PWI-ASPECTS/DWI-ASPECTS不匹配與PWI/DWI不匹配相關性研究

游小風，陳林麗，徐偉華

磁共振灌注成像(perfusion-weighted imaging，PWI)與彌散加權成像(diffusion-weighted imaging，DWI)不匹配作為一種測量缺血半暗帶實用且可靠的方法，已越來越多的用于急性腦卒中患者的診療中[1，2]。通過PWI/DWI不匹配界定缺血半暗帶被認為具有較高的價值，可指導患者的溶栓或取栓[3]。然而，由于體積測量耗時且需專業的軟件測量、PWI/DWI不匹配視覺評估可靠性較低等原因，PWI-DWI不匹配在臨床實踐中仍存在較多困難。半定量的DWI-Alberta卒中項目早期CT評分(ASPECTS)由于簡單、可靠、快速評估等優點已越來越多的應用于DWI梗死體積評估[4]。本研究將評估PWI圖像的ASPECTS評分，探討大腦中動脈閉塞的急性腦卒中患者PWI-ASPECTS/DWI-ASPECTS不匹配與PWI/DWI不匹配的相關性，PWI-ASPECTS/DWI-ASPECTS不匹配是否可替代PWI-DWI不匹配評估卒中缺血半暗帶。

1 資料與方法

1.1 研究對象 回顧性分析2017年1月～2019年6月在重慶醫科大學附屬第二人民醫院就診且行血管再通治療的急性腦卒中患者(發病時間<6 h)。所有患者簽署知情同意書。納入標準：(1)首次急性前循環卒中，或以前發生過卒中但沒有遺留影響神經評分的后遺癥；(2)發病時間為6 h以內；(3)血管再通治療前行MRI和PWI檢查且影像可用于評估(無明顯運動偽影等)；(4)大腦中動脈閉塞或重度狹窄引起的卒中；(5)行血管內再通治療(血栓切除術)。排除標準：(1)顱內出血、腫瘤或創傷；(2)有MRI禁忌證；(3)拒絕血管再通治療；(4)MRI或DSA有運動偽影圖像無法評估；(5)大腦前動脈或后循環閉塞/重度狹窄引起的卒中。共65例符合納入標準，男42例，女23例，平均年齡(68.90±9.35)歲。

1.2 檢查方法 采用3.0T MR掃描設備(Ingenia，Philips Medical Systems，Netherlands)進行治療前檢查，掃描序列包括FLAIR、DWI、MRA及PWI。部分掃描參數如下：DWI(自旋回波序列，TR 2501 ms，TE 98 ms，矩陣 152*122，3個方向，視野(FOV)230 mm×230 mm，翻轉角(FA)，90 °，層數18，層厚6 mm，層間距1.3 mm，b=0 and 1000 s/mm2)；DSC-PWI的成像參數為：重復時間ms/回波時間ms 2000/30，矩陣 96*93，視野(FOV)224 mm×224 mm，翻轉角(FA)，90 °，層厚4 mm，持續時間88 s。

1.3 影像分析 使用飛利浦3T自帶的先進后處理工作站對PWI數據進行分析。通過人工識別卒中對側大腦中動脈遠端支選擇動脈輸入功能。對濃度-時間曲線進行循環奇異值分解，可生成腦血流量(cerebral blood flow，CBF)、腦血容量(cerebral blood volume，CBV)、達峰時間(time to peak，TTP)，平均通過時間(mean transit time，MTT)圖。在后處理工作站上對TTP圖上灌注異常區、DWI圖上梗死高信號區進行感興趣區勾畫，自動計算PWI體積(VPWI)及DWI(VDWI)梗死體積。PWI/DWI不匹配[5]為VPWI/VDWI≥1.8，VPWI-VDWI≥15 ml且VDWI<70 ml。在DWI圖像上及TTP圖像上選取大腦中動脈供血區2個層面的10個區域進行ASPECTS評分，包括：(1)核團層面(即丘腦和紋狀體平面)，分為M1、M2、M3、島葉(I)、豆狀核(L)、尾狀核(C)和內囊(IC)后肢7個區域；(2)核團以上層面(在核團水平上2 cm)，包括M4、M5和M6。這十個區域的權重相同，都為1分。評分時從10分中減去存在異常病變的區域數目[6]。PWI-ASPECTS評分時若TTP圖像解剖位置識別困難，可來回切換TTP圖、DWI圖，參照DWI圖進行TTP圖解剖位置識別。PWI-ASPECTS/DWI-ASPECTS不匹配為DWI-ASPECTS減去PWI-ASPECTS。所有影像資料均由2位有經驗的神經放射學診斷醫師采用雙盲法進行分析，結果不一致時經協商后達成一致。

