磁共振彌散峰度成像聯合非時變CT血管成像在缺血性腦卒中診療中的應用觀察

吳良龍 高翔 曾艷妮 劉良進 畢俊英

江漢大學附屬湖北省第三人民醫院放射科，武漢 430033

缺血性腦卒中（ischemic stroke，IS）是臨床常見腦血管疾病，好發于50～60歲以上中老年人群，統計顯示國內發病率為93/10萬，患病率為459/10萬，是僅次于惡性腫瘤的疾病負擔，且近年來患者數量快速增加并趨于年輕化，嚴重威脅人們身心健康［1］。IS主要包括短暫性腦缺血發作（transient ischemic attack，TIA）和急性腦梗死（acute cerebral infarction，ACI）兩類，早期準確診斷和治療有利于梗死血管再通并改善缺血腦組織灌注水平，從而降低致殘率和病死率［2］。影像學檢查在對評估IS病情和制定治療方案具有重要參考價值，文獻報道CT血管成像（CT angiography，CTA）對腦血管分布、走行和梗阻情況具有良好顯示效果，其中基于CT灌注成像的非時變CTA可有效避免對比劑到達時間對腦血管顯示的影響，可為側支循環診斷和預后評估提供參考信息［3］。MRI近年來在腦血管疾病中的應用逐漸增多，彌散峰度成像（diffusion kurtosis imaging，DKI）是一種對腦微結構進行量化分析的MRI技術，對評估腦組織損害和代謝具有重要意義［4］。本文主要分析DKI聯合非時變CTA在IS患者診療中的應用效果，現將結果詳細報道如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料 選取2018年6月至2020年6月江漢大學附屬湖北省第三人民醫院IS患者158例進行前瞻性研究，其中男性83例，女性75例，年齡范圍37～92歲，年齡（67.43±12.09）歲，發病時間范圍1～22 h，發病時間（6.84±2.41）h，美國國立衛生研究院卒中量表（National Institute of Health Stroke Scale，NIHSS）評分范圍4～26分，NIHSS評分（13.62±2.98）分，伴吸煙史者46例（29.11%），伴飲酒史者35例（22.15%），伴卒中病史者19例（12.03%）。（1）納入標準：①符合IS相關診斷標準［5］；②年齡≥30歲；③CT或MRI發現梗死病灶；④發病時間＜24 h；⑤入院前未接受溶栓或其他相關治療；⑥患者和家屬均了解本研究詳細內容并簽署同意書。（2）排除標準：①CT或MRI發現出血病灶；②伴嚴重感染或器官功能不全；③合并顱內腫瘤、血管瘤或其他病變；④伴精神疾病或意識障礙無法配合完成相關檢查；⑤合并腦靜脈竇血栓形成或心源性栓塞來源；⑥合并其他CT或MRI檢查相關禁忌證。

本研究經江漢大學附屬湖北省第三人民醫院審核批準，編號20180506173-24。

1.2 研究方法

1.2.1 CTA檢查 首先采用美國GE公司Revolution 256排螺旋CT完成頭部平掃，然后4.5～5.0 ml/s經肘靜脈團注碘普羅胺370，劑量100 ml，10 min后以Smart模式進行掃描，管電壓120 kV，電流150 mA，矩陣512×512，層厚0.625 mm，掃描范圍自主動脈弓至顱頂，獲得動脈期、靜脈平衡期和靜脈晚期數據并導入EBW工作站，采用最大密度投影（MIP）技術進行三維重建，獲得基于3期掃描結果的橫斷位、冠狀位和矢狀位圖像。

1.2.2 MRI檢查 囑患者取仰臥位，采用美國GE公司Signa Excite HDx 1.5TMRI磁共振儀及12通道頭部線圈進行T1WI（加權像）、T2WI、T2-FLAIR（液體衰減反轉恢復序列）和DKI掃描，其中DKI掃描采用梯度回波單次激發的回波平面成像（GRE-EPI）序列，參數設置為TR（重復時間）4 500 ms，TE（回波時間）90 ms，層厚5 mm，層間距1.5 mm，層數18，FOV（視場角）240 mm×240 mm；矩陣128 mm×128 mm，激勵次數1，梯度磁場方向共為15個，b值=0、1 000、2 000 s/mm2，掃描時間共185 s。將數據導入ADW4.6工作站并采用基于Functool環境DKI軟件包進行處理，選擇梗死灶面積最大的橫斷面勾畫感興趣區域（ROI）并以平均彌散峰度（MK）最大處為起點作橫線，分別測量起點、起點與病灶邊界連線中點、病灶邊界和橫線正常區域腦組織MK和平均擴散率（MD）值，計為MK1、MK2、MK3、MK4和MD1、MD2、MD3、MD4，然后測量對側相應區域MK和MD并計算各位置相對值rMK和rMD，所有參數均由2名副主任或以上級別影像科醫師分別測量并取平均值。

