多模式MRI技術在急性缺血性腦卒中的臨床應用價值*

邊祥兵 張德康 呂晉浩 劉新峰 婁 昕*

目前，急性缺血性腦卒中在我國致死性和致殘性疾病中居首位，盡快開通閉塞血管為急性缺血性腦卒中患者及時治療的關鍵點，以最快的速度恢復血流來挽救缺血的半暗帶腦組織，血流重建效果越好，患者預后就越好[1]。目前為止，臨床上急性腦卒中治療用的最多的為靜脈溶栓方式、動脈溶栓方式和血管內治療方式，但這些治療方法都對時間窗有一定程度的嚴格要求[2-3]。本研究旨在探索多模式磁共振成像(magnetic resonance imaging，MRI)技術如何高效準確地實現對急性缺血性腦卒中患者的早期影像診斷，從而指導臨床對不同患者選擇“個體化”治療。

1 資料與方法

1.1 一般資料

選取2016年9月至2018年12月間解放軍總醫院第一醫學中心收治的30例急性缺血性腦卒中患者，其中男性19例，女性11例；年齡36～80歲，平均年齡(58.06±7.28)歲；首發癥狀主要為頭痛頭暈、偏身麻木、偏癱及言語不清等。所有患者均在9 h內行多模式MRI影像檢查。本研究已由醫院醫學倫理委員會審查并通過，患者及家屬均已簽署知情同意書。

1.2 納入與排除標準

(1)納入標準：①臨床表現與急性缺血性腦卒中癥狀及體征相符合的患者；②癥狀或體征持續＜9 h的患者；③除外非血管性的病變；④除外CT檢查腦出血的患者；⑤由腦動脈系頸內動脈系統的狹窄和閉塞所引起的患者；⑥患者前期無大面積的腦梗死史或顱內手術病史；⑦伴或者不伴神經功能性缺失的急性缺血性腦疾病的癥狀。

(2)排除標準：①顱腦腫瘤患者；②患者不耐受MRI檢查；③腎功能嚴重不全和腎小球濾過率＜30 ml/min的臨床患者；④患者有MRI檢查的禁忌癥。

1.3 儀器與試劑

采用DISCOVERY MR 750型3.0T磁共振掃描儀(美國GE Healthcare公司)；AW4.6工作站；對比劑為釓噴酸葡胺[釓-二乙烯五胺乙酸(Gadolinium diethylenetriamine pentaacetic acid，Gd-DTPA)](德國拜耳保健醫藥公司)；高壓注射器(德國Urich公司)。

1.4 檢查方法

所有患者均采用32通道頭相控線圈進行成像。患者取仰臥位，頭先進，頭顱要居中，眉間位于掃描中心。其中腦動脈成像、彌散加權成像(diffusionweighted imaging，DWI)和三維動脈自旋標記(three-dimensional arterial spin labeling，3D ASL)成像為核心序列，掃描時間≤8 min。全序列包括核心序列聯合T2-液體衰減反轉恢復(fluid attenuated inversion re-covery，FLAIR)、TIWI、磁敏感加權成像(susceptibility weighted imaging，SWI)/T2WI和灌注加權成像(perfusion-weighted imaging，PWI)序列，掃描參數：層厚為4.0 mm，激勵次數3次，視野為26 cm×26 cm，矩陣為256×320，帶寬為62.5 kHz，標記后延遲時間(post labeling delay time，PLD)為2025 ms，總掃描檢查時間≤15 min。

1.5 圖像后處理

圖像后處理均使用AW4.6工作站。選取閾值Tmax＞6 s確定為低灌注區域。由2名醫生分別記錄參數，每例患者均行3次測量，取其平均值，選取DWI所顯的梗塞面積最大的層面為標準層面，采用人工手繪的方法勾畫出灌注差別最大的層面，作為異常灌注感興趣區域(region of interest，ROI)，使用對側大腦半球鏡像的方法作為參照，選擇ROI時應避開腦室系統。圖像低灌注面積判讀依據ASL-DWI不匹配及動態磁敏感對比增強(dynamic susceptibility contrastenhanced，DSC)圖像和彌散加權成像(diffusion weighted imaging，DWI)不匹配。梗死核心灌注狀況不同，可分成高灌注組和低灌注組。

