邢 飛 邢 偉 盧又燃 陳 杰 邢士軍

缺血性腦卒中是一種發(fā)病率、致殘率較高的疾病，準確評價超早期腦卒中的病灶范圍和缺血半暗帶（ischemic penumbra，IP），對指導臨床進行及時有效的干預治療起到關(guān)鍵性的作用。目前，灌注-擴散不匹配（perfusion-diffusion mismatch，PDM）視為臨床判斷IP的“金標準”，可以對缺血范圍、程度、類型做出評價。DWI在腦卒中診斷中的價值已為臨床所熟知，MR灌注成像中利用對比劑首過效應的動態(tài)磁敏感對比MRI（dynamic susceptibility contrastenhanced，DSC)技術(shù)與DWI相結(jié)合評價IP在急性腦卒中應用較為廣泛，但MR灌注成像中另一技術(shù)——動脈自旋標記(arterial spin labeling, ASL），近年來以其完全無創(chuàng)、無需注射外源性對比劑及可重復性高等優(yōu)點而受到重視。ASL與DSC在急性腦卒中診斷上具有相似的灌注特點[1]。本研究對34例急性腦卒中患者進行ASL與DSC技術(shù)對照研究，探討ASL技術(shù)與DSC技術(shù)是否一致來評價IP，指導臨床及時挽救IP。

方 法

1.臨床資料

本組包括我院2012年10月至2013年8月經(jīng)臨床和影像學診斷的34例腦卒中患者（男20例，女14例），中位年齡65（47～84）歲，發(fā)病時間12h內(nèi)。臨床主要癥狀有頭暈頭痛、口齒不清、肢體無力、意識不清等。患者選擇標準：①既往無心腦血管性病變、無腦梗死病史；②單側(cè)發(fā)病；③排除腔隙性腦梗死病例（直徑＜5mm病灶，同側(cè)少于3處）

2. MR檢查方法與掃描參數(shù)

采用全新雙梯度3.0T超導多源發(fā)射MR機（Philips Achieva 3.0 TTX，Philips Medical Systems），16通道頭部線圈，對所有患者均行一系列MR檢查，包括矢狀面T1WI、軸面T2WI和T1WI，DWI、3D-TOF MRA、ASL以及DSC檢查。

DCS采用平面回波-自由衰減（EPI-FID）序列，TR17m s，TE8m s，層厚3.5mm，采集40次，在第4次掃描時利用高壓注射器快速團注釓噴酸葡胺Gd-DTPA0. 2 mmol/kg，流率為5 ml/s，掃描時間78s。ASL采用Philips EPI/灌注單相位(single phase ASL)及EPI/灌注多相位(multiphase ASL)進行掃描，單相位掃描參數(shù)：TR4000m s，TE20m s，層厚7mm，動態(tài)數(shù)量30，TI1600m s，掃描時間4min08s；多相位掃描參數(shù)：TR250m s，TE16ms，動態(tài)數(shù)量30，相位數(shù)8，相位間隔250ms掃描時間4min08s，。

3. 圖像處理與分析

圖像分析:在Philips專用工作站上進行,DSC圖像使用“Neuro perfusion” 軟件包進行后處理，計算出局部灌注達峰時間（time to peak, TTP）圖。ASL圖像使用“Image Algebra”軟件包進行后處理，將標記像與控制像剪影，得到灌注圖像。所有圖像由兩位資深的MR診斷醫(yī)師共同分析、判斷，數(shù)據(jù)結(jié)果采用SPSS17.0軟件包對參數(shù)進行統(tǒng)計學分析。

定性分析:觀察兩種技術(shù)缺血區(qū)域腦灌注表現(xiàn)（低灌注、正常灌注、高灌注），并分別用ASL圖和DSC中TTP圖異常灌注區(qū)與DWI病灶區(qū)對照，判斷是否存在IP，評判標準：PWI異常灌注區(qū)與DWI異常區(qū)不匹配達到20%以上，即（ASL/DSC-DWI）/DWI≥20%。兩者判斷結(jié)果采用Mann-Whitney檢驗做統(tǒng)計分析，以P<0.05為差異有統(tǒng)計學意義。

