磁共振動脈自旋標記成像在急性腦梗死診斷及預后評估中的價值

張仕兵 韓軍苗 曹 振

急性腦梗死(acute cerebral infarct, ACI)是指腦血供突然中斷后導致的腦組織壞死，具有發病快、進展迅速、死亡率高的特點[1]。對發病6 h內的超早期ACI患者，進行緊急溶栓治療，能夠使其治療獲益最大化[2]，因此，在入院時采取可靠方案診斷ACI并鑒別出超早期ACI患者具有重要意義。另有報道[3-5]指出，缺血半暗帶(ischemic penumbra, IP)面積變化情況、側枝循環代償建立狀態、出血轉化(hemorrhage transformation, HT)等均與ACI患者預后密切相關。快速準確獲得腦血流灌注信息，對ACI的早期鑒別及診斷，IP、側枝循環及HT的觀察均有重要作用，目前臨床主要采用磁共振灌注成像技術(perfusion weighted imaging, PWI)評估腦血流灌注[6]。動脈自旋標記成像(arterial spin labeling, ASL)是一種無創PWI技術，其直接利用動脈血中的水分子作為示蹤劑，可用于評估腦血流動力學及微循環變化[7]。本研究擬探討MR ASL技術對ACI的診斷及預后評估作用，以期為ACI的臨床診療提供依據。

1 資料與方法

1.1 一般資料 納入2020年6月至2021年6月全椒縣人民醫院收治的47例ACI患者，納入標準：參考《中國急性缺血性腦卒中診治指南2018》[8]確診為ACI；臨床發病至接受MR檢查間隔≤72 h；單側發病；臨床資料完整。排除標準：昏迷、美國國立衛生研究院卒中量表(National Institute of Health Stroke Scale, NIHSS)[9]>15分及其他原因導致無法有效配合者；心、肺等重要臟器嚴重功能障礙者；腦干或基底節區腔梗者；反復腦梗死發作患者。47例患者中男性34例，女性13例；年齡44～90歲，平均(66.23±3.85)歲；發病至接受MR檢測間隔時間4～68 h，中位時間8 h，其中超早期ACI(發病至接受MR檢測間隔≤6 h)患者13例。

1.2 檢查方法 檢測儀器為GE 750W 3.0T 高場MR掃描儀，使用32通道頭頸部專用相陣控線圈。掃描時患者取仰臥位，減少頭部運動。先常規進行軸位T1WI掃描、軸位T2WI掃描、T2WI FLAIR掃描、矢狀位T2WI掃描。再進行彌散加權成像(diffusion weighted imaging, DWI)，參數：TR 3 700 ms，TE 90 ms，擴散敏感系數b值為0，矩陣128×128，層厚5 mm，共掃描24層。最后行ASL掃描，參數：TR 4 500～5 500 ms，TE 10 ms，視窗250 mm × 250 mm，層厚 4.0 mm，矩陣512×8，激勵3次，共獲得36幅圖像。

1.3 圖像處理 掃描數據傳輸至設備配套的ADW 4.7工作站，DWI圖像中DWI序列上的統計梗死面積(square measure of DWI， SDWI)。ASL圖像經FuncTool軟件處理，得到全腦偽彩圖，統計腦血流量(cerebral blood flow, CBF)異常灌注面積(square measure of infarction abnormal perfusion on CBF, SCBF)，結合DWI圖像，確定梗死核心(infarction core, IC)、SDWI與SCBF不匹配區(mismatch area of SDWI and SCBF, MACD)，選擇若干感興趣區，測量CBF、異性指數(fractional anisotropy, FA)、平均彌散系數(average diffusion coefficient, DCavg)值，并以大腦中線為對稱軸，生成對側鏡像感興趣區，測量該處CBF、FA、DCavg值，計算得出相對CBF(relative CBF, rCBF)、相對FA(relative FA, rFA)、相對DCavg(relative DCavg, rDCavg)。上述處理過程由3名神經放射科醫師合作完成，結果不一致時，協商達成一致結果。

1.4 對比及觀察方案 ①按是否為超早期ACI，將患者劃分為超早期組(n=13)和非超早期組(n=34)。對比分析IC和MACD的rCBF、rFA、rDCavg對鑒別診斷超早期ACI的價值。②47例ACI患者中，31例未接受溶栓治療，僅接受降低顱內壓和抗凝治療。根據ASL圖像，將IC區周圍存在條狀高灌注區的17例患者歸入側支代償組，其余14例為非側支代償組，對比兩組入院時、入院15天時NIHSS得分。③對接受溶栓治療的16例患者，統計溶栓治療前、溶栓治療后第7天IP面積變化情況。IP根據MACD判定，IP面積=SCBF-SDWI[10]。④根據IC灌注狀態，將47例患者劃分為高灌注組(9例)和非高灌注組(38例)，對比兩組HT發生情況。其中高灌注指IC區域rCBF>1.1[11]。

2 結果

2.1 ASL對鑒別診斷超早期ACI的價值 超早期組與非超早期組性別、年齡差異無統計學意義(P>0.05)。在IC區域，超早期組rFA、rDCavg高于非超早期組；在MACD區域，超早期組rCBF低于非超早期組，rFA高于非超早期組，上述差異均有統計學意義(P<0.05)。見圖1、表1。

注：A，患者女性，73歲，發病4 h，ASL圖像顯示梗死病灶灌注較對側低，兩側有較為明顯的差異；B，患者男性，50歲，發病15 h，ASL圖像顯示梗死病灶灌注較對側低，但兩側差異較超早期ACI患者更明顯。

