灌注加權成像/彌散加權成像圖像融合半定量評估缺血性腦卒中病人缺血半暗帶價值分析

胡明輝

作者單位：河南省中醫院磁共振室，河南 鄭州450000

缺血性腦卒中（IS）是腦血管疾病常見類型，具有高發病率、高病死率、高致殘率等特點［1］。IS發生后顱內、外動脈狹窄或閉塞，引發動脈區腦組織缺血，腦血流阻斷后，缺血腦組織迅速產生損傷，腦動脈閉塞致缺血中心區周圍腦組織缺血，電活動停止，但可維持跨膜離子平衡及結構完整，這一部分被稱為缺血半暗帶［2-3］。缺血半暗帶為可逆的缺血腦組織，通過治療干預可被恢復［4］。早期進行缺血半暗帶的評估并進行溶栓治療，對改善病人神經缺損癥狀具有重要意義。磁共振成像（MRI）中灌注加權成像（PWI）/彌散加權成像（DWI）不匹配定量測定方法為臨床評估缺血半暗帶的主要方法，但該方法測定方法復雜，耗時較長可造成治療延誤；而定性的目測方式雖快捷簡單，但準確性不佳［5-6］。本研究將PWI/DWI 融合成像半定量用于評估IS 病人缺血半暗帶，探究其在降低測定時間及準確性方面的價值，現報告如下。

1 資料與方法

1.1一般資料選擇2015 年2 月至2018 年3 月河南省中醫院收治的61 例IS 病人納入研究，入組標準：符合我國腦血管病會議修訂的急性腦梗死診斷標準［7］；病人自述或近親屬可提供明確發病時間，臨床發病至接受MR 檢查間隔時間＜72 h；臨床表現為偏癱或輕度偏癱，可伴有言語障礙。排除標準：外出血性腦卒中；昏迷狀態或入院美國國立衛生研究院卒中量表評分（NIHSS 評分）［8］＞15分；梗死區位于腦干或基底節區；檢查前接受溶栓或抗凝治療；發病時間不明確。入組病人中男42例，女19 例；年齡（65.84±10.22）歲，范圍為56～82歲；合并糖尿病病人12 例，高血壓40 例，動脈粥樣硬化36 例。

1.2方法采用美國GE 公司的Signa Excite 3.0T超導MR 成像系統進行檢查，線圈為8 通道相控陣頭顱線圈。MR 對比劑采用釓噴酸葡胺，劑量為0.1 mmol/kg，注射速率4 mL/s。MR 多模式掃描序列包括T1 加權成像（T1WI）、T2 加權成像（T2WI）、液體衰減反轉恢復（FLAIR）、DWI、PWI。掃描參數為T1WI：重復時間（TR）/回波時間（TE）：2 000 ms/9 ms，層厚/層距：5 mm/5 mm，視野（FOV）：230 mm×98.8 mm；T2WI：TR/TE：5 500 ms/95 ms，層厚/層距：5 mm/5 mm，FOV：220 mm×100 mm；DWI 掃描：TR/TE：6 600 ms/100 ms；b 值為0、1 000 s/m2，FOV：230 mm×100 mm，層厚/層間距：5 mm/5 mm；PWI：TR/TE：1 500 ms/30 ms，FOV：230 mm×100mm，層厚/層間距：5 mm/5 mm；FLAIR：TR/TE：2 000 ms/9 ms，FOV：230 mm×100 mm，層厚/層間距：5 mm/5 mm。將DWI圖像上彌散受限的區域定義為梗死核心區，達峰時間延長區域為低灌注區，將DWI及平均通過時間（MTT）圖像進行精確匹配。

缺血半暗帶評估方法：（1）基于圖像融合的灌注-彌散加權成像不匹配（PDM）半定量評估：采用Alberta 卒中早期 CT 評分（ASPECTS）［9］，閱讀 PWI/DWI融合圖像，DWI完全正常但PWI呈低灌注區的區域定義為不匹配區域，計算不匹配區域分值。分值計算方法：將大腦動脈供血區分為尾狀核、豆狀核、內囊、大腦中動脈皮層供血區及導葉，當PWI＞DWI 時，每個不匹配區域積分1 分，無不匹配區域即為0 分；當PWI＜DWI 時，每出現不匹配區域計分-1 分。（2）基于體積測定的 PDM 評估：在 DWI 及PWI 上手動勾畫梗死區及低灌注區，半自動軟件計算面積，計算彌散受限/低灌注區體積，將達峰時間延長區體積/DWI 彌散受限體積＞1.2 的病人定義為灌注-彌散體積不匹配（V-PDM）。

