三维动脉自旋标记技术在短暂性脑缺血发作中的应用
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DOI:10.16096/J.cnki.nmgyxzz.2020.52.07.0403D-ASL+MRA检查对缺血性脑血管疾病血管异常检出率的影响*马国林,马 锐(深圳市宝安区石岩人民医院,广东深圳 518108)[摘要]目的 探究三维动脉自旋标记(3D-ASL)联合磁共振血管成像(MRA)检查对缺血性脑血管疾病患者血管异常检出率的影响。
方法 选取2019年3~12月在我院进行检查的缺血性脑血管疾病患者90例,所有患者均接受3D-ASL与MRA检查。
比较两种检查方法下血管异常检出率;以病理检查为“金标准”,分析两种检查方法在诊断缺血性脑血管疾病中诊断价值。
结果 3D-ASL联合MRA检查血管异常检出率高于单独MRA、3D-ASL检查,差异有统计学意义(P<0.05);3D-ASL联合MRA检查在诊断血管异常中灵敏度、特异度、准确度均高于单独MRA、3D-ASL检查,差异有统计学意义(P<0.05)。
结论 3D-ASL联合MRA检查可提高缺血性脑血管疾病患者血管异常检出率,在血管异常疾病中具有较高的诊断价值,能够为临床疾病的诊断提供参考依据。
[关键词]缺血性脑血管疾病;磁共振血管成像;血管异常 [中图分类号]R743 [文献标识码]B [论文编号]1004-0951(2020)07-0843-02 缺血性脑血管疾病是脑血管疾病中常见类型,具有较高的发病率、致残率及死亡率。
缺血性脑病病因较为复杂,多认为脑供血血管狭窄、闭塞等是引发该病症的常见原因,患者常出现脑供血不足,导致脑组织出现不同程度的低灌注状态,从而造成脑组织缺血、缺氧[1,2]。
对于缺血性脑血管疾病,临床多采用影像学检查方式,通过影像学检查明确颅内血管异常情况,为病情诊断提供参考依据。
磁共振血管成像(MR angiography,MRA)可观察血管动脉灌注情况,具有无创性、操作简单等优势,在检查过程中无需注射对比剂;而三维动脉自旋标记(Three-dimensional arterial spin labeling,3D-ASL)可用于评估脑血流的灌注情况,是近年来应用于临床的容积灌注扫描技术[3,4]。
3D-ASL灌注技术在缺血性脑血管疾病中的应用价值【摘要】目的:探究3D-ASL灌注技术在缺血性脑血管疾病中的应用价值。
方法:选取2018年9月-2021年9月在我院进行就诊的缺血性脑血管疾病患者共34例,同时选取30例健康人群作为对照实验组,两组患者均进行扫描仪检查,然后比较两组患者的3D-ASL灌注技术以及MRA结果的一致性。
结果:健康人群的对照组的3D-ASL以及MRA诊断均未见异常,一致性100%,研究组患者的3D-ASL以及MRA诊断检查结果显示,大面积脑梗死患者的一致性为100%,小面积脑梗死患者的一致性为71.4%,短暂性脑缺血发作患者的一种性为84.6%。
结论:3D-ASL灌注技术具有较高的应用价值,诊断的准确率较高。
【关键词】:3D-ASL灌注技术;缺血性脑血管疾病;应用价值缺血性脑血管疾病是一种由于脑供血血管阻塞以及狭窄等因素所导致的脑血管疾病。
由于其脑组织中的血流受到阻断,因此出现组织软化以及坏死的现象。
根据流行性病学的调查数据显示,缺血性的脑梗死以及短暂性脑缺血是这种病的常发类型,且脑梗死在脑卒中中的发病率高达60%以上[1]。
这一缺血性脑血管疾病的发病机制复杂,且发病后病情变化极快,在临床具有较高的致死率,从而严重的威胁到患者的身体健康以及生命安全。
随着科学技术发展水平的提高,影像学技术的利用使得在这一疾病的诊断上有了较大的突破。
3D-ASL(三维动脉自旋标记)作为一种较先进的脑组织血流的灌注方式,能够利用新型的三维容积扫描技术对缺血性脑血管疾病进行扫描[2]。
基于以上资料,本文选取在我院就诊的患者共34例,对3D-ASL灌注技术在缺血性脑血管疾病中的应用效果进行探讨。
目前研究已经结束,现在做出如下报告。
1资料与方法1.1一般资料选取2018年9月-2021年9月在我院进行就诊的缺血性脑血管疾病患者共34例,同时选取30例健康人群作为对照实验组,按照自愿的原则参与本次研究,研究组患者34例,其中男性18例,女性16例,患者的平均年龄为62.49±3.86岁,其中大面积脑梗死患者8例,脑梗死患者17例,高血压病史患者16例,短暂性脑出血发作患者13例。
3D-ASL技术的原理和临床应用1. 引言3D-ASL(3D arterial spin labeling)是一种非侵入性的磁共振成像(MRI)技术,用于评估脑血流情况。
本文将介绍3D-ASL技术的基本原理,并探讨其在临床中的应用。
2. 3D-ASL技术的原理3D-ASL技术通过利用自旋标记方法,在血流供应区域的动脉中标记自旋,然后通过成像观察标记漂移进入脑组织的血流情况。
其原理可以概括为以下几个步骤:•自旋标记:在动脉中注入自旋标记物,如血液中的水分子,通过磁场的作用导致水分子的自旋方向发生变化。
•标记延迟时间:等待一定的延迟时间,以使标记物输送到感兴趣区域。
