雙延遲3D-ASL評估單側大腦中動脈閉塞患者側支循環(huán)的預后價值

程艷華,金顥洋,常 瑩,耿長帥,雷 杰

(吉林省一汽總醫(yī)院 磁共振科,吉林 長春130011)

腦卒中、腫瘤及心臟疾病是影響我國居民健康的常見疾病,其中腦卒中發(fā)病率最高,80%以上為缺血性腦卒中,大腦中動脈(middle cerebral Artery,MCA)閉塞是缺血性腦卒中的常見病因[1]。MCA閉塞后側支循環(huán)的建立及其狀態(tài)是缺血性腦卒中的發(fā)生、發(fā)展及預后最關鍵的影響因素[2]。本文旨在探討3D-ASL在評估單側大腦中動脈閉塞患者側支循環(huán)狀態(tài)及臨床轉歸中的應用。

1 材料與方法

1.1 一般資料本文收集2019年1月至2021年12月經(jīng)MRA證實的單側MCA閉塞的住院患者134例,男95例,女39例,年齡52～77歲,其中右側MCA閉塞63例,左側MCA閉塞71例。臨床癥狀表現(xiàn)為頭痛、言語笨拙、一側肢體無力、視物不清等。納入標準:(1)MRA顯示僅單側MCA閉塞,對側腦組織無新發(fā)梗死灶;(2)入院后行T2-FLAIR、DWI、MRA及3D-ASL檢查;(3)MRI檢查前未行溶栓治療;(4)入院當日和入院15日行美國國立衛(wèi)生研究院卒中量表(National Institutes of Health Stroke Scale,NIHSS)評分。采用入院15 d NIHSS 評分降度評估臨床預后,入院15 d NIHSS 評分降度=[(入院 NIHSS 評分-入院15 d NIHSS評分)/入院NIHSS評分]×100%[3];(5)本研究經(jīng)醫(yī)院倫理委員會批準。排除標準:(1)因患者躁動等原因導致影像資料無法分析;(2)伴有嚴重的心臟病的患者;(3)顱內占位、炎癥或血管源性病變的患者。

1.2 MRI掃描序列及參數(shù)134例患者均行T2-FLAIR、DWI、MRA及3D-ASL 檢查。MRI檢查:采用GE 1.5T Creator MR掃描儀進行成像,采用8 通道顱腦線圈,掃描序列包括橫軸位T2-FLAIR、DWI、MRA及3D-ASL。MRA采用3D-TOF 法,TR 25 ms,TE 2.7 ms,FOV 22 cm,翻轉20°,層厚1.6 mm,矩陣320 mm×224 mm,帶寬21 kHz。3D-ASL的標記延遲時間(post labeling delay time,PLD)選擇1.5 s和2.5 s,采集參數(shù)如下:TR 4442 ms(PLD=1.5 s)和5137 ms (PLD=2.5 s),TE 9.7 ms,FOV 24 cm×24 cm,矩陣512×8(3D 螺旋采集),層厚6.0 mm,掃描層數(shù)32層,掃描時間4 min18 s(PLD=1.5 s)和4 min58 s(PLD=2.5 s)。

1.3 數(shù)據(jù)處理及分析將3D ASL原始數(shù)據(jù)導入GE AW4.6工作站,利用Function軟件后處理生成CBF(cerebral blood flow)偽彩圖,應用Readyview軟件將CBF圖與DWI進行圖像融合,選擇CBF-DWI不匹配區(qū)域即 缺血半暗帶(IP)范圍最大層面勾畫感興趣區(qū)(ROI)(范圍不超過3 cm2),測量患側及其鏡面?zhèn)饶X組織腦血流量(CBF)值,測量3次取平均值,計算相對腦血流量(rCBF)(rCBF=患側CBF/健側CBF)。將CBF偽彩圖上梗死核心周圍低灌注區(qū)皮層及皮層下迂曲走行的條狀高信號稱為動脈穿行偽影(arterial transit artifact,ATA)(見圖1),根據(jù)是否存在ATA,將患者分為ATA(+)組及ATA(-)組。依據(jù)T2-FLAIR上的高信號血管征(hyperintense vessel sign,HVS)(見圖1),對所有患者進行側支循環(huán)等級分組,根據(jù)改良Alberta卒中項目早期CT評分(ASPECTS)法[4]將大腦中動脈供血區(qū)進行分區(qū):Ⅰ區(qū)(島葉)、M1區(qū)(額前葉)、M2區(qū)(顳前葉)、M3區(qū)(顳后葉),M4區(qū)、M5區(qū)、M6區(qū)為M1區(qū)、M2區(qū)、M3區(qū)對應的上一層的大腦中動脈皮質區(qū);根據(jù)高信號血管征在各區(qū)域出現(xiàn)的次數(shù)進行評分,每出現(xiàn)一次計為1分,共0～7分,0級0分,Ⅰ級1～2分,Ⅱ級3～4分,Ⅲ級5～7分。圖像由2名影像診斷醫(yī)師進行分析,如果存在分歧,則由第3名醫(yī)師進行復核,3名醫(yī)師均為具有5年以上工作經(jīng)驗的主治醫(yī)師。

