改良SWAN-rLMC評分對慢性大腦中動脈閉塞的不對稱靜脈血管征的評估和預后的影響

許開喜 陳新建 顧寶東 徐行茹 馬先軍 左濤生 孟云 卞光榮

1南京中醫藥大學連云港附屬醫院南京醫科大學康達學院附屬連云港市中醫院影像科，連云港 222004；2南京中醫藥大學連云港附屬醫院南京醫科大學康達學院附屬連云港市中醫院腦病科，連云港 222004

磁敏感加權血管成像（susceptibility weighted angiography，SWAN）對局部磁場變化具有很高的敏感性，通過顯示引流靜脈及供血動脈的脫氧血紅蛋白含量高低引起血管周圍的磁場變化反映腦缺血狀態改變。低灌注和缺血引起的補償性血管擴張使得毛細血管床中血流相對減慢，也增加了缺血組織中血氧消耗，區域毛細血管和引流靜脈脫氧血紅蛋白含量增高，在SWAN 上表現為低信號，稱為不對稱脈靜脈血管征（asymmetrically veins sign，AVS）。AVS包括不對稱皮質靜脈征（cortical veins sign，CVS）和不對稱深髓質靜脈（deep medullary veins，DMV）。SWAN 對急性大腦中動脈閉塞（acute middle cerebral artery occlusion，AMCAO）中 AVS 和SVS 研究較多［1-3］，而對慢性大腦中動脈閉塞（chronic middle cerebral artery occlusion，CMCAO）研究比較少。AVS 可代表缺血低灌注狀態，但其對于預測CMCAO 的預后的價值不明確。CMCAO 腦組織的缺血耐受及側支循環代償程度通過影響缺血區域毛細血管和引流靜脈脫氧血紅蛋白含量，改變局部磁化率及AVS顯示，進而影響CMCAO 患者病情及認知等神經功能預后［4］。本研究首次對CMCAO 區域性軟腦膜側支循環狀態進行研究，探討側支循環良好組和不良組的AVS 的陽性率差異，并分析AVS評估CMCAO預后的價值，為臨床早期診斷、預防提供依據。

對象與方法

1、研究對象

回顧性收集在2017年1月至2022年2月間于南京中醫藥大學連云港附屬醫院的CMCAO 患者39 例，男25 例，女14 例，年齡 46～90（67.18±10.167）歲。臨床表現頭痛、頭暈，遺忘、短暫性腦缺血發作（transient ischemia attack，TIA）、言語不清等。入組標準：（1）年齡＞18 歲；（2）完成頭顱多參數磁共振成像（magnetic resonance imaging，MRI）檢查；（3）三維時間飛躍法磁共振血管成像（three dimensional time of flight magnetic resonance angiography，3D TOF-MRA）顯示單側大腦中動脈M1 段閉塞；（4）血管危險因素（高血壓、糖尿病、高脂血癥、飲酒、吸煙等）；（5）研究數據齊全。排除標準：（1）陳舊性腦梗死范圍大于相應供血區直徑15 mm；（2）頸內動脈閉塞引起大腦中動脈閉塞；（3）腫瘤、煙霧病、血管炎、夾層動脈瘤；（4）嚴重肝臟和腎臟功能不全、血液系統疾病。對CMCAO 患者發病入院時間，入院時血壓，入院第2 天空腹靜脈血的血脂、血糖、糖化血紅蛋白檢查，出院時改良Rankin 量表（mRS）評分，出院后電話隨訪或患者再次入院，隨訪記錄包括隨訪時間及是否TIA、腔隙性腦梗死、腦梗死、腦出血或血管相關死亡。

2、方法

采用美國GE Discovery 750 3.0T MR 掃描機器，32 通道相控陣頭部線圈，所有患者均行常規T1加權成像（T1weighted imaging，T1WI）、T2WI、T2液體衰減反轉恢復序列（fluid attenuated inversion recovery，FLAIR）、彌散加權成像（diffusion weighted imaging，DWI）、表觀彌散系數（apparent dispersion coefficient，ADC）、3D TOF-MRA 和 SWAN 檢查。常規 MRI 掃描方 T1WI 為重復時間（repetition time，TR）1 750 ms、回波時間（echo time，TE）21.8 ms，T2WI 為 TR 3 598 ms、TE 107.3 ms，FLAIR 為 TR 8 400 ms、TE 87.0 ms，DWI 為 TR 6 000 ms、TE 73.5 ms；3D TOF-MRA 掃描參數：TR 22 ms、TE 2.6 ms，視野（field of view，FOV）22.0 cm×19.4 cm，矩陣 256×224，反轉角 15°；SWAN 掃描參數：TR 37.4 ms、TE 22.9 ms，矩陣416×320，層厚2 mm，間距0 mm，采集次數 1，激勵次數（excitation number，NEX）0.70，帶寬62.5 kHz，反轉角20°。

