邵曉彤，郭獻(xiàn)忠，陳偉建，王豪，林博麗，夏能志，楊運(yùn)俊

（1.溫州醫(yī)科大學(xué)附屬第一醫(yī)院 放射科，浙江 溫州 325015；2.浙江大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬第二醫(yī)院 放射科，浙江 杭州 310000）

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磁共振灌注成像及表觀擴(kuò)散系數(shù)圖預(yù)測(cè)超急性期腦梗死患者亞急性期梗死體積的對(duì)比研究

邵曉彤1，2，郭獻(xiàn)忠1，陳偉建1，王豪1，林博麗1，夏能志1，楊運(yùn)俊1

（1.溫州醫(yī)科大學(xué)附屬第一醫(yī)院 放射科，浙江 溫州 325015；2.浙江大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬第二醫(yī)院 放射科，浙江 杭州 310000）

目的：對(duì)比分析基于超急性期表觀擴(kuò)散系數(shù)（ADC）圖及磁共振灌注成像（PWI）預(yù)測(cè)亞急性期（發(fā)病后5～7 d）腦梗死體積的臨床可行性。方法：回顧性分析發(fā)病6 h內(nèi)完成多模式磁共振成像（MRI）檢查并于發(fā)病后5～7 d復(fù)查常規(guī)MR檢查的超急性期腦梗死患者20例。應(yīng)用美國(guó)GE Healthcare 3.0 T超導(dǎo)MR掃描儀后處理工作站自帶的專(zhuān)用后處理軟件進(jìn)行圖像上異常區(qū)域體積的測(cè)量。經(jīng)相關(guān)和回歸分析及ROC曲線分析，比較基于PWI和ADC圖這2種方法預(yù)測(cè)亞急性期梗死體積及梗死體積增長(zhǎng)之間的差異。結(jié)果：ADC圖、腦血流量（CBF）圖、腦血容量（CBV）圖、平均通過(guò)時(shí)間（MTT）圖、達(dá)峰時(shí)間（TTP）圖預(yù)測(cè)梗死體積值與復(fù)查液體衰減反轉(zhuǎn)恢復(fù)（FLAIR）異常區(qū)域體積值之間均呈顯著線性相關(guān)（P均＜0.05）。其中ADC圖預(yù)測(cè)梗死體積與V2之間的相關(guān)性（r=0.954）比PWI各參數(shù)圖預(yù)測(cè)梗死體積與V2間的相關(guān)性高（P均＜0.05）。ADC不匹配與梗死體積增長(zhǎng)間呈明顯線性相關(guān)（r=0.744，P=0.001）；而CBF不匹配、CBV不匹配、MTT不匹配、TTP不匹配與梗死體積增長(zhǎng)間均無(wú)明顯直線相關(guān)關(guān)系。結(jié)論：采用設(shè)備自帶后處理軟件，基于超急性期ADC圖預(yù)測(cè)亞急性期梗死體積及梗死體積增長(zhǎng)的方法比基于PWI各參數(shù)圖的方法可行性更強(qiáng)，可作為臨床早期預(yù)測(cè)梗死體積變化的簡(jiǎn)便方法。

卒中；磁共振成像；彌散，灌注

預(yù)測(cè)超急性期腦梗死患者亞急性期的梗死體積情況可為臨床治療提供更多依據(jù)，具一定臨床意義。磁共振灌注成像（perfusion-weighted imaging，PWI）是確定缺血半暗帶、預(yù)測(cè)亞急性期梗死體積的“金標(biāo)準(zhǔn)”。目前國(guó)外已有基于表觀擴(kuò)散系數(shù)（apparent diffusion coefficient，ADC）圖預(yù)測(cè)超急性期腦梗死患者亞急性期梗死體積的文獻(xiàn)報(bào)道［1-3］，本課題組前期也已對(duì)ADC圖預(yù)測(cè)亞急性期梗死體積的可行性進(jìn)行了分析［4］。本研究進(jìn)一步對(duì)比分析超急性期ADC圖及灌注圖像預(yù)測(cè)亞急性期腦梗死體積的可行性，為臨床早期預(yù)測(cè)梗死體積變化提供依據(jù)。

