三維動(dòng)脈自旋標(biāo)記成像技術(shù)對(duì)急性腦梗死溶栓后再灌注效果的評(píng)價(jià)意義

張嫻 邊燦軍 呂鈿 潘瑞根 馮建鉅

急性缺血性腦卒中（acute ischemic stroke，AIS）已成為我國(guó)居民健康的第一殺手，具有高發(fā)病率和高致殘率，早期靜脈溶栓是提高AIS治愈率和降低致殘率的有效方法［1］。但溶栓后出血風(fēng)險(xiǎn)與溶栓血管再通之間的利弊權(quán)衡備受爭(zhēng)議，臨床上急需一種可有效評(píng)估溶栓后再灌注療效的手段［2］。彌散加權(quán)成像（diffusion weighted imaging，DWI）是臨床診斷AIS常用的檢查手段，但無(wú)法反映梗死最初期的血流動(dòng)力學(xué)改變［3］。研究表明，三維動(dòng)脈自旋標(biāo)記（three-dimensional arterial spin labeling，3D-ASL）不僅可發(fā)現(xiàn)急性腦梗死早期的低灌注區(qū)域及降低程度，還可評(píng)估缺血半暗帶（ischemic penumbra，IP）的范圍［4］。通過(guò)比較不同匹配3D-ASL/DWI的AIS患者溶栓再灌注療效，探討3D-ASL對(duì)溶栓效果是否具有評(píng)價(jià)意義。

1 資料與方法

1.1 臨床資料 前瞻性選取2018年1月至2020年9月在本院接受溶栓治療的AIS患者43例。（1）納入標(biāo)準(zhǔn)：①符合2018年《中國(guó)急性缺血性腦卒中診治指南》［1］中AIS的診斷標(biāo)準(zhǔn)；②病程＜4.5 h；③首次發(fā)病；④符合靜脈溶栓條件，且同意接受靜脈溶栓治療者。（2）排除標(biāo)準(zhǔn)：①急診靜脈溶栓聯(lián)合血管內(nèi)治療；②靜脈溶栓前后未能完成頭部MR檢查；③頭部MR彌散加權(quán)成像陰性；④臨床資料不全者；⑤溶栓后出血患者。本研究經(jīng)醫(yī)院醫(yī)學(xué)倫理委員會(huì)批準(zhǔn)，所有患者簽署知情同意書。

1.2 研究方法 （1）檢查方法：采用高場(chǎng)超導(dǎo)磁共振（GE 1.5T，美國(guó)通用電氣公司），使用高分辨率8通道頭線圈進(jìn)行掃描，包括3D-ASL和DWI兩個(gè)序列。3D-ASL序列采用三維快速自旋回波成像技術(shù)，參數(shù)：TR 4,596.0 ms，TE 9.5 ms，F(xiàn)OV 24 cm×24 cm，層厚4.0 mm，無(wú)間隔3D掃描（橫斷面不打角度），厚度約40 cm覆蓋全腦，掃描時(shí)長(zhǎng)4 min 25 s，標(biāo)記延遲1,525 ms。DWI序列使用平面回波成像技術(shù)，參數(shù)：TR 4,600.0 ms，TE 83.5 ms，F(xiàn)OV 24 cm×24 cm，層厚6.0 mm，層間距1.0 mm，擴(kuò)散敏感因子b值為0、1,000 s/mm2，掃描時(shí)長(zhǎng)41 s。（2）溶栓治療：所有患者均行阿替普酶（商品名：愛通立，注冊(cè)證號(hào)：S20110051）靜脈溶栓治療，劑量為0.9 mg/kg，最大劑量為90 mg。治療開始的1 min內(nèi)靜推總使用劑量的10%，剩余90%在60 min內(nèi)經(jīng)輸液泵行靜脈輸注。溶栓過(guò)程中要密切關(guān)注患者的病情變化，一旦發(fā)現(xiàn)有惡心嘔吐、血壓增高、嚴(yán)重頭痛及意識(shí)障礙等癥狀，則立即中止溶栓治療，同時(shí)急診查頭顱CT排除腦出血。