3、圖像處理和影像分析

3D TOF-MRA、SWAN 圖像采集原始數據傳輸到GE 的4.6 工作站上后處理軟件處理，分別對3D-TOF MRA 和SWAN 原始圖像進行最小強度投影（minimum intensity projection，MinIP）處理后。用區域性軟腦膜側支（regional leptomeningeal collateral，rLMC）評分［5］評價病變側大腦中動脈區側支循環情況進行改良，增加大腦后動脈供血區，側腦室體旁的DMV，由原9 個區域改為11 個區域，評價血管包括軟腦膜血管、豆紋靜脈及DMV，評分在SWAN 的進行圖像MinIP處理后，可顯示連續層面的靜脈血管圖像的幅值圖和相位圖，共包括11 個區域，共計24 分。具體評分方法如下：M1（大腦中動脈皮質供血區前部），M2（大腦中動脈皮質供血區島葉外側部分），M3（大腦中動脈皮質供血區后部），M4、M5、M6分別為核團以上層面大腦中動脈皮質供血區的前、側和后部，大腦前動脈供血區、基底節區、大腦后動脈供血區、DMV（每個區域的患側未見靜脈影為0 分，較對側少或等于為1分，多于對側相應區域為2分）和外側裂區（患側未見靜脈影為0 分，較對側少或等于為2 分，多于對側相應區域為4分）。AVS陽性定義為SWAN影像上病變側大腦中動脈供血區側支循環的CVS 和DMV 條帶狀低信號影較對側增粗增多。隨訪納入本研究的CMCAO 患者進行1 個月～5年隨訪，均采用專科門診、住院電話隨訪，隨訪期間記錄患者大腦中動脈供血區TIA、腦梗死、死亡。

圖像分析：由1 名15 年和30 年工作經驗影像醫師和16 年工作經驗神經臨床醫師分別獨立閱片，不一致者協商決定。

4、統計學方法

采用SPSS 26.0 軟件進行描述性統計，計量資料符合正態分布，用（均數±標準差）表示，計數資料以例數（百分率）表示。采用獨立樣本t檢驗、χ2檢驗對不同預后組患者的一般臨床資料進行分析。利用受試者工作特征曲線（ROC）下的面積（AUC）大小來評估不同序列rLMC 評分判斷不良預后的預測能力，AUC 值越接近1，預測價值越大，AUC 之間的比較利用MedCalc 15.0 軟件采用Hanley&McNeil 法進行分析。假設檢驗統一使用雙側檢驗，以P＜0.05 為差異有統計學意義。

結 果

1、一般資料

39 例 CMCAO 患者，臨床表現頭痛、頭暈 22 例，頭昏1 例，肢體不利 9 例，TIA 2 例，語音不清 2 例，其他手麻、口渴、面癱等癥狀3 例。高血壓35 例（89.74%），高血脂癥21 例（53.85%），糖尿病11 例（28.21%），飲酒9 例（23.08%），吸煙8 例（20.51%）。不同預后組患者一般臨床資料比較差異均無統計學意義（均P＞0.05）（表1）。

表1 不同預后慢性大腦中動脈閉塞患者一般資料

2、臨床及影像學表現

2.1、CMCAO 患者側支循環的的 SWAN-rLMC 評分與預后進行相關性分析 MRI 顯示39 例CMCAO 患者無腔隙性腦梗死27 例（69.23%）（圖1A、2A），同側腔隙性腦梗死7 例（17.95%），對側5 例（12.82%）。MRA 顯示39 例CMCAO 患者，左側23 例（58.97%）（圖1B），右側16 例（41.03%）。均有偏側大腦前及后動脈27 例（69.23%），單獨偏側大腦后動脈3例（7.69%），單獨偏側大腦前動脈4例（10.26%），均無偏側大腦前及后動脈5例（12.82%）。在隨訪中20例發生不良預后，其中11 例發生腦梗死（圖1F），8 例發生TIA，1 例因發生腦出血而死亡。

