酰胺質子轉移磁共振成像在缺血性腦梗死分期中的應用

張帥，李春媚,宋國棟，陳敏

(1中國醫學科學院北京協和醫學院，北京100730；2北京醫院國家老年醫學中心)

酰胺質子轉移磁共振成像在缺血性腦梗死分期中的應用

張帥1,2，李春媚2,宋國棟1,2，陳敏2

(1中國醫學科學院北京協和醫學院，北京100730；2北京醫院國家老年醫學中心)

目的 探討酰胺質子轉移(APT)磁共振成像用于缺血性腦梗死分期的可行性。方法 50例腦梗死患者(發病時間<24 h者15例、24 ～72 h者9例、>72 ～240 h者12例、>240 h者14例)，接受頭顱APT磁共振成像檢查，計算酰胺質子的不對稱磁化轉移率(MTRasym)。結果 發病時間<24 h、24 ～72 h、>72 ～240 h、>240 h腦梗死患者的MTRasym分別為-0.9±0.6、-0.2±0.6、0.2±0.5、0.9±0.7；發病時間<24 h、24 ～72 h腦梗死患者的MTRasym相比，P<0.01；發病時間<24 h、>72 ～240 h腦梗死患者的MTRasym相比，P>0.05；發病時間<24 h、>240 h腦梗死患者的MTRasym相比，P<0.01；發病時間24 ～72 h 、>72 ～240 h腦梗死患者的MTRasym相比，P<0.01；發病時間24 ～72 h、>240 h腦梗死患者的MTRasym相比，P<0.01；發病時間>72 ～240 h、>240 h腦梗死患者的MTRasym相比，P<0.01。結論 發病時間不同腦梗死患者的MTRasym 不同，APT磁共振成像檢查有助于缺血性腦梗死的分期。

磁共振成像；酰胺質子轉移；pH值；腦梗死；缺血性腦梗死

缺血性腦梗死是常見的腦血管疾病，具有較高的致死、致殘率，好發于老年人[1，2]。患者可能在病程不同時期接受診斷和治療，約1/7的患者在接受檢查時處于昏迷狀態，所以部分患者的發病時間無法獲知[3]。腦梗死不同時期，其治療方法不同。準確判定缺血性腦梗死的分期，有助于治療方案的制定。此外，部分腦梗死，尤其是超急性期腦梗死，常規磁共振成像檢查有時不能發現病灶。酰胺質子轉移(APT)磁共振成像是近年來在磁化傳遞及化學交換理論基礎上發展起來的一種磁共振分子成像新技術，可探測組織內源性低濃度的游離蛋白及多肽，間接反映活體細胞內部的代謝變化和生理病理信息，對組織的pH值變化敏感[4]。pH值變化反映了腦梗死灶中葡萄糖或氧代謝異常，使APT磁共振成像可能成為判斷腦梗死分期的方法[5]。然而，目前APT磁共振成像在腦梗死診治研究中的應用仍限于動物實驗[6]。本研究通過APT磁共振成像對不同發病時間腦梗死患者的梗死灶酰胺質子的不對稱磁化轉移率(MTRasym)進行了測算，旨在探討 APT磁共振成像用于缺血性腦梗死分期的可行性。

1 資料與方法

1.1 臨床資料 2014年8月～2016年3月收治的腦梗死患者50例(男33例、女17例，年齡38～73歲)，病灶位于大腦中動脈供血區32例、大腦前動脈供血區12例、大腦后動脈供血區6例，符合第4屆全國腦血管病學術會議制定的《腦梗死診斷標準》[7]。排除標準：磁共振成像質量低的患者；腔隙性腦梗死患者；合并腦出血的患者；已接受靜脈溶栓或選擇性主要血管成形術(如支架置入)治療的患者。根據發病時間不同，將50例腦梗死患者分為發病時間<24 h者15例、24 ～72 h者9例、>72 ～240 h者12例、>240 h者14例[8]。50例患者接受頭顱APT磁共振成像檢查。磁共振掃描前由患者本人或其直系親屬簽署知情書同意書。本研究經當地機構倫理委員會批準。

1.2 APT磁共振成像檢查方法 采用頭部8通道線圈，用3.0 T Achieva 磁共振成像系統掃描。首先進行常規掃描，包括彌散加權成像(DWI)、 T1WI、 T2WI、 FLAIR 橫斷面及 T1WI 矢狀面掃描；之后進行APT磁共振成像掃描，采用單層面橫斷位掃描，掃描層面為DWI發現病灶橫截面最大層面，具體掃描參數為TR 3 000 ms、TE 7.9 ms、快速自旋回波因子54、飽和時間0.8 s、脈沖能量2 μT、FOV 230 mm ×221 mm、矩陣105×100、層厚 6 mm；用31個頻率進行采集[分別為0、 ±0.25、±0.5、±0.75、±1(2)、±1.5(2)、±2(2)、±2.5(2)、±3(2)、±3.25(2)、±3.5(8)、±3.75(2)、±4(2)、±4.5、±5、±6 ppm；括號內為同一頻率采集次數，如未標明則代表采集次數為1]；單層掃描時間約3 min。

