3D-ASL對急性缺血性腦卒中保守治療遠期預后的預測價值

李勝楠 王佳佳 張彤 王勇

急性缺血性腦卒中(acute ischemic stroke,AIS)是由血管原因引起的中樞神經系統急性局灶性損傷導致的神經功能缺損,造成細胞發生不可逆轉死亡及組織損傷,還會引起血腦屏障破壞和腦血流動力學受損[1-2]。因此及時識別、早期恢復腦組織血液供應是AIS患者治療的關鍵,也是改善預后的必然要求[3]。動脈自旋標記(arterial spin labeling,ASL)是一種無創的灌注成像技術,在AIS中不僅可評估局部血流減少,還能夠區分不可逆梗死和可搶救的腦組織,識別缺血半暗帶和低灌注區域[4-5]。然而,AIS不同灌注狀態的病理生理機制復雜,筆者發現其臨床意義尚未完全明確,與AIS嚴重程度及預后的相關性仍存在爭議。因此,本研究旨在探討不同灌注水平對AIS預后的臨床實用價值,以期為臨床急性腦卒中患者精細化管理及個性化治療方案的選擇提供影像學依據。

1 資料與方法

1.1 一般資料 招募河北醫科大學第一醫院2021年10月至2022年10月診斷為AIS的患者作為研究對象。患者均>18歲,采取藥物保守治療,且入院前后均未行血管內介入治療。本研究獲取50例腦卒中患者資料,其中14例由于梗死病灶位于雙側大腦半球、運動偽影明顯影響圖像分析排除,共納入36例AIS患者。年齡39～87歲,平均年齡(63.56±10.51)歲。根據患者3個月后預后隨訪分為預后良好組(n=20)和預后不良組(n=16)。收集所有受試者臨床資料,包括性別、年齡、既往腦梗死史、冠心病史、糖尿病、高血壓、房顫史、抽煙史、飲酒史、白細胞計數、中性粒細胞百分比、血小板計數、血糖(空腹)、三酰甘油、總膽固醇、低密度脂蛋白、肌酐,入院時美國國立衛生研究院卒中量表(National Institutes of Health Stroke Scale,NIHSS),卒中分型,病變位置及區域。于起病3個月后,對患者進行電話隨訪,依照改良 Rankins 評分量表(modified Rankin Scale,mRS)進行預后評估[6],定義mRS評分0～2分者預后良好,3～6分者預后不良。本研究經河北醫科大學第一醫院倫理委員會審批。所有受試者在研究前給予了書面知情同意。

1.2 納入與排除標準

1.2.1 納入標準：于起病72 h內入院,并完成MRI檢查;梗死灶位于單側大腦半球;腦梗死后未進行溶栓或再通治療。

1.2.2 排除標準：既往腦梗死遺留有嚴重后遺癥影響此次入院后評估者;既往顱腦出血、腫瘤或外傷史者;圖像質量不佳者。

1.3 成像方案 采用飛利浦Ingenia 3.0T磁共振機器進行頭顱MR檢查,采用16通道的頭頸聯合線圈。

DWI：TR/ TE=2 400 ms/80 ms,層厚=6 mm,無間距, FOV=230 mm×230 mm,b值設置為0 s/mm2、1 000 s/mm2;T1WI：TR/ TE=1 700 ms/20 ms,層厚=6 mm,無間距,FOV=230 mm×230 mm;T2WI：TR/ TE=3 500 ms/100 ms,層厚=6 mm,無間距, FOV=230 mm×230 mm;ASL：TR/ TE=4 252 ms/12 ms,層厚=6 mm,無層間距,FOV=240 mm×240 mm,并于標記后延遲1 800 ms成像。

1.4 圖像分析 MRI圖像由兩位具有高級職稱的影像學醫師進行分析、評分及測量。

1.4.1 DWI：根據患者DWI所顯示高信號最大層面進行最大梗死面積分型：其中,大梗死為>1個腦葉,卒中面積>5.0 cm2;中梗死定義為卒中<1個腦葉,面積3.1～5.0 cm2;小梗死為1.6～3.0 cm2。

1.4.2 ASL：將ASL圖像上傳至飛利浦后處理工作站DATABASE,得到偽彩圖。對應DWI高信號最大層面,ASL上勾選感興趣區域(region of interest,ROI),盡可能避免腦溝、腦室等生理結構影響腦血流結果,測量患側及對側同層同源區域ROI內平均腦血流量(cerebralblood flow,CBF),分別記錄CBF1、CBF2,計算相對腦血流量(relativa cerebralblood flow,rCBF),rCBF=CBF1/CBF2,將rCBF<80%、80%～120%、>120%分別記錄為低灌注、正常灌注及高灌注[7-8]。

2 結果

2.1 急性缺血性腦卒中預后不良危險因素臨床資料分析 入院NIHSS評分對AIS預后差異有統計學意義(P<0.01);性別、年齡、既往腦梗死史、冠心病史、糖尿病、高血壓、房顫史、抽煙史、飲酒史、白細胞計數、中性粒細胞百分比、血小板計數、血糖(空腹)、三酰甘油、總膽固醇、低密度脂蛋白、肌酐,卒中分型,病變位置及區域在預后良好和預后不良組間差異無統計學意義(P>0.05)。見表1。

表1 急性缺血性腦卒中預后良好與預后不良組臨床資料比較

2.2 急性缺血性腦卒中預后不良危險因素灌注水平分析 不同灌注水平在預后良好與預后不良組間存在差異(P<0.05),低灌注以及正常灌注在AIS不同預后差異有統計學意義(P<0.05)。高灌注表現在預后良好和預后不良組間無統計學意義(P>0.05)。見表2,圖1。