a:MRA;b:T2 FLAIR;c:3D ASL(PLD=1.5 s);d:3D ASL(PLD=2.5 s);e:3D ASL 原始圖像(PLD=1.5 s);f:3D ASL 原始圖像(PLD=2.5 s)

1.4 統(tǒng)計學方法使用SPSS25.0軟件對數(shù)據(jù)進行處理,計量資料使用Shapiro-Wilk檢驗正態(tài)性,滿足正態(tài)分布的計量資料以(均數(shù)±標準差)表示,兩組比較采用t檢驗,兩組以上比較使用單因素方差分析,不滿足正態(tài)分布采用非參數(shù)秩和檢驗。計數(shù)資料以例數(shù)和(或)百分率表示,采用非參數(shù)秩和檢驗。相關性檢驗采用直線回歸分析。P<0.05為差異有統(tǒng)計學意義。

2 結果

2.1 ATA(-)組與(+)組患者比較ATA(-)組28例,ATA(+)組106例,兩組患者在側支循環(huán)等級分組中存在統(tǒng)計學差異(P<0.001),兩組患者PLD=1.5 s rCBF值、入院15 d NIHSS評分及入院15 d NIHSS評分降度差異有統(tǒng)計學意義(P<0.001),其中ATA(+)組PLD=1.5 s rCBF值低于ATA(-)組、入院15 d NIHSS評分降度高于ATA(-)組(表1)。

表1 ATA(-)組與(+)組患者影像及臨床參數(shù)比較

2.2 不同側支循環(huán)等級患者間比較側支循環(huán)等級分組:0級28例,1級25例,2級33例,3級48例,各組間rCBF(PLD=1.5 s)、入院15 d NIHSS評分及入院15 d NIHSS評分降度差異均有統(tǒng)計學意義(P<0.001),側支循環(huán)等級越高,rCBF(PLD=1.5 s)越低、入院15 d NIHSS評分降度越大(表2)。

表2 不同側支循環(huán)等級患者影像及臨床參數(shù)比較

2.3 入院15 d NIHSS評分降度與側支循環(huán)評分相關性入院15 d NIHSS評分降度與側支循環(huán)評分存在統(tǒng)計學差異(P<0.001),側支循環(huán)評分越高,入院15 d NIHSS評分降度越大(表3)。

表3 入院15 d NISHSS評分降度與側支循環(huán)評分直線回歸分析

3 討論

3D ASL以動脈血中可以自由擴散的水分子作為示蹤劑,可以直觀、定量分析腦組織灌注情況[5]。ASL包含多個參數(shù):PLD、動脈通過時間(artery transit time,ATT)及ATA。PLD是指標記后到采集圖像的時間間隔。根據(jù)王莉蓉等[6-7]研究,本文采用雙延遲(PLD=1.5 s及PLD=2.5 s)3D ASL掃描方法。ATT是指血液從標記位置到達成像組織的傳輸時間。ATA是指在血管發(fā)生狹窄時,血流速度減慢,被標記的血流滯留于責任血管內而形成的一種特殊現(xiàn)象,CBF偽彩圖上表現(xiàn)為低灌注區(qū)周圍迂曲走形的條狀高信號(見圖1)。在評估側支循環(huán)方面,ATA與DSA具有良好的一致性[8-9]。

