周建國，符大勇，李勇剛

SWI與ASL聯(lián)合應(yīng)用對輕中度急性腦梗死診斷及預(yù)后評估的價值

周建國1，2，符大勇1，李勇剛2*

目的 探討3.0 T MR磁敏感加權(quán)成像(SWI)與動脈自旋標(biāo)記成像(ASL)對于急性缺血性腦卒中缺血半暗帶(IP)、側(cè)支代償儲備、出血轉(zhuǎn)化(HT)、責(zé)任血管及近期預(yù)后評估的臨床應(yīng)用價值。材料與方法 35例急性缺血性腦卒中患者行常規(guī)MR序列、SWI和3D-PCASL檢查，通過軟件進(jìn)行后處理，得出SWI最小密度投影圖和3D-ASL偽彩圖。觀察35例患者梗死核心區(qū)周圍引流靜脈形態(tài)學(xué)改變，分為引流靜脈明顯顯示組和正常顯示組，分別對兩組入院當(dāng)日及15 d NIHSS評分進(jìn)行分析。將未經(jīng)溶栓治療的33例患者，依據(jù)3D-ASL偽彩圖提示梗死核心區(qū)周圍是否出現(xiàn)匍匐走行條狀高灌注信號，分為側(cè)支代償組和對照組，并對其入院當(dāng)日與15 d后NIHSS評分進(jìn)行分析。依據(jù)3D-ASL提示的梗死核心區(qū)灌注狀態(tài)不同，分為高灌注組和低灌注組，結(jié)合SWI提示HT的發(fā)生率，統(tǒng)計分析梗死核心區(qū)不同灌注狀態(tài)與HT發(fā)生之間的關(guān)聯(lián)。結(jié)果 梗死區(qū)周圍引流靜脈明顯顯示組預(yù)后好轉(zhuǎn)、穩(wěn)定及進(jìn)展比例分別為13/27、6/27和8/27；正常顯示組預(yù)后好轉(zhuǎn)、穩(wěn)定及進(jìn)展比例分別為6/8、2/8和0/8，兩組近期預(yù)后進(jìn)展差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P=0.0432)。側(cè)支代償組與對照組入院當(dāng)日NIHSS評分差異無統(tǒng)計學(xué)意義(t=0.886，P=0.392)，側(cè)支代償組近期預(yù)后好轉(zhuǎn)、穩(wěn)定及進(jìn)展比例為13/17、3/17和1/17；而對照組近期預(yù)后好轉(zhuǎn)、穩(wěn)定及進(jìn)展比例為5/16、4/16和7/16，兩組15 d后NIHSS評分差異有統(tǒng)計學(xué)意義(t=2.296，P=0.039)。梗死核心高灌注組HT發(fā)生比例為6/6，低灌注組HT發(fā)生比例為5/29，兩組差異有顯著統(tǒng)計學(xué)意義(P=0.000)。結(jié)論 SWI與ASL聯(lián)合MR常規(guī)序列檢查，能夠更好評估IP范圍、側(cè)支循環(huán)代償建立狀態(tài)、責(zé)任血管及HT等相關(guān)信息，對于了解急性腦卒中患者缺血梗死現(xiàn)狀及近期預(yù)后評估提供客觀依據(jù)。

缺血性腦卒中；動脈自旋標(biāo)記；磁敏感加權(quán)成像；側(cè)支循環(huán)

缺血性腦卒中是由于供血動脈發(fā)生嚴(yán)重狹窄或閉塞，且側(cè)支循環(huán)不夠完善，導(dǎo)致其供血區(qū)腦血流量減少或阻斷，繼而引發(fā)腦組織缺血缺氧、軟化壞死[1]。隨著我國老齡人口的日益增多，腦卒中的發(fā)病率也逐年遞增，現(xiàn)已成為嚴(yán)重的社會公共衛(wèi)生問題。早期進(jìn)行客觀、準(zhǔn)確的影像診斷對于臨床治療方案的選擇及預(yù)后評估具有重要的臨床應(yīng)用價值。

