許開喜 徐行茹 陳新建 王金 馬先軍 左濤生 陳宇辰 顧寶東孟云 殷信道

1南京中醫(yī)藥大學連云港附屬醫(yī)院 南京醫(yī)科大學康達學院附屬連云港市中醫(yī)院影像科，連云港 222004；2南京中醫(yī)藥大學連云港附屬醫(yī)院 南京醫(yī)科大學康達學院附屬連云港市中醫(yī)院腦病科，連云港 222004；3南京醫(yī)科大學附屬南京市第一醫(yī)院醫(yī)學影像科，南京 210006

慢性大腦中動脈閉塞（CMCAO）患者臨床癥狀差異很大，患側通過軟腦膜血管維持遠端皮質供血區(qū)域代償。CMCAO 的區(qū)域腦血流量（rCBF）隨著其代償程度、rCBF 情況與梗死灶大小及預后密切相關。近年來，高分率3.0T 磁共振的三維時間飛躍法磁共振血管成像（TOF-MRA）、磁敏感加權血管成像（SWAN）的不對稱脈靜脈血管征（AVS）［1-3］和三維偽連續(xù)動脈自旋標記（3D-pcASL）的CBF［4］變化對急性大腦中動脈閉塞（AMCAO）廣泛應用，區(qū)域性軟腦膜側支（rLMC）評分［5］僅包括前循環(huán)側支循環(huán)評分，對大腦后動脈（PCA）和側腦室體旁的不對稱深髓質靜脈（DMV）參與CMCAO 區(qū)域供血側支循環(huán)未見包含在側支循環(huán)評分之中。鑒于此，本研究通過改良SWAN-rLMC 評分和CMCAO 患者患側供血區(qū)域的AVS和CBF變化，并分析其與CMCAO的側支循環(huán)及預后的相關性研究。

資料與方法

1.一般資料

本回顧性分析以2017年1月至2022年1月南京中醫(yī)藥大學連云港附屬醫(yī)院收治的35 例CMCAO 患者為研究對象，其中男21 例、女14 例，年齡46～90（66.57±10.28）歲，臨床表現(xiàn)為頭痛、頭暈、頭昏、肢體不利、短暫性缺血發(fā)作（TIA）、語音不清等，有高血壓21 例，高血脂21 例，糖尿病12 例，飲酒9 例，吸煙8 例。納入標準：⑴年齡＞40 歲；⑵完成頭顱多參數磁共振成像（MRI）檢查；⑶MRA 顯示單側大腦中動脈（MCA）M1段閉塞；⑷頭顱磁共振多參數檢查及臨床資料結果完整、無缺失。排除標準：⑴陳舊性腦梗死范圍大于相應供血區(qū)直徑20 cm 引起MCA 閉塞；⑵腫瘤、煙霧病、血管炎、夾層動脈瘤；⑶彌散加權成像（DWI）顯示多發(fā)腦梗死灶；⑷危急重昏迷患者。對確定為CMCAO 患者進行電話隨訪，專科門診復查，記錄有無新發(fā)腦梗死、TIA，特別是閉塞血管供血區(qū)域梗死。發(fā)病至入院時間、出院時改良Rankin量表（mRS）評分及入院時血壓，入院第2天空腹靜脈血檢查結果，包括血脂、血糖、糖化血紅蛋白等指標水平。納入本研究患者進行1、3、5 年隨訪（采用專科門診電話隨訪和/或住院隨訪），隨訪期間患者MCA 供血區(qū)TIA、腦梗死、死亡。

本研究經南京中醫(yī)藥大學連云港附屬醫(yī)院倫理委員會審批通過［批準文號：（KY）-02］，回顧性分析免除受試者知情同意。

2.方法

采用美國GE Discovery 750 3.0T MR掃描儀，32通道相控陣頭部線圈，所有患者均行常規(guī)T1WI、T2WI、T2FLAIR、DWI、ADC、TOF-MRA、SWAN和3D-pcASL檢查。MRI掃描參數：T1WI 為重復時間（TR）/回波時間（TE）=1 750.0 ms/21.8 ms；T2WI 為TR/TE=3 598.0 ms/107.3 ms；T2FLAIR 為TR/TE=8 400.0 ms/87.0 ms；DWI 的b 值1 000 s/mm2，TR/TE=6 000.0 ms/73.5 ms；TOF-MRA 為TR/TE=22.0 ms/2.6 ms，反轉角15°，視野（FOV）24 cm×24 cm，矩陣320×224，層厚1.6 mm，間距0 mm，掃描時間155 s，帶寬31.25 kHz；3D SWAN 為TR/TE=37.4 ms/22.9 ms，F(xiàn)OV 24 cm×24 cm，矩陣224×320，層厚2.0 mm，間距0 mm，采集次數1，激勵次數（NEX）0.70，帶寬62.5 kHz，反轉角20°，掃描時間215 s；3D-pcASL 掃描參數：標記后延遲時間（PLD）2 525 ms，TR/TE=5 327.0ms/10.5 ms，F(xiàn)OV 24 cm，矩陣320×224，層厚4.0 mm，層間距1.5 mm，NEX 3次，掃描時間309 s。