定量分析:同一病例，以DWI顯示最大病變區(qū)域為標準層面，分別在ASL、TTP圖像上人工勾畫出同一層面異常灌注區(qū)最大截面面積。測量時，應盡量避開腦室系統(tǒng)。使用獨立樣本t檢驗比較ASL和TTP圖灌注異常面積是否有差異。

結(jié) 果

1. 影像分析

34例急性腦卒中患者DWI均顯示單側(cè)不同程度高信號梗死灶，其中26例3D-TOF MRA顯示責任血管不同程度狹窄、閉塞。34例中32例ASL與DSC在評價IP上結(jié)果一致：①低灌注，存在IP（A組），ASL圖呈低信號，TTP示達峰時間延遲，SDSC/ASL＞SDWI（圖1）；②低灌注，不存在IP（B組），SDSC/ASL≈SDWI（圖2）③高灌注（C組），ASL圖呈高信號，TTP示達峰時間縮短（圖3）。2例兩種技術(shù)顯示結(jié)果不一致（D組），ASL均為高灌注，而TTP圖顯示正常灌注（圖4）。6例患者在ASL圖顯示低灌注邊緣帶出現(xiàn)條形高信號（圖5），5例一側(cè)枕葉腦梗死患者對側(cè)在單相位ASL顯示低灌注（圖6）。

2. 數(shù)據(jù)分析

2.1 定性分析：34例中，ASL與DSC示32例研究結(jié)果一致：A組17例，B組13例，C組2例。2例兩者技術(shù)結(jié)果不一致（D組）。經(jīng)Mann-Whitney檢驗：Z=-0.054，P＞0.05（雙側(cè)），兩者間差異無統(tǒng)計學意義。

2.2 定量分析：34例急性腦卒中患者，分4組，各組各項參數(shù)測量結(jié)果見表1。結(jié)果,34例患者兩種技術(shù)異常灌注區(qū)面積，SDSC=27.17±14.07cm2，SASL=29.10±12.72 cm2，兩種技術(shù)間差異無統(tǒng)計學意義（t=-0.499，P>0.05）。

表1 34例急性腦卒中患者ASL、DSC與DWI面積比較

圖1 右側(cè)基底節(jié)區(qū)小片狀腦梗死，發(fā)病后4h。A～C. TTP所示達峰時間延遲，ASL呈低灌注，SDSC/ASL>SDWI，存在IP。

圖2 左側(cè)顳枕葉急性腦梗死，發(fā)病后12h。A～C.TTP延遲，ASL呈低灌注，SDSC/ASL≈S DW I，不存在IP。

圖3 右側(cè)顳葉急性腦梗死，發(fā)病后5h。 A～C.TTP縮短，ASL呈明顯高灌注。

圖4 右側(cè)額顳頂葉及基底節(jié)區(qū)大面積腦梗死，發(fā)病后11h。 A～C. TTP呈正常灌注，ASL呈高灌注。

圖5 左側(cè)顳頂葉腦梗死，ASL圖呈低灌注，低灌注區(qū)邊緣見條形高信號影，位于兩側(cè)（箭），提示側(cè)支循環(huán)。

圖6 左側(cè)枕葉腦梗死，單相位ASL示雙側(cè)枕葉呈低灌注，TI=1600ms；多相位ASL，8個相位中后4個時相，TI分別為1364ms、1614ms、1804ms、2114ms，所示右側(cè)枕葉逐漸顯示（箭），但圖像信噪比有所降低。