2.2、2組臨床特征和影像評分比較 39例CMCAO 患者中，AVS 在側支循環不良組中明顯多于良好組，SWAN-rLMC 評分側支循環不良組20 例、占51.28%（圖1C～E），良好組19 例、占48.72%（圖2C～E）。其中不良組有2 例預后良好，良好組有2 例預后不良。根據SWAN-rLMC 評分劃分的區域性軟腦膜側支良好組和不良組的預后并不相同，側支良好組的預后良好率為89.5%，不良組的預后良好率為10.0%，差異有統計學意義（χ2=24.633，P＜0.001）。SWAN-rLMC 評分預測不良預后的ROC見圖3，SWAN-rLMC 評分預測不良預后交互點圖見圖4，SWAN-rLMC 評分判斷不良預后的 AUC 值為 0.886（95%CI：0.761～1.000），差異有統計學意義（P＜0.001），最佳截斷值為12分，此時的靈敏度為90.0%，特異度為89.5%，對判斷不良預后具有很好的預測價值。

圖1 男，62 歲，反復頭暈、頭昏1 個月。A：彌散加權成像（DWI）示腦實質未見異常病灶；B：磁共振血管成像（MRA）示左側大腦中動脈（MCA）的M1 段主干閉塞，偏側優勢大腦前動脈（ACA）和大腦后動脈（PCA）；C～E：磁敏感加權血管成像（SWAN）示左側不對稱深髓質靜脈（DMV）（短紅箭頭所示）、不對稱皮質靜脈征（CVS）陽性（長紅箭頭所示），SWAN-rLMC（區域性軟腦膜側支）評分18 分（評分不良）；F：2年11個月后DWI示左側半卵圓中心急性腔隙性腦梗死，出院改良Rankin量表（mRS）評分為1分

圖2 女，69 歲，頭暈5 d，側支循環良好。A：彌散加權成像（DWI）示腦實質未見異常病灶；B：磁共振血管成像（MRA）示右側大腦中動脈（MCA）的M1段主干閉塞，右側優勢大腦前動脈；C～E：磁敏感加權血管成像（SWAN）示右側MCA供血區不對稱脈靜脈血管征（AVS）陰性，區域性軟腦膜側支（rLMC）評分10分（評分良好），出院改良Rankin量表（mRS）評分為0分

圖3 SWAN-rLMC 評分預測39 例CMCAO 患者不良預后的ROC

圖4 SWAN-rLMC 評分預測39 例CMCAO 患者不良預后交互點圖

討 論

隨著MRI迅速發展，不要造影劑及無輻射的TOF-MRA廣泛應用，發現CMCAO 越來越多。CMCAO 多在大腦中動脈粥樣硬化斑塊基礎上，血管不斷加重最后完全閉塞，有的不出現癥狀，有的輕微癥狀，有的TIA、腦卒中，甚至出現大面積腦梗死、腦出血或死亡。臨床工作中CMCAO 患者臨床癥狀和預后不一致，這與腦側支循環有關。側支循環開放通過Wills’環（1 級）、眼動脈和軟腦膜血管（2 級）和新生血管（3 級）。由于大腦中動脈的M1 段位于Wills’環外側，M1 段慢性閉塞后，Wills’環和眼動脈不能供應大腦中動脈遠端血液，這能通過大腦前后動脈與大腦中動脈的軟腦膜動脈吻合支供應缺血區域。Marti 等［6］研究發現，大腦中動脈閉塞48～72 h后，腦缺血周圍區出現大腦新生血管，這種新生血管增生活躍，容易與軟腦膜血管的側支循環發生溝通。CMCAO 患者通過2級軟腦膜血管和3級新生血管供應缺血區域。這是CMCAO 的區域在漫長的血管狹窄過程中狹窄血管周圍由低氧誘發的新生小血管生成［7］，還有來自頸內動脈終末段、大腦前后動脈、前后交通支等的軟腦膜血管供應基底節區，同時可有軟腦膜吻合血管開放代償大腦中動脈遠端皮質支血流［8］。

近年來隨著高分辨磁共振的SWAN 的臨床廣泛應用，在AMCAO 患者中出現AVS 比較廣泛，在CMCAO 患者中有時出現顯著CVS 和DMV。CMCAO 腦組織的缺血耐受及側支循環代償程度通過影響缺血區域毛細血管和引流靜脈脫氧血紅蛋白含量，脫氧血紅蛋白增多改變局部磁化率及AVS 顯示。對rLMC 基礎上進行改良，當CMCAO 后大腦后動脈通過軟腦膜血管供應缺血區域，當周圍靜脈回流發生障礙時，引起AVS擴張，同時深靜脈周圍靜脈回流也發生障礙，引起DMV 擴張，所以增加大腦后動脈供血區、DMV，由原9個區域改為11個區域，評價血管包括軟腦膜血管、豆紋靜脈及 DMV，共包括 11 個區域共計 24 分，SWAN-rLMC 評分預測不良預后交互點圖最佳截斷值為12 分，SWAN-rLMC評分＞12分為不良組，≤12分為良好。

