磁共振彌散加權成像聯合3D動脈自動自旋標記技術對急性缺血性腦卒中的診斷分析

張曉婷

缺血性腦卒中由于其發病急，病情變化迅速，使得其致殘率、致死率較高，腦組織梗死治療不及時，將嚴重影響預后，甚至威脅到患者生命健康[1]。若在腦梗死前期盡早發現，并給予干預治療，可有效降低缺血性腦卒中致殘、致死率，尤其是對提高急性缺血性腦卒（AIS）中預后具有重要意義[2]。目前，臨床上缺血性腦卒中大多為定性診斷，且確診時腦梗死已發生較長時間，對病灶梗死區、缺血半暗帶區域血流及是否有再出血情況并不清楚。國內已有外諸多研究采用不同形式的磁共振功能成像對急性缺血性腦卒中進行綜合評估，例如磁共振彌散加權成像（diffusion weighted imaging，DWI）、3D動脈自動自旋標記技術（3-dimensional arterial spin labeling，3D ASL）等[3-4]。目前，DWI 聯合3D ASL評估AIS腦梗死病灶、血栓、缺血半暗帶情況未見相關報道。本研究擬采用DWI聯合3D ASL評估患者缺血半暗帶及梗死區是否存在出血，為臨床AIS早期診斷、制定合理治療方案及促進預后提供參考依據。

1 資料與方法

1.1 一般資料

選取福建醫科大學附屬福州市第一醫院2018年8月-2020年8月收治的48例急性缺血性腦卒中（AIS）患者作為研究對象。（1）納入標準：①符合缺血性腦卒中診斷標準，且經MRI檢查確診為AIS；②無其他顱腦疾病且無顱腦手術病史；③體內無支架、起搏器及金屬植入物；④肝腎功能正常[5-7]。（2）排除標準：①合并其他心腦血管疾病者；②腦外傷及腦部腫瘤；③合并惡性腫瘤或自身免疫性疾病；④腦神經功能異常或有精神疾病[6]。AIS患者48例，男30例，女18例；年齡44 ～75歲，平均（62.42±6.02）歲。同時選取48例健康人作為對照組，男28例，女20例；年齡41 ～76歲，平均（61.72±6.26）歲。兩組性別、年齡等一般資料比較，差異均無統計學意義（P＞0.05），有可比性。本研究獲得本院醫學倫理委員會批準，患者及其家屬均充分了解本研究目的，簽署知情同意書。

1.2 方法

采用GEHdxt 1.5T MRI掃描儀對AIS患者頭顱部位進行掃描檢測，患者取仰臥位后，頭先進，耳內塞棉花球，設置8通道線圈以便頭顱掃描檢測，采集DWI和3D ASL序列圖像，掃描基準線為前后聯合連線水平。DWI測定的參數設置如下：DWI TR 4 800 ms，TE 81.8 ms，層數 16，層厚 6 mm，層 距 2 mm，FOV 24 cm×24 cm，NEX 為 2， 矩 陣128×130。3D-ASL采用3D Spiral快速自旋回波序列進行測定。參數：TR 5 282 ms，TE 10.4 ms，層厚 4 mm，FOV 26 cm×26 cm，NEX 為 3， 矩 陣512×8。

1.3 觀察指標

采用DWI聯合3D ASL測量腦梗死區、缺血半暗帶區及其鏡面區的腦血流量（CBF）絕對值和相對值，運用相應的工作站、Funtool軟件等生成3D ASL-CBF圖像，并通過軟件勾畫腦梗死病灶、血栓、缺血半暗帶，自動測量CBF和ADC，測量定量參數時，盡量避開血管、腦室、腦池、顱骨結構。然后，由2名診斷經驗豐富的醫師對所得DWI、3D ASL結果進行分析，根據相對腦血流量（rCBF）和相對表觀擴散系數（rADC）評估AIS患者合并出血情況。DWI陽性：病灶顯示明顯高信號，rADC高于正常范圍。3D ASL陽性標準：rCBF顯著降低；其中一種陽性即可診斷。計算DWI聯合3D ASL對急性缺血性腦卒中的敏感度和準確度。

