周 杰 王開樂 張 欣

北京中醫(yī)藥大學(xué)深圳醫(yī)院(龍崗)影像科(廣東 深圳 518000)

急性缺血性腦梗死(acute ischemic stroke，AIS)是臨床上缺血性腦卒中最多見的一種疾病，其發(fā)病機(jī)制是由于供血?jiǎng)用}狹窄或閉塞以及腦部血液輸入不足引起的腦組織壞死，其發(fā)病率、致殘率和死亡率都很高[1]。在AIS的產(chǎn)生和發(fā)展過程中，經(jīng)常伴隨著腦動(dòng)脈側(cè)支循環(huán)的形成和開放。側(cè)支循環(huán)的形成和開放對(duì)于減輕缺血腦組織的損害很重要，對(duì)患者的治療和預(yù)后有重要影響[2]。因此，有效評(píng)估AIS側(cè)支循環(huán)是臨床醫(yī)師開展研究的熱點(diǎn)。隨著現(xiàn)代影像學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展,磁共振彌散加權(quán)成像(diffusion weighted imaging，DWI)和三維偽連續(xù)動(dòng)脈自旋標(biāo)記(tree-dimensional pseudo-continuous arterial spin labeling，3D-PCASL)已廣泛應(yīng)用于疾病的診斷及評(píng)估中。DWI是一種非有創(chuàng)性的磁共振技術(shù)，可以反映患者機(jī)體病變活性組織的水分子微觀動(dòng)態(tài)運(yùn)動(dòng)情況，并可通過表觀擴(kuò)散系數(shù)(apparent diffusion coefficient，ADC)進(jìn)行定量分析，是最常用的磁共振功能成像[3]。而3D-PCASL是近年發(fā)展起來的用于評(píng)估腦血流量(cerebral blood flow，CBF)的非有創(chuàng)性MRI檢查序列，該序列是將動(dòng)脈中存在的水分子作為內(nèi)源性標(biāo)記指標(biāo)，對(duì)局部CBF進(jìn)行測(cè)定的一種技術(shù)，并在臨床取得廣泛應(yīng)用,具有無需注入外源性對(duì)比劑、無創(chuàng)等優(yōu)勢(shì)[4]。本研究綜合利用DWI和3D-PCASL對(duì)AIS的側(cè)支循環(huán)情況進(jìn)行評(píng)估，以期為臨床診斷并治療AIS提供一定的參考依據(jù)。

1 資料與方法

1.1 一般資料選取2020年1月至2021年1月在本院確診的98例AIS患者，其中男55例，女43例，29~80歲，平均年齡(60.09±0.68)歲。

納入標(biāo)準(zhǔn)：符合《中國急性缺血性腦卒中診治指南》[5]診斷標(biāo)準(zhǔn)，且經(jīng)影像學(xué)證實(shí)為AIS；MRI檢查前未行溶栓治療；患者屬于第一次發(fā)病，即使出現(xiàn)既往發(fā)病史，也不存在任何后遺癥。排除標(biāo)準(zhǔn)：合并有腦動(dòng)脈瘤、腦出血、腦腫瘤、腦創(chuàng)傷及其他腦部病變者；合并血液系統(tǒng)疾病，或器官功能障礙者；對(duì)于核磁檢查的會(huì)產(chǎn)生不良反應(yīng)，或不能耐受核磁檢查者。按照影像結(jié)果顯示患者腦部是否存在側(cè)支循壞情況，將所有患者分為有側(cè)支循環(huán)組和無側(cè)支循環(huán)組，且分別為56例和42例患者。其中，34例患者顯示為腦部深穿支動(dòng)脈梗死，64例患者顯示為頸內(nèi)動(dòng)脈和腦大動(dòng)脈主干梗死，臨床均出現(xiàn)肢體偏癱、偏身感覺障礙、言語障礙和病理征陽性等病理特征。

