四维磁共振血管成像(four dimensional magnetic resonance angiography，4D-MRA)是一种类似数字减影血管造影(digital subtraction angiography，DSA)的技术，可提供动静脉畸形(arteriovenous malformation，AVM)等疾病解剖及血流动力学的信息^{[1, 2]}。4D-MRA可以观察AVM病灶血管团的大小、位置、引流静脉和动态血流情况，是一种有巨大发展潜力的无创影像学检查方法^[3]。4D-MRA主要包括：四维时间飞跃法磁共振血管成像(four dimensional time of flight magnetic resonance angiography，4D TOF MRA)、四维动脉自旋标记的磁共振血管成像(four dimensional arterial spin labeling magnetic resonance angiography，4D ASL MRA)和四维流相位磁共振血管成像(four dimensional flow phase contrast magnetic resonance angiography，4D Flow MRA)。本研究纳入的文献采用的是4D TOF MRA和4D ASL MRA，未采用4D Flow MRA。AVM是常在年轻人中观察到的一种先天性疾病，由异常血管组成，脑内动脉与静脉直接相连，无正常毛细血管网，可导致脑出血、蛛网膜下腔出血等。当前AVM的治疗手段包括经导管栓塞术、立体定向放射治疗及手术切除，这3种方法可单独使用，也可联合应用^{[4, 5, 6, 7]}。目前DSA是诊断AVM的金标准，本文以DSA为诊断金标准，通过研究4D-MRA和DSA对AVM诊断一致性的个数比，4D-MRA对AVM和AVM的Spetzler-Martin (SM)分级的诊断效能综合判定4D-MRA对AVM的诊断效能。根据病变的大小，静脉引流的方式和是否位于神经系统关键区域对病变进行分级的SM分级系统可术前评估患者手术的风险、预测参加AVM手术治疗的发病率和死亡率的风险。所有AVM都属于6个等级之一，Ⅰ级畸形病变很小，浅表，位于无弹性的皮层中；Ⅴ级病变较大，较深，位于神经系统关键区域；Ⅵ级病变本质上是无法手术的AVM ^[8]。使用4D-MRA对AVM进行的Spetzler-Martin分级在评估AVM严重程度、选择治疗方式及随访术后并发症有着重要意义^[9]。本研究以DSA为金标准，通过荟萃分析为了研究4D-MRA对AVM和AVM的Spetzler-Martin分级的诊断效能。

1 材料与方法

1.1 检索策略

       计算机检索Embase、PubMed、MEDLINE、OVID、FMRS、知网、万方等数据库或检索平台，检索探讨四维磁共振血管成像对动静脉畸形诊断及Spetzler-Martin分级评估效能的诊断性试验研究。检索时间是2000年1月至2020年7月，限中英文文献。采用主题词和自由词相结合的检索策略，并对纳入文献的参考文献进行二次检索。英文主题词：four dimensional magnetic resonance angiography、four dimensional arterial spin labeling、digital subtraction angiography、arteriovenous malformation。中文主题词：四维磁共振血管成像、四维动脉自旋标记、数字减影血管造影、动静脉畸形。

1.2 纳入与排除标准

       纳入标准：(1) 4D-MRA对AVM诊断效能研究的中英文文献；(2) DSA为金标准；(3)可获得原始数据：4D-MRA能达到DSA金标准诊断的个数(真阳性、假阳性、假阴性、真阴性病例数)、4D-MRA进行SM分级的个数、4D-MRA进行SM分级的平均值、4D-MRA的SM评分总值、DSA金标准的个数、DSA进行SM分级的个数、DSA进行SM分级的平均值和DSA的SM评分总值。排除标准：(1)研究对象是AVM之外的其他疾病患者；(2)重复发表的文献、个案报道、动物实验、综述；(3)无法获取Spetzler-Martin分级数据。

1.3 文献筛选及资料提取

       由2名研究者独立筛选数据，如有异议，由第三名研究者协商判断。文献初筛时先阅读摘要，排除重复文献及不相关的文献后进入复筛，再阅读文献全文选择纳入研究。提取文献材料内容包括：第一作者、发表年份、患者数、4D-MRA能达到DSA金标准诊断的个数(真阳性、假阳性、假阴性、真阴性病例数)、4D-MRA进行SM分级的个数、4D-MRA进行SM分级的平均值、4D-MRA的SM评分总值、DSA金标准的个数、DSA进行SM分级的个数、DSA进行SM分级的平均值和DSA的SM评分总值。

1.4 纳入研究的风险偏倚评价

       由2名研究者根据Cochrane协作网推荐的随机对照试验(randomized controlled trial，RCT)风险偏倚评价工具评价纳入研究的风险偏倚，评价的内容有：随机序列的产生，分配隐藏，对受试者和干预提供者施盲，对结果评价者施盲，结果数据不完整，选择性结果报告和其他偏倚来源，如有争议，由第三方协商判断。