1　資料和方法

1.1一般資料 回顧性分析自2009年1月至2012 年11月間溫州醫(yī)科大學(xué)附屬第一醫(yī)院急診收治的急性缺血性腦卒中患者20例。研究資料均來(lái)源于國(guó)家科技部“十二五”科技支撐計(jì)劃課題組，且通過(guò)項(xiàng)目倫理委員會(huì)審核批準(zhǔn)，所有患者進(jìn)行影像檢查之前均簽署知情同意書(shū)。入組標(biāo)準(zhǔn)詳見(jiàn)本課題組前期研究［4］，排除標(biāo)準(zhǔn)：①CT檢查發(fā)現(xiàn)腦出血、早期大面積腦梗死征象、顱內(nèi)腫瘤、動(dòng)靜脈畸形或蛛網(wǎng)膜下腔出血；②患者初次及復(fù)查的MR影像資料不完整，或PWI模式不符合要求。根據(jù)入組標(biāo)準(zhǔn)和排除標(biāo)準(zhǔn)，剔除3例PWI模式不符合要求患者和2例灌注數(shù)據(jù)丟失患者，入組病例15例，其中男10例，女5例；年齡46～75歲，平均（65±9）歲。發(fā)病后行首次MR檢查的時(shí)間均＜6 h，平均（4.2±1.5）h。所有入組患者均在MR檢查前完成美國(guó)國(guó)立衛(wèi)生研究院卒中量表（NIHSS）評(píng)分，評(píng)分為1～18分，平均（8±1）分。所有患者均未接受溶栓治療，而采取臨床保守治療。且均在初次MR檢查5～7 d后再次接受MR檢查。

1.2MR檢查方法 應(yīng)用美國(guó)GE Healthcare 3.0 T超導(dǎo)MR掃描儀（Signa Twin Speed，GE Medical System，Milwaukee，Wisconsin，USA），掃描范圍覆蓋全腦。SE T1WI，TR 1 750 ms，TE 24 ms，F(xiàn)OV 24 cm×24 cm，矩陣288×160，層厚5 mm，間隔1 mm；FSE T2WI，TR 3 400 ms，TE 110 ms，F(xiàn)OV 24 cm× 24 cm，矩陣320×256，層厚5 mm，間隔1 mm；液體衰減反轉(zhuǎn)恢復(fù)（FLAIR）序列，TR 9 000 ms，TE 150 ms，F(xiàn)OV 24 cm×24 cm，矩陣288×128，層厚5 mm，間隔1 mm；DWI采用單次激發(fā)自旋回波-回波平面成像（SE-EPI）序列，TR 5 300 ms，TE 62 ms，F(xiàn)OV 24 cm×24 cm，矩陣160×160，層厚5 mm，間隔1 mm。 PWI采用單次激發(fā)梯度回波-回波平面成像（GE-EPI）序列，TR 1 500 ms，TE 32 ms，反轉(zhuǎn)角90°，F(xiàn)OV 24 cm×24 cm，矩陣130×128，層厚5 mm，層間隔1 mm。對(duì)比劑采用細(xì)胞外間隙對(duì)比劑釓噴替酸葡甲胺（Gd-DTPA），使用高壓注射器以0.2 mmol/kg的流率從肘靜脈注射。復(fù)查時(shí)行常規(guī)MRI掃描，掃描序列包括T1WI、T2WI、FLAIR，掃描參數(shù)及位置同上，確保掃描層面與初次檢查基本一致。

1.3圖像后處理

1.3.1DWI、ADC圖及復(fù)查FLAIR異常區(qū)域的體積測(cè)量：采用本課題組前期研究方法及結(jié)果［4］：根據(jù)公式［梗死體積=所有層面的異常區(qū)域面積之和×（層厚+層間距）］計(jì)算出DWI異常區(qū)域體積（V1）（見(jiàn)圖1a、圖2a），將ADC圖閾值設(shè)定為影像半暗帶rADC均值（0.809），rADC值≤0.809的區(qū)域視為預(yù)測(cè)梗死區(qū)（predicted infarct volume，PIV）。應(yīng)用上述方法測(cè)量ADC圖上預(yù)測(cè)的梗死體積（PIVADC）（見(jiàn)圖1c-d、圖2c-d）。復(fù)查FLAIR異常區(qū)域的體積（V2）測(cè)量同樣也由上述方法完成（見(jiàn)圖1b、圖2b）。