•图像采集:进行磁共振成像,观察标记物漂移进入脑组织的血流情况。
•重建和分析:对采集到的图像进行重建和定量分析,获得脑血流相关的参数。
3. 3D-ASL技术的临床应用3.1 脑血液灌注的评估3D-ASL技术可以准确测量脑组织的血流灌注情况,对脑血液供应不足、脑缺血等疾病的评估具有重要的临床意义。
通过比较不同区域的血流灌注量,可以提供脑区功能活动的定量化指标,并帮助医生判断脑血流灌注是否正常。
3.2 疾病的诊断和监测3D-ASL技术在各种脑血管病变和神经退行性疾病的诊断和监测中起着重要的作用。
例如,对于脑卒中患者,可以通过观察梗死灶周围的局部脑血流灌注变化,评估梗死的范围和严重程度。
在阿尔茨海默病等神经退行性疾病中,3D-ASL技术可以帮助发现脑血流异常,并追踪其进展过程。
3.3 药物治疗效果评估3D-ASL技术还可以用于评估药物治疗效果。
通过在治疗前后进行血流灌注的比较,可以非常敏感地检测到治疗对脑血流动力学的改变。
这对于药物治疗效果的评估和适时调整具有重要的意义,为临床医生提供了指导。
3.4 研究领域应用除了临床应用外,3D-ASL技术还在神经科学研究领域得到广泛应用。
研究人员可以利用该技术探索脑功能与血流之间的关系,解析神经系统的可塑性和功能连接。
26·中国CT和MRI杂志 2021年02月 第19卷 第02期 总第136期【通讯作者】刘会佳,女,主治医师,主要研究方向:泌尿生殖磁共振。
E-mail:hui_Value of MR3D-ASL Combined with MRA in Copyright©博看网 . All Rights Reserved.·27CHINESE JOURNAL OF CT AND MRI, FEB . 2021, Vol.19, No.2 Total No.136查,无相关检查禁忌症。
排除标准:合并严重脏器疾病或恶性肿瘤者;合并脑出血或其他颅内疾病者;合并精神性疾病者;妊娠期或哺乳期妇女;临床资料不全或影像学图像质量差无法纳入研究者。
1.2 检查设备及方法 采用美国GE公司提供的Discovery MR750w 3.0T超导型全身磁共振扫描仪和标准16通道头颈联合线圈。
先进行常规序列检测:T 1WI序列,TR200 1.4ms,TE24ms,FOV24cm,带宽41.67Hz;T 2WI序列TR4841ms,TE101ms,FOV24cm,带宽62.50Hz;T 2-FLAIR序列,TR9000ms,TE95ms,FOV24cm,带宽41.67Hz。
扩散加权成像(DWI):TR4330ms,TE77.3ms,FOV24cm,带宽250Hz,矩阵64×128,NEX3.0,b值0、1000s/mm 2。
上述序列均为横断面扫描,层厚5mm,层间距5mm。
MRA 采用三维时间飞跃法(three dimensional time of flight,3D-TOF):TR25ms,TE3.4ms,FOV22cm,带宽20.83Hz,矩阵320×192,NEX1.0,翻转角15转,层厚1.4mm。
3D-ASL采用Spiral采集数据FSE信号读取方式:TR4640ms,TE10.7ms,FOV24cm,带宽62.5Hz,NEX3.0,分辨率512,标记后延迟时间1525ms,层数36,层厚4.0mm,扫描时间269s。
3D-ASL联合 MRA在缺血性脑血管疾病诊断中的应用价值摘要:目的:探究三维动脉自旋标记技术联合磁共振血管成像检查在缺血性脑血管疾病诊断中的应用价值。
方法:选取疑似缺血性脑血管疾病患者134例,均采用三维动脉自旋标记技术、磁共血管成像栓查,统计三维动脉自旋标记技术、磁共摄血管成像单一及联合检查诊断脑血管缺血的结果。
结果:三维动脉自旋标记技术检查诊断缺血性脑血管疾病63例,共血管成像检查诊断缺血性脑血管疾病56例,联合检查诊断缺血性脑血管疾病72例;磁共振血管成像、三维动脉自旋标记技术联合检查诊断缺血性脑血管疾病诊断准确性97.76%、特异性96.72%、灵敏性98.63%,较单一检查高,联合检查误诊率3.28%、漏诊率1.37%,较単一检查低(P<0.05)。
结论;三维动脉自旋标记技术与磁共振血管成像联合检查诊断缺血性脑血管疾病,可显著提升诊断准确性、特异性、灵敏性,减少误诊及漏诊,有利于疾病早期诊断及临床治疗。
关键词:缺血性血管疾病;三维动脉自标记技术;磁共振血管成像The value of 3D-ASL combined MRA in of ischemic cerebrovasculardiseaseSun Li, Pu Fushun, Yang Fuhui, Geng Kuan, Li Ping, Correspondenceauthor: Zhang Yan,Department of Medical Laboratory Science, Department of Medical Imaging, SOUTHERN CENTRAL HOSPITAL OF YUNNAN PROVINCE THE FIRSTPEOPLE'S HOSPITAL OF HONGHE STATE, Mengzi