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        基于IVIM對(duì)急性缺血性腦卒中血管再通治療后出血轉(zhuǎn)化的預(yù)測(cè)

        2019-06-03 02:49:10張華文周欣劉同輝李朋周琳
        磁共振成像 2019年2期
        關(guān)鍵詞:信號(hào)

        張華文,周欣,劉同輝,李朋,周琳

        血管再通在急性缺血性腦卒中(acute ischemic stroke,AIS)治療中起到關(guān)鍵的作用,特別是近年來(lái)重組組織型纖溶酶原激活劑(recombinant tissue plasminogen activator,rt-PA)在臨床靜脈溶栓中的廣泛使用,明顯提高了動(dòng)脈血管的再通率,有效挽救了缺血區(qū)腦組織[1]。血管再通治療會(huì)伴發(fā)嚴(yán)重的出血轉(zhuǎn)化(hemorrhagic transformation,HT),導(dǎo)致患者出現(xiàn)不良預(yù)后[2]。HT的相關(guān)預(yù)測(cè)因素包括臨床、影像和生化等指標(biāo)。有研究表明[3],溶栓治療前患者的美國(guó)國(guó)立衛(wèi)生研究院卒中量表(national institutes of health stroke scale,NIHSS)評(píng)分與HT的發(fā)生有一定的相關(guān)性,但其他特異性指標(biāo)尚未確立。如果有影像的方法能預(yù)測(cè)AIS治療后發(fā)生HT的風(fēng)險(xiǎn)大小,對(duì)于早期施行血管再通,減小患者的病死率和致殘率有極大的臨床意義。本研究基于磁共振體素內(nèi)不相干運(yùn)動(dòng)(introvoxel incoherent motion,IVIM)成像技術(shù),旨在預(yù)測(cè)血管再通治療后出現(xiàn)HT的風(fēng)險(xiǎn),為臨床早期治療方案的選擇提供理論依據(jù)。

        1 材料與方法

        1.1 研究對(duì)象

        選取2016年1月至2017年12月在我院腦卒中中心施行血管再通治療的AIS患者60例,其中男性36例,女性24例,平均年齡(66.19±9.78)歲。納入標(biāo)準(zhǔn):發(fā)病時(shí)間4.5 h內(nèi),擴(kuò)散加權(quán)成像(diffusion weighted imaging,DWI)單側(cè)急性缺血性腦卒中,NIHSS評(píng)分4~25分,磁敏感加權(quán)成像(susceptibility weighted imaging,SWI)無(wú)伴發(fā)出血。排除雙側(cè)多發(fā)腦卒中、NIHSS評(píng)分大于25分、自發(fā)性出血、MRI檢查禁忌證和臨床指征不適合溶栓治療的患者;剔除血管再通治療后死亡的病例。根據(jù)血管再通治療后SWI圖像有無(wú)出血分為HT組和非HT組。本研究獲得我院倫理委員會(huì)批準(zhǔn),所有患者于檢查前簽署知情同意書(shū)。

        1.2 臨床資料

        60例AIS患者中,發(fā)病至MRI檢查平均時(shí)間為(3.45±0.28) h,發(fā)病至溶栓平均時(shí)間為(3.95±0.35) h,治療前平均NIHSS評(píng)分為(14.56±7.63)分,治療后NIHSS評(píng)分變化小于4分,符合2018年中華醫(yī)學(xué)會(huì)卒中學(xué)會(huì)指南。病變發(fā)生于頸內(nèi)動(dòng)脈供血區(qū)43例,其中大腦中動(dòng)脈28例;發(fā)生于椎-基底動(dòng)脈供血區(qū)17例,其中大腦后動(dòng)脈9例。血管再通治療方式分為靜脈溶栓36例(rt-PA 0.9 mg/kg),動(dòng)脈溶栓9例(尿激酶30~50萬(wàn)IU/人次),機(jī)械取栓+溶栓15例。