1.2 檢查方法采用西門子1.5T MAGNETOM Avanto超導(dǎo)磁共振(德國西門子)，使用的相控頭頸線圈為8通道，并用其進(jìn)行圖像采集。掃描前，將患者置于仰臥位，使患者頭部先進(jìn)入，置于線圈正中部位導(dǎo)。

掃描序列及參數(shù)：(1)MRI常規(guī)掃描：自旋回波序列(Spin echo，SE)軸位T1加權(quán)像(T1Weighted Image，T1WI)：回波時(shí)間(Echo Time，TE)為4.2ms，重復(fù)時(shí)間(Repetition Time，TR)為212.6ms；SE矢狀位T1WI：TE為4.2ms，TR為212.6ms；快速自旋回波序列(fast spin echo，F(xiàn)SE)軸位T2加權(quán)像(T1Weighted Image，T2WI)：TE為98.8ms，TR為4369ms。層厚：5mm，間隔：1mm，矩陣：256×256。(2)DWI檢查：SE-平面回波成像軸位：TR為4000ms，TE為72ms，視野范圍(field of vision，F(xiàn)OV)為200mm，層厚4.0mm，無間隔掃描，矩陣140×100，采用單次激發(fā)平面回波，于3個(gè)方向(X、Y、Z)施加擴(kuò)散敏感梯度脈沖，擴(kuò)散敏感系數(shù)(即b值)為0、1000s/mm2。(3)3D-PCASL檢查：矩陣128×128，TE為9.8ms，TR為4550ms，F(xiàn)OV為240mm×240mm，間距：1.5mm，層厚：4mm，激勵(lì)次數(shù)(number of excitation，NEX)為4次，標(biāo)記延遲時(shí)間(post label delayed，PLD)：1525ms。

1.3 圖像處理及分析所有圖像均由3名具有10年以上診斷經(jīng)驗(yàn)的影像學(xué)醫(yī)生單盲法處理，閱讀常規(guī)MRI、DWI及3D-PCASL序列圖像并進(jìn)行分析。

采用GE AW 4.6工作站Functool應(yīng)用軟件進(jìn)行圖像后處理，對(duì)比測(cè)量DWI異常高信號(hào)面積(square measure of DWI，SDWI)和3D-PCASL異常灌注面積(square measure of 3D-PCASL，S3D-PCASL)。如測(cè)得S3D-PCASL/SDWI≥1.1，可以認(rèn)定缺血半暗區(qū)(Ischemic penumbra，IP)存在；0.9

參考DWI圖像中的最高信號(hào)水平，描繪感興趣區(qū)域(region of interest，ROI)，測(cè)量患側(cè)的ADC值，并選擇大腦的中線作為軸線。采用與患側(cè)同樣的測(cè)量方式對(duì)鏡像區(qū)ADC值進(jìn)行測(cè)量，測(cè)量三次，然后計(jì)算平均值。采用相同的方法描繪出3D-PCASL CBF偽彩圖的ROI，描繪操作需根據(jù)DWI圖像所顯示的ROI區(qū)域、大小和位置進(jìn)行，分別測(cè)量患者的患側(cè)和患側(cè)鏡像區(qū)的CBF值，并在3次測(cè)量后計(jì)算平均值。測(cè)量定量參數(shù)時(shí)，應(yīng)盡量避免顱骨結(jié)構(gòu)、腦池、腦室及血管。在3D-PCASL序列的控制圖像、標(biāo)記圖像及DWI序列圖像的梗死區(qū)及梗死鏡像區(qū)域中選擇相同面積的ROI，對(duì)該區(qū)域出現(xiàn)的信號(hào)強(qiáng)度進(jìn)行三次測(cè)量，取測(cè)量平均值。根據(jù)既有3D-PCASL CBF計(jì)算公式[6]計(jì)算：TI=2190ms及TI=3190ms時(shí)腦梗死區(qū)域CBF，并計(jì)算其CBF增加量(△CBF)。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法本研究中，采用SPSS 22.0統(tǒng)計(jì)學(xué)軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，采用(±s)表示滿足正態(tài)分布且方差齊的計(jì)量資料；采用兩樣本獨(dú)立t檢驗(yàn)比較兩種序列組間差異，計(jì)數(shù)資料用率(%)表示，并以P<0.05表示兩種序列之間具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。繪制受試者工作特征(receiver operating characteristic，ROC)曲線，并通過Logistic回歸分析，比較ADC、CBF值及兩參數(shù)聯(lián)合檢測(cè)對(duì)AIS側(cè)支循環(huán)的診斷效能。