1　材料與方法

1.1一般資料

收集連云港市中醫(yī)院2014年12月至2015年12月期間經(jīng)臨床確診的35例輕中度急性期缺血性腦卒中患者，女13例，男22例；年齡42～80 歲，平均年齡64.5歲，首發(fā)癥狀主要表現(xiàn)為：頭暈頭痛、偏癱、偏身麻木及言語不清等。入組標(biāo)準(zhǔn)：(1)符合第四屆全國腦血管病會議修訂的急性腦梗死診斷標(biāo)準(zhǔn)；(2)臨床發(fā)病至接受MR檢查間隔時間為72 h內(nèi)；(3)病灶均為單側(cè)發(fā)生。排除標(biāo)準(zhǔn)：(1)患者年齡＞80歲；(2)昏迷或入院 NIHSS評分＞15分；(3)腦干或基底節(jié)區(qū)腔梗。由神經(jīng)內(nèi)科醫(yī)師采用美國國立衛(wèi)生研究院卒中量表(National Institute of Health Stroke Scale，NIHSS)于MRI檢查當(dāng)日、15 d后分別對患者進(jìn)行評分。

1.2檢查方法

采用GE Discovery 750 3.0 T MR掃描儀、8通道相控頭頸線圈。掃描常規(guī)序列包括：T1WI、T2WI 、FLAIR、DWI；SWI掃描參數(shù)：TR 37.4 ms，TE 22.9 ms，F(xiàn)OV 24 cm×24 cm，矩陣416×320，層厚2 mm，無間隔，采集次數(shù)1次，NEX為0.70次，反轉(zhuǎn)角20°；3D-ASL掃描參數(shù)：TR 5369 ms，TE 10.5 ms，F(xiàn)OV24 cm×24 cm，分辨率512×8，激勵次數(shù)3，標(biāo)記后延遲時間2500 ms。

1.3數(shù)據(jù)處理和圖像分析

分別將磁敏感加權(quán)成像(susceptibility weighted imaging，SWI)和動脈自旋標(biāo)記(arterial spinlabeling，ASL)數(shù)據(jù)傳輸至GE AW4.6工作站，由2名神經(jīng)放射醫(yī)師分別將SWI原始數(shù)據(jù)進(jìn)行最小密度投影處理(minIP)，得到SWI圖像，將病變區(qū)與同層面鏡像區(qū)相比較，將引流靜脈增多、管徑增粗定義為明顯顯示；引流靜脈稀疏、纖細(xì)定義為減少顯示，兩側(cè)引流靜脈形態(tài)相似定義為正常顯示。將3D-ASL原始數(shù)據(jù)經(jīng)Functool軟件處理后得到全腦(cerebral blood flow，CBF)偽彩圖，觀察分析缺血梗死區(qū)域灌注異常改變，結(jié)合DWI選擇多處感興趣區(qū)(regionof interest，ROI)，每處ROI行3次測量，取其平均值，得出腦血流量(cerebral blood flow，CBF)值，與同層鏡面區(qū)CBF值相對比得出相對腦血流值(relative cerebral blood flow，rCBF)。參考以往的研究將rCBF值大于1.1定義為高灌注，0.9～1.1定義為正常灌注，小于0.9定義為低灌注[2]，當(dāng)觀察結(jié)果存在分歧時，引入第三名醫(yī)師進(jìn)行評估，經(jīng)協(xié)商后達(dá)成一致意見。

依據(jù)SWI圖像提示梗死核心區(qū)周圍引流靜脈形態(tài)差異，將35例患者分為引流靜脈明顯顯示組和正常顯示組，分別對兩組入院當(dāng)日及15 d NIHSS評分進(jìn)行分析。

收集未經(jīng)臨床溶栓治療的33例患者，依據(jù)3D-ASL偽彩圖提示梗死核心區(qū)周圍是否出現(xiàn)條狀高灌注分為側(cè)支代償組和對照組，并將兩組入院當(dāng)日及15 d NIHSS評分進(jìn)行統(tǒng)計分析。

依據(jù)3D-ASL偽彩圖提示的梗死核心灌注狀態(tài)不同，將35例患者分為高灌注組和低灌注組，分析梗死核心灌注狀態(tài)與出血轉(zhuǎn)化(hemorrhagic transformation，HT)之間的相關(guān)性。

1.4統(tǒng)計學(xué)分析

采用SPSS 21.0數(shù)據(jù)分析軟件進(jìn)行分析，兩組間比較用配對樣本t檢驗；計數(shù)資料采用卡方檢驗和Fisher確切概率法，計量資料以均數(shù)+標(biāo)準(zhǔn)差表示，以P＜0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