        1.3 影像學(xué)檢查

        使用GE Discovery MR 750 3.0 T超導(dǎo)MR掃描儀,8通道頭頸聯(lián)合線(xiàn)圈。所有患者急診行MRI掃描,包括常規(guī)軸位T1WT、T2WI、DWI (b值為1000 s/mm2)。影像確定AIS后加掃SWI、多b值DWI;血管再通治療后患者3 d內(nèi)行SWI復(fù)查。SWI/GRE參數(shù):TR 37 ms,TE 22 ms,翻轉(zhuǎn)角200°,F(xiàn)OV 24 cm×24 cm,矩陣384×320,NEX 3次,層厚2 mm,層間距0 mm。多b值DWI/SE-EPI參數(shù):TR 4000 ms,TE 90 ms,F(xiàn)OV 24 cm×24 cm,矩陣128×128,層厚5 mm,層間距1 mm,12個(gè)b值分別為20、50、80、100、150、200、400、800、1000、1500、2000、3000 s/mm2。

        1.4 圖像分析

        使用GE公司AW4.6工作站,治療前/后SWI的薄層圖像經(jīng)過(guò)MinIP重建,得到層厚10 mm圖像;多b值DWI圖像經(jīng)functool軟件MADC雙指數(shù)模型后處理,在患側(cè)梗死區(qū)及對(duì)側(cè)鏡像區(qū)放置感興趣區(qū)(region of interest,ROI),ROI范圍包括病變最大區(qū)域,每部位測(cè)量3次,取平均值,得到患側(cè)及健側(cè)選定區(qū)域的慢速表觀(guān)擴(kuò)散系數(shù)(diffusion coeff icient of pure diffusion,D)、快速表觀(guān)擴(kuò)散系數(shù)(pseudo-diffusion coefficient、D*)、灌注分?jǐn)?shù)(perfusion fraction,f)值,并計(jì)算相對(duì)rD、rD*、rf值(相對(duì)值=患側(cè)值/對(duì)側(cè)值)。

        1.5 HT標(biāo)準(zhǔn)

        在AIS患者治療前后,由2名主治醫(yī)師采用雙盲法對(duì)SWI重建圖像進(jìn)行分析,判斷AIS病灶區(qū)有無(wú)低信號(hào)出血并分型,結(jié)果不一致時(shí)經(jīng)協(xié)商達(dá)成一致意見(jiàn)。按照歐洲急性卒中協(xié)會(huì)(european cooperative acute stroke study,ECASS)標(biāo)準(zhǔn),把HT分為出血性梗死(hemorrhagic infarction,HI)和腦內(nèi)血腫(parenchymal hemorrhage,PH),其中HI-1型為梗死灶邊緣點(diǎn)片狀出血;HI-2型為梗死區(qū)域內(nèi)片狀出血,不伴占位效應(yīng);PH-1型為血腫小于梗死面積的30%,伴輕度占位效應(yīng);PH-2型為血腫超過(guò)梗死面積的30%,伴明顯占位效應(yīng)[4]。