1.5 统计学分析

       使用Review Manager 5.3和R3.5软件进行统计分析。采用Review Manager 5.3检测发表偏倚，通过R3.5软件分别绘制4D-MRA诊断AVM及AVM的Spetzler-Martin分级的ROC曲线，并计算曲线下面积(area under curve，AUC)，根据AUC值评价诊断效能，AUC＞0.9时，诊断准确度较高，即具有较高的诊断效能。

2 结果

2.1 文献检索结果

       经逐层筛选(图1)，最终纳入9个研究^{[3，10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17]}，共计192例/次患者。9个研究报道了4D-MRA和DSA对动静脉畸形及动静脉畸形Spetzler-Martin分级诊断价值研究。纳入研究的基本信息见表1。Spetzler-Martin分级：病灶尺寸：＜3 cm=1，3～6 cm=2，＞6 cm=3；位置：非功能区=0，功能区=1；深静脉引流：无=0，有=1。分级=病灶尺寸+位置+深静脉引流=(1、2、3)+(0、1)+(0、1)，6级是指不能动手术的动静脉畸形。纳入研究的风险偏倚评价见图2。

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图1  文献筛选流程图
Fig. 1  Literature screening flow chart.

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图2  纳入研究的风险偏倚评价
Fig. 2  Assessment of risk bias for included studies.

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表1  纳入原始文献汇总
Tab. 1  A summary of the included original literature

2.2 Meta分析结果

2.2.1 发表偏倚分析

       用Review Manager 5.3软件根据RCT风险偏倚评价工具评价纳入研究的风险偏倚，评价的内容有：随机序列的产生，分配隐藏，对受试者和干预提供者施盲，对结果评价者施盲，结果数据不完整，选择性结果报告和其他偏倚来源，评价结果提示不存在明显风险偏倚。具体的风险偏倚检测见图2。

2.2.2 Meta分析合并结果

       4D-MRA能达到DSA金标准诊断的个数(真阳性、假阳性、假阴性、真阴性病例数)分别为(161、3、5、23)，4D-MRA与金标准DSA诊断结果一致的个数比是0.96 (184/192)。运用R3.5软件绘制受试者工作特征曲线图(图3)，统计分析显示4D-MRA诊断动静脉畸形及动静脉畸形SM分级的ROC曲线下面积分别为0.927和0.920，即4D-MRA对AVM和AVM的SM分级都具有很高的诊断效能。

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图3  4D-MRA诊断AVM （A）和AVM的SM分级（B）的ROC曲线
Fig. 3  The ROC curve of 4D-MRA diagnosis AVM （A） and SM grade of AVM （B）.

3 讨论

3.1 四维磁共振血管成像对动静脉畸形进行Spetzler-Martin分级的特点及临床应用

       4D-MRA是一种类似DSA的磁共振检查技术，具有以下优点：①更高的时间和空间分辨率，除了常规磁共振血管成像显示血管形态、位置外，还可提供静脉引流影像信息^{[18, 19]}；②无需对比剂，适用于对对比剂过敏或肾功能不全的患者和需重复性随访的患者^[20]。4D-MRA在AVM疾病中可完整评价畸形血管团，为临床选择治疗方案提供依据。

       Spetzler-Martin分级方案在一系列外科切除的AVM上的回顾性应用已证明其与术后神经系统并发症的发生率相关，标准化分级方案的应用能够比较各种临床系列之间和不同治疗技术之间的结果，并有助于治疗方法和治疗方案的制定^{[21, 22]}。目前AVM的治疗手段包括经导管栓塞术、立体定向放射治疗及手术切除3种：①经导管栓塞术是用细导管在辨认出供血动脉后，注射栓塞物至动静脉畸形内，在进行放射治疗或手术切除前行血管内栓塞治疗，可单独治疗AVM，也可减少AVM病灶体积，进而联合放射治疗、手术切除做进一步治疗；②立体定向放射治疗的主要优势在于非侵入性，无开颅手术风险，放射治疗也可用于部分外科切除或介入治疗后的残余动静脉畸形^[23]；③手术切除AVM治愈率高、疗效迅速，可以单独治疗，也可以结合其他适当的治疗方式^[24]。术前通过4D-MRA无创检查对AVM进行Spetzler-Martin分级，Ⅰ级、Ⅱ级(AVM病灶体积小，位于非神经重要功能区，无深静脉引流)可以行经导管栓塞术治疗；Ⅳ级、Ⅴ级(AVM病灶体积大，位于神经重要功能区，有深静脉引流)可以行外科手术治疗或先行经导管栓塞术减少病灶体积后再行外科手术切除治疗^{[25, 26, 27]}。相对于DSA是有创检查，需要置管和使用外源性对比剂，且存在辐射暴露的检查方法，4D-MRA作为一种无创的磁共振检查新技术在AVM的诊断分级、治疗方式选择及术后复发或并发症的随访等具有很大优势和应用前景。使用4D-MRA术前或术后对AVM进行SM分级，有助于术前评估AVM的严重程度，选择治疗方式及随访术后治疗效果或术后残余AVM等。