2　結(jié)果

2.1梗死核心區(qū)周圍引流靜脈形態(tài)改變與近期預(yù)后的相關(guān)性

具體見表1，圖1。

2.2側(cè)支循環(huán)代償狀態(tài)與近期臨床預(yù)后的相關(guān)性

具體見表2，圖2。

2.3梗死核心區(qū)灌注狀態(tài)差異與HT的相關(guān)性

具體見表3，圖3。

表1　梗死核心區(qū)周圍引流靜脈顯示結(jié)果與預(yù)后關(guān)系分析Tab. 1 Analysis of the relationship between the results and prognosis of peripheral venous drainage in the core area

表2　2組入院當(dāng)日和15 d NIHSS評分比較Tab. 2 Comparison of NIHSS between the two groups on admission day and 15 d

表3　梗死核心區(qū)灌注狀態(tài)與HT相關(guān)性Tab. 3 Correlation between perfusion status and HT in the core area of infarction

3　討論

3.1SWI與ASL聯(lián)合應(yīng)用對急性腦梗死IP范圍顯示的臨床應(yīng)用價值

SWI是一種利用不同組織間磁敏感差異和血氧水平依賴的MRI成像技術(shù)，其對血管內(nèi)順磁性物質(zhì)脫氧血紅蛋白具有高敏感性。梗死核心區(qū)周圍血流灌注減少且血氧飽和度較低，但該區(qū)域神經(jīng)細(xì)胞仍具有基本代謝功能[3]，其通過增加組織氧攝取分?jǐn)?shù)(oxygen extraction fraction，OEF)以代償細(xì)胞血氧需求，隨著血管內(nèi)脫氧血紅蛋白含量的增加，SWI圖像可提示周圍缺血區(qū)引流靜脈明顯顯示，借此可通過缺血區(qū)細(xì)胞氧代謝功能識別缺血區(qū)范圍。當(dāng)引流靜脈正常顯示時，說明該區(qū)域血供較為良好，病情較為穩(wěn)定。梗死核心區(qū)的神經(jīng)細(xì)胞由于血流灌注的嚴(yán)重降低導(dǎo)致功能障礙或已經(jīng)死亡，細(xì)胞結(jié)構(gòu)發(fā)生破壞，OEF及大腦氧代謝率(cerebral metabolic rate for oxygen，CMRO2)明顯降低，導(dǎo)致引流靜脈內(nèi)的脫氧血紅蛋白含量減少，SWI圖像往往提示引流靜脈減少顯示。

腦梗死核心區(qū)及缺血半暗帶(ischemic penumbra，IP)容積的動態(tài)變化取決于腦血流灌注的改變。通過15O-PET來評價IP可顯示局部腦血液灌注量、rCMRO2及OEF等指標(biāo)，是目前確定IP范圍的金標(biāo)準(zhǔn)[4]。有研究表明采用3D-ASL技術(shù)獲得的CBF值與PET結(jié)果相吻合[5]。ASL作為一種無創(chuàng)性檢查方法，利用自體動脈血中自由擴(kuò)散的水分子作為內(nèi)源性對比劑，其將流入動脈的血液進(jìn)行磁化標(biāo)記，當(dāng)標(biāo)記血對組織灌注后行全腦三維快速成像，標(biāo)記像與未標(biāo)記像相減影即得到灌注像[6]。并可通過測定CBF值定量單位時間內(nèi)流經(jīng)一定量腦組織的血流。ASL在臨床應(yīng)用中能夠較為真實可靠地反映缺血梗死區(qū)域的低灌注狀態(tài)[7]。通常將DWI序列提示的高信號區(qū)作為判斷梗死核心區(qū)范圍的標(biāo)準(zhǔn)，我們參考以往研究將IP閾值定在18～20 ml/100 g×min，即正常值的30%～40%[8]，將ASL偽彩圖提示的低灌注區(qū)與DWI的不匹配可作為急性期IP存在的影像學(xué)依據(jù)，IP呈低血流灌注狀態(tài)，但神經(jīng)細(xì)胞仍維持基本的形態(tài)和功能，是急性期溶栓治療及良好預(yù)后的基礎(chǔ)。