1.3.2PWI各參數(shù)圖像上灌注異常區(qū)域的體積測(cè)量：應(yīng)用GE公司專(zhuān)用灌注成像軟件BrainStat GVF，處理并獲得腦血流量（cerebral blood flow，CBF）、腦血容量（cerebral blood volume，CBV）、平均通過(guò)時(shí)間（mean transit time，MTT）、對(duì)比劑達(dá)峰時(shí)間（time to peak，TTP）。各參數(shù)圖像上顯示的腦灌注異常區(qū)域（PIVPWI）分別視為CBF圖、CBV圖、MTT圖和TTP圖預(yù)測(cè)的腦梗死體積（以下簡(jiǎn)稱(chēng)PIVCBF、PIVCBV、PIVMTT和PIVTTP）。肉眼對(duì)比病灶側(cè)與病灶對(duì)側(cè)腦組織的灌注圖像，手動(dòng)勾畫(huà)出每一層面病灶側(cè)灌注異常區(qū)域的邊緣，軟件自動(dòng)根據(jù)嚴(yán)格的數(shù)學(xué)模型生成所勾畫(huà)區(qū)域的面積值，然后根據(jù)公式［梗死體積=所有層面的異常區(qū)域面積之和×（層厚+層間距）］計(jì)算，獲得各參數(shù)圖像上灌注異常區(qū)域的體積值，即PIVCBF、PIVCBV、PIVMTT、PIVTTP（見(jiàn)圖1e-h、圖2e-h）。定義梗死體積的增長(zhǎng)為V2-V1。ADC圖與初始DWI不匹配的區(qū)域視為ADC不匹配，定義為PIVADC-V1。MTT圖、TTP圖、CBF圖、CBV圖與初始DWI不匹配區(qū)分別定義為PIVMTT-V1，PIVTTP-V1，PIVCBF-V1，PIVCBV-V1。所有入組病例各參數(shù)體積測(cè)量均由同一名神經(jīng)放射高年資住院醫(yī)師（觀察者）在未知患者臨床信息的情況下獨(dú)立完成。定量測(cè)量體積值在以上各區(qū)域都＞1 cm3，以減少測(cè)量誤差。

1.4統(tǒng)計(jì)學(xué)處理方法 采用SPSS20.0統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析。對(duì)計(jì)量資料進(jìn)行正態(tài)性檢驗(yàn)，各圖像上異常區(qū)域的體積值用Kruskal-Wallis H檢驗(yàn)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析。各體積值間作相關(guān)分析和回歸分析，回歸直線間斜率的差異采用協(xié)方差分析。將V2＞V1者視為梗死體積增長(zhǎng)組，將V2＜V1者視為無(wú)梗死體積增長(zhǎng)組，不同方法預(yù)測(cè)梗死體積增長(zhǎng)的比較，通過(guò)繪制ROC曲線，比較ROC曲線下面積（AUC）。P＜0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

圖1　女，75歲，突發(fā)右側(cè)肢體乏力伴口齒不清4.5 h。DWI圖（a）顯示左顳葉大片狀高信號(hào)，病灶范圍104.7 cm3；基于ADC閾值的ADC圖（c）、ADC偽彩圖（d）顯示病灶A(yù)DC值異常減低，病灶范圍108.9 cm3。下方灌注圖像從左至右依次為CBF圖（e）、CBV圖（f）、MTT圖（g）、TTP圖（h），其顯示病灶范圍分別為131.8、177.1、121.7、127.6 cm3。發(fā)病6 d后復(fù)查FLAIR圖（b）顯示病灶范圍162.1 cm3