2 結(jié) 果

2.1 DWI與3D-PCASL診斷效果及影像學(xué)表現(xiàn)AIS患者98例，梗死區(qū)在DWI序列所顯示的圖像上均表現(xiàn)為高信號(hào)，而在ADC序列所顯示的圖像上均表現(xiàn)為低信號(hào)改變；在3D-PCASL序列所顯示的的CBF圖中，觀察到低灌注的梗死區(qū)有48例，未見明確異常灌注的梗死區(qū)有29例，表現(xiàn)出高灌注改變的梗死區(qū)域有21例，見圖1。

圖1 同一病例, 女69歲，右側(cè)肢體無力10天、高血壓病史。圖1A：MRA提示左側(cè)基底節(jié)急性腦梗死，左側(cè)大腦中動(dòng)脈M1段血管管腔重度狹窄; 圖1B：DWI序列示左側(cè)額頂葉見多發(fā)斑片狀及大片狀高信號(hào)影，ADC序列呈低信號(hào); 圖1C、1D：CBF偽彩圖提示左側(cè)大腦半球皮層及皮層下見條狀高灌注信號(hào)。

2.2 DWI、3D- PCASL成像對(duì)AIS梗死面積比較98例AIS患者中，病變區(qū)DWI信號(hào)均為高信號(hào)，其中S3D-PCASL/SDWI≥1.1有62例(64.17%)；S3D-PCASL≈SDWI36例(36.73%)；無S3D-PCASL

2.3 兩組病變區(qū)、鏡像區(qū)ADC及CBF值比較與鏡像區(qū)相比，兩組梗死區(qū)ADC、CBF值均降低，且有側(cè)支循環(huán)組梗死區(qū)和鏡像區(qū)ADC、CBF值均高于無側(cè)支循環(huán)(P<0.05)，見表1。

表1 兩組病變區(qū)、鏡像區(qū)ADC及CBF值比較

2.4 兩組靜脈引流狀態(tài)與腦血流速度增加量比較有側(cè)支循環(huán)組顯示靜脈正常△CBF值高于無側(cè)支循環(huán)組，而靜脈舒張△CBF值低于無側(cè)支循環(huán)組(P<0.05)，見表2。

表2 兩組靜脈引流狀態(tài)與腦血流速度增加量比較

2.5 ADC、CBF及兩參數(shù)聯(lián)合檢測(cè)對(duì)AIS側(cè)支循環(huán)診斷效能比較ROC曲線顯示ADC截?cái)嘀禐?.526μm2/ms，靈敏度為73.21%，特異度為 76.19%， AUC為0.784；CBF截?cái)嘀禐?4.089mL/(100g·min)，靈敏度為67.86%，特異度為76.21%，AUC為0.767；聯(lián)合ADC和CBF兩個(gè)參數(shù)聯(lián)合檢測(cè)靈敏度為80.36%，特異度為92.86%，AUC為0.903，見圖2及表3。

