肢体威胁性缺血(CLTI)。加权Cohen’s κ系数显示MRCI与CT在血管钙化评估中具有显著至几乎完美的一致性(阅片者1:κ=.89;阅片者2:κ=.80)。在13例经IVUS评估的24个股腘动脉病变(狭窄≥50%)中,MRCI与IVUS在钙化角度(平均差1.3°,95%一致性界限-19.1°至21.8°)和管腔直径(短轴:-0.05 mm,95%一致性界限-0.46至0.36 mm;长轴:-0.06 mm,95%一致性界限-0.67至0.55 mm)方面均显示出良好的一致性。
结论:MRCI可对血管钙化进行定量、无创显示,并与非对比MRA联合时,可在不使用对比剂或电离辐射的情况下为下肢PAD的影像学评估提供补充信息。未来需要更大规模的前瞻性多中心研究来证实这些发现,并进一步明确该影像学方法的临床作用。
研究背景与问题:过去数十年,下肢外周动脉疾病(peripheral artery disease, PAD)全球患病率增加。对药物和运动治疗症状改善不充分的有症状PAD患者,血管内血运重建是成熟治疗选择;术前影像评估常用于判断下肢血流和血管性质。非对比磁共振血管成像(magnetic resonance angiography, MRA)可在不使用对比剂或电离辐射的情况下评估下肢血管狭窄;鉴于PAD患者慢性肾脏病(chronic kidney disease, CKD)高发,非对比MRA适合该人群。但MRA显示钙化等血管性质能力有限,计算机断层扫描血管成像(computed tomography angiography, CTA)仍是PAD的主要影像推荐。血管钙化与不良临床结局和预后相关,广泛血管钙化与血管内血运重建后欠佳结果相关;已有基于血管造影和CTA的分类系统评估外周动脉钙化严重程度和分布,包括外周动脉钙化评分系统(Peripheral Artery Calcification Scoring System, PACSS)和外周学术研究联盟(Peripheral Academic Research Consortium, PARC)分类。近年来,骨科开发的基于MRI的骨与骨折成像技术——限制回波间距、类似CT的快速场回波(Fast field echo resembling a CT using restricted echo-spacing, FRACTURE)可能用于血管成像时显示血管钙化;既有MRI钙化评估技术因采集时间较长和可用性有限未广泛用于常规临床,目前尚无可用于PAD常规临床的磁共振钙化成像(magnetic resonance calcification imaging, MRCI)。因此,该研究评估可在广泛可用MRI系统上以临床可行采集时间实施的基于FRACTURE的MRCI对下肢动脉钙化的诊断性能及其在PAD患者中的潜在临床效用。研究人员开展单中心回顾性分析,结果表明MRCI可定量、无创显示血管钙化,联合非对比MRA可在无对比剂和电离辐射条件下为下肢PAD影像评估提供互补信息;但需更大规模前瞻性多中心研究确认。
关键技术方法:该研究为单中心回顾性队列,来源为2022年11月至2024年6月接受MRA/MRCI的患者;140例接受MRA/MRCI者中,43例同时接受CT和下肢血管造影并随后行血管内治疗者纳入主分析,37例术中行IVUS,排除髂动脉病变、慢性完全闭塞(chronic total occlusion, CTO)及无球囊前IVUS图像者后13例纳入IVUS分析。采用1.5-T MRI;非对比MRA为心电同步背景抑制单次激发涡轮场回波触发血管成像;MRCI为基于FRACTURE并加入多chunk采集策略的高分辨率3D梯度回波技术;以CT为钙化参考、下肢血管造影为狭窄参考,采用PACSS分级,并以加权Cohen’s κ和Bland–Altman分析进行一致性评价。
研究结果:
1)研究参与者临床特征:43例患者平均年龄74.6岁,男性60.0%,间歇性跛行55.8%,慢性肢体威胁性缺血(CLTI)37.2%,肾功能不全69.8%,其中23.3%接受血液透析。
2)MRCI代表性图像:通过代表性MRA、MRCI与对应非对比CT图像比较,MRCI显示左股总动脉严重狭窄及明显血管壁钙化;与CT相比,MRCI blooming artifacts较少,可更清晰显示血管钙化形态并更精确勾勒病变管腔;半环形钙化及非钙化段血管壁与管腔对比亦清晰。