1.4 統計學分析 應用SPSS 19.0統計學軟件進行數據處理。采用Kappa分析進行觀察者間一致性分析，Kappa值大于0.75表示一致性好。應用Spearman等級相關分析DWI-ASPECTS、PWI-ASPECTS、PWI-ASPECTS/DWI-ASPECTS不匹配與體積及PWI/DWI不匹配間的相關性。應用受試者操作曲線(receiver operating characteristic，ROC)分析PWI-ASPECTS/DWI-ASPECTS不匹配預測PWI/DWI不匹配的價值。P<0.05為差異有統計學意義。

2 結 果

2.1 影像數據基本概況 PWI/DWI不匹配、DWI-ASPECTS、PWI-ASPECTS觀察者間一致性分別為k=0.99[95%可信區間(confidence interval，CI)：0.93～1]、k=0.94(95%CI：0.91～1)、k=0.96(95%CI：0.92～1)。PWI體積、DWI體積及PWI/DWI不匹配體積分別為(25.01±23.11)ml、(75.90±48.99)ml、(50.73±27.14)ml。DWI-ASPECTS、PWI-ASPECTS及PWI-ASPECTS/DWI-ASPECTS不匹配評分分別為5.95±2.32、3.52±2.57、2.43±0.75(見圖1)。

表1 各體積與ASPECTS間相關性

2.2 各體積與ASPECTS間相關性 Spearman等級相關分析顯示PWI體積與PWI-ASPECTS、DWI體積與DWI-ASPECTS、PWI/DWI不匹配體積與PWI-ASPECTS/DWI-ASPECTS不匹配間具有較強的相關性(r=-0.767；P=0.000、r=-0.817；P=0.000、r=-0.643；P=0.000)(見表1)。

2.3 PWI-ASPECTS/DWI-ASPECTS不匹配預測PWI/DWI不匹配能力分析 ROC分析顯示當PWI-ASPECTS/DWI-ASPECTS不匹配≥2時，PWI-ASPECTS/DWI-ASPECTS不匹配預測PWI/DWI不匹配的曲線下面積(area under the curve，AUC)為0.963，其敏感性和特異性分別為87.90%、100%。當PWI-ASPECTS/DWI-ASPECTS不匹配≥3時，PWI-ASPECTS/DWI-ASPECTS不匹配預測PWI/DWI不匹配的AUC為0.822，其敏感性和特異性分別為93.80%、63.64%(見圖2、圖3)。

圖1 DWI圖核團層面(A)及核團以上層面(B)示尾狀核(C)、島葉(I)、豆狀核(L)、M2及M5區域可見高信號梗死灶，DWI-ASPECTS評分為10-5=5分。PWI(TTP圖)相應的層面(C、D)示C、I、L、M1、M2、M3、M4、M5區域可見低灌注區，PWI-ASPECTS評分為10-8=2分。PWI-ASPECTS/DWI-ASPECTS不匹配評分為3分

