磁共振彌散加權(quán)成像聯(lián)合灌注加權(quán)成像預(yù)測(cè)腫瘤樣腦梗死最終梗死體積的價(jià)值

徐海峰, 陳克敏, 張永利, 文 峰, 錢幫偉

(1.上海市浦東新區(qū)人民醫(yī)院 放射科, 上海, 201299;2.上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬瑞金醫(yī)院 放射科, 上海, 200025)

腦梗死的不可逆損傷范圍或最終梗死體積與臨床預(yù)后密切相關(guān)，因此預(yù)測(cè)最終梗死體積對(duì)預(yù)后判斷和治療方案擬定至關(guān)重要。研究[1-3]發(fā)現(xiàn)基于磁共振(MR)彌散加權(quán)成像(DWI)與灌注加權(quán)成像(PWI)的錯(cuò)配現(xiàn)象可預(yù)測(cè)急性或亞急性腦梗死的體積，但結(jié)果存在較大差異，原因可能受諸多因素如腦梗死類型、出血轉(zhuǎn)化(HT)、水腫、再灌注以及發(fā)病與基線和追蹤MR成像間隔時(shí)間等影響。作者的初步分析發(fā)現(xiàn)，腫瘤樣腦梗死大都合并HT和病變周圍水腫，因此DWI結(jié)合PWI預(yù)測(cè)最終梗死體積和不可逆損傷最佳閾值可能與其他一些類型的急性和亞急性腦梗死不同。作者通過(guò)PubMed和SinoMed檢索發(fā)現(xiàn)許多有關(guān)腫瘤樣腦梗死診斷以及DWI結(jié)合PWI預(yù)測(cè)急性和亞急性最終腦梗死體積的研究報(bào)道[4-7], 但未發(fā)現(xiàn)針對(duì)DWI結(jié)合PWI預(yù)測(cè)腫瘤樣腦梗死最終梗死體積的相關(guān)研究。本研究分析DWI結(jié)合PWI預(yù)測(cè)腫瘤樣腦梗死最終梗死體積的價(jià)值，現(xiàn)報(bào)告如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料

選取2004年9月—2020年10月3 785例急性和亞急性腦梗死病例中符合腫瘤樣腦梗死診斷標(biāo)準(zhǔn)者34例(0.9%), 其中3例因無(wú)PWI資料而剔除。31例患者中，男24例，女7例，年齡為44～75歲，中位年齡為56歲[四分位距(IQR)=27]; 幕上病變27例，幕下4例; 發(fā)病至基線CT掃描時(shí)間為1～14 d, 中位時(shí)間為4 d(IQR=3), CT與磁共振成像(MRI)間隔時(shí)間<24 h, 追蹤MRI時(shí)間為3～28個(gè)月，中位時(shí)間為14個(gè)月(IQR=13)。

納入標(biāo)準(zhǔn): ① 首次發(fā)病者; ② 既往無(wú)腦血管病史者; ③ CT和MRI符合腫瘤樣腦梗死診斷標(biāo)準(zhǔn)者，即平掃均顯示為結(jié)節(jié)狀或腫物樣病變，增強(qiáng)MRI顯示為斑點(diǎn)狀、結(jié)節(jié)狀或環(huán)形強(qiáng)化，病變周圍有水腫帶和占位效應(yīng); ④ 基線MRI獲得DWI和PWI者; ⑤ 追蹤MRI時(shí)間>90 d并證實(shí)為腦梗死者。排除標(biāo)準(zhǔn): ① 通過(guò)回顧病史和實(shí)驗(yàn)室檢查，排除腦感染性或脫髓鞘性疾病者; ② HT>梗死面積30%者; ③ 腦外科介入治療后者; ④ 大面積水腫導(dǎo)致對(duì)側(cè)腦組織變形或腦疝者; ⑤ 運(yùn)動(dòng)或其他偽影導(dǎo)致圖像畸變者。依據(jù)歐洲急性中風(fēng)協(xié)作研究組織的標(biāo)準(zhǔn)[8], 將HT分為出血性腦梗死(HI)和腦實(shí)質(zhì)出血(HP); HI又分為HI1型(小點(diǎn)狀出血)和HI2型(點(diǎn)狀出血融合); HP又分為HP1型(血凝塊小于梗死面積30%)和HP2型(血凝塊超過(guò)梗死面積30%或出血位于梗死灶以外)。本研究對(duì)患者圖像和數(shù)據(jù)的回顧性分析獲得本院醫(yī)學(xué)倫理委員會(huì)準(zhǔn)許。

1.2 MRI方法

所有病例均行常規(guī)MRI、DWI和PWI, 斷面選擇為橫軸位和矢狀位，成像設(shè)備為GE公司生產(chǎn)的Signa 1.5-T MR掃描儀。采用平面回波(EPI)序列獲得DWI[重復(fù)時(shí)間(TR)/回波時(shí)間(TE)=6 000 ms/61 ms,b值=0、1 000 s/mm2], 矩陣128×128, 視野24 cm×24 cm, 層厚6 mm, 間隔1 mm。采用磁敏感對(duì)比增強(qiáng)平面回波成像(EPI)獲得PWI(TR/TE=2 000 ms/80 ms), 肘靜脈注射釓噴酸葡氨(0.1 mmol/kg, 速率4 mL/s), 而后以相同速率注射0.9%生理鹽水20 mL, 空間分辨率、層厚和間隔與DWI相同。