3.圖像處理

MRA 圖像采集原始數據傳輸到GE 的4.6 工作站上應用后處理軟件，分別對MRA、SWAN原始圖像進行最小強度投影（MinIP）和CBF 偽彩圖，選擇為感興趣區(qū)（ROI），測量rCBF值，ROI為50 mm2，測量時避開腦室、腦溝等結構，與同層面鏡像區(qū)對比?；趓LMC［5］評價病變側MCA 區(qū)側支循環(huán)情況在SWAN 進行圖像MinIP 處理后的幅值圖進行改良SWAN-rLMC 評分，增加PCA 供血區(qū)的不對稱皮質靜脈征（CVS）、DMV，原9 個區(qū)域改為11 個區(qū)域共計24 分，即SWAN-rLMC 評分，具體評分方法如下：M1～6、大腦前動脈（ACA）、基底節(jié)區(qū)、PCA、DMV 供血區(qū)（0 分：未見，1 分：較對側少或等于，2 分：多于對側相應區(qū)域）和外側裂區(qū)（0 分：未見，2分：較對側少或等于，4分：多于對側相應區(qū)域）。當患側CBF與健側CBF比率在0.9～1.1時為等灌注，比率＞1.1時為高灌注，比率＜0.9時為低灌注。低灌注為不良側支循環(huán)，等及高灌注為良好側支循環(huán)。偏側ACA、PCA 定義為MRA 像上CMCAO 患側ACA、PCA 較健側增粗、增多、延長的供應缺血區(qū)域。AVS 陽性定義為SWAN 影像上病變側MCA 供血區(qū)的CVS 和DMV 條帶狀低信號影較對側增粗、增多。圖像分析：有2名15年工作經驗以上副主任醫(yī)師分別獨立閱片，意見不一致者協(xié)商決定。

4.統(tǒng)計學方法

采用SPSS 26.0 軟件進行描述性統(tǒng)計，符合正態(tài)分布的計量資料采用均數±標準差（±s）表示，組間比較采用獨立樣本t檢驗、Mann-WhitneyU檢驗，計數資料以例（%）表示，行χ2檢驗。利用受試者操作特征曲線（ROC）下的面積（AUC）大小來評估不同序列rLMC 評分判斷不良預后的預測能力，AUC 值越接近1，預測價值越大，AUC 之間比較利用MedCalc 15.0 軟件采用Hanley&McNeil 法進行分析。假設檢驗統(tǒng)一使用雙側檢驗，以P＜0.05為差異有統(tǒng)計學意義。

結果

1.影像學表現(xiàn)

35 例CMCAO 患者MRI 顯示無腔隙性腦梗死23 例（65.71%），同側腔隙性腦梗死9 例（25.71%），對側3 例（8.58%）。MRA 顯示右側MCA 閉塞15 例（42.86%），左側20例（57.14%），均有偏側ACA及PCA 28例（80.00%），單獨偏側ACA 4例（11.43%），單獨偏側PCA 3例（8.57%）。SWAN顯示PCA的CVS 26例（74.29%），其右側9例、左側17例。DMV 21例（60.00%），其右側7例、左側14例，均顯示DMV 和PCA的CVS 擴張19 例（54.29%），均無DMV 和PCA 的CVS 擴張9 例（25.71%），單獨PCA 的CVS 擴張7 例（20.00%）。有6 例亞急性血栓，右側1例、左側5例。見圖1、圖2。

圖1 男，72歲，頭痛、頭暈2 h，SWAN-rLMC 評分良好。A：DWI示腦實質未見異常病灶；B：MRA 示右側MCA 的M1段閉塞，右側ACA、PCA遠端增粗延長；C～E：SWAN-rLMC評分11分；F：3D-pcASL示雙側CBF未見改變，出院mRS評分為0分

圖2 男，62歲，反復頭暈、頭昏1個月，SWAN-rLMC 評分不良。A：MRA 示左側MCA 的M1段閉塞，左偏側優(yōu)勢ACA；B：SWAN 示左側基底節(jié)區(qū)DMV（短紅箭頭）、CVS 陽性（長紅箭頭）；C～D：SWAN 示左側DMV（短紅箭頭）、CVS 陽性（長紅箭頭），SWAN-rLMC 評分18 分；E：3D-pcASL示左側額頂顳枕葉CVS擴張的區(qū)域低灌注為38.586 ml·100 g-1·min-1；F：DWI示左側半卵圓中心急性腔梗，出院mRS評分為1分