1.4 統計學處理

采用SPSS 19.0對研究數據進行統計分析。符合正態分布的計量資料如rCBF等采用（±s）表示，組間比較采用獨立樣本t檢驗；同時采用DWI聯合3D ASL對AIS的診斷價值，P＜0.05為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 DWI及 3D ASL結果

ASI組中有4例在DWI圖像上有陽性發現（圖1A），對照組無DWI陽性發現。5例ASI患者在3D ASL圖像上雙側枕葉等可見一個或多個低灌注區。急性缺血性腦卒中具體病例見圖1。

圖1 急性缺血性腦卒中患者DWI及3D ASL影像結果

2.2 兩組腦梗死病灶區、缺血半暗帶區及鏡面區的rCBF比較

ASI組腦梗死病灶區的rCBF為（26.16±8.23）ml/（min·100 g）， 缺 血 半 暗 帶 區 的 rCBF為（35.35±4.16）ml/（min·100 g），鏡面區 rCBF 為（46.03±6.28）ml/（min·100 g），腦梗死病灶區、缺血半暗帶區及鏡面區rCBF與對照組比較差異均有統計學意義（P＜0.05），見表1。

表1 兩組腦梗死病灶區、缺血半暗帶區及表鏡面區rCBF比較[ml/（min·100 g），（±s）]

表1 兩組腦梗死病灶區、缺血半暗帶區及表鏡面區rCBF比較[ml/（min·100 g），（±s）]

組別 腦梗死病灶區 缺血半暗帶區 鏡面區對照組（n=48） 57.88±5.94 58.11±6.37 56.05±5.36 ASI組（n=48） 26.16±8.23 35.35±4.16 46.03±6.28 t值 3.695 3.855 2.449 P值 0.010 0.008 0.042

2.3 兩組腦梗死區、缺血半暗帶區及鏡面區的rADC比較

ASI組腦梗死病灶區rADC為（0.46±0.16）μm2/ms，缺血半暗帶區rADC為（0.65±0.14）μm2/ms，鏡面區rADC為（0.79±0.11）μm2/ms，腦梗死病灶區、缺血半暗帶區rADC與對照組比較差異均有統計學意義（P＜0.05），見表2。

表2 兩組腦梗死病灶區、缺血半暗帶區及鏡面區rADC比較[μm2/ms，（±s）]

表2 兩組腦梗死病灶區、缺血半暗帶區及鏡面區rADC比較[μm2/ms，（±s）]

組別 腦梗死病灶區 缺血半暗帶區 鏡面區對照組（n=4 8） 0.9 1±0.1 0 0.8 6±0.1 2 0.8 7±0.1 3 A S I 組（n=4 8） 0.4 6±0.1 6 0.6 5±0.1 4 0.7 9±0.1 1 t值 4.7 4 3 2.9 8 7 1.8 9 4 P值 0.0 0 4 0.0 2 8 0.1 3 5

2.4 DSA聯合3D ASL對ASI患者出血診斷結果比較

以臨床診斷結果為對照，DWI聯合3D ASL檢出ASI患者出血敏感度為87.50%，準確度為85.42%，見表3。

表3 DWI聯合3D ASL對ASI患者出血情況診斷結果（例）

3 討論

CBF代表了一定時間內流過腦組織的血流量，可反映腦供血的多少，在ASI患者腦組織梗死損傷評估中具有重要意義。一般情況下，正常健康人群的 CBF 值為大多數在 50 ml/（min·100 g）水平[8]。當患者腦組織CBF值下降至正常值的一半時，患者即會出現明顯的臨床癥狀，表明腦梗死較為嚴重；當CBF值下降但又高于正常值的50%時，表示腦組織有血流通過，雖然供血不足，但患者未出現任何臨床癥狀[9]。有研究報道，ASI患者后續出現繼發性腦出血的概率較正常人群明顯增加[8-10]。當患者腦動脈狹窄或閉塞后，側支循環代償供血有明顯不足，尤其是缺血區的血流灌注量會迅速減少，導致不可逆的梗死。因此，了解ASI患者梗死病灶、缺血半暗帶及表面血流狀況對制定治療方案有至關重要的作用。