本研究通過觀察CBF偽彩圖是否存在ATA征象,將患者分為ATA(-)組28例、ATA(+)組106例,ATA(+)組rCBF(PLD=1.5 s)值低于ATA(-)組,側支循環(huán)越豐富,rCBF(PLD=1.5 s)越低。考慮原因可能為:MCA閉塞后,側支循環(huán)建立,血管管腔變細、血管路徑變長,血液流速變慢,ATT延長,短的PLD(1.5 s)被標記的血流未在灌注圖像采集前到達組織,ASL信號減低,即為低灌注;由于側支循環(huán)的代償作用,1.5 s時的低灌注區(qū)(尤其是缺血半暗帶(ischemic penumbra,IP))會在2.5 s時得到明顯改善,甚至接近于鏡像側。所以兩組的rCBF(2.5 s)差異無統(tǒng)計學意義(P>0.05)。

腦側支循環(huán)是指供血動脈嚴重狹窄或閉塞時,從旁邊出現(xiàn)或生成小的毛細血管供給大血管所支配的區(qū)域,以保障大血管所供給的區(qū)域功能正常,從而避免了缺血的腦組織發(fā)生壞死[10]。腦側支循環(huán)分3級:1級為顱底Willis環(huán),2級是眼動脈、軟腦膜吻合支,3級為新生小血管。側支循環(huán)對機體維持IP的血流灌注具有重要作用[11-12]。目前,數(shù)字減影血管造影(digital subtraction angiography,DSA)是影像學評價側支循環(huán)的金標準,但它是有創(chuàng)操作且價格較高,臨床應用受限制。灌注成像評價側支循環(huán)應用越來越廣泛,其中CT灌注,磁敏感動態(tài)增強MR灌注成像(dynamic susceptibility contrast,DSC-MRP)均需使用造影劑,而3D ASL無需對比劑,以人體動脈血中的自由水為示蹤劑,不受血腦屏障影響,明確腦組織灌注情況,指導臨床精準治療,判斷預后、評估療效,患者依從性較好,可重復性高、操作簡單,臨床應用較多[4]。

腦動脈狹窄或閉塞會使腦組織缺血、壞死,但腦卒中的發(fā)生、發(fā)展及預后與血管狹窄程度并無明顯相關性,它取決于側支循環(huán)代償儲備能力,在沒有干預的情況下,側支循環(huán)越好,IP惡化速度越慢、腦組織損傷程度越輕、梗死體積小。不僅如此,側支循環(huán)的存在還可以使治療藥物不依賴于已經(jīng)狹窄或閉塞血管抵達缺血區(qū),溶栓治療效果更好。本研究顯示ATA(+)組與ATA(-)組比較,雖然入院 NIHSS評分無統(tǒng)計學意義,但治療后ATA(+)組入院15d NIHSS評分明顯低于ATA(-)組,入院15 d NIHSS評分降度明顯大于ATA(-)組;側支循環(huán)等級分組:0級28例,1級25例,2級33例,3級48例,側支循環(huán)等級越高,入院后15 d NIHSS評分越低,入院15 d NIHSS評分降度越大,并且經(jīng)過相關性分析,本研究發(fā)現(xiàn)入院15 d NIHSS評分降度與側支循環(huán)評分呈明顯正相關,提示有側支循環(huán)的單側大腦中動脈閉塞患者的神經(jīng)功能受損輕,預后優(yōu)于無側支循環(huán)組,并且側支循環(huán)越豐富,預后越好,這與張渺娜等[13-15]的研究一致。

總之,雙延遲3D-ASL結合T2-FLAIR不僅可以無創(chuàng)、直觀地評價單側大腦中動脈狹窄患者側支循環(huán)狀態(tài),而且可以貫穿缺血性腦卒中治療的全療程,動態(tài)監(jiān)測腦卒中的治療效果,使臨床醫(yī)生可以根據(jù)影像學變化及時調整治療方案,真正實現(xiàn)個性化和精準化的治療,并且為臨床評估預后提供客觀可量化的依據(jù)。

本研究不足之處:首先,本研究屬于單中心研究,樣本量較小,尤其是ATA(-)組,后續(xù)需大樣本的深入研究;其次,ROI勾畫采用手動方式,CBF值的準確性會受到一定程度影響;最后,未追蹤記錄改良Rankin 量表評分。