City, Yunnan Province,661199Abstract: Objective: To explore the value of three-dimensional arterial spin labeling combined with magnetic resonance angiography inthe diagnosis of ischemic cerebrovascular diseases. Methods :134 patients with suspected ischemic cerebrovascular disease were selected. The results of three-dimensional arterial spin labeling, magnetic co-vascular imaging, magnetic co-vascular imaging were analyzed. Results: Three-dimensional arterial spin labeling was used in 63 cases of ischemic cerebrovascular disease ,56 cases of ischemic cerebrovascular disease were diagnosed by angiography and 72 cases were diagnosed by magnetic resonance imaging. resonance vascular imaging, three-dimensional arterial spin labeling technique combined to detect the diagnostic accuracy of ischemic cerebrovascular disease 97.76%, specificity 96.72%, sensitivity 98.63%, higher than a single examination, combined examination misdiagnosis rate 3.28%, missed diagnosis rate 1.37%, lower than a single examination (P<0.05). Conclusion: The three-dimensional arterial spin labeling technique combined with magnetic resonance angiography in the diagnosis of ischemic cerebrovascular disease can significantly improve the accuracy, specificity and sensitivity of diagnosis, reduce misdiagnosis and missed diagnosis, and facilitate the early diagnosis and clinical treatment.Keywords: Ischemic vascular disease ;3D arterial self-marking technique; Magnetic resonance angiography脑血管疾病属临床危重疾病之一,具有病死率、致残率高等特点[1]。
多参数动脉自旋标记与动态磁敏感增强脑灌注成像在诊断短暂性脑缺血性发作中的对比许洋;吕晋浩;马林;陈为军;娄昕【摘要】目的:比较多参数三维假连续式动脉自旋标记灌注成像(3D pCASL)与动态磁敏感增强灌注成像(DSC PWI)对短暂性脑缺血发作(TIA)责任病灶的检出率。
方法比较39例临床诊断TIA患者,并在首次发作24 h内进行磁共振检查。
扫描序列包括常规头颅MR成像、MRA(MRA),DWI、3D pCASL(选取两个标记延迟时间post-labeling time, PLD, PLD=1.5 s及PLD=2.5 s), DSC PWI。
后处理获取3D pCASL的脑血流(CBF)图像和DSC PWI的Tmax图像。
比较不同灌注方法与MRA及DWI结合法对于缺血病灶检出率和缺血面积。
结果TIA患者的缺血病灶检出率,3D pCASL(PLD1.5 s及PLD2.5 s)的CBF图像与DSC PWI Tmax对比无差异;3D pCASL(PLD1.5 s)的CBF图像对于缺血的检出率高于MRA结合DWI法;DSC PWI Tmax、3D pCASL(PLD2.5 s)CBF与MRA结合DWI法无差异。
显示低灌注面积,3D pCASL(PLD1.5 s)的CBF图像显示的面积最大,其次是DSC PWI Tmax,而3D pCASL(PLD2.5 s)的CBF 图像显示的低灌注面积最小。
结论3D pCASL脑灌注成像技术无创、快速、可重复性强,推荐作为临床可疑TIA患者的影像筛查手段,不同PLD的3D pCASL序列对于病灶的检出及缺血面积的显示有差异,选择较短PLD有可能提高病灶的检出率。