圖2　男，54歲，突發(fā)左側(cè)肢體乏力伴口齒不清3 h。DWI圖（a）顯示右側(cè)腦室旁點(diǎn)片高信號(hào)，病灶范圍6.2 cm3；基于ADC閾值的ADC圖（c）、ADC偽彩圖（d）顯示病灶A(yù)DC值異常減低，病灶范圍13.6 cm3。下方灌注圖像從左至右依次為CBF圖（e）、CBV圖（f）、MTT圖（g）、TTP圖（h），其顯示病灶范圍分別為230.6、254.5、133.2、135.3 cm3。發(fā)病6 d后復(fù)查FLAIR圖（b）顯示病灶范圍14.5 cm3

2　結(jié)果

2.1超急性期ADC圖和灌注4個(gè)參數(shù)圖上異常區(qū)域體積與亞急性期梗死體積間相關(guān)性分析 超急性期ADC圖、CBF圖、CBV圖、MTT圖、TTP圖與復(fù)查FLAIR異常區(qū)域的體積分別為13.3（3.1～19.3）cm3、（67.7± 73.6）cm3、（66.8±76.2）cm3、（82.5±97.0）cm3、（86.3±101.1）cm3、（34.4±55.8）cm3（見(jiàn)表1）；經(jīng)Kruskal-Wallis H檢驗(yàn)，差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（H= 4.505，P＞0.05）。PIVADC、PIVCBF、PIVCBV、PIVMTT、PIVTTP與V2均呈顯著線性相關(guān)（均P＜0.05，見(jiàn)表2）。其中PIVADC與V2間的相關(guān)性（r=0.954；95%CI：0.804～1.000；y=-2.410+1.362x）明顯比PIVPWI與V2間的相關(guān)性高。PIVADC與V2之間的回歸直線明顯比PIVPWI與V2間的各條回歸直線陡峭（見(jiàn)圖3），且前者與后者各條直線的斜率差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（均P＜ 0.05）。而PIVPWI中，PIVCBF與V2間（r=0.608；95%CI：0.032～0.939；y=3.266+0.460x）、PIVCBV與V2間（r= 0.603；95%CI：0.026～0.950；y=4.928+0.442x）的相關(guān)性比PIVMTT與V2間（r=0.539；95%CI：0.006～0.925；y=8.872+0.310x）、PIVTTP與V2間（r=0.584；95%CI：0.107～0.963；y=6.599+0.322x）相關(guān)性稍高。PIVCBF與V2、PIVCBV與V2、PIVMTT與V2和PIVTTP與V2形成的4條回歸直線的斜率差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P ＞0.05）。

表2　Pearson/Spearman相關(guān)分析

表1　各項(xiàng)測(cè)量體積的統(tǒng)計(jì)學(xué)描述（cm3）

圖3　15例患者ADC圖、MTT圖、TTP圖、CBF圖、CBV圖預(yù)測(cè)的梗死體積與5～7 d復(fù)查FLAIR圖梗死體積散點(diǎn)圖（均呈正相關(guān)，ADC圖的相關(guān)性最顯著）

圖4　15例患者ADC-DWI不匹配預(yù)測(cè)的梗死體積增長(zhǎng)值與真正梗死體積增長(zhǎng)值的散點(diǎn)圖（r=0.744，P=0.001；y=3.135x+4.194）

2.2ADC不匹配和灌注不匹配與梗死體積增長(zhǎng)間相關(guān)性分析 ADC不匹配、CBF不匹配、CBV不匹配、MTT不匹配、TTP不匹配與梗死體積增長(zhǎng)的各體積值分別為（1.5±4.8）cm3、（42.2±58.8）cm3、（41.2± 61.2）cm3、（57.0±82.8）cm3、（60.8±85.2）cm3、（8.9±20.3）cm3，經(jīng)Kruskal-Wallis H檢驗(yàn)，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（H=11.415，P＜0.05）。經(jīng)Pearson相關(guān)分析，ADC不匹配與梗死體積增長(zhǎng)之間呈明顯線性相關(guān)，見(jiàn)圖4；而CBF不匹配、CBV不匹配、MTT不匹配、TTP不匹配與梗死體積增長(zhǎng)之間均無(wú)明顯直線相關(guān)關(guān)系（均P＞0.05）。15例入組病例中，9例患者有梗死體積增長(zhǎng)，6例無(wú)梗死體積增長(zhǎng)。繪制ROC曲線，ADC-DWI不匹配預(yù)測(cè)梗死體積增長(zhǎng)的AUC 為0.870（95%CI：0.682～1.000；P=0.018），說(shuō)明ADC不匹配法預(yù)測(cè)梗死體積增長(zhǎng)有一定準(zhǔn)確性。而TTP不匹配預(yù)測(cè)梗死體積增長(zhǎng)的AUC為0.574（95%CI：0.682～1.000），差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05）。