1.2.3 腦血管狹窄程度 以數字減影血管成像（digital subtraction angiography，DSA）為“金標準”，根據北美癥狀性頸動脈內膜切除試驗（North American Symptomatic Carotid Endarterectomy Trial，NASCET）［6］狹窄 分 級 進 行評估，狹窄率＜30%為輕度，30%～69%為中度，≥70%為重度。

1.2.4 側支循環情況 將動脈峰期前后位DSA圖像均分為3個區域計算毛細血管指數評分（capillary index score，CIS）［7］，若有側支循環計1分，反之則計0分，3個區域總分為0～3分，≥2分為側支循環良好，＜2分為側支循環不良。

1.2.5 早期神經功能惡化（early neurological deterioration，END） 所有患者入院后均完成NIHSS評分，并每6 h重復評估1次，若72 h內NIHSS評分較入院時增加≥2分，則判斷為END并根據結果將患者分為END組和非END組［8］。

1.2.6 數據分析 根據腦血管狹窄程度、側支循環情況和END情況對入組患者進行分組，比較兩組CTA和DKI檢查結果，分析兩種檢查方法對IS患者END診斷價值。

1.3 統計學方法 數據分析采用SPSS22.0軟件，計數資料以率（%）表示，兩組間對比采用χ2檢驗，采用Kappa檢驗分析非時變CTA對腦血管狹窄和側支循環的診斷價值，計量資料經Kolmogorov-Smirnov法檢驗，符合正態分布者以（±s）表示，兩組比較采用獨立樣本t檢驗，作受試者工作特征曲線（ROC）并計算曲線下面積（AUC）分析DKI參數對IS患者END診斷價值，檢驗水準為α=0.05，以P＜0.05為差異有統計學意義。

2 結 果

2.1 不同腦血管狹窄程度IS患者非時變CTA和DKI檢查結果比較 輕中度組非時變CTA顯示為輕中度126例、重度11例，Kappa一致性檢驗結果顯示非時變CTA診斷腦血管狹窄程度的靈敏度為91.97%，特異度為95.24%，準確度為92.41%，Kappa值為0.726。兩組rMK1、rMK2、rMK3、rMK4、rMD1、rMD2、rMD3和rMD4比較差異均無統計學意義（均P＞0.05）。見表1。

表1 不同腦血管狹窄程度IS患者非時變CTA和DKI檢查結果比較

2.2 不同側支循環IS患者非時變CTA和DKI檢查結果比較 側支循環良好組非時變CTA顯示為良好者47例、側支循環不良者5例，Kappa一致性檢驗結果顯示非時變CTA診斷側支循環的靈敏度為90.38%，特異度為96.23%，準確度為94.30%，Kappa值為0.870。兩組rMK1、rMK2、rMK3、rMK4、rMD1、rMD2、rMD3和rMD4比較差異均無統計學意義（均P＞0.05）。見表2。

表2 不同側支循環IS患者非時變CTA和DKI檢查結果比較

2.3 不同END IS患者非時變CTA和DKI檢查結果比較 END組非時變CTA顯示腦血管重度狹窄15例、側支循環不良25例，且END組rMK2高于非END組，差異有統計學意義（P＜0.05）。見表3。

表3 不同早期神經功能惡化（END）IS患者非時變CTA和DKI檢查結果比較

2.4 非時變CTA和DKI參數對END診斷價值 腦血管狹窄程度、側支循環以及rMK2診斷IS患者END的AUC分別為0.585、0.610和0.812，靈敏度分別為34.78%、47.83%和67.39%，特異度分別為82.14%、74.11%和84.82%，三者聯合診斷AUC為0.843，靈敏度為86.96%，特異度為67.75%。見表4。

表4 非時變CTA和DKI參數對158例IS患者END診斷價值

3 討 論

腦卒中患者中IS占比約85%，其主要發病原因為腦血管阻塞造成腦細胞缺氧和壞死，進而導致神經功能不可逆損害，引起殘疾或死亡發生［9］。IS患者病理生理狀態極為復雜，雖然影像學技術不斷發展和進步為早期診斷創造了有利條件，《中國急性缺血性腦卒中診治指南2018》［5］推薦IS患者需進行多模態影像學檢查以明確診斷，同時為篩選符合再通治療條件的患者提供參考依據，但常規方法在定性檢查方面在仍具有較多不足。