%Objective To evaluate the clinical value of three-dimensional pseudo-continuous arterial spin labeling (3D pCASL) perfusion magnetic resonance imaging (MRI) and dynamic susceptibility contrast (DSC) enhanced perfusion MRI in the diagnosis of transient ischemic attack (TIA). Methods Thirty-nine consecutive patients with suspected TIA underwentmulti-modal MRI scans including DSC, magnetic resonance angiography (MRA), diffusion-weighted imaging (DWI) and 3D pCASL (post-labeling delay, PLD=1.5 s and 2.5 s) within 24 h of symptom onset. Cerebral blood flow (CBF) from ASL and the time to the maximum of tissue residual function (Tmax) map from DSC were calculated using AW workstation. DWI and MRA were applied to detect acute cerebral infarction and intracranial artery stenosis. Two neuroradilogists who were blinded to the patients' clinical data assessed the presence of perfusion deficit, ischemic lesion and the lesion sites both from 1.5 s, 2.5 s PLD ASL-CBF and DSC-Tmax independently, and then graded them. The differences in the ranking grades between 1.5 s, 2.5 s PLD ASL and DSC were analyzed, and the frequency of lesion detection was compared between ASL-CBF, Tmax and MRA combining DWI method. Results No significant differences was found in hypoperfusion grades detected by 3D pCASL (including PLD1.5 s and 2.5 s) CBF and Tmax maps, while significant differences were detected between 1.5 s PLD ASL-CBF and MRA combining DWI method; ASL with PLD 1.5 s CBF detected ischemic lesions and lesion site significantly more frequently than MRA combining DWI method. Conclusions Three dimensional pCASL is a non-invasive perfusion method free of radiation exposure, and short PLD ASL is more sensitive than long PLD ASL for detecting ischemic lesions and lesion sites.【期刊名称】《南方医科大学学报》【年(卷),期】2016(036)006【总页数】7页(P768-774)【关键词】短暂性脑缺血发作;动脉自旋标记;动态磁敏感加权灌注成像;三维假连续式动脉自旋标记灌注成像【作者】许洋;吕晋浩;马林;陈为军;娄昕【作者单位】中国人民解放军总医院放射科,北京 100853; 中国人民解放军252医院放射科,河北保定 071000;中国人民解放军总医院放射科,北京 100853;中国人民解放军总医院放射科,北京 100853;中国人民解放军252医院放射科,河北保定 071000;中国人民解放军总医院放射科,北京 100853【正文语种】中文短暂性脑缺血发作(transient ischemic attack,TIA)患者的诊断既往依赖于临床ABCD2评分。
