3D-ASL和SWI在急性腦梗死缺血半暗帶評估中的臨床應用

梁秀琴，吳 江，李 璇，朱麗娜，牛 衡，郝曉勇，楊朝慧

急性腦梗死具有較高的發病率、致殘率、致死率，極大降低了中老年病人的生活質量，嚴重威脅生命安全。按照傳統4.5 h的溶栓時間窗，多數急性腦梗死病人錯過了最佳溶栓時機，因此，需在神經影像學組織窗指導下，挽救缺血且經過及時干預仍存活的組織，即缺血半暗帶(IP)，從而使部分病人從有效再灌注中獲益。相關研究顯示，存在IP且發病6～24 h，行血管內治療聯合標準內科治療療效優于單純標準內科治療的病人[1]。采用影像學準確評估IP，可為發病超過傳統時間窗24 h內的病人爭取到溶栓或血管內治療機會。三維動脈自旋標記灌注成像(3D-ASL)可無創獲取腦組織各感興趣區腦血流量(CBF)值，其重復性高，易受標記后延遲時間(PLD)的影響，目前關于PLD評估IP的研究較少。磁敏感加權成像(SWI)技術對缺血區周圍引流靜脈中脫氧血紅蛋白敏感，可用于評估IP的血氧代謝水平。本研究通過3D-ASL和SWI探討兩者在急性腦梗死IP評估中的臨床應用。

1 資料與方法

1.1 研究對象 回顧性分析山西省心血管病醫院2019年10月—2020年6月收治的急性缺血性腦卒中病人43例，其中男21例，女22例，年齡52～73(59.2±6.9)歲。由神經內科醫師采用美國國立衛生研究院卒中量表(National Institute of Health Stroke Scale，NIHSS)于入院當日、入院后15 d對病人神經功能進行評定。本研究已獲得醫院倫理委員會批準，所有病人檢查前均簽署知情同意書。

1.2 納入與排除標準 納入標準：根據《中國急性缺血性腦卒中診治指南2018》確診為急性腦梗死，發病至磁共振檢查時間為6～24 h；首次發病；臨床癥狀表現為一側肢體無力或偏癱，伴有或不伴有語言障礙；擴散加權成像(DWI)圖像表現為單側腦組織擴散受限，表現擴散系數(ADC)下降。排除標準：CT顯示腦出血；既往有急性腦梗死、腦出血、腫瘤、外傷及其他神經系統病變；腦干和小腦梗死；檢查前接受過溶栓或血管內治療；有磁共振檢查禁忌證。

1.3 檢查設備及掃描參數 采用GE 1.5T HD-xt磁共振掃描儀八通道顱腦線圈進行圖像采集。所有病人行磁共振常規序列、DWI、三維時間飛躍法MRI血管成像(3D-TOF-MRA)、3D-ASL[PLD分別為1.5 s和2.5 s]及SWI掃描。具體掃描參數，①3D-TOF MRA：掃描視野(FOV)24×24；層厚1.2 mm，Phase FOV 0.81；脈沖重復間隔時間(TR)23.0 ms。②3D-ASL：TR 4 587 ms(PLD=1.5 s)、5 282 ms(PLD=2.5 s)，回波時間(TE)10.5 ms，層厚4 mm，NEX 3，FOV 24×24，矩陣512×8，采集時間4 min 26 s(PLD=1.5 s)、5 min 6 s(PLD=2.5 s)。③SWI：TR 78.6 ms，TE 50.0 ms，翻轉角15°，層厚2.0 mm，層間距0，FOV 24 cm×24 cm，采集矩陣384×224。