1.6 評價指標

(1)腦血管評分：①4分，無狹窄；②3分，輕度狹窄，狹窄率在0%～50%；③2分，中重度狹窄，狹窄率在50%～99%之間；④1分，血管完全閉塞。

(2)腦靜脈顯示評分：①3分，無明顯改變；②2分，輕度增多、增粗；③1分，顯著增多、增粗。

(3)動脈血栓磁敏感血管征(susceptibility vessel sign，SVS)診斷標準：SWI圖像上，病變在血管上出現低信號影，且范圍大于血管管腔直徑，但臨近處血管管徑無明顯改變。

1.7 統計學方法

數據采用SPSS19.0統計軟件包進行統計學處理。兩種不同灌注成像方法來評估缺血半暗帶(ischemic penumbra，IP)，用Mann-Whitney U檢驗定性分析所得的結果；兩種不同灌注成像方法的腦血流量(cerebral blood flow，CBF)(患側與對側)，結果采用獨立樣本與配對t檢驗。同一成像方法兩名醫師分別兩次判斷急性缺血性腦卒中患者檢出率結果做組內相關系數(intraclass correlation coefficien，ICC)分析，認為ICC＞0.8為可重復性好。不同成像方法灌注缺血面積的評分判讀分別做秩和檢驗，以P＜0.05為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 全序列掃描檢查結果

本研究的30例患者均得到滿意的全序列掃描圖像，其中由頸內動脈系統(前循環)所引起的腦卒中為26例，由椎基底動脈系統(后循環)所引起的腦卒中為2例，由穿支動脈引起的腦卒中為2例。T2FLAIR圖像上能顯示的責任病灶為23例，未見異常者為7例。28例3D-TOF MRA血管圖像顯示出不同程度的責任血管狹窄、閉塞。急性缺血性腦卒中患者的梗死核心均位于責任血管的血供區。2例患者在MRA顯示正常，臨床考慮為小面積腦梗死，極有可能是穿支動脈閉塞所引起。有5例梗死核心在ASL圖像上呈高灌注。

2.2 判讀結果

由兩名醫師共同判讀3D ASL圖像，結果顯示，低灌注26例，無低灌注4例，有分歧意見0例。DSC灌注圖像顯示低灌注25例，無低灌注4例，有分歧意見1例。3D ASL灌注方法檢出率判讀的ICC=1，DSC灌注方法的ICC=0.939，重復性良好(F=17.92，P＜0.001)；分別對同一灌注成像序列缺血面積的判讀，兩名醫師的評分采用ICC一致性檢驗，3D ASL低灌注面積兩名醫師評分ICC=0.829，一致性良好(F=5.963，P＜0.001)，DSC灌注減低面積兩名醫師評分ICC=0.725，一致性良好(F=3.681，P＜0.001)。

2.3 影像診斷效率

低灌注檢出率方面，DSC Tmax灌注與3D ASL灌注差異無統計學意義(P=0.386)。3D ASL上圖像的低灌注面積大于DSC Tmax上圖像的低灌注面積，但差異無統計學意義(P=0.762)。最大病變層面異常灌注區面積大小方面，2種不同灌注技術方法結果為：DSC圖像面積=(13.48±11.56)cm2；ASL圖像面積=(13.85±11.79)cm2，差異無統計學意義(t=0.12，P＞0.05)。患者的患側病灶CBF值與對側鏡面區CBF值間差異無統計學意義(P=0.635)。