3　討論

3.1PWI與ADC圖預(yù)測(cè)梗死體積大小的比較 研究［3，5-6］表明，1周時(shí)復(fù)查磁共振FLAIR序列可預(yù)測(cè)最終腦梗死體積，亞急性期梗死體積與30、45、90 d等各時(shí)間點(diǎn)所測(cè)梗死體積之間高度相關(guān)，且各時(shí)間點(diǎn)所測(cè)體積的臨床預(yù)后價(jià)值相似。因此本研究仍采用發(fā)病后初次MRI檢查時(shí)DWI上的高信號(hào)區(qū)域體積作為初次梗死體積，復(fù)查FLAIR體積與DWI異常區(qū)域體積之差視為真正的梗死體積的增長(zhǎng)。結(jié)果表明ADC圖預(yù)測(cè)的梗死體積與亞急性期梗死體積之間的相關(guān)性明顯比PWI預(yù)測(cè)的梗死體積與亞急性期梗死體積之間的相關(guān)性高。該結(jié)果與Drier等［3］對(duì)80例急性大腦中動(dòng)脈梗死患者的多中心研究結(jié)果和Rosso等［7］對(duì)98例超急性期大腦中動(dòng)脈梗死患者的大樣本研究一致。而Parsons等［8］研究表明，基于CBF圖預(yù)測(cè)的梗死體積與亞急性期梗死體積之間的相關(guān)性比CBV、MTT圖高，本組結(jié)果顯示CBF、CBV圖的相關(guān)系數(shù)較MTT、TTP圖稍高，與以往研究報(bào)道［8-9］大致相符。筆者認(rèn)為臨床工作中應(yīng)用PWI圖像評(píng)估梗死體積的大小時(shí)依賴(lài)CBF、CBV圖，以CBF圖的可行性更強(qiáng)。

3.2PWI與ADC圖預(yù)測(cè)梗死體積增長(zhǎng)的比較 本研究發(fā)現(xiàn)ADC不匹配與梗死體積增長(zhǎng)之間明顯相關(guān)，且采用ADC不匹配法預(yù)測(cè)梗死體積增長(zhǎng)有一定準(zhǔn)確性，筆者認(rèn)為臨床工作中可以根據(jù)超急性期ADC圖與DWI的不匹配體積評(píng)估亞急性期梗死體積的增長(zhǎng)。而Drier等［3］研究表明ADC圖和PWI圖預(yù)測(cè)亞急性期梗死體積增長(zhǎng)的有效性一致，這與本研究結(jié)果并不一致。本研究尚未發(fā)現(xiàn)PWI 4個(gè)參數(shù)圖預(yù)測(cè)的梗死體積增長(zhǎng)與梗死體積增長(zhǎng)（V2-V1）間有相關(guān)性。分析原因除了可能與樣本例數(shù)較少有關(guān)外，還可能與有無(wú)溶栓再灌注治療及測(cè)量方法不同有關(guān)。本研究入組病例均未行溶栓治療，而Drier等的研究中包括37例溶栓再灌注治療患者。根據(jù)Butcher等［10］研究，未溶栓再灌注治療的超急性期腦梗死患者，PWI不匹配與梗死體積增長(zhǎng)之間無(wú)明顯相關(guān)關(guān)系。另一方面，本研究中筆者采用GE公司專(zhuān)用后處理軟件對(duì)灌注異常區(qū)域進(jìn)行劃定和測(cè)量，研究方法適用于臨床工作，診斷醫(yī)師可通過(guò)后處理軟件繪制ADC圖和PWI各參數(shù)圖，進(jìn)一步評(píng)估腦卒中后梗死體積的變化，前瞻性預(yù)測(cè)臨床預(yù)后，具一定實(shí)際操作意義。此外，Drier等［3］的研究中，其PWI不匹配與梗死體積增長(zhǎng)之間的相關(guān)系數(shù)亦較?。╮=0.470），且本研究結(jié)果顯示PWI不匹配診斷梗死體積增長(zhǎng)的準(zhǔn)確性較低，因此并不能充分說(shuō)明臨床工作中可以依賴(lài)超急性期PWI-DWI不匹配體積預(yù)測(cè)梗死體積的增長(zhǎng)?；诔毙云贏DC圖預(yù)測(cè)亞急性期梗死體積及梗死體積增長(zhǎng)的方法比基于PWI各參數(shù)圖的方法可行性更強(qiáng)，臨床工作中可直接運(yùn)用設(shè)備自帶的后處理軟件預(yù)測(cè)梗死體積變化，實(shí)現(xiàn)早期梗死預(yù)后評(píng)估。