3.2 本研究统计结果分析

       统计分析纳入文献的风险偏倚评价图提示纳入研究无明显发表偏倚。以DSA作为金标准，4D MRA评价AVM的真阳、假阳、假阴、真阴性数分别是161、3、5、23，4D-MRA与金标准DSA诊断结果一致的个数比是0.96 (184/192)，即以DSA为金标准，4D-MRA对动静脉畸形诊断的一致性达到0.96，表明4D-MRA对AVM具有很高的诊断效能。因部分原始文献中AVM大小、部位及不同SM分级中4D-MRA评价的准确度未具体给出，纳入原始文献汇总内容受限，所以未纳入AVM的平均大小、部位，会在之后的研究中加强注意这方面的内容。本文纳入的研究^{[14, 15, 16, 17]}采用的4D-MRA是4D TOF MRA，纳入的研究^{[3，10, 11, 12, 13]}采用的是4D ASL MRA，两种方法之间存在的差异很小，并且都是与金标准DSA进行比较，不影响最终的统计结果。以DSA为金标准，4D-MRA诊断动静脉畸形和动静脉畸形Spetzler-Martin分级的ROC曲线下面积分别为0.927和0.920，说明4D-MRA对动静脉畸形诊断及动静脉畸形Spetzler-Martin分级判定上都有较高的准确度。以DSA为金标准评估AVM和AVM的SM分级，4D-MRA对动静脉畸形及动静脉畸形Spetzler-Martin分级的ROC曲线下面积都达到0.9以上，即4D-MRA对AVM的判定一定程度上能达到类DSA的诊断效能，可以无创评估脑AVM的血管结构和血流动力学。术前通过4D-MRA或DSA检查对动静脉畸形进行Spetzler-Martin分级有助于评价动静脉畸形的严重程度和选择治疗方式等。

       本研究纳入的一篇文献[11]使用4D TOF MRA评估了15例未治疗的脑AVM患者，在Spetzler-Martin分级中的病灶大小和引流静脉等方面与金标准DSA进行了一致性比较。结果显示4D-MRA和DSA具有很高的一致性，即4D-MRA可以无创评估脑AVM的病灶结构和血流动力学，该研究与本荟萃分析结果一致。本研究纳入第2、8、9项^{[13，16, 17]}文献较少，通过阅读原始文献全文，评估纳入文献的风险偏倚，未见高风险偏倚。本研究纳入的文献[14]研究了55例动静脉畸形患者，其中25例进行了手术，术前术后共进行了80次4D-MRA检查，研究了AVM的Spetzler-Martin分级，结果是4D-MRA评估的AVM术前术后的SM分级与DSA完全一致，该研究表明4D-MRA是一种可靠的工具，可以准确评估AVM的Spetzler-Martin分级，可以一定程度上替代DSA来评估脑AVM患者的术前严重程度和术后治疗效果，即4D-MRA对AVM具有很高的诊断效能。本研究纳入的文献[13]研究了6例AVM患者，使用4D ASL MRA与DSA进行对比，结果表明4D ASL MRA和DSA在评估颅脑AVM的总体血管特征具有很高的一致性。多项研究均表明4D-MRA对AVM和AVM的SM分级具有很高的诊断效能，作为一种无创的磁共振检测技术，能动态显示血流信息，在AVM术前评估、SM分级评估及术后随访等有着很高的应用价值。

       本研究具有一定局限性：①本研究只研究了中英文文献，存在语种偏倚，检索可能存在偏倚，部分文献可能遗漏；②纳入的研究和病例数较少，其中纳入研究2、8、9病例数小于10，可能存在偏倚；③单个研究纳入的数量不同，仪器不同，纳入研究采用的4D-MRA是4D TOF MRA和4D ASL MRA，两者之间的差异很小，但这也可能使研究间存在一定异质性；④因部分临床数据不完整，纳入研究提取的数据可能存在偏倚，统计分析存在部分不足，需要在以后进行进一步的探索。

       总之，本研究是对纳入已有的4D-MRA对AVM诊断效能的单样本独立研究数据进行系统的Meta分析。通过统计分析得出，4D-MRA诊断AVM及AVM的Spetzler-Martin分级的曲线下面积都达到0.9以上，即4D-MRA对AVM具有较高的诊断效能，可以无创评估AVM的病灶及血流动力学信息。4D-MRA作为一种无创的磁共振检查技术，可在部分情况下替代DSA去诊断AVM、评估AVM的Spetzler-Martin分级及选择治疗方式等，是一种类似DSA并有巨大发展潜力的影像学检查技术。