1.3 觀察指標(biāo) 根據(jù)溶栓治療前及治療后7 d患者頭部磁共振掃描取得的相應(yīng)區(qū)域的表觀彌散系數(shù)（apparent diffusion coefficient，ADC）、腦血流量（cerebral blood flow，CBF）和神經(jīng)功能缺損程度進(jìn)行溶栓療效評(píng)價(jià)。（1）使用Functool 2軟件對(duì)溶栓前后采集的3D-ASL和DWI序列的原始數(shù)據(jù)進(jìn)行處理分析，選取DWI高信號(hào)灶面積最大的層面，分別測(cè)得感興趣區(qū)內(nèi)對(duì)應(yīng)的ADC值和CBF值。由2名具有主治及以上職稱的影像學(xué)醫(yī)師共同進(jìn)行圖像評(píng)估，當(dāng)意見不一致時(shí)另請(qǐng)1名具有副主任職稱的影像學(xué)醫(yī)師參與決定最終結(jié)果。（2）患者的神經(jīng)功能缺損程度，采用美國(guó)國(guó)立衛(wèi)生研究院卒中量表［5］（national institutes of health stroke scale，NIHSS）進(jìn)行評(píng)估，由同1名主治及以上職稱的神經(jīng)內(nèi)科醫(yī)師完成。（3）療效判斷標(biāo)準(zhǔn)：基本痊愈，溶栓后NIHSS評(píng)分較前降低＞90%；顯效，評(píng)分降低＞45%～90%；有效，評(píng)分降低＞18%～45%；無(wú)效，評(píng)分降低或增加均≤18%；惡化，死亡或評(píng)分增加＞18%。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法 采用SPSS 20.0統(tǒng)計(jì)學(xué)軟件。計(jì)量資料符合正態(tài)分布以（±s）表示，多組間比較采用F檢驗(yàn)，兩兩比較采用LSD-t檢驗(yàn)；計(jì)數(shù)資料以（n）表示，等級(jí)資料采用秩和檢驗(yàn)；溶栓療效與3D-ASL/DWI的不同匹配關(guān)系采用Spearman相關(guān)性分析。以P＜0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 分組 根據(jù)溶栓前患者3D-ASL和DWI顯示的灌注及高信號(hào)異常面積的大小將所有患者分為3D-ASL＞DWI 組（差值＞20%）、3D-ASL=DWI組（-20%＜差值≤20%）、3D-ASL＜DWI組（差值≤-20%），分別有22例、14例、7例。

2.2 三組患者溶栓前后的ADC值比較 溶栓前及溶栓后患者的ADC值組間比較，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（＜0.001）。3D-ASL＞DWI組和3D-ASL=DWI組患者溶栓后的ADC值均較溶栓前明顯增加，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05）。見表1。

表1 三組患者溶栓前后的ADC值比較［10-3 mm2/s，（±s）］

表1 三組患者溶栓前后的ADC值比較［10-3 mm2/s，（±s）］

組別 ADC值溶栓前 溶栓后 t值 P值3D-ASL＞DWI 組（n=22） 0.41±0.09 0.81±0.14 -11.273 ＜0.001 3D-ASL＝DWI 組（n=14） 0.46±0.10 0.77±0.13 -7.072 ＜0.001 3D-ASL＜DWI 組（n=7） 0.58±0.10 0.63±0.11 -0.935 0.368 F值 8.566 4.892 P值 ＜0.001 0.013

2.3 三組患者溶栓前后的CBF值比較 溶栓前及溶栓后患者的CBF值組間比較，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.001）。3D-ASL＞DWI 組和3D-ASL=DWI 組患者溶栓后的CBF值均較溶栓前明顯增加，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.001）。見表2。