1.4 圖像分析與數據處理 將所有圖像傳輸至GE ADW 4.6工作站。3D-ASL原始圖像經Functool軟件處理后，分別自動生成PLD=1.5 s、PLD=2.5 s的CBF偽彩圖，分別將動脈自旋標記灌注成像(ASL)偽彩圖(PLD=1.5 s和PLD=2.5 s)與DWI圖像融合，ASL低灌注區面積(SASL)>DWI高信號區面積(SDWI)作為IP組，SASL≈SDWI作為無IP組。選擇梗死核心面積最大層面，分別將該層面梗死核心、鄰近梗死核心邊緣腦組織(BNL)及相應對側腦組織作為感興趣區(region of interest，ROI)并獲取其CBF值。ASL偽彩圖(PLD=2.5 s)上，同一病人感興趣區位置、大小的選取與(PLD=1.5 s)一致。各感興趣區CBF值均由3名專業神經影像診斷醫師分別測量得到，結果取平均值。將SWI原始數據經Reforment軟件進行最小密度投影處理，觀察梗死核心區周圍是否存在突出血管征(PVS)。所有病人均接受標準內科治療，神經內科醫師根據病人入院當日、入院后15 d的臨床癥狀進行NIHSS評分，NIHSS評分越低提示病情越穩定；將NIHSS評分降低值作為臨床近期預后評判指標，入院15 d NIHSS評分改善≥4分定義為顯效。

2 結 果

2.1 3D-ASL測量值分析 本研究43例病人中，其中IP組28例，無IP組15例。3D-ASL(PLD=1.5 s)及3D-ASL(PLD=2.5 s)測量的兩組梗死核心CBF值均低于對側正常腦組織，差異均有統計學意義(P<0.001)；IP組3D-ASL(PLD=1.5 s)測量的BNL的CBF值低于對側正常腦組織，差異有統計學意義(P<0.001)；IP組3D-ASL(PLD=2.5 s)測量的BNL的CBF值較3D-ASL(PLD=1.5 s)升高，差異有統計學意義(P<0.001)。詳見圖1、圖2及表1、表2。

表1 3D-ASL(PLD=1.5 s)與3D-ASL(PLD=2.5 s)測量的兩組梗死核心和BNL及對側正常腦組織的CBF值比較(±s) 單位：mL/(100 g·min)

表2 IP組不同PLD 3D-ASL測量的BNL與對側正常腦組織CBF值比較(±s) 單位：mL/(100 g·min)

圖1 典型左側額葉急性腦梗死病人磁共振影像[A為DWI序列提示左側額葉高信號；B為ASL-CBF(PLD=1.5 s)偽彩圖顯示左側額葉低灌注區，范圍與DWI高信號區基本一致；C為ASL-CBF(PLD=2.5 s)偽彩圖顯示左側額葉低灌注范圍與ASL-CBF(PLD=1.5 s)基本一致；D為SWI中最大密度投影成像圖梗死核心周圍未見PVS顯示]

圖2 典型左側顳枕葉急性腦梗死病人磁共振影像[A為DWI序列提示左側顳枕葉高信號；B為ASL-CBF(PLD=1.5 s)偽彩圖顯示左側顳枕葉低灌注區，范圍大于DWI高信號區；C為ASL-CBF(PLD=2.5 s)偽彩圖顯示左側顳枕葉灌注較ASL-CBF(PLD=1.5 s)升高，范圍減小；D為SWI中MIP圖顯示梗死核心周圍低信號增粗引流靜脈，即PVS顯示]

2.2 兩組PVS顯示情況比較 IP組20例PVS顯示，多于無IP組的6例，差異有統計學意義(P=0.045)。詳見表3。

表3 兩組PVS顯示情況比較 單位：例

2.3 兩組入院當日、入院15 d NIHSS評分及NIHSS評分降低值比較 IP組與無IP組入院NIHSS評分比較，差異無統計學意義(P>0.05)；IP組入院15 d NIHSS評分低于無IP組，IP組NIHSS評分降低值高于無IP組，差異有統計學意義(P<0.05)。詳見表4。