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（本文編輯：吳彬）

Prediction of subacute infarct lesion volume in hyperacute cerebral artery stroke： comparison of perfusion-weighted imaging and apparent diffusion coefficient maps

SHAO Xiaotong1，2，GUO Xianzhong1，CHEN Weijian1，WANG Hao1，LIN Boli1，XIA Nengzhi1，YANG Yunjun1. 1.Department of Radiology，the First Affiliated Hospital of Wenzhou Medical University，Wenzhou，325015； 2.Department of Radiology，the Second Affiliated Hospital of School of Medicine，Zhejiang University，Hangzhou，310000

Objective： To compare perfusion-weighted imaging （PWI） and apparent diffusion coeffcient （ADC） maps in prediction of infarct lesion volumes and growth in patient with hyperacute cerebral artery infarct. Methods： Twenty hyperacute cerebral artery stroke patients who underwent multimodal magnetic resonance imaging （MRI） in hyperacute （＜6 h） phase and the follow-up MRI in the subacute （days 5-7） phase were retrospectively reviewed. Diffusion- and perfusion-weighted imaging lesion volumes were semi-automatically measured by a post-processing software of GE Healthcare 3.0 T MR scanner （Signa Twin Speed，GE Medical System，Milwaukee，Wisconsin，USA）. Finally，to compare the two methods in infarct growth prediction，correlation and regression analysis and receiver operating characteristic curves were used. Results： The lesion volume of follow-up FLAIR was highly correlated with volumes predicted with ADC-，CBF-，CBV-，MTT-，and TTP-maps （all P＜0.05）. The correlation was higher for ADC-predicted volume （r=0.954，95%CI： 0.804-1.000） than that for PWI- predicted volume （P＜0.05）. Besides，The infarct growth was correlated with ADC-DWI mismatch （r=0.744，P=0.001），but we didn't fnd any correlation among infarct growth and CBF-DWI，CBV-DWI，MTTDWI，TTP-DWI mismatches （all P＞0.05）. Conclusion： Data showed that by using the post-processing software provided by MR equipment，the ADC-based method is more feasible than PWI-based method for evaluating infarct growth and volume in the subacute phase，which makes early estimation of prognosis possible.

stroke； magnetic resonance imaging； diffusion magnetic resonance imaging； perfusion magnetic resonance imaging

R445.2

A DOI： 10.3969/j.issn.2095-9400.2016.08.004

2016-03-06

浙江省自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目（LY15H220001）；浙江省醫(yī)藥衛(wèi)生科研基金資助項(xiàng)目（2014KYA134）；溫州市科技計(jì)劃項(xiàng)目（Y20140731）；“十二五”國(guó)家科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目（2011BAI08B09）。

邵曉彤（1989-），女，浙江蘭溪人，碩士生。

楊運(yùn)俊，副教授，主任醫(yī)師，Email：yyjunjim@163.com。