圖1　男，80歲，言語不清、左側(cè)肢體不利3 h入院。A：DWI提示右側(cè)額顳頂葉、島葉急性腦梗死；B：SWI提示右側(cè)大腦中動脈走行區(qū)條狀低信號(提示血栓)；C：SWI提示梗死核心區(qū)引流靜脈減少顯示；D：SWI提示梗死核心區(qū)周圍引流靜脈明顯顯示；E：ASL提示右側(cè)大腦中動脈走行區(qū)條狀高灌注(箭提示責(zé)任血管血流淤積)；F：MRA提示右側(cè)大腦中動脈M1段狹窄 圖2 男，68歲，右側(cè)肢體活動不利7 h入院。當(dāng)日NIHSS評分6分，入院15日NIHSS評分3分，病情好轉(zhuǎn)。A：DWI提示左側(cè)基底節(jié)區(qū)、腦室旁及額葉急性腦梗死；B、C：SWI提示梗死核心區(qū)周圍引流靜脈明顯顯示；D：ASL提示梗死核心區(qū)周圍、匍匐走行條狀高灌注 圖3 女，78歲，左側(cè)肢體活動不利2 d入院。A：SWI提示右側(cè)基底節(jié)區(qū)低信號出血轉(zhuǎn)化；B：ASL提示梗死核心區(qū)結(jié)節(jié)狀高灌注；C：DWI提示右側(cè)基底節(jié)區(qū)高信號梗死灶，中央斑片狀低信號區(qū)；D：CT提示右側(cè)基底節(jié)區(qū)出血性腦梗死Fig. 1 Male, 80 years old, slurred speech, on the left side of the body adverse 3 hours before admission. A: DWI prompt right frontotemporal and parietal lobe, insula acute cerebral infarction. B: SWI tips right middle cerebral artery area strip low signal (suggesting thrombosis). C: SWI tips in the infarct core area draining vein reduce display. D: SWI tips around the infarction core area draining veins showed obvious. E: ASL tips right middle cerebral artery area strip high perfusion （arrow， prompt responsibility vascular blood fow deposition）. F： MRA tips of right middle cerebral artery M1 segment stenosis.Fig. 2 Male, 68 years old, on the right side of physical activity adverse 7 hours admission, the day NIHSS score 6 points, 15 days of admission NIHSS score 3 points, the condition improved. A: DWI tips left basal ganglia and ventricle adjacent frontal acute cerebral infarction. B, C: SWI tips in the infarct core area around the drainage vein showed obvious, prompt in the infarct core area around. D: ASL, creeping line strip high perfusion. Fig. 3 Female, 78 years old, left limbs activity 2 days of admission is unfavourable. A: SWI tips in the right basal ganglia area low signal hemorrhagic transformation. B: ASL tips in the infarct core area nodular high perfusion, prompting the right basal ganglia infarction high signal foci. C: DWI, central patchy low signal zone. D: CT tips right basal ganglia hemorrhage of cerebral infarction.

3.2SWL聯(lián)合ASL對急性期腦梗死側(cè)支代償顯示的臨床應(yīng)用價值

腦缺血發(fā)生后，機(jī)體可通過增加OEF，擴(kuò)張小動脈以及側(cè)支血管吻合來滿足缺血組織的血氧需求。Marks等[9]研究顯示側(cè)支循環(huán)代償良好的患者其NIHSS評分、最終梗死范圍以及溶栓后再灌注情況均明顯優(yōu)于側(cè)支循環(huán)不良的患者。通過側(cè)支血管還可使治療藥物最大限度抵達(dá)缺血區(qū)，陳翠榮的研究認(rèn)為對于側(cè)支循環(huán)良好的患者，臨床排除溶栓禁忌，可以適當(dāng)增寬溶栓時間窗[10]。有研究亦表明ASL與DSC相比能夠更敏感顯示腦梗死再灌注改變[11]。ASL偽彩圖提示的低灌注區(qū)周圍、皮層及皮層下匍匐條狀高灌注信號與側(cè)支循環(huán)的建立相關(guān)，當(dāng)血管內(nèi)的水質(zhì)子經(jīng)過冗長的側(cè)支血管到達(dá)缺血區(qū)后，因T1時間縮短，質(zhì)子多停留在大血管至微血管水平，未能進(jìn)入毛細(xì)血管網(wǎng)與神經(jīng)細(xì)胞進(jìn)行血氧交換，結(jié)果形成高灌注假象[12]，其有別于再通后的高灌注，本研究表明側(cè)支代償組17例患者，15 d后NIHSS評分預(yù)后明顯優(yōu)于對照組，其中5例提示梗死核心區(qū)周圍引流靜脈正常顯示，亦提示該區(qū)域具有良好的血液供應(yīng)，患者預(yù)后較為良好。