圖3 35例CMCAO患者SWAN-rLMC評分與預后交互點圖

2.CMCAO患者側支循環(huán)的SWAN評分與CBF關系

經交互點圖分析，SWAN-rLMC 評分預測CMCAO 不良預后的最佳截斷點為12分，此時靈敏度為83.3%，特異度為88.2%，具有良好的區(qū)分度，將SWAN-rLMC 評分＞12分定義為側支不良組，≤12 分為側支良好組。35 例CMCAO 患者的SWAN-rLMC評分良好組18例（51.43%），其等、高灌注66.67%（12/18）；不良組17例（48.57%），其低灌注94.1%（16/17）。經獨立樣本t檢驗顯示，SWAN-rLMC 評分的側支不良組患側CBF 低于側支良好組，差異有統(tǒng)計學意義（t=3.296，P＜0.05）。經χ2檢驗，側支良好組與不良組患側低灌情況比較，差異有統(tǒng)計學意義（χ2=16.431，P＜0.001）。 經Mann-WhitneyU檢驗，側支良好組灌注優(yōu)于不良組，差異有統(tǒng)計學意義（Z=3.660，P＜0.001）。見表1、圖1～3。

表1 兩組CMCAO患者的SWAN-rLMC評分與CBF的關系

3.CMCAO患者側支循環(huán)的SWAN-rLMC、CBF與預后關系

35 例CMCAO 患者在隨訪中17 例發(fā)生不良預后，其中6 例發(fā)生腦梗死（隨訪10 個月后大面積腦梗死，mRS 評分4 分），1 例11 個月后腦出血死亡（mRS 評分6 分），10 例發(fā)生TIA；隨訪1 年中預后不良11 例，占64.7%（其中4 例急性腦梗死、1 例腦出血、TIA 6 例）；隨訪3 年預后不良4 例，占23.5%（其中急性腔隙性腦梗死1 例、TIA 3 例）；5 年隨訪中預后不良2 例，占11.8%（其中1 例急性腦梗死、1 例TIA）。mRS 評分0 分29 例，1 分4 例，4 分1 例，6 分1 例。SWAN-rLMC 評分側支良好組的良好預后比率高于側支不良組，等及高灌注組的良好預后比率高于低灌注組，差異均有統(tǒng)計學意義（均P＜0.001）。SWAN-rLMC 評分預測不良預后的靈敏度為83.3%，特異度和陽性預測值均為88.2%。CBF 灌注預測不良預后的靈敏度為100.0%，特異度為76.5%，陽性預測值81.8%（表2）。SWAN-rLMC 評分和CBF灌注判斷不良預后均具有良好的識別能力。將SWAN-rLMC 評分與CBF 灌注相結合判斷不良預后預測能力有了一定提高，與AUCSWAN-rLMC相比差異有統(tǒng)計學意義（Z=2.145，P=0.032），與AUCCBF相比差異無統(tǒng)計學意義（Z=1.616，P=1.106）（圖4）。

表2 兩組CMCAO患者的SWAN-rLMC評分、CBF灌注與預后的關系（例）

圖4 35例CMCAO患者SWAN-rLMC評分、CBF灌注判斷預后的ROC

討論

隨著MRI 與MRA 廣泛應用臨床，檢查出CMCAO 患者越來越多。MRA 能夠反映血管形態(tài)學改變，不能反映血管內成分、腦氧代謝、CBF 變化。SWAN 是采用高分辨率、三維、完全速度補償梯度回波技術，利用組織間磁敏感度差異和BOLD 效應成像的MRI 新技術，反映血氧代謝情況。CMCAO 腦組織的缺血耐受及側支循環(huán)代償程度通過影響缺血區(qū)域毛細血管和引流靜脈脫氧血紅蛋白含量，脫氧血紅蛋白增多改變局部磁化率，導致CVS和DMV顯示。rLMC評分僅考慮AMCAO 患者的前循環(huán)所有區(qū)域，CMCAO 患者有后循環(huán)參與供血和側腦室旁DMV 改變。本組中PCA 的CVS供血占74.29%，DMV 供血占60.00%，在rLMC 基礎上對CMCAO-rLMC 評分進行改良，增加PCA 供血區(qū)的CVS 和DMV，由原9 個區(qū)域改為11 區(qū)域共計24 分，根據交互點圖得到的截斷值將SWAN-rLMC 評分≤12 分為側支良好組，＞12分定義為側支不良組。