1.3 數(shù)據(jù)分析

感興趣區(qū)設(shè)計(jì)參考YU Y等[9]、BANDERA E等[10]研究方法: 預(yù)測(cè)梗死體積定義為DWI信號(hào)異常區(qū); 最終梗死體積定義為追蹤T2WI高信號(hào)和FLAIR高信號(hào)或低信號(hào)區(qū)，取徑線大者; 預(yù)測(cè)誤區(qū)體積定義為預(yù)測(cè)梗死與最終梗死錯(cuò)配區(qū); 缺血半暗帶定義為PWI信號(hào)異常，而DWI和追蹤MRI正常區(qū)。PWI參數(shù)測(cè)量幕上病變27例, 31例獲得表觀擴(kuò)散系數(shù)(ADC)以及預(yù)測(cè)和最終梗死體積。DWI與PWI圖像配準(zhǔn)以及最終梗死體積定位在MRI設(shè)備的工作站上進(jìn)行，手動(dòng)設(shè)計(jì)感興趣區(qū)，采集所有病變層面參數(shù)，取平均值，腦梗死最終梗死、預(yù)測(cè)梗死和缺血半暗帶示意圖見圖1。標(biāo)準(zhǔn)化采用病變與對(duì)側(cè)正常大腦半球鏡像區(qū)的比值(病變/鏡區(qū))，標(biāo)準(zhǔn)化后為相對(duì)腦血容量(CBV)、腦血流(CBF)、平均通過(guò)時(shí)間(MTT)和ADC，分別用rCBV、rCBF、rMTT和rADC表示。病變體積測(cè)量采用Matlab 2017a 軟件的圖像分段法，手動(dòng)設(shè)計(jì)感興趣區(qū)以獲得單層像素?cái)?shù)，而后乘以層厚加間隔[像素?cái)?shù)×(層厚+間隔)]，病變體積為所有病變層面像素?cái)?shù)總和[11]。因最終梗死體積可能大于或小于預(yù)測(cè)梗死體積，因此取預(yù)測(cè)與最終梗死體積的差值或預(yù)測(cè)誤區(qū)體積絕對(duì)值生成中位數(shù)。

A: 模式圖，黑色為最終梗死區(qū)，深灰色為預(yù)測(cè)誤差區(qū)，淺灰色為缺血半暗帶;B: DWI與MTT配準(zhǔn)圖，黑色為最終梗死區(qū)，白色為預(yù)測(cè)誤差區(qū)，紅色為缺血半暗帶。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)處理

采用SPSS 25.0統(tǒng)計(jì)學(xué)軟件，基于最終梗死、預(yù)測(cè)誤區(qū)和缺血半暗帶的DWI和PWI參數(shù)以及預(yù)測(cè)和最終梗死體積等計(jì)量資料均符合正態(tài)分布，最終梗死、預(yù)測(cè)誤區(qū)和缺血半暗帶的rADC、rCBV、rCVF和rMTT平均值比較采用單因素方差分析，事后功效檢驗(yàn)為Tukey法。預(yù)測(cè)與最終梗死體積的平均值比較采用配對(duì)t檢驗(yàn)，兩者相關(guān)性采用Pearson相關(guān)性檢驗(yàn)。取預(yù)測(cè)誤區(qū)與最終梗死間的受試者工作特征(ROC)曲線下最大面積對(duì)應(yīng)點(diǎn)作為最佳閾值，計(jì)算預(yù)測(cè)不可逆損傷的敏感度、特異度、陽(yáng)性似然比和陰性似然比。檢驗(yàn)水準(zhǔn)α值設(shè)定雙側(cè)0.05。

2 結(jié) 果

所有31例的基線CT顯示HT 22例(70.97%), 其中HI1型16例, HI2型4例, HP1型2例。MRI增強(qiáng)掃描顯示環(huán)形強(qiáng)化7例，結(jié)節(jié)樣強(qiáng)化16例，斑點(diǎn)狀強(qiáng)化8例。27例幕上病變中發(fā)現(xiàn)DWI與PWI錯(cuò)配25例(92.59%), 無(wú)錯(cuò)配2例。

2.1 DWI和PWI參數(shù)及其預(yù)測(cè)不可逆性損傷的敏感度

Tukey法事后功效檢驗(yàn)顯示, rCBF、rCBV在最終梗死、預(yù)測(cè)誤差區(qū)、缺血半暗帶間兩兩比較，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.01), rADC在最終梗死與缺血半暗帶間的差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.01), 見表1。PWI預(yù)測(cè)腫瘤樣腦梗死不可逆損傷的敏感度高于DWI, 其中rCBF的敏感度最高，見表2。

表1 最終梗死、預(yù)測(cè)誤差區(qū)、缺血半暗帶DWI、PWI參數(shù)方差分析

表2 DWI和PWI預(yù)測(cè)不可逆性損傷的最佳閾值和敏感度

2.2 追蹤MRI發(fā)現(xiàn)