表2 三組患者溶栓前后的CBF值比較［mL/（100 g·min），（±s）］

表2 三組患者溶栓前后的CBF值比較［mL/（100 g·min），（±s）］

組別 CBF值溶栓前 溶栓后 t值 P值3D-ASL＞DWI 組（n=22） 26.18±4.35 62.39±8.46 -17.854 ＜0.001 3D-ASL＝DWI 組（n=14） 20.82±4.01 41.09±6.77 -9.639 ＜0.001 3D-ASL＜DWI 組（n=7） 16.14±2.60 17.32±3.23 -0.837 0.413 F值 19.064 109.301 P值 ＜0.001 ＜0.001

2.4 三組患者溶栓前后的NIHSS評(píng)分比較 溶栓前及溶栓后患者的NIHSS評(píng)分組間比較，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.001）。3D-ASL＞DWI組和3D-ASL=DWI組患者溶栓后的NIHSS評(píng)分均較溶栓前明顯降低，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.001）。見表3。

表3 三組患者溶栓前后NIHSS評(píng)分比較（±s）

表3 三組患者溶栓前后NIHSS評(píng)分比較（±s）

組別 NIHSS評(píng)分溶栓前 溶栓后 t值 P值3D-ASL＞DWI 組（n=22） 10.24±3.09 3.15±0.98 10.258 ＜0.001 3D-ASL＝DWI 組（n=14） 8.44±1.87 3.52±1.12 8.446 ＜0.001 3D-ASL＜DWI 組（n=7） 5.56±1.33 5.27±1.04 0.550 0.589 F值 9.397 11.198 P值 ＜0.001 ＜0.001

2.5 三組患者溶栓療效比較 三組患者溶栓療效比較，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05），見表4。經(jīng)Spearman相關(guān)性分析顯示，溶栓療效與不同匹配的3D-ASL/DWI有明顯相關(guān)性（r=0.789，P＜0.001）。

表4 三組患者溶栓療效比較（n）

3 討論

急性缺血性腦卒中是由于大腦血液供應(yīng)障礙，腦組織發(fā)生缺氧、缺血性壞死的一類致殘致死性臨床綜合征，其病因包括大動(dòng)脈粥樣硬化、心源性栓塞、小動(dòng)脈閉塞等，主要表現(xiàn)為局灶性神經(jīng)功能缺損，并出現(xiàn)相應(yīng)的體征［7］。腦組織耗氧量大且對(duì)缺氧耐受性極差，血供中斷2 min腦細(xì)胞電生理活動(dòng)便會(huì)停止，5 min即發(fā)生不可逆損傷，因此早期診斷腦組織灌注情況對(duì)指導(dǎo)治療十分重要［8］。

ASL經(jīng)射頻脈沖磁化血液后，以磁性標(biāo)記的動(dòng)脈血作為內(nèi)源性造影劑，血液中的水分子為自由擴(kuò)散的內(nèi)部示蹤劑，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的延遲，被標(biāo)記的血流進(jìn)入腦組織，此時(shí)采集標(biāo)記像，其中包括靜態(tài)組織水和標(biāo)記水兩種信號(hào)。預(yù)先采集標(biāo)記前的圖像作為控制像，將標(biāo)記像與控制像相減，腦組織中的靜態(tài)水信號(hào)被減去，兩者的信號(hào)差異即為大腦血流灌注信息［9］。3D-ASL成像是一種基于三維快速自旋回波的成像技術(shù)，相較于2D圖像質(zhì)量穩(wěn)定且成像范圍更大，具有簡(jiǎn)便無(wú)創(chuàng)、安全性高、可重復(fù)性好等優(yōu)點(diǎn)，目前已被廣泛應(yīng)用于中樞神經(jīng)系統(tǒng)疾病的診斷、鑒別診斷和預(yù)后評(píng)估［10］。