        1.6 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

        圖1 男,65歲,言語(yǔ)不利伴左側(cè)肢體 無(wú)力2 h,急性缺 血性腦卒中行rt-PA靜脈溶栓治療,術(shù)后3 d SWI復(fù)查梗死區(qū)見(jiàn)PH-2型出 血。A:T2WI示 病灶顯示不明顯;B:常規(guī)DWI示右側(cè) 腦室體旁大片擴(kuò)散受 限略高信號(hào);C:IVIM-DWI示 右側(cè)梗死區(qū)及對(duì)側(cè)鏡 像區(qū)測(cè)量ROI;D:IVIM-ADC示右側(cè)腦室體旁大片 狀低信號(hào);E:IVIM-D示右側(cè)腦室體旁低信號(hào) 境界較清(D=0.28×10-3 mm2/s,rD=0.71);F:IVIM-D*示右側(cè)腦 室體旁混雜低信號(hào)境 界不清(D*=2.77×10-3 mm2/s,rD*=0.53);G:IVIM-f示右側(cè)腦室體旁 低信號(hào)范圍較小(f=0.34,rf=0.60);H:治 療后常規(guī)DWI示右側(cè)腦室體 旁擴(kuò)散受限高信號(hào)范 圍增大,內(nèi)伴大片狀 低信號(hào);I:治療后SWI復(fù)查示右側(cè)腦 室體旁梗死區(qū)見(jiàn)團(tuán)片狀低信號(hào)Fig. 1 Male, 65 years old, poor speech with left sudden limb weakness for 2 hours, received rt-PA intravenous thrombolysis for acute ischemic stroke, the infarction area of SWI was re-examined 3 days after the treatment and there was PH-2 hemorrhage. A: The lesions on T2WI were not obvious; B: Conventional DWI showed slightly higher signal of diffusion limitation in the right paraventricular mass; C: IVIM-DWI showed the right infarct area and contralateral mirror area to measure ROI; D: IVIM-ADC showed large f laky low signal near the right ventricle body; E: IVIM-D showed that the level of low signal near the right ventricle was clear (D=0.28 ×10-3 mm2/s, rD=0.71); F: IVIM-D* showed unclear state of low signal in right paraventricular confounders (D*=2.77×10-3 mm2/s, rD*=0.53); G: IVIM-f showed a small range of right paraventricular low signal (f=0.34, rf=0.60); H: Conventional DWI indicated that the high signal range of right paraventricular diffusion limitation was increased and accompanied by large f laky low signal after treatment; I: SWI re-examination showed that there was a patchy low signal in the paravertebral infarction area on the right side of the ventricle after the treatment.

        采用SPSS 24.0統(tǒng)計(jì)軟件,所有計(jì)量資料采用均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差表示。AIS患者治療前雙側(cè)D、D*、f值采用配對(duì)t檢驗(yàn)進(jìn)行分析;HT組和非HT組患者治療前的rD、rD*、rf值采用兩獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)進(jìn)行分析;采用受試者工作特征(receiver operating characteristic,ROC)曲線(xiàn)分析rD、rD*、rf值對(duì)AIS患者治療后HT風(fēng)險(xiǎn)的敏感性、特異性及最佳閾值。檢驗(yàn)水準(zhǔn)為α=0.05,P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

        2 結(jié)果

        本組60例AIS患者中,血管再通治療前均未見(jiàn)出血;治療后未出血組33例(55%),出血組27例(45%)。在SWI重建圖像上,HT表現(xiàn)為點(diǎn)狀、線(xiàn)條狀及團(tuán)狀顯著低信號(hào)。依據(jù)ECASS標(biāo)準(zhǔn),HI-1型8例,HI-2型11例,PH-1型5例,PH-2型3例。見(jiàn)圖1。

        2.1 AIS患者血管再通治療前雙側(cè)IVIM參數(shù)比較

        A I S 患者血管再通治療前患側(cè)梗死區(qū)的D、D*、f 值均低于對(duì)側(cè)鏡像區(qū),雙側(cè)比較差異有顯著統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(t=12.934、12.234、24.069,P<0.01)。見(jiàn)表1。

        2.2 HT組和非HT組AIS患者IVIM參數(shù)比較

        HT組患者治療前梗死區(qū)的rD、rD*、rf均值低于非HT組,兩者比較差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(t=2.982、3.090、4.656,P<0.01)。見(jiàn)表2。

        2.3 HT組和非HT組AIS患者IVIM參數(shù)與HT的關(guān)系

        應(yīng)用IVIM參數(shù)預(yù)測(cè)AIS患者血管再通治療后HT的風(fēng)險(xiǎn),其指標(biāo)r D、r D*、rf值的ROC曲線(xiàn)下面積(area under curve,AUC)分別為0.798(P<0.05)、0.822(P<0.05)、0.883(P<0.05),95%的CI值分別為0.643~0.952、0.660~0.984、0.756~0.998。

