磁敏感加權血管成像在急性缺血性腦卒中缺血半暗帶評估中的應用

周建國 符大勇 孫振虎 馬先軍 張蕓蕓

1南京中醫藥大學連云港附屬醫院放射科，連云港 222004；2南京中醫藥大學連云港附屬醫院腦病科，連云港 222004；3南京中醫藥大學連云港附屬醫院心電診斷科，連云港 222004

急性缺血性腦卒中占我國腦卒中類型的69.6%～70.8%，因其具有高發病率、高致死致殘率及高復發率的特點，對患者生命健康及生活質量造成極大威脅［1］。急性缺血性腦卒中治療的首要目標是及時再通責任動脈、恢復血流灌注，以挽救瀕臨死亡的缺血半暗帶（ischemic penumbra，IP）。IP 位于缺血核心周圍的低灌注區域，其范圍內細胞生物電活動停止，但仍保持正常結構。IP 的預后可伴隨缺血缺氧程度發生動態變化，也是臨床進行再灌注治療的關鍵和前提。客觀評估IP 是臨床再灌注治療獲益的關鍵，也是臨床精準治療的前提和要求［2］。目前，對于IP 的評估多采用CT 灌注成像、MR 灌注成像及三維動脈自旋標記（arterial spin labeling，3D ASL），灌注成像已經成為分析腦血流狀態、動力學改變的主要影像檢查方法，亦是缺血性腦卒中多模態影像檢查方案中的重要組成部分［3］。磁敏感加權血管成像（star weighted angiography，SWAN）序列能夠敏感顯示腦實質內或血管內的脫氧血紅蛋白等順磁性物質，可利用SWAN 序列顯示的腦靜脈引流形態以及信號特點，分析腦組織脫氧血紅蛋白含量的異常改變［4］。本研究通過分析SWAN 與3D ASL 在評估IP 方面的應用差異，評估突出血管征（prominent vessel sign，PVS）在IP 部位及范圍顯示方面的臨床應用效果。

資料與方法

1.一般資料

回顧性收集2019 年1 月至2022 年12 月在南京中醫藥大學連云港附屬醫院診治的急性缺血性腦卒中患者25 例，男15例，女10例，年齡37～78（55.7±14.4）歲。入組標準：⑴臨床診斷依據《中國急性缺血性腦卒中診治指南（2018）》［1］；⑵磁共振彌散加權成像（DWI）序列提示前循環急性缺血性腦卒中；⑶該項檢查不增加患者院內延遲時間。排除標準：⑴病情急危重患者［美國國立衛生研究院卒中量表（NIHSS）評分≥21 分］；⑵腦內陳舊性梗死軟化灶最大層面范圍≥5 cm2。

2.檢查方法

采用美國通用醫療Discovery 750 3.0T MRI，掃描序列：T1WI、T2WI、T2 加權液體衰減反轉恢復序列（T2WI fluid attenuated inversion recovery，T2Flair）、擴 散 加 權 成 像（diffusion-weighted imaging，DWI）、三維時間飛躍法磁共振血管成像（3D time-of-flight MR angiography，3D-TOF-MRA）、SWAN 及3D ASL；SWAN 參數：重復時間（TR）37.4 ms，回波時間（TE）22.9 ms，矩陣：416×320，層厚：2 mm，間距：0 cm，采集次數：1，激勵次數（NEX）：0.70，帶寬：62.5 kHZ，反轉角：20°。3D ASL 參數：TR/TE=5 369 ms/10.5 ms，掃描野（FOV）：24 cm×24 cm，分辨率：512×8，NEX：3，標記后延遲時間（PLD）：2 525 ms。

3.數據后處理與分析

SWAN 原始數據采用MinIP 后處理，圖像顯示腦皮層、皮層下以及側腦室旁較對側鏡像區管徑增粗、更低信號的迂曲血管影定義為PVS 陽性［5］。3D ASL 原始數據采用Functool 軟件進行圖像后處理，并于腦血流量（cerebral blood flow，CBF）偽彩圖勾勒低灌注區域，低灌注區CBF 值低于20 ml/min×100 g。選取PVS 陽性區與CBF 低灌注區最大層面，并勾勒范圍。

4.統計學分析

采用SPSS 26.0 軟件進行統計分析，計量資料經檢驗符合正態分布，以均數±標準差（±s）表示，組間比較采用獨立樣本t檢驗，P<0.05為差異有統計學意義。

結 果

依據SWAN 序列提示PVS 陽性區、3D ASL 序列提示低灌注區與DWI 序列提示梗死核心區間的不匹配范圍，SWAN-DWI 不匹配區范圍為（2 289.42±721.47）mm2，3D ASL-DWI 不匹配區范圍為（2 331.59±730.71）mm2，差異無統計學意義（t=0.205，P=0.838）。實例影像結果見圖1。

討 論

急性缺血性腦卒中的臨床治療措施是以再通責任動脈、恢復血流灌注為目的，通過溶栓、機械取栓等方式改善梗死核心區及其周圍腦組織的缺血缺氧現狀，促進患者神經功能的恢復［6］。這種瀕臨死亡的神經組織稱為IP，采用快速、高效檢查手段評估IP一直是臨床治療前的緊迫需求。