在大多數(shù)急性腦梗死患者中，應(yīng)用DWI可發(fā)現(xiàn)梗死核心區(qū)，但其檢測(cè)超急性期的血流灌注異常陽(yáng)性率較低，與DWI相比3D-ASL可同時(shí)發(fā)現(xiàn)更早期的血管灌注異常，還可半定量分析得出目標(biāo)區(qū)域的CBF［11］。一項(xiàng)由頸內(nèi)動(dòng)脈閉塞所致的急性腦梗死研究發(fā)現(xiàn)，3D-ASL圖像上條狀、點(diǎn)狀的血管內(nèi)高信號(hào)影可識(shí)別患者的側(cè)支循環(huán)形成和血液停滯部位，對(duì)治療方案的制定具有一定的指導(dǎo)意義［12］。OKAZAKI等［13］在患者溶栓治療中的多個(gè)時(shí)間點(diǎn)進(jìn)行3D-ASL檢查，發(fā)現(xiàn)出現(xiàn)動(dòng)脈轉(zhuǎn)運(yùn)偽影是血管再通的有效標(biāo)志，有助于判斷是否需要額外進(jìn)行機(jī)械取栓。另有研究表明，前循環(huán)大腦大動(dòng)脈閉塞導(dǎo)致的急性腦梗死在發(fā)病6～24 h行灌注成像有助于篩選適宜機(jī)械取栓的患者［14］。

腦梗死不可逆轉(zhuǎn)，但梗死核心區(qū)的邊緣可存在缺血半暗帶，IP可轉(zhuǎn)歸為正常組織或繼續(xù)惡化成梗死灶，它的存在是急性腦梗死患者進(jìn)行溶栓或機(jī)械取栓治療的依據(jù)［15］。DWI可顯示梗死核心區(qū)，但對(duì)血流灌注減少或血流量仍可維持腦組織形態(tài)和功能完整性的區(qū)域不敏感，而3D-ASL對(duì)血流灌注情況十分敏感［16］，二者的灌注-信號(hào)異常不匹配可用于識(shí)別IP并判斷其范圍大小，為治療方案選擇和預(yù)后評(píng)估提供依據(jù)。本研究3D-ASL＞DWI組和3D-ASL=DWI組患者在溶栓治療7天后的ADC值和CBF值均增加，NIHSS評(píng)分降低，表明治療效果良好；而3D-ASL＜DWI組患者治療前后的ADC值、CBF值和NIHSS評(píng)分比較，差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05），表明治療效果較差。經(jīng)Spearman相關(guān)性分析顯示，溶栓療效與不同匹配的3D-ASL/DWI有明顯相關(guān)性（r=0.789，P＜0.001）。3D-ASL＞DWI 組患者存在范圍較大的IP，此時(shí)溶栓效果顯著。3D-ASL=DWI組患者的IP范圍較小，或由于血管再通、側(cè)枝循環(huán)建立等血流灌注恢復(fù)正常，雖然溶栓有效，但較前一組的效果較差。3D-ASL＜DWI組可能由于病灶發(fā)生再灌注和反應(yīng)性充血，溶栓后高灌注還會(huì)引起出血性轉(zhuǎn)化，且溶栓前患者NIHSS評(píng)分較低，病情較輕，因此溶栓無(wú)明顯效果。有研究認(rèn)為，局部高灌注在一定程度上提示預(yù)后良好，但面積較大高灌注往往引起再灌注損傷，繼發(fā)出血轉(zhuǎn)化［17］。

綜上所述，3D-ASL＞DWI 和3D-ASL＝DWI的患者可行靜脈溶栓治療，3D-ASL＜DWI的患者由于病情無(wú)明顯改善，不宜行溶栓治療。3D-ASL/DWI的不同匹配情況可反映IP的存在及其范圍大小，可用于評(píng)價(jià)急性腦梗死溶栓后再灌注的效果，為治療方案的選擇提供影像學(xué)依據(jù)。本研究的不足之處在于，3D-ASL單一標(biāo)記后延遲時(shí)間無(wú)法計(jì)算側(cè)支血流，其準(zhǔn)確性易受到影響，且樣本量較小影響了研究結(jié)果的可信度，后續(xù)可通過(guò)擴(kuò)大樣本量并采取多個(gè)標(biāo)記后延遲時(shí)間的方式以進(jìn)行下一步研究。