3)MRCI钙化描绘的诊断准确性:在43例762个血管节段中按PACSS分级,MRCI与CT钙化评估在阅片者1中669/762个节段一致、阅片者2中592/762个节段一致;加权Cohen’s κ分别为.89和.80,显示显著至几乎完美一致性;观察者间钙化评估一致性为显著,κ=.80(95%CI:.77-.83)。
4)MRA/MRCI对血管狭窄的诊断准确性:在43例504个血管节段中,MRA/MRCI与下肢血管造影的狭窄评估在阅片者1中488/504个节段一致、阅片者2中482/504个节段一致;加权κ分别为.96(95%CI:.94-.98)和.95(95%CI:.92-.97),均显示几乎完美一致性;观察者间狭窄评估κ=.96(95%CI:.95-.98)。
5)MRCI与IVUS图像在钙化角度和病变直径方面的比较:在13例患者24个股腘动脉节段中,Bland–Altman分析显示钙化角度平均差1.3°(95%一致性界限:-19.1°至21.8°);短径和长径平均差分别为-0.05 mm(95%一致性界限:-0.46至0.36 mm)和-0.06 mm(95%一致性界限:-0.67至0.55 mm),显示两种方法良好一致性。
讨论部分总结:MRI进展使PAD多参数评估成为可能;超短回波时间(ultrashort echo time, UTE)等MRI钙化检测技术虽有前景,但采集时间较长和可用性有限限制其广泛临床使用。该研究评估的MRCI基于常规MRI采集原理,扫描时间临床可行且适用性更广。MRCI与CT在血管钙化评估中显示显著至几乎完美一致性;因不受blooming artifacts影响,MRCI与IVUS在钙化范围和管腔直径评估中一致性良好。平片虽可简单评估下肢动脉钙化,但受二维投影限制;MRCI可横断面评估钙化周向范围及其与动脉管腔关系,不过该研究未与平片直接比较。IVUS可可靠评估钙化周向范围,而钙厚度因声影难以准确测量;既往研究显示IVUS钙化弧≥180°的严重钙化与血管内治疗后较差结局相关,支持该指标的相关性。MRCI与非对比MRA联合可在单次MRI检查中同时评估血管钙化和血管狭窄,无需对比剂或电离辐射,适用于肾功能受损患者并可能适合重复影像评估;但非对比CT可快速、易解释地评估血管钙化,而联合MRA/MRCI约25分钟采集时间对部分老年PAD患者可能具有挑战性,需进一步研究其相较常规影像策略的临床获益。既往研究显示非对比MRA诊断血管狭窄准确性高;该研究中联合MRCI达到与单独非对比MRA相当或更高的狭窄诊断准确性。MRCI多chunk采集策略还改善流动血液与血管壁对比,有助于动脉壁勾勒,因此MRCI相对IVUS准确描绘管腔直径。该研究所有MRCI图像评估均使用1.5-T MRI系统,1.5-T系统较3-T系统更广泛可用。MRCI临床挑战包括:未评估钙化与临床严重程度、手术或肢体相关结局的关联;未纳入膝下MRCI以避免明显延长采集时间,深度学习MRI重建技术可能未来有助于纳入膝下动脉成像;极慢或不稳定血流在灰度反转后仍可能残留高信号,尤其CTO病变中管腔和血管壁显示受限,但钙化本身不依赖血流,仍可呈高信号并有助于识别动脉;支架段因磁敏感伪影评估仍具挑战。随着钙修饰技术在血管内治疗中扩展,准确表征血管钙化对手术规划和病变评估愈加重要,MRCI可能成为无创表征动脉钙化的影像方法,但需进一步研究明确其临床相关性和潜在作用。研究局限性包括:回顾性单中心无外部验证,机构间可重复性和广泛适用性尚待建立;研究人群来自接受多模态影像和血管内治疗的选择性队列,可能存在选择偏倚和泛化性受限,肾功能不全患病率较高;未评估膝下动脉;IVUS分析仅限非CTO股腘病变的有限亚组,属探索性;CT和血管造影与MRI/MRCI间隔可达4个月,可能引入时间不一致;钙化主要采用半定量而非完全定量CT钙体积或密度指标;环形钙化与非钙化环形血管壁增厚偶尔难以鉴别;支架或金属植入物邻近血管可能受磁敏感伪影影响;MRCI图像解读可能存在学习曲线。
研究结论翻译:该研究证明MRCI描绘血管钙化和动脉管腔的技术可行性和诊断性能。非对比MRA与MRCI联合在选定患者队列中为下肢PAD影像评估提供补充信息,无需对比剂或电离辐射。尽管这些发现令人鼓舞,在考虑常规临床应用前仍需进一步多中心研究确认可重复性、外部有效性和临床影响。