動脈血中的氧合血紅蛋白的電子都是成對的，具有反磁性，在SWAN 上表現為高信號。當它流經毛細血管床時，變為脫氧血紅蛋白。脫氧血紅蛋白帶不成對電子，表現為順磁性，主要存在于靜脈和組織微靜脈中，在動脈和組織中的濃度為0。CMCAO 后的腦血流量（cerebral blood flow，CBF）及代謝改變處于動態變化中，通過自動調節和氧攝取分 數（oxygen extraction fraction，OEF）增 加 代 償 反 應 。CMCAO 后主要通過微循環進行血液循環，慢性腦缺血時微循環中血液從動脈到靜脈流動，此時血管舒張、阻力降低，細動脈發生擴張［9］。CBF改變后，在細動脈擴張后細靜脈順應性增強擴張性改變［10］。在CMCAO 的患側側支循環不良時，責任血管遠端腦組織缺乏其他代償血流，局部腦灌注壓力減低及血流量明顯減少，通過增加OEF 來提高脫氧血紅蛋白與氧合血紅蛋白的比例，毛細血管和小靜脈內的脫氧血紅蛋白增多，局部無氧代謝產生的乳酸等物質堆積造成血管擴張，隨著脫氧血紅蛋白含量大幅度增高，局部磁化率改變導致在SWAN 像上出現AVS越明顯，反之，側支循環良好時，缺血腦組織通過代償血流維持一定灌注壓和血流量，局部毛細血管和小靜脈內含氧量低于正常腦組織，但其OEF 改善，脫氧血紅蛋白含量少，沒有引起局部磁化率改變，在SWAN 像上不出現AVS。AVS顯示代表著AMCAO 患者側支循環形成，同時廣泛組AVS 征患者最終梗死體積較稀疏組AVS 梗死體積?。?］。CMCAO 患者可長期處于慢性缺血代償期，側支循環的血流主要通過軟腦膜血管支配腦組織的供血［11-12］。CMCAO 患者出現AVS，說明患側灌注壓力嚴重減低，超出血管舒張的自我調節機制，CBF 明顯減低，細胞通過增加OEF 維持氧代謝和腦功能。處于貧困灌注期，此時細胞結構的完整性存在，積極有效地治療改善血流可使其恢復，否則引起缺血性腦卒中或腦出血發生。本組39 例CMCAO 患者中，隨訪中無臨床癥狀有19 例、占48.72%，這是廣泛軟腦膜側支吻合供應大腦中動脈閉塞區域卻并無臨床癥狀的重要因素，這與文獻報道相一致［13］。20 例發生不良預后，其中11 例發生腦梗死，8 例發生TIA，1 例因發生腦出血而死亡，這是CMCAO 軟腦膜側支循環代償不足，血流調節機制受損而CBF降低，則易導致腦卒中發生。SWAN-rLMC 評分側支循環不良組20例、占51.28%，良好組19 例、占48.72%。根據SWAN-rLMC 評分劃分的區域性軟腦膜側支良好組和不良組的預后并不相同，側支良好組的良好預后率為89.5%，不良組為10.0%，差異有統計學意義（χ2=24.633，P＜0.001）。SWAN-rLMC 評分判斷不良預后的AUC 值分別為0.886（95%CI：0.761～1.000），差異有統計學意義（P＜0.001），最佳截斷值為12 分，此時的靈敏度為90.0%，特異度為89.5%，對判斷不良預后具有很好的預測價值。這說明側支循環可影響AVS 顯示，側支循環良好患者脫氧血紅蛋白含量較低，局部磁化率越輕，反之，側支循環不良患者脫氧血紅蛋白含量高，局部磁化率越高，AVS顯示顯著，代表著缺氧越明顯，同時靜脈回流發生障礙，可能預示遠期預后不良。

局限性：1、單中心小樣本量的回顧性研究；2 初步應用改良rLMC 評分評估CMCAO 的側支循環狀態，將來可進一步CT 血管成像、CT 灌注掃描或數字減影血管造影檢查來驗證CMCAO患者側支循環與AVS的關系。

初步研究表明側支循環狀態可以影響CMCAO 患者AVS 顯示，提出SWAN-rLMC 評分改良評估CMCAO 患者預后時，要考慮側支循環代償狀態。即側支循環良好時，不需要臨床積極治療。側支循環不良時，出現AVS代表CMCAO患側長期處貧困灌注期逐漸向失代償期發展，缺血進一步加重，需要臨床積極干預，防止腦卒中發生和及加重老年癡呆程度。

利益沖突所有作者均聲明不存在利益沖突