圖2 當PWI-ASPECTS/DWI-ASPECTS不匹配≥2時PWI-ASPECTS/DWI-ASPECTS不匹配預測PWI/DWI不匹配的ROC曲線圖

圖3 當PWI-ASPECTS/DWI-ASPECTS不匹配≥3時PWI-ASPECTS/DWI-ASPECTS不匹配預測PWI/DWI不匹配的ROC曲線圖

3 討 論

急性腦卒中具有高發病率、高病死率、高致殘率和高復發率等特點，快速識別缺血半暗帶對卒中患者的早期再灌注治療具有重要意義[7，8]。PWI/DWI不匹配被視為臨床判斷缺血半暗帶的金標準[9]，已廣泛用于指導溶栓、取栓治療。ASPECTS評分是一種對急性卒中進行快速、簡單、可靠且系統化評估的方法，它可在影像學檢查的基礎上更加客觀、簡單、系統及準確的傳遞急性卒中患者的生理信息，為臨床醫生制定恰當的治療方案提供幫助[10]。盡管ASPECTS評分最初并不是用來代替體積的，但它是一種半定量評估，已有大量研究顯示基于DWI的ASPECTS評分與DWI梗死體積間具有很強的相關性[11～13]，這為ASPECTS評分替代梗死體積提供了可能性。盡管每個ASPECTS評分的點對應的體積范圍較廣，但本研究結果顯示DWI體積與DWI-ASPECTS間仍具有較強的相關性，這與大部分的研究結果一致。此外，本研究還發現PWI體積與PWI-ASPECTS同樣具有相關性。

本研究主要優勢為發現PWI/DWI不匹配體積與PWI-ASPECTS/DWI-ASPECTS不匹配間具有較強的相關性。PWI低灌注但還未受損的區域通常位于ASPECT中的表面皮質區域，這與近端大腦中動脈閉塞后核心梗死區及半暗帶的病理生理變化有關，即核心梗死區主要位于深部區域，半暗帶主要位于表面的皮質區域[14]，這解釋了PWI/DWI不匹配體積與PWI-ASPECTS/DWI-ASPECTS不匹配間具有較強的相關性的原因。本研究顯示，當PWI-ASPECTS/DWI-ASPECTS不匹配≥2時，PWI-ASPECTS/DWI-ASPECTS不匹配預測PWI/DWI不匹配的的敏感性和特異性都較高，分別達87.90%、100%。而當PWI-ASPECTS/DWI-ASPECTS不匹配≥3時，PWI-ASPECTS/DWI-ASPECTS不匹配預測PWI/DWI不匹配的特異性雖然僅為63.64%，然而敏感性達到了93.80%。雖然PWI-ASPECTS/DWI-ASPECTS不匹配為2時分值較低，然而此類通常累及的區域多集中在較大的表面皮質區域，因此PWI/DWI會存在較多的不匹配。此外，應用ASPECTS評估不匹配時還可得到PWI/DWI不匹配無法評估的組織受累位置。在臨床工作中，放射醫生可快速生成TTP圖，只需在電腦上查看TTP圖和DWI圖即可快速的進行ASPECTS不匹配評估，無需額外的軟件進一步處理。

本研究還存在不足之處，本研究只評估了PWI/DWI不匹配與ASPECTS評分間的相關性，未進一步評估PWI-ASPECTS/DWI-ASPECTS不匹配在預測卒中梗死體積增長及預后中的預測價值。其次，本研究所有患者均為大腦中動脈受累的卒中類型，未評估頸內動脈閉塞/重度狹窄引起的卒中患者不匹配間的差異，在接下來的研究中，我們將增加卒中患者的類型，比較PWI/DWI不匹配與ASPECTS評分間的相關性，并比較其在預測梗死體積增長及預后中的價值。

綜上所述，PWI-ASPECTS/DWI-ASPECTS不匹配與PWI/DWI不匹配具有較強的相關性，當PWI-ASPECTS/DWI-ASPECTS不匹配≥2時，其預測PWI/DWI不匹配敏感性和特異性較高。臨床工作中PWI-ASPECTS/DWI-ASPECTS不匹配可替代PWI/DWI不匹配評估缺血半暗帶。