表4 兩組NIHSS評分比較[M(P25，P75)] 單位：分

2.4 兩組標準內科治療療效比較 IP組顯效22例，多于無IP組的5例，差異有統計學意義(P=0.003)。詳見表5。

表5 兩組標準內科治療療效比較 單位：例

3 討 論

急性腦梗死占我國腦卒中病人的69.6%～70.8%，超過40%源于顱內大血管閉塞，這部分病人6個月死亡率增加3.5倍[2-3]。IP是存在于梗死核心周圍的生理功能喪失但未發生梗死的腦組織，若血管得到有效再通，生理功能可完全恢復。多模態影像學指導下的治療可突破傳統時間窗限制，依據組織窗挽救IP。DEFUSE-3研究[4]根據ADC<6.00×10-4mm2/s、達峰時間(time to maximum，Tmax)>6 s分為核心梗死區和缺血低灌注區，不匹配范圍越大說明可挽救的IP越大。但該方法需注射對比劑，部分病人存在對比劑過敏，甚至造成腎功能損傷。

ASL技術是利用射頻脈沖標記自體動脈血中的水質子進行成像，可直觀、定量腦CBF值。目前臨床應用較廣泛的是3D-ASL，安全無創，有較好的信噪比、可重復性高。葉天濤等[5]研究顯示，3D-ASL(PLD=1.5 s)對缺血腦組織檢出敏感，適合早期低灌注篩查。對有延遲灌注(老年人或存在管徑較小、路徑較長側支循環)病人，短PLD可高估低灌注區，適當延遲PLD可提高準確性。3D-ASL(PLD=2.5 s)反映最終的灌注結果，可準確顯示明確的腦灌注異常。本研究結果顯示，3D-ASL(PLD=1.5 s)時，IP呈明顯低灌注，PLD=2.5 s時IP灌注明顯升高。可能是由于血管閉塞后，血流速度減慢，短PLD內血流未到達靶區，故表現為低灌注；延長PLD時間到2.5 s，采集到被標記的動脈血質子，此時，閉塞側腦組織灌注明顯恢復，說明IP周圍存在豐富的側支循環，由于這部分血管管徑小、血流通路長、流速慢，需要較長PLD時間才能采集到。3D-ASL(PLD=1.5 s)測量的兩組梗死核心的CBF值均低于對側正常腦組織，PLD延長到2.5 s仍不能恢復至正常水平，說明梗死核心區腦組織發生不可逆死亡。ASL能直觀、敏感地顯示腦組織低灌注信息，與DWI高信號區不匹配提示IP存在，可為臨床治療決策的制定及近期預后的評估提供重要參考。

SWI是一種對順磁性物質高度敏感的磁共振成像序列。供血動脈閉塞后，存活細胞為滿足自身的血氧代謝需求，代償性增加氧攝取分數，導致缺血區周圍引流靜脈中脫氧血紅蛋白比例升高，SWI序列表現為梗死區周圍增粗的低信號引流靜脈，稱為PVS[6]。耿立娜等[7]研究顯示，急性腦梗死發生后，柔腦膜血管對缺血區進行代償，這些血管管徑較小、通路較長、血流速度慢，血氧飽和度低，磁敏感效應較強，SWI表現為PVS，表明PVS可一定程度反映側支循環對缺血腦組織的代償水平，側支循環越好提示PVS越明顯。本研究結果顯示，IP組PVS顯示比例大于無IP組，說明PVS可作為判斷IP存在的影像學標志物。

本研究不足之處：樣本量有限，可能影響結果準確性；掃描時間太長，部分病人配合欠佳；未對PVS定量分析，且目前關于PVS與預后的關系存在爭議，需更多定量研究進一步證實。

本研究納入的病人均僅接受標準內科治療，IP組入院后15 d NIHSS評分降低值大于無IP組，療效顯著，進一步證實了IP預示存在豐富的側支循環。發病至就診時間6～24 h的病人，若經過精準影像學評估存在IP，獲得及時、有效的溶栓或血管內治療，閉塞血管再通，這部分缺血腦組織可能重新恢復正常生理功能。因此，影像學組織窗評估IP可能作為臨床再灌注治療的指標。3D-ASL與SWI聯合應用可為急性缺血性腦卒中病人獲得早期個性化、精準化的治療提供客觀的影像學依據。