討 論

IP最初于1977年由Astrup等[2]提出，指圍繞梗死中心的周圍缺血性腦組織，其電活動中止，但保持正常的離子平衡和結(jié)構(gòu)上的完整。PET判斷IP標準為局部CBF減低，氧攝取分數(shù)（oxygen extraction fraction，OEF）增高而腦氧代謝率（cerebral metabolic rate for oxygen，CMRO2）無變化的組織。IP的存在受到時間的限制，如及時恢復血流或進行腦保護，該組織可能存活下來，否則將演變成壞死組織，因此快速準確判斷IP成為急性腦卒中再灌注治療的關(guān)鍵。

目前灌注-擴散不匹配（PDM）已成為臨床判斷IP較常用的方法，而磁共振灌注成像常采用動態(tài)磁敏感對比增強（DSC）成像技術(shù)。DSC后處理圖像中達峰時間（time to peak，TTP）參數(shù)圖,為開始注射對比劑至濃度達到峰值的時間，是反映腦內(nèi)血流動力學損傷敏感、可靠的指標[3]，而且 TTP圖上腦灰、白質(zhì)之間無明顯區(qū)別，可以清楚顯示病變的范圍和邊界，是PWI研究IP常用的參數(shù)[4]。本文采用TTP圖作為參考，能夠比rCBF、rCBV、rMTT圖更準確地評價IP。

動脈自旋標記技術(shù)（ASL）是近幾年發(fā)展起來的另一新的灌注技術(shù),它是以磁標記的動脈血作為內(nèi)源性對比劑，其基本原理是首先在成像層面的供血動脈的流入側(cè)施加反轉(zhuǎn)脈沖，使血中的質(zhì)子磁化矢量發(fā)生反轉(zhuǎn)，經(jīng)過一段反轉(zhuǎn)時間（inversion time，TI）的延遲，在標記血流到達成像層面后進行采集，采集獲得的圖像，采用配對對照方法，與沒有標記的圖像相減，得到灌注圖像。相對于DSC技術(shù)來講，ASL無創(chuàng)、非侵襲性，無需外源性對比劑，可以較精確地顯示病變部位的血流灌注情況及范圍。

近年一些文獻報道研究顯示，在缺血性腦卒中方面，ASL與DSC具有可比性，能夠較好地顯示梗死區(qū)域的范圍及灌注特點[1，5，6]，生成的rCBF圖又能對病灶部位的血流情況進行半定量分析[7]，具有一定的臨床應用價值。而關(guān)于ASL應用于急性腦卒中缺血半暗帶的評價，目前國內(nèi)相關(guān)報道較少。本研究是在前期研究的基礎(chǔ)上，以DSC-DWI不匹配作為判斷IP的標準，采用ASL-DWI與DSC-DWI逐一對照，比較兩者在評價IP上是否存在差異。結(jié)果顯示兩種技術(shù)間存在較好的一致性，從而說明ASL技術(shù)可與DWI相結(jié)合評價IP。