1.3 數據處理 采用基于交互式數據語言的內部開發軟件對APT磁共振成像的圖像進行處理分析。由經驗豐富的放射科醫生參照DWI圖上顯示的病灶范圍在APT磁共振成像加權圖上勾劃感興趣區(見圖1)， 由計算機自動計算出MTRasym。為測量觀察者間的一致性，另一名經驗豐富的放射科醫生采用同樣的方法在APT磁共振成像加權圖上勾劃感興趣區。MTRasym即MTRasym(3.5 ppm)的計算公式如下：MTRasym(3.5 ppm)= MTR(+3.5 ppm)-MTR(-3.5 ppm)。

注：勾劃感興趣區時以DWI圖上顯示的病灶范圍為參考，并避開腦脊液、腦室區域。

圖1 感興趣區勾劃示范

1.4 統計學方法 采用 SPSS 19.0 統計軟件。對腦梗死發病時間<24 h者，用Fisher確切概率法比較DWI和APT磁共振成像發現病灶的差異性；計量資料先進行正態性檢驗和方差齊性檢驗，比較用單因素方差分析及LSD法；APT磁共振成像測量值的可重復性用線性回歸分析法及Bland-Altman法進行分析。P<0.05 為差異有統計學意義。

2 結果

發病時間<24 h、24 ～72 h、>72 ～240 h、>240 h腦梗死患者的MTRasym分別為-0.9±0.6、-0.2±0.6、0.2±0.5、0.9±0.7；發病時間<24 h、24 ～72 h腦梗死患者的MTRasym相比，P<0.01；發病時間<24 h、>72 ～240 h腦梗死患者的MTRasym相比，P>0.05；發病時間<24 h、>240 h腦梗死患者的MTRasym相比，P<0.01；發病時間24 ～72 h 、>72 ～240 h腦梗死患者的MTRasym相比，P<0.01；發病時間24 ～72 h、>240 h腦梗死患者的MTRasym相比，P<0.01；發病時間>72 ～240 h、>240 h腦梗死患者的MTRasym相比，P<0.01。

APT磁共振成像能顯示DWI顯示的所有腦梗死病灶，包括發病時間<24 h的早期病灶， APT磁共振成像發現病灶的敏感性為100%。兩位觀察者對50例患者觀察結果的一致性良好，R2值為0.83；Bland-Altman分析也顯示出良好的一致性，只有5例病灶的測量超出95%可信區間。

3 討論

腦動脈閉塞后缺血性腦梗死的病理過程可以分為急性期(幾小時)、亞急性期(幾個小時到幾天)和慢性期(幾天到幾個月)，分期不同，干預和治療方法亦不同。對于缺血性腦梗死的診斷和隨訪，臨床采用的磁共振成像檢查方法主要有DWI[9]、磁共振灌注成像(PWI)[10]和磁共振波譜成像(MRS)[11]。PWI是用來反映組織的微血管分布及血流灌注情況的磁共振檢查技術，可以提供血液動力學方面的信息，但掃描時間長，臨床上不作為常規檢查。DWI常用于急性期腦梗死的診斷，但在腦梗死后6 h 內,DWI檢查可能無病灶發現，在這種情況下往往需要PWI作為補充[12]。本研究結果顯示，APT磁共振成像通過反映pH值的變化，發現急性期腦梗死病灶的敏感性高，與DWI相當，而且能夠通過MTRasym區分缺血性腦梗死的不同發病時間。

腦梗死的發生主要為局部血液循環障礙造成大腦組織缺血缺氧，pH值發生改變，這成為APT磁共振成像檢出腦梗死灶的基礎。本研究結果顯示，APT磁共振成像能顯示DWI顯示的所有腦梗死病灶，包括發病時間<24 h的早期病灶。我們認為，APT可以作為DWI的補充，在腦梗死早期發現DWI不能發現的病灶。

本研究發現，發病時間<24 h腦梗死患者的MTRasym值明顯低于其他發病時間者。MTRasym值降低可以由急性期病灶腦組織酸中毒導致的pH值降低來解釋，在亞急性期和慢性期MTRasym值的增加可能是腦組織由酸中毒逐漸向堿中毒轉化的結果。有關MRS檢查的研究[13]同樣表明，在腦組織急性缺血狀態時細胞內存在酸中毒；而在亞急性腦梗死組織中, 酸中毒逐漸向堿中毒轉化，pH值升高[14]。

APT磁共振成像作為一種新的成像方法，有必要對其可重復性進行評價。在本研究中兩位觀察者對50例患者觀察結果的一致性良好。本研究的局限性首先是所采用的序列是單層掃描序列，定位時需要參照其他序列以獲得病灶最大橫截面，能夠覆蓋全腦的3D APT序列正在開發中[15]；其次是APT磁共振成像的層面選擇DWI檢查發現病灶的層面，當DWI檢查沒有發現病灶時APT磁共振成像能否發現病灶需進一步研究。

綜上所述，APT磁共振成像作為一種安全無創的磁共振分子成像新技術[16,17]，可通過腦組織pH的變化來對缺血性腦梗死進行分期，其對發現急性期腦梗死病灶也具有較高的敏感性，而且可重復性良好[18]。

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陳敏(E-mail: chenmin62@yahoo.com)

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R445.2

B

1002-266X(2016)43-0052-03

2016-07-06)