圖1 急性缺血性腦卒中預后良好與預后不良組不同灌注水平發生率

表2 急性缺血性腦卒中預后良好組與預后不良組影像資料比較 例(%)

2.3 急性缺血性腦卒中預后不良危險因素多因素分析 將單因素分析P<0.05的預后不良相關的危險因素(入院NIHSS評分、灌注水平)納入二元Logistic回歸分析。低灌注(OR=0.149,95% CI：0.030～0.743,P=0.020)是AIS預后不良的獨立危險因素。入院NIHSS評分(OR=1.197,95% CI：0.954～1.503,P=

0.120)不能有效預測臨床預后。見表3。

表3 急性缺血性腦卒中患者預后不良的多因素Logistic回歸分析

2.4 急性缺血性腦卒中不同灌注水平對預后預測價值 通過rCBF值預測腦卒中預后的ROC曲線,曲線下面積(area under curve,AUC)為0.7266(P=0.0210;95% CI：0.5270～0.9261)。灌注比值預測腦卒中預后的最佳界點為61.50%,敏感性為95.00%,特異性為62.50%。見圖2、3。

圖2 急性缺血性腦卒中rCBF值預測腦卒中預后的ROC曲線

圖3 AIS患者不同灌注水平;A、B為同一患者,表現為梗死區域高灌注;C、D為同一患者,表現為梗死區域正常灌注;E、F為同一患者,表現為梗死區域低灌注

3 討論

腦卒中是低灌注、持續時間和卒中嚴重程度等變量不斷相互作用的結果,其嚴重程度受腦組織代謝需求和側支水平的高度影響[9]。ASL是常用的MRI檢查方法,能夠安全、便捷地評估AIS灌注及側支水平,因此,本研究圍繞ASL上不同灌注狀態探討腦卒中患者與預后相關的神經影像因素。

卒中患者24～48 h腦組織灌注變化百分比與功能結果相關,并提供獨立的預警信息[10]。ASL作為無創評價腦血流動力學損傷的新方法,具有高信噪比和高空間分辨率的特點,可用于定量測量CBF[11],且與正電子發射體層成像在評價腦血流方面具有較高的一致性[12]。本研究對ASL的研究顯示, AIS后患者主要表現為正常灌注和低灌注,且不同灌注水平在AIS預后中存在差異(P<0.05),這表明,在缺血性腦卒中急性期,ASL能直觀地預測遠期的臨床恢復情況。

在缺血性腦卒中中,低灌注的程度和持續時間是最終梗死大小的關鍵決定因素。Chalela等[13]研究表明CBF減低與NIHSS評分相關,為AIS治療和預后評價提供依據。多項研究發現卒中后ASL上低灌注與側支循環不良及腦血管反應性降低有關,是AIS患者病情進展、預后不良的有力預測因子[12,14-15]。此外,有學者提出一種無復流現象,指AIS患者即使近端血管再灌注后,仍有部分組織無法恢復血供,表現為持續低灌注,氧濃度降低,比初始缺血閉塞時更危重,導致患者血管內治療后仍出現無效再通,神經功能恢復緩慢[6]。然而,目前卒中再灌注治療后無復流研究較少,美國卒中協會指南[17]建議可在卒中發作后24 h內進行再灌注以期指導更多前瞻性研究。

既往文獻數據指出,卒中后可出現自發再灌注,并持續數小時,其幅度和持續時間與缺血的嚴重程度呈正比[10,18]。OEF減低時,腦代謝耗氧量(cerebral metabolic rate of oxygen consumption,CMRO2)增加,這種增強的氧化代謝可能促進了高灌注的發展,并與“血管麻痹”機制相疊加。而本研究中,AIS后患者高灌注數量較少,可能與樣本量較小有關,且本研究顯示高灌注與腦卒中患者預后無明顯相關性。

ASL對患者治療和預后陰性預測值達94%。ASL灌注正常患者癥狀一般較輕,罕見遠期神經系統缺損,故也無需長時間住院。ASL對判斷嚴重狹窄或閉塞也有較好的陰性預測能力。Buch等[19]發現ASL正常時,99%的患者顱內、外動脈狹窄<70%,其中僅1%有嚴重狹窄,沒有患者存在動脈閉塞,這表明ASL和DWI正常的患者可不進行血管檢查。

然而,ASL信號強度受多種因素影響,包括年齡、狹窄閉塞狀況和潛在疾病,使用ASL信號強度定量計算患側CBF值可能會造成數據的低估,影響實驗結果[20]。在本項研究中,我們通過AIS梗死側與對側正常組織CBF比值計算rCBF,直觀顯示雙側灌注差異,在一定程度校正了個體化差異的影響。通過Logistic回歸比較,我們發現ASL上低灌注是急性腦卒中患者不良預后的獨立危險因素,這也表明了灌注水平作為治療分層的客觀評價和定量生物標志物的預測價值。另外,通過rCBF值繪制描述AIS臨床結局的ROC曲線,曲線下面積為0.727,截斷值61.50%,敏感性95.00%,特異性62.50%,這提示ASL測得的rCBF低于61.50%時,AIS患者遠期神經功能恢復較差。

綜上所述,腦卒中患者急性期ASL可有效預測保守治療后遠期預后,當梗死區域正常灌注,傾向于預后良好,低灌注者往往預后不良,而梗死區域出現高灌注與臨床預后無明顯相關性。