不過，在進行圖像分析、對照、比較的過程中，我們發(fā)現(xiàn)兩種技術(shù)在部分患者中存在一定的差異。筆者通過本研究，結(jié)合文獻報道進行闡述，內(nèi)容如下：①在定性分析上，2例灌注表現(xiàn)不一致，ASL均顯示高灌注，而在DSC均顯示正常，這種現(xiàn)象在其他研究中也同樣存在[1,5]。首先高灌注可能是由于腦梗死的病因自行解除或由于血管部分或完全自發(fā)性再通所致。Tannka等[8]利用小鼠建立48h栓塞、高碳酸血癥、注射甘露醇三種模型，證實了T1弛豫和血腦屏障（blood-brain barrier，BBB）通透性改變是導致兩種技術(shù)在缺血性腦梗死高灌注產(chǎn)生不同結(jié)果的主要生物學機制。關(guān)于高灌注，部分學者通過與PET進行對照，發(fā)現(xiàn)這部分腦組織呈明顯高代謝，認為高灌注與預后良好存在一定相關(guān)性[9-10]，臨床對此類患者無需進行溶栓處理。②在定量分析上，部分病例兩種技術(shù)間存在兩種不同影像學表現(xiàn)。其一，本組5例一側(cè)枕葉腦梗死患者在單相位ASL圖像上勾畫范圍時，發(fā)現(xiàn)正常側(cè)枕葉同樣呈低信號，而TTP圖顯示正常；其二，6例在ASL圖顯示的低灌注區(qū)域周圍匍匐著數(shù)條蚓狀的高信號影。這兩點同樣在其他文獻中也有相關(guān)的報道[5，11，12]，其根本原因都與反轉(zhuǎn)時間（TI）和動脈通過時間（arterial transit time，ATT）有關(guān)。TI在ASL技術(shù)中是一個關(guān)鍵性的參數(shù)，它是指從標記層面到成像層面的時間，一般選定為1500～2000m s； 而ATT是指血質(zhì)子從標記后到腦實質(zhì)與腦組織進行交換這段時間，是一個相對定量。由于腦卒中處于低血流狀態(tài)，ATT會相應延長，如果TI參數(shù)不變，就會造成TI時間相對的縮短，結(jié)果出現(xiàn)了上述兩種相反的影像學表現(xiàn)。前者，枕葉屬于后循環(huán)系統(tǒng)供血，后循環(huán)血流速率本來就比前循環(huán)慢很多（椎動脈血流峰值36±9cm/s，頸內(nèi)動脈100±20cm/s）[13]，加上因血管狹窄、閉塞引起的腦梗死，如選用較短TI，被標記的質(zhì)子可能還尚未進入成像層面就進行采集，結(jié)果導致正常側(cè)血流灌注的低估。后者，目前大多數(shù)學者認為這一現(xiàn)象與側(cè)支代償有關(guān)[14-15]，血質(zhì)子經(jīng)過動脈Willis環(huán)或軟腦膜冗長的側(cè)支循環(huán)通路到達病灶部位后，由于TI時間較短，質(zhì)子仍停留在大動脈至微脈管水平而未進入毛細血管床與腦組織進行交換，結(jié)果造成高灌注的假象，高估了血流狀態(tài)。Zaharchuk等[16]發(fā)現(xiàn)這種高信號一般出現(xiàn)于病灶邊緣區(qū)域、雙側(cè)、比DSC更加敏感，Chanlela等[5]認為此類患者預后較好。

所以選擇適當?shù)腡I值非常重要，過小會造成沒有灌注或高灌注假象，過大會使質(zhì)子T1弛豫逐漸恢復信號丟失造成圖像信噪比大幅下降，Philips Achieva 3.0 T TX機多相位（Multiphase）ASL也許能夠解決上述問題。多相位ASL采用八個不同的相位同時采集，每個相位間隔250ms，最小TI值設置為250ms，最大可達到2500m s，完成一次掃描僅需4min08s，并可一次性獲得同一層面8個不同TI值的多相位圖像。多相位ASL可以針對不同腦卒中患者進行最優(yōu)TI值的估計，還能對病灶灌注情況進行不同時相的動態(tài)觀察，具有一定的應用價值。不過多相位ASL圖像信噪比(SNR)與單相位ASL相比相對較差，本研究采用單相位與多相位ASL相結(jié)合的方法，能過更準確地評價病變區(qū)域的灌注情況及范圍。

雖然本研究取得了一定的成果，但是也存在一些不足。其一，作為回顧性研究，本組研究的樣本量較少；其二，經(jīng)有效溶栓治療挽救的IP區(qū)是否與ASLDW I不匹配區(qū)一致，有待進一步隨訪；其三，尚未建立每位患者的腦卒中NIHSS評分量表。

總之，ASL與DSC對評價急性腦卒中缺血半暗帶具有較好地一致性，ASL技術(shù)對顯示腦梗死高灌注及低灌注區(qū)邊緣高信號（提示側(cè)支循環(huán)）可能更敏感。ASL與DSC相比無創(chuàng)、簡便、可重復性高，因而可以作為急性腦卒中患者評價IP的常規(guī)MRI檢查，為臨床治療方案的制定提供有價值的信息。

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