在急性缺血性腦卒中早期，組織病理學改變為缺血缺氧導致的腦細胞毒性水腫，于DWI 序列圖像表現為明顯擴散受限的高信號，DWI 序列為早期發現急性期缺血性腦卒中最為敏感的檢查方法［7-8］。通過結合表觀彌散系數（ADC）低信號范圍，確認梗死核心面積的準確性更高，并可利用其判定梗死核心、評估IP 范圍更為客觀和準確［9］。在急性缺血性腦卒中患者再灌注治療前，利用影像學方法評估IP，并將梗死核心與IP 區域進行比對、分離顯示，通過量化兩者之間的容積范圍以及各自所占比例，為臨床篩選出能夠從再灌注治療中獲益的患者，利用缺血區域部位及IP范圍分析患者治療風險以及近期臨床預后［10］。利用組織窗對患者進行個體化評估，更為符合急性缺血性腦卒中病理學演變過程。目前，評估IP 的相關影像學技術正在快速發展和臨床推廣，對于IP 分析與評估越來越接近患者個體真實的腦血流灌注病理生理學狀態［11］。

影像學技術是顯示IP最為直觀和有效的方法，CT、MRI灌注成像在評估缺血梗死方面的臨床應用較為成熟，且成像方法相對便捷［12］。ASL 是一種無需注射外源性造影劑的腦灌注成像技術，其通過脈沖標記動脈血內的水質子，將流入成像層面的標記相與未標記相進行減影，得出CBF 定量圖。ASL 技術較傳統灌注成像技術更為經濟便捷，并與傳統灌注技術具有較高的相關性［13］。3D-ASL 與DWI 技術聯合應用評估IP對于治療方案的選擇及預測臨床預后均具有重要價值［14-15］，3D-ASL 與CT 灌注成像、MR 灌注成像來描述急性期缺血性腦卒中患者腦血流低灌注區和IP范圍具有較好的一致性，能夠在早期對急性缺血性腦卒中進行腦灌注狀態的診斷分析［16-17］。但ASL 技術亦存在檢查時間較長、后處理較為繁瑣，且檢查結果易受到PLD影響等［15］。

SWAN 技術是利用各組織間的不同磁化率進行成像，以靜息態的血氧水平為基礎，能夠敏感檢測血管及組織中脫氧血紅蛋白、正鐵血紅蛋白以及含鐵血黃素等順磁性物質。由于供血動脈出現閉塞或重度狹窄后，腦組織利用增加氧攝取分數提高氧的利用量，以滿足瀕臨崩潰的血氧代謝需求。基于此，該缺血區域的引流靜脈中脫氧血紅蛋白含量增加，通過將磁敏感成像原始圖像行最大強度投影，可顯示出低信號引流靜脈的增粗以及分布增多，即PVS 陽性［18］。本研究結果顯示，SWAN 序列提示PVS 陽性區域與3D ASL 序列所提示的CBF 減低區具有較好一致性，臨床可通過其判斷缺血區域的部位和范圍，評估急性期缺血性腦卒中患者是否適合進行再灌注治療及預測患者是否可以從再灌注治療中獲益。當經過積極再灌注治療后，梗死核心區周圍血流恢復，引流靜脈中的脫氧血紅蛋白含量逐步降低，PVS 影像表現亦將逐步消失［19］。PVS 是評估低灌注腦組織的有效預測因子，其提示腦組織處于“貧困灌注”狀態及腦組織儲備功能衰竭［20］。PVS 可作為急性期缺血性腦卒中患者IP 評估和量化的替代標志物，可為臨床評估病情現狀、治療方案及近期預后的判斷提供影像依據。

綜上所述，磁共振SWAN 序列通過PVS 顯示可用于急性缺血性腦卒中患者IP部位及范圍的評估，同時，SWAN 序列在責任動脈血栓［21］、出血轉化［22-23］中亦具有重要應用價值，且該序列檢查時間僅為2 min［21］，無需注射造影劑，安全便捷。本研究不足在于：納入的急性缺血性腦卒中患者均為非危重患者，且行MRI檢查時間大部分為入院24 h內，可能會使統計學結果存在一定的偏倚；對于PVS 判定尚不能進行客觀量化，在IP分析方面存在一定的主觀性，人工智能在PVS 方面的應用仍較為匱乏，希望于今后運用中進一步深入和完善。

利益沖突所有作者均聲明不存在利益沖突

作者貢獻聲明周建國：醞釀和設計試驗，實施研究，采集數據，起草文章，獲取研究經費，行政、技術或材料支持；符大勇：采集數據，分析/解釋數據，對文章的知識性內容作批評性審閱，統計分析，指導；孫振虎、馬先軍：實施研究，采集數據；張蕓蕓：醞釀和設計試驗，分析/解釋數據，對文章的知識性內容作批評性審閱，統計分析，指導