表1 超早期組與非超早期組rCBF、rFA、rDCavg對比

2.2 ASL相關參數對診斷超早期ACI的價值 取超早期組與非超早期組間差異有統計學意義的指標，即IC區域rFA、rDCavg，MACD區域rCBF、rFA，建立ROC曲線。上述4項指標鑒別診斷超早期ACI的ROC曲線下面積分別為0.941、0.817、0.822、0.784，最佳截斷值分別為0.865、0.560、0.465、1.115，最佳截斷值對應的靈敏度分別為0.923、0.846、0.769、0.846，特異度分別為0.765、0.765、0.941、0.618。見圖2、表2。

注：A，MACD區域rCBF診斷超早期ACI的ROC曲線；B，IC區域rDCavg診斷超早期ACI的ROC曲線；C，MACD區域rFA診斷超早期ACI的ROC曲線；D，IC區域rFA診斷超早期ACI的ROC曲線。

2.3 ASL對未接受溶栓治療患者預后的評估作用 側支代償組與非側支代償組性別、年齡差異無統計學意義(P>0.05)。入院時，兩組患者NIHSS評分差異無統計學意義(P>0.05)；入院第15天，側支代償組NIHSS評分降低幅度大于非側支代償組，差異有統計學意義(P<0.05)。見圖3、表3。

注：A，患者男性，側支代償組，55歲，可見梗死核心區周圍匍匐走行條狀高灌注區域；B，患者女性，非側支代償組，58歲，梗死核心區周圍無明顯條狀高灌注區。

表3 側支代償組與非側支代償組NIHSS評分對比分)

2.4 溶栓患者治療前后圖像異常灌注區對比 16例患者接受溶栓治療，溶栓治療后第7 天SDWI、SCBF、IP面積均縮小，差異有統計學意義(P<0.05)。見表4。

表4 溶栓患者治療前后圖像異常灌注區對比

2.5 不同灌注組HT發生情況比較 高灌注組與非高灌注組，性別、年齡差異無統計學意義(P>0.05)。高灌注組9例患者均發生HT，占比100%；非高灌注組6例發生HT，占15.79%。兩組HT發生率對比，差異有統計學意義(χ2= 20.030，P<0.001)。

3 討論

ACI是臨床常見危重疾病，發病率、致死率及致殘率均較高，早期診斷、及時治療是改善患者預后的關鍵。有研究[15]顯示，ASL成像技術能夠獲取灌注圖像，有效顯示血流灌注情況與微血管分布，提供血流動力學信息，定量反映腦血流灌注情況，比常規采用的MR灌注成像技術更安全可靠。本研究發現腦梗死核心區在DWI圖像下表現為高信號，在ASL圖像下則表現為相應的低灌注區域，說明ASL能夠有效檢出腦梗死病灶，與既往報道[16]結論相符。

本研究結果顯示，超早期ACI患者IC區域rFA、rDCavg高于非超早期組，而在MACD區域，超早期組rCBF低于非超早期組，rFA高于非超早期組，且上述4項指標對鑒別診斷超早期ACI均有良好的效能，提示ASL技術可協助醫師更好地找出適宜開展緊急溶栓治療的患者，從而保障患者預后。ASL技術能夠定量顯示腦血流量，有助于鑒別腦梗死的病情。黃文明等[17]報道與本研究結論相似，其還發現在MACD區域，超早期組rDCavg也低于非超早期組。CBF能夠顯性表現患者腦部血流狀態，FA則是評價白質纖維束三維結構完整性的重要指標，DCavg則能夠反映腦組織的整體平均彌散情況，超早期ACI患者與非超早期ACI患者上述指標的差異提示超早期患者神經組織短時間內受到了一定損傷，導致腦動脈血管硬化堵塞，將會導致腦組織血流灌注量下降，進而形成腦梗死。

無法接受溶栓治療的ACI患者，預后相對較差，有報道[18]顯示側支代償循環有助于改善患者預后。本研究發現，ASL有助于早期發現患者側支代償儲備，這主要是因為ASL圖像下IC區周圍匍匐條狀高灌注信號與側支循環的建立密切相關，當血管內水質子到達缺血區后，能夠停留在大血管至微血管水平，因此會形成高灌注假象[19]，雖然并非再通后的高灌注，卻能夠提示該區域有良好的血液供應能力，因此可以反映側支代償儲備。本研究發現存在上述條狀高灌注信號的患者，經保守治療后，NIHSS評分高于對照組，一方面提示ASL有助于發現患者側支代償儲備，另一方面也能夠證實側支循環的建立能夠改善患者預后。

對能夠接受緊急溶栓的患者而言，盡可能拯救IP是保證預后的關鍵[20]，而及時發現IP區域，密切關注其面積變化，則是提升IP保護效果的關鍵。本研究發現，對緊急溶栓患者，其SCBF普遍較SDWI區域大，這兩個區域的不匹配區可提示為IP，其存在說明缺血核心區域較少，而低灌注區較大，早期開通血管能夠有效挽救缺血組織，檢測并發現IP也可以作為擴大緊急溶栓時間窗的依據。本研究所有患者經治療后IP區均下降，提示溶栓治療能夠有效保護缺血的腦組織，進而改善預后，與既往報道[21]結論相符。

本研究發現部分腦梗死患者存在IC區高灌注狀況，這可能是因為IC區血腦屏障受破壞，導致血管內水分子到達IC區后停留，從而形成高灌注假象[22]。而血腦屏障受損則是血管再通后發生HT的主要生理機制[23]，因此發現IC區高灌注的9例患者均在治療后發生HT。可見，ASL對預測HT也有一定價值。

綜上所述，MR常規序列檢查聯合ASL能夠有效顯示急性腦梗死患者梗死病灶血流動力學信息，這對診斷及鑒別ACI與超早期ACI，評估IP范圍、側支循環代償狀態、HT風險、預測近期預后等均有重要作用，值得關注。