CTA為通過靜脈注入對比劑后進行掃描的微創血管顯像技術，經過后期重建和處理后可清晰顯示腦血管形態和閉塞情況，為準確評估相應區域腦組織血流灌注水平提供參考依據［10］。非時變CTA是綜合腦動脈期、靜脈平衡期和靜脈晚期CT灌注圖像形成的檢查和分析技術，與常規單時相CTA相比，受血管內對比劑到時間的影響程度明顯降低，因此能有效減少采集時間點對血管成像造成的干擾［11］。溫學花等［12］報道顯示采用非時變CTA對評價急性腦梗死患者側支循環和預后具有良好參考價值。本研究對158例缺血性腦卒中患者進行非時變CTA檢查并評估腦血管狹窄程度和側支循環情況，結果顯示以DSA為金標準，其靈敏度分別為91.97%和90.38%，特異度分別為95.24%和96.23%，準確度分別為92.41%和94.30%，具有良好臨床價值，此外CTA檢查操作簡單且創傷較小，已逐漸成為IS診斷和治療的主要影像學檢查方法。

近年來MRI檢查技術獲得明顯進步，DKI是以DWI等為基礎發展形成的功能顯像技術，通過測量水分子擴散運動相關參數來反映腦組織微結構改變和代謝情況，較DWI具有更高b值和更多梯度磁場方向，故可展示更為豐富的細節［13-15］。MK和MD是腦血管疾病檢查常用參數圖，Yin等［16］研究認為MK對AIS病灶中水分子擴散運動受限變化更為敏感，更能準確反映腦梗死微觀結構病理改變。本研究結果顯示不同腦血管狹窄程度和側支循環IS患者rMK1、rMK2、rMK3、rMK4、rMD1、rMD2、rMD3、rMD4比較均無明顯差異，提示以上參數對判斷腦血管狹窄程度和側支循環參考價值較低。IS病灶因缺血而導致神經遞質、炎癥因子和氧自由基等物質大量釋放，造成腦細胞壞死和代謝異常，因此導致腦組織結構和病理生理活動復雜化，DKI檢查可顯示MK明顯升高而MD值降低［17-19］。腦血管狹窄程度和側支循環均可對梗死灶血液供應造成影響，故僅檢測病灶部位MK和MD變化難以準確區分IS患者腦血管狹窄程度和側支循環情況。

END與IS患者預后緊密相關，但目前尚缺少準確評估手段，通常采用NIHSS評分進行動態評估，一般認為發病后6～72 h內NIHSS評分增加≥2分即可確診［20-21］。本研究中END組IS患者非時變CTA檢查顯示腦血管重度狹窄和側支循環不良發生率均明顯高于非END組，進一步分析其診斷價值顯示靈敏度分別為34.78%和47.83%，特異度分別為82.14%和74.11%，可見準確率存在一定不足。DKI檢查可通過測量梗死灶中水分子彌散運動參數來反映腦組織細微結構和病理生理狀態，Guo等［22］報道顯示END組IS患者MD圖損傷區域明顯大于MK圖且均隨著病程進展逐漸恢復正常。本研究結果顯示END組rMK2明顯高于非END組，但兩組rMK1、rMK3、rMK4、rMD1、rMD2、rMD3、rMD4比較則均未見顯著差異。rMK2為梗死灶MK值最大處與病灶邊界連線中點，主要代表缺血半暗帶區（IP）病理生理狀態，該部位及早干預有利于減少腦細胞死亡，改善患者預后［23-24］。本研究結果表明rMK2可準確反映IP部位缺血程度，ROC分析顯示rMK2診斷END的AUC為0.812，靈敏度為67.39%，特異度為84.82%。此外本研究將非時變CTA檢查顯示的腦血管狹窄程度和側支循環與DKI檢查測量的rMK2進行END聯合診斷，結果顯示AUC為0.843，靈敏度為86.96%，特異度為67.75%，整體診斷價值未獲得明顯提升，但非時變CTA有利于評估腦血管狹窄和側支循環情況，DKI可準確反映梗死灶代謝水平，兩者檢查結果具有互補性，結合臨床經驗進行綜合判斷可為IS診治提供更為豐富的參考信息。

綜上所述，非時變CTA對腦血管狹窄和側支循環具有良好診斷價值，DKI測量rMK2對評估END具有重要參考價值，兩者聯合應用可為IS診斷和治療提供詳細依據。

利益沖突：作者已申明文章無相關利益沖突。