2.4 動脈血栓磁敏感征

在30例患者的圖像中，SWI圖上呈動脈血栓的SVS陽性有17例患者，在血管走形部位SWI圖像表現為低信號，且其范圍要大于該血管的管腔直徑，而血管的遠端和近段均無改變。通過與MRA原始圖像對照，SVS的陽性率為56.67%(17/30)。結果表明患者的動脈狹窄狀況與是否在SWI圖上呈SVS陽性改變有相關性(r=-0.6325，P＜0.05)，見表1。

表1 SVS和動脈狹窄程度的關系

2.5 異常靜脈情況

在30例患者的圖像中，總共有27例患者在SWI圖上顯示為梗死核心小靜脈較對側明顯稀疏。在DSC異常灌注區遠遠大于急性梗死灶的患者中，在SWI圖上呈現的異常靜脈分布狀況大體一致與灌注呈現的缺血區。靜脈異常分級與動脈狹窄程度有相關性(r=0.3354，P＜0.05)，見表2。

表2 靜脈異常分級和動脈狹窄程度

2.6 典型病例影像分析

(1)典型病例一：患者女性，63歲，突發左側肢體活動完全受限，言語表達不能。MR診斷：右側基底節區，顳葉區腦梗死灶，DWI為楔形高信號，長T1，長T2信號，透明隔間腔形成，MRA右側大腦中動脈M1段輕度狹窄，SWI圖見梗死區周圍引流靜脈顯著增多，見圖1。3D ASL血流灌注信號減低，DSC成像血流灌注的腦血流量(cerebral blood flow，CBF)、腦血容量(cerebral blood volume，CBV)減低，平均通過時間(mean transit time，MTT)、達峰時間(time of peak，TTP)延長。

圖1 典型病例一多模式磁共振成像

圖2 典型病例二多模式磁共振成像圖

(2)典型病例二：患者女性，64歲，突發右側肢體麻木4 h，四肢腱反射未引出，右側病理征陽性。MR診斷：左側側腦室旁白質和基底節區的亞急性梗死灶，DWI為斑點狀稍高信號，稍長T1，長T2的信號，左側大腦中動脈及分支未見顯影，SWI圖見多發點狀低信號，梗死區周圍引流靜脈顯著增多。3D ASL左側大腦中動脈供血區的血流灌注信號減低，DSC成像血流灌注CBF和CBV減低，MTT和TTP延長。多模式磁共振成像見圖2。

3 討論

3.1 低灌注和IP的評估

急性缺血性腦卒中患者一旦出現腦缺血已經損傷腦組織，目前尚無減輕其損傷的有效治療方法和特別手段。缺血性腦卒中臨床治療后出血的危險度與梗死灶的大小密切相關，很可能是周圍毛細血管受到腦水腫擠壓產生破裂導致的出血[4]。目前，臨床上最為常用確診IP的MRI模式為DSC-PWI/DWI灌注模式[5]。有學者通過研究[6]認為，“PWI/DWI不匹配”模式對急性缺血性腦卒中患者的IP的評估并不可靠。有研究者[7]在研究動脈自旋標記灌注技術和動態磁敏感增強灌注技術在評估急性缺血性腦卒中梗死核心方面存在的一致性。ASL的巨大優勢體現在已發生血流動力學阻礙但尚未梗死患者。本研究的30例急性缺血性腦卒中患者在檢出率方面和低灌注面積的比較，兩種灌注技術差異無統計學意義。患側病灶CBF值與對側鏡面區CBF值比值兩者間差異無統計學意義。盡管3D ASL雖然不能對低灌注的最終面積和半暗帶的確定進行精確定量測量，目前IP的閾值尚有爭議，但其無創性及重復性好，不僅能反映低灌注區，也能敏感探測到未出現異常供血區，對腦卒中的預防與治療有著重要的臨床價值。