以上所有評估均由兩名高年資神經影像醫生進行測定及評價，統計醫生在兩種方法評估中所花費的時間。

1.3統計學方法采用SPSS 19.0進行數據處理與統計學分析，計數資料以頻數及率表示，采用χ2檢驗，符合正態分布的計量資料采用xˉ±s表示，組間比較行兩獨立樣本t檢驗，不符合正態分布的資料以中位數（下、上四分位數）［M（P25，P75）］表示，組間比較采用Mann-WhitneyU檢驗。以V-PDM作為金標準，計算基于圖像融合PDM 半定量評估測定缺血半暗帶的診斷靈敏度、特異度、準確度，以Kappa 值評價兩種方法的一致性，其中Kappa 系數在0～0.2，一致性較低；Kappa 系數＞0.2～0.40，一致性一般；Kappa系數＞0.40～0.60，一致性中等；Kappa 系數＞0.60～0.80，高度一致性。P＜0.05為差異有統計學意義。

2 結果

2.1兩種方式診斷情況比較基于PWI/DWI 圖像融合評價耗時（145.61±40.22）s，V-PDM 耗時（326.52±75.41）s，兩者耗時比較差異有統計學意義（t＝16.532，P＜0.001）。

2.2基于PWI/DWI圖像融合的PDM診斷價值分析61例病人中，35例病人存在PDM，26例不存在PDM；以 V-PDM 作為金標準，V-PDM 陽性組病人PDM-ASPECTS 評分為2.5（1.0，4.0），陰性組為0.5（-1.0，0.5），組間比較差異有統計學意義（Z＝8.596，P＜0.001）。基于圖像融合鑒定的靈敏度、特異度、準確度分別為71.4%、92.3%及80.3%，Kappa一致性檢驗值為0.613（P＜0.001）。兩種方法診斷情況見表1。部分病人影像學檢查結果詳見圖1。

表1 基于PWI/DWI圖像融合的PDM診斷價值分析/例

3 討論

缺血半暗帶腦組織及時進行有效灌注仍能保留活性［10］。既往研究表明，IS病人靜脈溶栓治療最佳時間窗為4.5 h，但每位病人因體溫、機體狀況、側支循環等的差異，其缺血半暗帶的發展也存在一定個體化差異［11-12］。在時間窗內的病人盲目進行溶栓治療可增加顱內出血等并發癥風險［13］，全面考慮組織血流病人及缺血半暗帶情況，可針對性采取溶栓治療措施；而對于已超過時間窗的病人，測定梗死核心區及缺血半暗帶，可一定程度選擇潛在適合緊急再灌注治療的病人，因此，對IS病人進行快速、有效的缺血半暗帶的測定可增加超時間窗病人溶栓治療的獲益［14］。既往常采用 PWI 及 DWI 不匹配評估缺血半暗帶，研究表明PWI及DWI不匹配與腦梗死患者預后密切相關［15］，PWI 是通過測定血液通過腦組織的相對運動，診斷灌注異常的方法，其可顯示低灌注區；DWI 可測定組織中水分子的相對運動，顯示梗死核心區［16-17］。V-PDM 雖較為準確且可重復性較強，為多數卒中中心獲取缺血半暗帶的方法，但計算所需時間較長，可延誤病人的灌注治療［5］。PWI 及 DWI 視覺觀察或簡單測定雖具有簡單、快速優點，但因部分IS 病人早期存在DWI 彌散受限病灶零散分布，因此簡單視覺估算具有較大的誤差［18］。本研究中采用PWI/DWI圖像融合，可在同一幅圖像上同時觀察彌散成像，同時可直觀顯示PDM 分布區域及范圍，因無須精確計算PDM 體積，因此縮小計算時間，盡量保證病人可盡快進行溶栓治療，獲得最大獲益。本研究從測定時間、準確性等方面對兩種方法測定缺血半暗帶進行分析，結果顯示，基于PWI/DWI圖像融合方法測定較V-PDM具有更短的時間，而準確性方面，本研究通過ASPECTS 評分系統進行缺血半暗帶的半定量評估，結果顯示PDM 陽性及陰性病人評分間差異有統計學意義，提示ASPECTS 半定量評分系統可一定程度反映PDM 的分布范圍；而以V-PDM 為金標準，基于圖像融合鑒定的靈敏度、特異度、準確度分別為71.4%、92.3%及80.3%，與V-PDM 的Kappa 一致性檢驗值為0.613，提示PWI/DWI 圖像融合可有效評估IS 病人缺血半暗帶PDM，避免復雜運算及測定，縮短測定時間，且與V-PDM測定結果具有較高的一致性，有助于IS病人的快速篩查。但本研究主要集中于圖像融合在PDM評價中的診斷效能，其在治療決策、梗死進展及臨床結局方面的效果仍尚待進一步驗證。

（本文圖1見插圖9-6）

圖1 男，72歲，因右側肢體無力4 h入院，彌散加權成像（DWI）圖像顯示梗死區體積為9.01 mL，右側大腦中動脈M4、M5供血區及豆狀核呈高信號，表觀擴散系數下降（A～D）；達峰時間圖像顯示低灌注區體積為398.42 mL（E，F）；灌注加權成像（PWI）/DWI融合圖像顯示PWI及DWI存在明顯不匹配（G，H）