        表1 AIS患者血管再通治療前雙側(cè)D、D*、f值比較Tab. 1 Comparison of D, D* and f values in AIS patients before vascular recanalizatio

        表2 HT組和非HT組AIS患者rD、rD*、rf值比較Tab. 2 Comparison of RD, rD* and rf values of AIS patients in HT group and non-HT group

        圖2 AIS患者治療前rD、rD*、rf值預(yù)測(cè)HT的ROC曲線(xiàn)Fig. 2 The ROC curves of HT were predicted by pretreatment rD, rD* and rf values of AIS patients.

        選擇約登指數(shù)最大時(shí)對(duì)應(yīng)的IVIM參數(shù)為最佳閾值,rD最佳閾值為0.527,敏感度為76.9%,特異度為73.7%;rD*最佳閾值為0.519,敏感度為84.6%,特異度為78.9%;rf最佳閾值為0.495,敏感度為84.6%,特異度為89.5%。見(jiàn)圖2。

        3 討論

        3.1 影像學(xué)對(duì)急性缺血性腦卒中出血轉(zhuǎn)化的評(píng)估

        AIS為常見(jiàn)多發(fā)病,臨床上首要的治療方案是血管再通(即溶栓治療),其方法有動(dòng)脈溶栓、靜脈溶栓及機(jī)械再通術(shù)等[5]。各種治療方法血管再通率不同,但均會(huì)引起出血風(fēng)險(xiǎn)[6-7]。HT的評(píng)估對(duì)于AIS患者的治療決策至關(guān)重要,如果臨床未經(jīng)篩選即施行血管再通治療,部分患者會(huì)出現(xiàn)繼發(fā)性HT[8-10]。以往影像學(xué)對(duì)于HT的判斷大多數(shù)應(yīng)用CT掃描,本研究在AIS治療前/后評(píng)判HT的金標(biāo)準(zhǔn)為SWI,這是一項(xiàng)新的可以反映組織磁敏感差異的對(duì)比增強(qiáng)技術(shù),對(duì)出血的顯示尤為敏感[11]。本組AIS病例血管再通后HT的發(fā)生率高于文獻(xiàn)報(bào)道,主要與入組病例中大面積梗死多、NIHSS評(píng)分高及機(jī)械取栓治療方法等因素有關(guān)[12],也與SWI技術(shù)對(duì)出血的高敏感性有關(guān)。

        3.2 磁共振不同灌注成像技術(shù)對(duì)出血轉(zhuǎn)化的價(jià)值

        磁共振灌注成像(perfusion weighted imaging,PWI)可以用來(lái)評(píng)估AIS血管再通治療后的HT情況[12-13]。不論是動(dòng)態(tài)磁敏感性對(duì)比劑增強(qiáng)(dynamic susceptibility contrast,DSC),還是動(dòng)脈自旋標(biāo)記成像(arterial spin labeling,ASL),其腦血流量(cerebral blood f low,CBF)和腦血容量(cerebral blood volume,CBV)均能反映AIS患者梗死區(qū)血流灌注減低和血腦屏障破壞的嚴(yán)重性,進(jìn)而預(yù)測(cè)AIS患者血管再通治療后發(fā)生HT的風(fēng)險(xiǎn)[14]。但是ASL只能得到CBF一個(gè)參數(shù),DSC需要注射對(duì)比劑,在急診AIS患者中應(yīng)用有一定的局限性。IVIM成像技術(shù)運(yùn)用足夠多的b值進(jìn)行采樣,并應(yīng)用雙指數(shù)模型分析,可以分開(kāi)組織的擴(kuò)散和微循環(huán)灌注信息,從而更好地描述生物體內(nèi)復(fù)雜的信號(hào)衰減方式[15-17]。IVIM的參數(shù)D值反映相對(duì)真實(shí)的組織中水分子的擴(kuò)散狀態(tài),D*值代表毛細(xì)血管網(wǎng)的微循環(huán)灌注相關(guān)情況,f值代表體素內(nèi)毛細(xì)血管容積占整個(gè)組織容積的比值。其中D*值反映主要毛細(xì)血管水分子擴(kuò)散,但由于測(cè)量可重復(fù)性差,量化不如D值和f值[18]。