灌注成像可以幫助確定腦組織灌注減低的范圍和缺血狀態下尚未完全壞死的腦組織，對缺血性腦卒中患者大腦血流評估及指導臨床治療具有指導意義[11]。目前，ASL灌注成像急/慢性腦血管病中應用非常廣泛，其主要是標記成像層面的血液灌注情況，當被標記血液全部灌注到預定組織后即開始掃描，不僅能得到組織圖像，同時還可以獲得組織內標記的血流圖像，而未標記的血流圖像與標記圖像之間的差值則用灌注像表示，常常通過CBF量化體現[12-15]。ASL可以幫助區分大腦灰質和白質灌注的不同，同時還可辨別缺血區與正常區域血流情況，以便確診梗死病灶部位及大小。ASL技術無須注入外源性示蹤劑，避免了對腎臟功能的損害，且具有無創、耗時短、可重復性高的特點，因此在腦血管神經系統疾病診療中具有重要應用價值。而3D-ASL是目前比較新的ASL技術，與常規ASL相比，其最主要的特點是全腦成像和信噪比、標記有效率高，此外，射頻能量沉積少、磁化傳遞效應輕等也為其應用奠定了良好基礎。

有研究表明，當 rCBF 值降低至20 ml/（min·100 g）左右時，腦血供應明顯不足，細胞損傷不可逆[10]。本研究結果顯示，ASI患者腦梗死病灶區的rCBF值為（26.16±8.23）ml/（min·100 g），缺血半暗帶區的 rCBF 值為（35.35±4.16）ml/（min·100 g），鏡面區 rCBF 值為（46.03±6.28）ml/（min·100 g），腦梗死病灶區、缺血半暗帶區及鏡面區rCBF與對照組比較均明顯低（P＜0.05），表明ASI患者腦組織有缺血壞死，尤其是腦梗死病灶中心區細胞壞死；半暗帶區雖然rCBF下降，但未發生缺血壞死，腦細胞尚可代償；鏡面區rCBF值接近正常，表明血流灌注接近生理狀況。此外，ASI患者腦梗死病灶區的rADC為（0.46±0.16）μm2/ms，缺血半暗帶區的 rADC為（0.65±0.14）μm2/ms， 鏡 面 區 rADC為（0.79±0.11）μm2/ms，腦梗死病灶、缺血半暗帶區rADC與對照組相比均顯著低（P＜0.05）。有研究證實，DWI信號和ADC值的變化可以反映大腦缺血區組織及細胞結構的改變，尤其是急性缺血缺氧導致的電解質、有氧代謝紊亂均可引起神經元細胞水腫、凋亡等，這可以彌補缺血半暗帶CBF的測量誤差[16-17]。DWI和ASL從彌散和灌注不同角度評估了AIS發生后血流和細胞代謝的變化，組織缺血缺氧后造成的神經細胞損傷是其共同病理基礎。有學者研究了DWI和ASL技術聯用的特點，一般情況DWI和ASL圖像存在不匹配IDE現象，通過這種不匹配，可分別定量分析缺血區和缺血半暗帶腦血流及表觀擴散系數等參數的變化；聯合應用兩種技術，相互補充、彌補不足，能提高診斷效能，體現多模態聯合研究的特點[18]。本文也采用了同樣的原理，比較腦梗死病灶區、缺血半暗帶區及鏡面區不同定量參數對AIS的診斷。最后評估DWI聯合3D-ASL對ASI患者出血診斷結果發現，敏感度和準確度分別為87.50%和85.42%，聯合診斷有助于減少誤判，提高診療的準確性，促進預后。

綜上所述，本文采用DWI聯合3D ASL兩種成像技術對AIS患者腦梗死病灶區、缺血半暗帶區及鏡面區的rCBF和rADC進行了分析比較，證實DSA聯合3D-ASL檢測有助于提高ASI診斷的準確性，ASL作為一種無創性灌注成像技術，能有效評估病變區血流情況，可以補充DWI技術的不足。因此，臨床上可推廣DWI聯合ASL技術ASI患者對腦梗死病灶區、缺血半暗帶區及鏡面區進行評估和隨訪觀察，對后續治療及康復具有重要指導價值。