圖2 ADC、CBF診斷AIS側(cè)支循環(huán)的ROC曲線

表3 ADC、CBF診斷AIS側(cè)支循環(huán)的ROC特征

3 討 論

腦梗死是一種導(dǎo)致患者殘疾和死亡概率較高的疾病，其包括兩種類型，分別為缺血性腦梗死和出血性腦梗死。其中對(duì)于發(fā)病率而言，缺血性腦梗死高于出血性腦梗死[7]。而缺血性卒中患者腦梗死后缺血半暗帶(ischemic penumbra，IP)的血流灌注可以通過良好的腦側(cè)支循環(huán)的建立來升高，并對(duì)缺血組織神經(jīng)功能的恢復(fù)起到促進(jìn)作用，獲得更多的治療時(shí)間[8]。腦側(cè)支循環(huán)是指當(dāng)大腦提供血液的動(dòng)脈變得狹窄或被阻塞時(shí)，血液通過其他血管，如剛好吻合的側(cè)支或新形成的血管抵達(dá)血液供應(yīng)不足區(qū)，使無法得到血液供應(yīng)的組織進(jìn)行不同程度的灌注代償，是腦循環(huán)代償機(jī)制之一，在急性缺血性卒中扮演著不可替代的角色[9]。高血壓、高血糖、高血脂、高尿酸血癥等均是可以對(duì)側(cè)支循環(huán)形成的產(chǎn)生影響的因素。側(cè)支循環(huán)是否存在不僅對(duì)AIS患者選擇靜脈溶栓還是動(dòng)脈溶栓具有參考價(jià)值，且對(duì)患者預(yù)后評(píng)估產(chǎn)生重要影響[10]。目前，DSA、CT以及MRI都可以評(píng)估側(cè)支循環(huán)，并在臨床中得到廣泛的使用。其中DSA檢查是一種有創(chuàng)的技術(shù)，但檢測(cè)需要的時(shí)間較長；CT檢查雖然方便、快速，但存在一些問題，例如：輻射、對(duì)比劑過敏等；而評(píng)估側(cè)支循環(huán)，使用MRI技術(shù)不僅具有多樣性，還具有無創(chuàng)、全面的特點(diǎn)[11]。因此，在臨床檢測(cè)運(yùn)用中，非創(chuàng)性多模態(tài)MRI技術(shù)聯(lián)合使用對(duì)于評(píng)估AIS患者側(cè)支循環(huán)情況極其重要，其所呈現(xiàn)的評(píng)估結(jié)果對(duì)于臨床治療AIS患者方案的選擇具有參考意義。

DWI是一種非有創(chuàng)技術(shù)，在檢測(cè)動(dòng)脈中水分子擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)狀態(tài)等方面，敏感度較高[12]。在DWI檢查期間，超急性腦出血患者腦部的血腫信號(hào)會(huì)出現(xiàn)異常，因?yàn)槌毙匝[中存在脫氧血紅蛋白(deoxy hemoglobin，HHb)，它是一種對(duì)磁性敏感的物質(zhì)，并且處于中心部位的血紅蛋白和紅細(xì)胞的結(jié)構(gòu)產(chǎn)生了改變，導(dǎo)致DWI信號(hào)減少或丟失，從而血腫可以清楚地在圖像上顯示出來；同時(shí)，常規(guī)MRI序列，如T1WI，等信號(hào)或低信號(hào)均出現(xiàn)在血腫中心；而在T2WI序列上，等信號(hào)或高信號(hào)出現(xiàn)在血腫中心；在DWI序列上，高信號(hào)出現(xiàn)在血腫中心，但在周圍顯示低信號(hào)[13]。3D-PCASL成像技術(shù)是一種連續(xù)式與脈沖式的有機(jī)結(jié)合, 主要基于FSE，可以克服運(yùn)動(dòng)偽影的產(chǎn)生，使磁敏感偽影現(xiàn)象減少，從而提高圖像的信噪比，獲得更均勻的圖像[14]。成像技術(shù)3D-PCASL不需要在實(shí)際使用過程中注入對(duì)比劑。它具有快速、安全和無創(chuàng)診斷的優(yōu)點(diǎn)。當(dāng)用于急性缺血性卒中的診斷時(shí)，可發(fā)現(xiàn)隨時(shí)間推移的異常灌注，可以在影像學(xué)方面為臨床診斷和治療提供可靠的依據(jù)[15]。本研究結(jié)果顯示，AIS患者中64.17% 的患者S3D-PCASL/SDWI≥1.1，其機(jī)制是由于腦部大動(dòng)脈以及分支血管血流受到阻塞導(dǎo)致側(cè)支循環(huán)還沒有被完全建立，使IP區(qū)出現(xiàn)，導(dǎo)致該區(qū)域在DWI圖像上表現(xiàn)為低信號(hào)。而相同層面的3D-PCASL圖像則表現(xiàn)為灌注減低，提示梗死中心區(qū)域周邊的缺乏血液供應(yīng)組織損傷，雖然損傷可逆但恢復(fù)會(huì)受到時(shí)間的限制。而AIS患者中36.73%的患者出現(xiàn)S3D-PCASL≈SDWI，可能是由于在發(fā)病早期，患者腦部出現(xiàn)大范圍梗死，有效側(cè)支循環(huán)沒有形成，且這個(gè)損傷過程是不可逆的，或晚期病變IP已轉(zhuǎn)變?yōu)楣Ｋ涝?。AIS患者中無S3DPCASL