腦血管內血流動力學與腦血管形態(tài)改變之間相互影響，尤其當狹窄程度≥50%時，可導致腦組織的血流動力學改變［6］，當顱內血管狹窄或閉塞后，使動脈內壓力梯度增加，導致腦血流緩慢順行或逆行的軟腦膜側支進入到小側支吻合口［7-9］，繞過狹窄，導致側支內皮上的動脈內液體剪切應力增加［10-11］、側支血管壁增厚［12］，隨著側支長度增加，最終新直徑、長度［13］和重塑側支血管適應血流量的增加［14］。同時通過自動調節(jié)和氧攝取分數（OEF）增加代償反應，導致脫氧血紅蛋白增加，通過這些互補機制，恢復腦組織血氧水平，防止或控制腦損傷。CMCAO 后的腦組織灌注區(qū)域血氧供需不平衡，CBF 繼續(xù)降低，腦組織血氧水平恢復緩慢或不能恢復，導致脫氧血紅蛋白升高，SWAN 顯示AVS 和/或DMV 擴張。AVS 在大血管嚴重狹窄或閉塞患者中常見，并出現(xiàn)腦灌注不足，反映了腦組織和腦血管中的氧飽和度，是評估血流動力學的神經影像學標志物，此外，觀察到AVS在血運重建后顯著減輕［15-16］。顱內動脈狹窄或閉塞患者即使沒有明顯的神經缺陷，腦血灌注和血管儲備仍然減少［17］。

3D-pcASL 從標記血管內水分子開始到大腦中完成交換的信號，獲得可量化和可視化的全腦灌注圖［18-19］。CMCAO 患者可長期處于慢性缺血代償期，側支循環(huán)主要通過軟腦膜血管支配腦組織供血，達到支配腦組織區(qū)域供血時間延長［20］。我們選擇3D-pcASL 的PLD=2 525 ms 檢查，反映的是延遲的動脈血流到達，能夠真實反映缺血腦組織灌注狀態(tài)及二級側支循環(huán)代償，這與文獻報道一致［21］。在正常體溫和正常氧的條件下，CBF保持在50～60 ml·100 g-1·min-1，以滿足大腦的代謝需求，CBF低于50 ml·100 g-1·min-1時，處于缺血狀態(tài)［22］。CBF 降至22 ml·100 g-1·min-1以下，通常就會發(fā)生缺血性損傷，CBF 在10～20 ml·100 g-1·min-1之間，神經元功能可能喪失，在CMCAO 中，血流動力學嚴重受損時，卒中的年風險高達35.6%～41.4%［23］。本組35 例CMCAO 患者中，SWAN-rLMC 評分的側支不良組患側CBF（31.76±10.72）ml·100 g-1·min-1，低于側支良好組的（48.82±18.63）ml·100 g-1·min-1，差異有統(tǒng)計學意義（P＜0.05）。經Mann-WhitneyU檢驗，側支良好組的灌注優(yōu)于不良組，差異有統(tǒng)計學意義（P＜0.001）。在SWAN-rLMC 評分良好組有低灌注占33.33%，不良組有等灌注占5.9%，經SWAN-rLMC評分與CBF灌注相結合判斷不良預后的預測能力有了一定提高，差異有統(tǒng)計學意義（P＜0.05）。在CMCAO 患者緩慢出現(xiàn)AVS 和DMV 擴張及持續(xù)加重，這說明患側灌注壓力嚴重減低，正常血管收縮功能逐步消失，自我調節(jié)功能障礙，血管內缺血、缺氧，CBF 下降，導致AVS擴張。此時，處于貧困灌注期，細胞結構的完整性存在，積極有效改善血流可使其恢復，否則，引起腦卒中發(fā)生，甚至死亡風險。同時，長期處于低灌注狀態(tài)，引起腦細胞代謝、認知障礙、老年癡呆發(fā)生。

局限性：⑴單中心小樣本量的回顧性研究。⑵初步應用改良SWAN-rLMC 評分和3D-pcASL 的CBF 評估CMCAO的側支循環(huán)、血管內氧代謝狀態(tài)和CBF改變來預測預后，缺乏CTP、MRP 和DAS 對比研究，將進一步聯(lián)合CTP、MRP 和DSA檢查來驗證CMCAO側支循環(huán)、CBF與預后關系。

改良CMCAO-SWAN-rLMC 評分和3D-pcASL 可以直觀反映腦氧代謝、腦灌注水平和側支循環(huán)變化，為臨床預防、治療、預后評估提供個體定量依據，同時提供簡單、無輻射、無對比劑和隨訪復查判斷側支循環(huán)影像學方法。

利益沖突 所有作者均聲明不存在利益沖突

作者貢獻聲明 許開喜：醞釀和設計試驗，起草文章，對文章的知識性內容作批評性審閱；徐行茹：采集數據，統(tǒng)計分析；陳新建、馬先軍：采集數據；王金：醞釀和設計試驗，采集數據，對文章的知識性內容作批評性審閱；左濤生：采集、分析/解釋數據；陳宇辰、顧寶東：采集、分析/解釋數據，統(tǒng)計分析；孟云：醞釀和設計試驗，對文章的知識性內容作批評性審閱；殷信道：醞釀和設計試驗