        3.3 IVIM成像技術(shù)對(duì)出血轉(zhuǎn)化的預(yù)測(cè)作用

        國(guó)外研究發(fā)現(xiàn)[19-20],AIS患者梗死區(qū)的IVIM參數(shù)與CBF值有明顯相關(guān)性,以f值為著,證實(shí)兩者診斷腦灌注效能一致,f值可用來(lái)反映微血管灌注。另有研究證實(shí),AIS梗死范圍內(nèi)IVIM灌注分?jǐn)?shù)f值明顯降低,可以評(píng)估臨床結(jié)果和治療反應(yīng)[21]。本研究應(yīng)用IVIM成像技術(shù)發(fā)現(xiàn)AIS患者血管再通治療前梗死區(qū)的D、D*、f值均較對(duì)側(cè)不同程度減低,與文獻(xiàn)報(bào)道一致,其主要原因是梗死核心區(qū)的血管通透性發(fā)生變化,而這種變化表現(xiàn)為微循環(huán)灌注的異常[22]。HT組AIS患者梗死區(qū)的rD、rD*、rf值小于非HT組,兩者比較差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義,說(shuō)明繼發(fā)HT的AIS患者在血管再通治療前,梗死區(qū)腦組織微循環(huán)灌注損傷更為嚴(yán)重,提示臨床慎重選擇溶栓治療方法。雖然本研究發(fā)現(xiàn)AIS血管再通治療后IVIM各項(xiàng)參數(shù)值有變化,而且與傳統(tǒng)PWI比較得到印證,但目前國(guó)內(nèi)外報(bào)道中IVIM參數(shù)與AIS治療后HT的關(guān)系尚不明確。本研究應(yīng)用ROC曲線(xiàn)發(fā)現(xiàn)rf閾值在0.495時(shí),預(yù)測(cè)HT的敏感性和特異性均接近于90%,明顯優(yōu)于rD值和rD*值的預(yù)測(cè)作用。因此,筆者認(rèn)為IVIM技術(shù)f值更有利于反映病灶內(nèi)微血管灌注特性,進(jìn)而預(yù)測(cè)AIS患者血管再通治療后HT的風(fēng)險(xiǎn)。

        3.4 本研究的不足

        IVIM成像無(wú)需注射對(duì)比劑,所得D、D*、f參數(shù)可直接反映腦組織的灌注信息,用來(lái)評(píng)估AIS后病變區(qū)微循環(huán)灌注異常,從而預(yù)測(cè)血管再通治療后HT的風(fēng)險(xiǎn),應(yīng)該在AIS急診檢查中推廣應(yīng)用。但在實(shí)際工作中,因?yàn)椴煌珹IS患者臨床各項(xiàng)指標(biāo)各異,直接影響溶栓治療的療效,也對(duì)繼發(fā)HT的風(fēng)險(xiǎn)帶來(lái)很大不確定因素。另外,本研究受樣本量、選擇偏倚和治療方式等混雜因素的影響,有一定的局限性,所以對(duì)AIS個(gè)體的預(yù)測(cè)效果尚處于初步探索階段,需要更大樣本量的數(shù)據(jù)來(lái)進(jìn)一步驗(yàn)證。后期,隨著樣本量的增加,會(huì)關(guān)注患者臨床指標(biāo)對(duì)HT的影響以及不同血管再通治療方式繼發(fā)HT的影像學(xué)特征。

        利益沖突:無(wú)。

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