3.2 頸內動脈和顱內動脈狹窄程度與腦組織異常灌注改變的相關性

頸內動脈和顱內動脈的供血動脈狹窄為急性缺血性腦卒中的最高危因素。新生血管一般會在急性缺血性腦卒中后一周會逐漸形成，新生血管網與標準的健康人的腦血管網相類似[8]。目前臨床判斷IP的“金標準”臨床公認的是灌注-擴散不匹配(perfusiondiffusion mismatch，PDM)，可用于評價急性缺血性腦卒中腦缺血程度、范圍和類型。

本研究對30例急性缺血性腦卒中患者的多模式MR成像方法進行了研究，并對局部腦組織低灌注區域異常改變進行了詳細的處理分析，首先評估責任動脈血管狹窄程度與病變區低灌注面積的關系，動脈血管狹窄非常嚴重甚至閉塞的患者的低灌注面積不一定大，推斷其最可能的原側支循環代償途徑的作用，其改變了急性缺血性腦卒中患者腦組織的血流儲備能力的大小。

3.3 責任血管與血栓的判讀

SWI圖像在急性缺血性腦卒中后可見增粗、增多的細小靜脈出現在梗死區周圍。楊志宏等[9]研究證明了于腦組織的腦膜小動脈的側支循環形成良好時一般會發現小靜脈在SWI圖上會非常多。Kesavadas等[10]對95例急性缺血性腦卒中患者分析動脈內血栓磁敏感征陽性的患者有45例，基本為心源性，因此，研究者認為心源性的腦血栓可用動脈內血栓磁敏感征陽性做臨床確診的依據。Lingegowda等[11]研究發現，SWI圖對于急性缺血性腦卒中患者血管血栓的顯示要優于T1和T2的FLAIR圖，在所有顱內動脈血管血栓顯示方面要遠遠敏感于其他MRI的圖像。本研究的30例急性缺血性腦卒中患者結果顯示，呈動脈血管內血栓磁敏感征陽性改變有17例患者，其在MR的SWI圖像均顯示為沿著責任動脈血管走形的低信號表現，研究中對SWI圖像的結果與MRA的圖像進行比較，動脈血管內血栓磁敏感征陽性的特征和同側責任血管血供低灌注區域一致。

Hung-wen等[12]通過對急性缺血性腦卒中患者回顧性研究發現，DWI/SWI不匹配和DWI/PWI的不匹配，兩者在評估時結果差異無統計學意義。本研究中的30例急性缺血性腦卒中患者的SWI圖上發現有22例病變周圍可見增多、增粗的微小靜脈血管，在病灶周邊呈現出線條狀低信號改變，亦可以預測該區域具有良好的血液供應，患者預后較為良好。可將SWI圖在臨床確診上做為磁共振血管成像的可靠的補充。

3.4 梗塞后出血性轉化的預測作用

出血性轉化(hemorrhagic transformation，HT)的原因為腦血管閉塞存在或血流動力學發生障礙。HT是缺血性腦梗死多見的并發癥，梗死核心區的血液低灌注狀態引起血腦屏障的破壞，血管再通導致再灌注損傷是誘發HT發生的主要機制[13]。有研究證明，SWI序列對于梗死區腦出血的檢出率近100%，檢出率為最高[14]。由嚴重損傷的血腦屏障導致的過度再灌注，臨床治療后患者的結果均極差。本研究中的5例急性缺血性腦卒中患者的梗死核心在灌注圖像上呈高灌注，亦提示患者的血腦屏障嚴重損傷，產生過度再灌注，因此當ASL灌注圖像提示梗死區高灌注信息可作為臨床溶栓禁忌癥的一項重要的參考指標。

4 結論

多模式MRI技術的核心序列可以準確判定9 h以內的急性缺血性腦卒中患者的腦血流灌注狀態、缺血半暗帶、血管的基礎病變情況及側枝循環情況，能夠為臨床早期精準評估和患者的個體化治療提供有效且準確的影像學信息。