31例的追蹤MRI顯示HT和含鐵血黃素沉著27例(87.10%), 最終梗死體積大于預(yù)測(cè)梗死體積2例(6.45%), 小于預(yù)測(cè)體積29例(93.55%), 其中2例T2WI僅顯示含鐵血黃素沉著，接近完全恢復(fù)。最終梗死體積平均值為(20.8±11.9)cm3, 低于預(yù)測(cè)梗死體積平均值(25.9±10.6)cm3, 差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(t=7.682,P<0.001)。相關(guān)性檢驗(yàn)顯示最終梗死體積與預(yù)測(cè)梗死體積呈正相關(guān)(r=0.953,P<0.001), 兩者差值絕對(duì)值中位數(shù)為4.19 cm3(IQR=5.28, 0.61～12.7 cm3)。

3 討 論

腫瘤樣腦梗死或酷似腦腫瘤的腦梗死大多為慢性腦梗死[3], 而本組病例均為急性或亞急性腦梗死，但CT、MRI平掃及增強(qiáng)掃描均表現(xiàn)為酷似腦腫瘤，而且臨床進(jìn)展緩慢。隨著醫(yī)學(xué)影像技術(shù)的發(fā)展，尤其是DWI和PWI的臨床應(yīng)用，對(duì)多數(shù)酷似腦腫瘤的腦梗死都能及時(shí)給出正確診斷。本研究主要分析腦腫瘤樣腦梗死的影像特點(diǎn)及其與預(yù)后的關(guān)系，本組病例基線CT顯示HT發(fā)生率為70.97%, 追蹤MRI發(fā)現(xiàn)HT為87.10%, 均高于研究[12]報(bào)道的56.00%。研究[13-14]發(fā)現(xiàn)缺血性中風(fēng)的梗死體積與合并HT密切相關(guān)，且合并HT的缺血性中風(fēng)患者預(yù)后較差，提示缺血性中風(fēng)合并HT的最終腦梗死平均體積應(yīng)大于或等于預(yù)測(cè)梗死體積。

本組病例的追蹤MRI顯示最終梗死體積小于預(yù)測(cè)梗死體積，其原因可能為: ① 與HT的類型有關(guān)，研究[8]發(fā)現(xiàn)HT的HP2型患者3個(gè)月后的預(yù)后更差，而HI1、HI2、HP1型與預(yù)后無(wú)相關(guān)性，本組病例HT均為HI型和HP1型。② 探測(cè)時(shí)間和方法不同，急性腦梗死HT均為發(fā)病≤7 d的CT發(fā)現(xiàn)，而本組病例為發(fā)病24 h～14 d和追蹤MRI≥90 d。此外, MRI顯示的含鐵血黃素沉著敏感度高于CT。③ HT可能是腦梗死酷似腫瘤的特點(diǎn)，因腦梗死合并HT的關(guān)鍵因素是微血管自身調(diào)節(jié)功能損害[15], 腫瘤樣腦梗死大多合并HT, 兩者是否相關(guān)還需要生物分子學(xué)的研究[16-17]證實(shí)。

基于急性和亞急性腦梗死DWI和PWI的配準(zhǔn)情況，多數(shù)病變區(qū)可分為梗死核心和缺血半暗帶，后者代表組織缺血沒(méi)有核心區(qū)嚴(yán)重，只是神經(jīng)元功能受損，尚未發(fā)生不可逆轉(zhuǎn)的損傷。在缺乏治療干預(yù)或自發(fā)性再灌注情況下可能進(jìn)展為不可逆性損傷，因此推測(cè)最終梗死體積可能大于預(yù)測(cè)體積。本組病例的最終梗死體積平均值小于預(yù)測(cè)梗死體積平均值，主要可能是血管源性水腫的影響。理論上而言，腦梗死發(fā)病后數(shù)小時(shí)即可發(fā)生血管源性水腫，并可持續(xù)30～90 d, 研究[2]發(fā)現(xiàn)缺血性中風(fēng)發(fā)病后30 d是測(cè)量最終梗死體積的最短時(shí)間，因該時(shí)間點(diǎn)的水腫影響已基本消除，而且與臨床評(píng)估結(jié)果一致。本組病例追蹤MRI成像最短時(shí)間為90 d, 因此所獲最終梗死體積已消除了血管源性水腫的影響。

本研究的局限是感興趣區(qū)設(shè)計(jì)為手動(dòng)法而非閾值法，雖然后者可減少人為因素的影響，但前者是目前臨床較為實(shí)用的方法; 缺血性中風(fēng)的血流動(dòng)力學(xué)復(fù)雜多變，DWI和PWI參數(shù)值在可逆與不可逆損傷組織間有很大重疊，因此手動(dòng)法應(yīng)不影響研究結(jié)果的可靠性。另一個(gè)局限是病例數(shù)較少，而且未進(jìn)行腦卒中臨床量化評(píng)分比較，后續(xù)需擴(kuò)大樣本量并納入臨床量化評(píng)分指標(biāo)。