3.3SWI聯(lián)合ASL對責(zé)任血管、血栓顯示的臨床應(yīng)用價值

由于急性腦梗死責(zé)任動脈血管內(nèi)的新鮮血栓含有大量脫氧血紅蛋白，因此可在SWI圖像顯示供血動脈內(nèi)血栓的位置、長度，并可反映血栓的成分[13]。借此亦可區(qū)分血栓的不同時間分期，新鮮血栓在SWI圖像往往表現(xiàn)為血管走行區(qū)條狀、斑點狀均勻低信號，可較正常血管管徑略粗，因其與動脈管壁的結(jié)合不夠緊密，可作為臨床進(jìn)行動靜脈溶栓或血栓清除術(shù)的依據(jù)[14]。而在腦梗死恢復(fù)期，由于血栓內(nèi)脫氧血紅蛋白的減少，纖維膠原成分的增加，于SWI圖像上表現(xiàn)為等低混雜信號。同時責(zé)任血管內(nèi)較長的血栓可在阻塞主干的同時，對其分支也可不同程度的累及，這也將影響著腦側(cè)支循環(huán)的有效建立[15]，對于臨床治療方法的選擇及預(yù)后的評估亦具有一定的參考意義。3D-ASL偽彩圖可因責(zé)任血管的阻塞導(dǎo)致血液潴留，于血栓的近心端提示條狀高灌注信號，有研究亦說明其與責(zé)任血管管腔的嚴(yán)重狹窄或閉塞所引發(fā)的血流瘀滯或緩慢相關(guān)[16]。本組病例提示3D-ASL偽彩圖對于動脈主干閉塞導(dǎo)致的血液瘀滯顯示效果較好。

3.4SWI聯(lián)合ASL對腦梗死后HT顯示的臨床應(yīng)用價值

HT是腦梗死常見的并發(fā)癥，梗死核心區(qū)的血液低灌注狀態(tài)導(dǎo)致血腦屏障的破壞、血管再通引起再灌注損傷是導(dǎo)致HT發(fā)生的主要機(jī)制[17]。微小出血往往不會導(dǎo)致病情的惡化，然而出血量的增加可能會造成腦梗死后遺癥的發(fā)生，也是作為目前臨床抗凝、溶栓治療的禁忌證之一。SWI因其對正鐵血紅蛋白及含鐵血黃素的高敏感性，在HT的早期顯示能夠比CT和2D-GRE T2*WI 更為敏感，較MR常規(guī)序列更為準(zhǔn)確檢出HT的發(fā)生，有研究顯示SWI序列對于梗死區(qū)腦出血的檢出率達(dá)100%，檢出率最高[18]。同時亦可通過SWI圖像觀察陳舊性出血灶的分布及數(shù)量來間接反映卒中患者血管系統(tǒng)的脆弱性，警示臨床治療過程中發(fā)生HT的風(fēng)險。3D-ASL偽彩圖亦可通過提示梗死核心區(qū)的灌注信息來反映HT的發(fā)生，該組核心區(qū)高灌注6例患者，病灶區(qū)域均發(fā)生HT。Wang等[19]研究認(rèn)為血管再通后的再灌注可增加腦梗死發(fā)生HT的風(fēng)險，血腦屏障嚴(yán)重破壞導(dǎo)致的高灌注，患者預(yù)后往往較差，因此ASL提示梗死區(qū)高灌注可作為臨床溶栓禁忌的一項重要參考指標(biāo)。