三维动脉自旋标记技术在短暂性脑缺血发作中的应用目的探讨三维动脉自旋标记(3D-ASL)技术在短暂性脑缺发作(TIA)中的应用价值。
方法选择2014年8月~2015年9月于江苏省扬州市第一人民医院就诊的TIA患者27例,于末次发作24 h内行头颅CT、常规磁共振序列、DWI、MRA及3D-ASL检查,其中5例行DSC-PWI检查者。
所获得的灌注伪彩图由2名观察者独自观察,手工绘制感兴趣区(ROI)及镜像区,并定量分析相对脑血流量(rCBF)。
结果头颅CT皆未显示异常。
定性分析显示,27例TIA 患者3D-ASL出现局灶性低灌注者23例(85.19%);定量分析显示,ROI rCBF 为(28.98±8.12)mL/(100 g·min),镜像区rCBF为(40.58±9.15)mL/(100 g·min),两者间差异有统计学意义(t=9.590,P 0.05)。
结论与传统的MRA及DWI 阳性率相比,3D-ASL技术对TIA局灶性低灌注的显示更敏感,而且与DSC-PWI 对低灌注的显示一致,对TIA患者的诊断、疗效评估及随访具有重要价值。
[Abstract] Objective To investigate the value of three dimensionalarterial spin labeling (3D-ASL)in the patients with transient ischemic attack (TIA). Methods 27 cases of patients with TIA were selected from August 2014 to September 2015 in the First People’s Hospital of Yangzhou Cit y,who underwent CT,MRI,3D-ASL,DWI and MRA within 24 hours of symptom onset, 5 in 27 cases underwent DSC-PWI. Two observers hand drawn ROI and the mirror image area alone and quantitative analyzed the rCBF. Results All head CT showed no abnormal results. Qualitative analysis showed that 27 patients with 3D-ASL were found focal hypoperfusion in 23 cases (85.19%). Quantitative analysis showed that ROI rCBF was (28.98±8.12)mL/(100 g·min),the mirror image area rCBF was (40.58±9.15)mL/(100 g ·min),which had statistically significant difference (t=9.590,P 0.05). Conclusion Compared with the MRA and DWI,3D-ASL shows more sensitive of focal hypoperfusion in TIA,and has similar sensitivity with DSC-PWI. It has important value in diagnosis,curative effect evaluation and follow-up of patients with TIA.[Key words] Transient ischemic attack;MRI;Perfusion;Arterial spin labeling短暂性脑缺血发作(transient ischemic attack,TIA)是常见的缺血性脑血管疾病。
TIA发作后[1-2],约有10%的患者发生脑梗死,25%发生其他不良事件,包括死亡、心肌梗死以及无症状脑梗死等,其中一半以上发生在TIA发作后90 d 内,而且大部分发生在7 d内。
有文献报道对TIA患者早期诊断及治疗可以减少至少80%的继发性脑梗死[3-4]。
在临床工作中有25%~50%[3-5]的可疑TIA患者最后被诊断为非缺血性脑血管疾病,且神经科与非神经科医生之间、神经科医生之间以及专门研究缺血性脑血管疾病的专家之间在诊断TIA时都带有很强的主观性[6-7],无法达成统一意见。
因此,明确TIA的诊断迫切需要影像学依据的支持。
动脉自旋标记[8](arterial spin labeling,ASL)技术是一种无需使用外源性对比剂的灌注成像方法,对TIA具有重要价值。
1 对象与方法1.1 对象选择2014年8月~2015年9月于扬州市第一人民医院就诊的TIA患者27例,男18例,女9例,平均年龄为(64.62±13.57)岁。
纳入标准:①18岁以上的男性和非孕期女性;②TIA诊断标准为2009年美国卒中协会(ASA)对TIA 的最新定义[9];③排除脑出血、急性脑梗死;④TIA症状出现24 h内进行检查;⑤无磁共振检查禁忌,无肝肾功能损害。