本研究結(jié)果還顯示，與鏡像區(qū)相比，兩組梗死區(qū)ADC、CBF值均降低，且有側(cè)支循環(huán)組梗死區(qū)和鏡像區(qū)ADC、CBF值均高于無側(cè)支循環(huán)。分析原因，這可能是由于梗死區(qū)腦組織缺血、缺氧，細(xì)胞發(fā)生毒性水腫，對(duì)應(yīng)間隙減小，水分子擴(kuò)散受限,且血管狹窄、閉塞造成血流灌注減低，所以梗死區(qū)ADC、CBF值降低；又因?yàn)閭?cè)支循環(huán)可以通過代償途徑維持AIS患者顱內(nèi)血流動(dòng)力學(xué)穩(wěn)定，可以向腦組織供血, 所以局部腦組織ADC、CBF值增加。提示ADC、CBF值對(duì)AIS患者是否存在側(cè)支循環(huán)較敏感。本研究中，有側(cè)支循環(huán)組顯示靜脈正?；颊擀BF值高于無側(cè)支循環(huán)組患者，而靜脈舒張患者ΔCBF值低于無側(cè)支循環(huán)組患者(P<0.05)。說明缺乏側(cè)支循環(huán)是導(dǎo)致梗死區(qū)靜脈擴(kuò)張的原因之一。分析原因可能是梗死區(qū)周邊腦血流量減少。此時(shí)，缺血區(qū)域的神經(jīng)細(xì)胞代償性組織攝取分?jǐn)?shù)獲得增加，為了滿足自身的血氧需求，從而直接促使在引流腦靜脈內(nèi)的HHb含量的增多。當(dāng)側(cè)支循環(huán)代償被有效的建立時(shí)，血液不足區(qū)域的血液供氧逐漸恢復(fù)，引流靜脈中的脫氧血紅蛋白減少。通過ROC曲線分析顯示，聯(lián)合ADC和CBF兩個(gè)參數(shù)聯(lián)合檢測(cè)的AUC為0.903，高于ADC(0.784)、CBF(0.767)單一使用。ADC和CBF兩個(gè)參數(shù)聯(lián)合檢測(cè)的靈敏度和特異度較高，分別為80.36%、92.86%。說明將這兩種成像技術(shù)聯(lián)合使用來診斷AIS患者的側(cè)支循環(huán)情況可以相輔相成，互相補(bǔ)充，提高診斷效能。

綜上所述，多模態(tài)MRI評(píng)估AIS患者側(cè)支循環(huán)準(zhǔn)確性更高，ADC、CBF參數(shù)聯(lián)合檢測(cè)可以提高診斷效能，以期在臨床治療AIS方案的選擇及預(yù)后的評(píng)估中提供一定的參考。