3.5研究不足與展望

本研究采用病例較少，可能會使結(jié)論產(chǎn)生偏差，且沒有進(jìn)行長期隨訪分析。ASL偽彩圖提示梗死核心區(qū)周圍的灌注缺損區(qū)包括IP和良性低灌注區(qū)，兩者分布范圍的甄別也需進(jìn)一步研究，隨著MR檢查設(shè)備及新技術(shù)的發(fā)展，特別是選擇性ASL，流速選擇ASL等技術(shù)的完善和應(yīng)用亦可為臨床提供更為準(zhǔn)確的影像診斷信息，為臨床制定個體化、精準(zhǔn)化的治療方案提供參考。

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The value of susceptibility weighted imaging combined with arterial spin labeling in diagnosis and prognosis in mild-to-moderate acute ischemic cerebral stroke

ZHOU Jian-guo1,2, FU Da-yong1, LI Yong-gang2*

1Nanjing University of Chinese Medicine Affiliated Lianyungang Hospital and Lianyungang Hospital of Traditional Chinese Medicine, Lianyun-gang 222004, China

2Department of Medical Imaging, the First Pople's Hospital of Suzhou University, Suzhou 215006, China

*Correspondence to: Li YG, E-mail: liyonggang224@163.com

Objective: To study the clinical diagnostic value of 3.0 T magnetic resonance susceptibility weighted imaging (SWI) combined with arterial spin labeling (ASL) in ischemic penumbra (IP), collateral compensatory reserves, hemorrhage transformation (HT), responsible blood vessels and the recent prognosis of patients with acute cerebral infarction. Materials and Methods: Thirty-fve patients with acute ischemic stroke underwent conventional MR sequences, SWI and 3D-PCASL check. Then the SWI minimum intensity projection and 3D-ASL pseudo color pictures were obtained by postprocessing with the software. According to drainage morphological changes around infarction core, 35 cases were divided into the obvious display group and the normal display group. Respectively, the NIHSS score of the two groups on the day of admission and the 15th day was analysed. Thirty-three patients without thrombolytic therapy, according if creeping line strip high perfusion signal existed in the 3D-ASL pseudo color pictures that surrounding the infarction core area, were divided into the collateral compensative group and the control group, and on the day of admission and after 15 d NIHSS scores were analyzed respectively on the day of admission and the 15th day. According to the difference of perfusion state in the infarct core area 3D-ASL suggested, 35 cases were divided into high perfusion group and low perfusion group. Combined with the incidence of HT SWI, the relationship between different perfusion status in the core area of infarction and the occurrence of HT was statistically analysed. Results: The obvious display group showed the prognosis, stability and progress in proportion respectively for 13/27, 6/27 and 8/27, while the normal display group showed that respectively for 6/8, 8 and 0/8, the progress difference of short-term prognosis of two groups was statistically significant (P=0.0432). The NIHSS score difference between the collateral compensative group and the control group was not statistically signifcant （t=0.886, P=0.392). The collateral compensative group showed the recent prognosis improvement, stability and progress in proportion respectively for 13/17, 3/17 and 1/17, while the control group showed that respectively for 5/16, 4/16 and 7/16， and between the two groups after 15 d NIHSS score differences had statistical signifcance （t=2.296, P=0.039). The incidence of HT in the infarction core high perfusion group was 6/6, while the proportion of HT in the low perfusion group was 5/29, and the difference between the two groups was statistically signifcant （P=0.000). Conclusions: MRI imaging combined with ASL as well as SWI, can better evaluate cell oxygen metabolic state, blood perfusion, HT and so on, the IP range, collateral compensatory reserves and short-term prognosis, which provide the basis for clinical diagnosis and treatment.

Ischemic stroke; Aterial spin labeling; Susceptibility weighted imaging; Collateral circulation

5 July 2016, Accepted 16 Aug 2016

1. 南京中醫(yī)藥大學(xué)附屬連云港市中醫(yī)院影像科，連云港 222004

2. 蘇州大學(xué)附屬第一醫(yī)院影像科，蘇州 215006

李勇剛，E-mail：liyonggang224@163. com

2016-07-05

接受日期：2016-08-16

R445.2；R743.33

A

10.12015/issn.1674-8034.2016.09.005

周建國, 符大勇, 李勇剛. SWI與ASL聯(lián)合應(yīng)用對輕中度急性腦梗死的診斷及預(yù)后評估的價值. 磁共振成像, 2016, 7(9): 663-668.