1.2 成像设备1.2.1 CT 日本东芝(Toshiba)Aquilion 64排螺旋CT。
1.2.2 MRI 美国GE Discovery MR750w 3.0T超导型全身磁共振扫描仪,标准16通道头颈联合线圈。
常规MRI序列包括:①T1 Flair:TR 2001.4 ms,TE 24 ms,FOV 24 cm,带宽41.67 Hz;②T2 Propeller:TR 4841 ms,TE 101 ms,FOV 24 cm,带宽62.50 Hz;③T2 Flair:TR 9000 ms,TE 95 ms,FOV 24 cm,带宽41.67 Hz。
DWI:TR 4330 ms,TE 77.3 ms,FOV 24 cm,带宽250 Hz,矩阵64*128,NEX 3.0,b值0、1000 s/mm2,层厚5.0 mm。
MRA采用三维时间飞跃法(three dimensional time of flight,3D-TOF):TR 25 ms,TE 3.4 ms,FOV 22 cm,带宽20.83 Hz,矩陣320*192,NEX 1.0,翻转角15转,层厚1.4 mm。
3D-ASL:采用Spiral采集数据FSE信号读取方式:TR 4640 ms,TE 10.7 ms,FOV 24 cm,带宽62.5 Hz,NEX 3.0,分辨率(points)512,(arms)8,标记后延迟(post label delay,PLD)时间1525 ms,层数36,层厚4.0 mm,扫描时间269 s。
动态磁敏感对比增强灌注加权成像(dynamic susceptibility contrastperfusion weighted imaging,DSC-PWI):采用GRE-EPI序列多层采集方式,TR 1500 ms,TE 19.2 ms,FOV24 cm×24 cm,矩阵96×128,层厚5 mm,层间距1 mm,每层面采集4幅图像后使用高压注射器由肘前静脉团注MR对比剂Gd-DTPA(0.2 mL/kg),注射流率为4 mL/s,每层面共采集60幅图像。
1.3 图像分析将原始图像传输至GE Functool后处理工作站,自动生成3D-ASL及DSC-PWI灌注伪彩图,利用伪彩图显示血流灌注高低:红色区灌注最高,黑色区灌注缺失,绿和蓝区的灌注介于两者之间。
由2名具有5年以上工作经验的放射诊断医师分别观察并分析图像,于异常灌注最大层面手工绘制感兴趣区(region of interest,ROI)及镜像区,并测量ROI以及镜像区的相对脑血流量(relative cerebral blood flow,rCBF)。
ROI的定义[10]为ROI/镜像区rCBF 0.05)。
3 討论2009年ASA对TIA的新定义认为TIA是一种在脑血流量减少的基础上引发的临床表现,而常规CT及MRI为结构成像,多无阳性发现。
有学者将DSC-PWI 及DWI应用于TIA患者,DSC-PWI需注入钆对比剂,有导致肾纤维化的风险,而DWI主要反映脑组织缺血后的病理状态,且仅能在约30%的TIA患者中发现阳性病灶[11]。
本研究中TIA患者DWI阳性率为37.04%,与该学者所得结果相近。
也有学者将MRA应用于TIA患者,但MRA仅能发现责任血管的病变情况,不能直观显示脑灌注损害程度[12]。
有研究表明,TIA患者的颅内动脉MRA阳性率在50%左右[13],与本研究结果基本一致。
本研究所采用的3D-ASL联合应用基于快速自旋回波(FSE)的3D采集技术、伪连续标记技术及背景抑制技术[14-18],能够有效减轻运动伪影和磁敏感伪影带来的干扰,避免不同层面采集时间不同带来的系统误差,有效提高成像速度及SNR。
Zaharchuk等[19]研究结果表明,约有62%的TIA患者ASL灌注异常,24%的患者DWI阳性,18%的患者MRA阳性,ASL阳性率明显高于MRA及DWI。
该研究DWI阳性率与本研究相近,ASL及MRA阳性率低于本研究,分析原因可能为该研究样本量较大(76例),但所应用的MR成像仪较本研究在技术层面上低(1.5T磁共振成像仪,2D-TOF-MRA)。
张丽雅等[20]采用2D-ASL 选择胼胝体上方1 cm处放射冠平面进行扫描,结果发现TIA患者MRA阳性率为81.03%,ASL阳性率为62.07%,该研究ASL阳性率低于本研究,而MRA阳性率高于本研究,分析原因可能是该研究所应用的ASL技术层面较低,扫描范围较窄,未能进行全脑容积成像,而该研究MRA阳性包括颈内动脉及颅内动脉。
本研究对3例TIA患者行3D-ASL检查时显示不同程度及范围的低灌注,经抗血小板聚集、改善微循环、扩血管治疗后复查,3例患者局灶性低灌注的程度及范围均见恢复。
综上所述,与传统的MRA及DWI相比,3D-ASL对TIA低灌注的显示更敏感及直观,而且无需注入对比剂,对TIA的诊断、疗效评估及随访具有重要意义。
本研究的主要不足包括纳入的样本数较少,需要进一步扩大样本量;3D-ASL 只采用PLD=1525 ms一个参数,未进行多参数的组间对比研究,有待进一步的深入研究。