酰胺質(zhì)子轉(zhuǎn)移磁共振成像在缺血性腦梗死分期中的應(yīng)用

張帥，李春媚,宋國棟，陳敏

(1中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院北京協(xié)和醫(yī)學(xué)院，北京100730；2北京醫(yī)院國家老年醫(yī)學(xué)中心)

酰胺質(zhì)子轉(zhuǎn)移磁共振成像在缺血性腦梗死分期中的應(yīng)用

張帥1,2，李春媚2,宋國棟1,2，陳敏2

(1中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院北京協(xié)和醫(yī)學(xué)院，北京100730；2北京醫(yī)院國家老年醫(yī)學(xué)中心)

目的 探討酰胺質(zhì)子轉(zhuǎn)移(APT)磁共振成像用于缺血性腦梗死分期的可行性。方法 50例腦梗死患者(發(fā)病時間<24 h者15例、24 ～72 h者9例、>72 ～240 h者12例、>240 h者14例)，接受頭顱APT磁共振成像檢查，計算酰胺質(zhì)子的不對稱磁化轉(zhuǎn)移率(MTRasym)。結(jié)果 發(fā)病時間<24 h、24 ～72 h、>72 ～240 h、>240 h腦梗死患者的MTRasym分別為-0.9±0.6、-0.2±0.6、0.2±0.5、0.9±0.7；發(fā)病時間<24 h、24 ～72 h腦梗死患者的MTRasym相比，P<0.01；發(fā)病時間<24 h、>72 ～240 h腦梗死患者的MTRasym相比，P>0.05；發(fā)病時間<24 h、>240 h腦梗死患者的MTRasym相比，P<0.01；發(fā)病時間24 ～72 h 、>72 ～240 h腦梗死患者的MTRasym相比，P<0.01；發(fā)病時間24 ～72 h、>240 h腦梗死患者的MTRasym相比，P<0.01；發(fā)病時間>72 ～240 h、>240 h腦梗死患者的MTRasym相比，P<0.01。結(jié)論 發(fā)病時間不同腦梗死患者的MTRasym 不同，APT磁共振成像檢查有助于缺血性腦梗死的分期。

磁共振成像；酰胺質(zhì)子轉(zhuǎn)移；pH值；腦梗死；缺血性腦梗死

缺血性腦梗死是常見的腦血管疾病，具有較高的致死、致殘率，好發(fā)于老年人[1，2]。患者可能在病程不同時期接受診斷和治療，約1/7的患者在接受檢查時處于昏迷狀態(tài)，所以部分患者的發(fā)病時間無法獲知[3]。腦梗死不同時期，其治療方法不同。準(zhǔn)確判定缺血性腦梗死的分期，有助于治療方案的制定。此外，部分腦梗死，尤其是超急性期腦梗死，常規(guī)磁共振成像檢查有時不能發(fā)現(xiàn)病灶。酰胺質(zhì)子轉(zhuǎn)移(APT)磁共振成像是近年來在磁化傳遞及化學(xué)交換理論基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種磁共振分子成像新技術(shù)，可探測組織內(nèi)源性低濃度的游離蛋白及多肽，間接反映活體細胞內(nèi)部的代謝變化和生理病理信息，對組織的pH值變化敏感[4]。pH值變化反映了腦梗死灶中葡萄糖或氧代謝異常，使APT磁共振成像可能成為判斷腦梗死分期的方法[5]。然而，目前APT磁共振成像在腦梗死診治研究中的應(yīng)用仍限于動物實驗[6]。本研究通過APT磁共振成像對不同發(fā)病時間腦梗死患者的梗死灶酰胺質(zhì)子的不對稱磁化轉(zhuǎn)移率(MTRasym)進行了測算，旨在探討 APT磁共振成像用于缺血性腦梗死分期的可行性。

1 資料與方法

1.1 臨床資料 2014年8月～2016年3月收治的腦梗死患者50例(男33例、女17例，年齡38～73歲)，病灶位于大腦中動脈供血區(qū)32例、大腦前動脈供血區(qū)12例、大腦后動脈供血區(qū)6例，符合第4屆全國腦血管病學(xué)術(shù)會議制定的《腦梗死診斷標(biāo)準(zhǔn)》[7]。排除標(biāo)準(zhǔn)：磁共振成像質(zhì)量低的患者；腔隙性腦梗死患者；合并腦出血的患者；已接受靜脈溶栓或選擇性主要血管成形術(shù)(如支架置入)治療的患者。根據(jù)發(fā)病時間不同，將50例腦梗死患者分為發(fā)病時間<24 h者15例、24 ～72 h者9例、>72 ～240 h者12例、>240 h者14例[8]。50例患者接受頭顱APT磁共振成像檢查。磁共振掃描前由患者本人或其直系親屬簽署知情書同意書。本研究經(jīng)當(dāng)?shù)貦C構(gòu)倫理委員會批準(zhǔn)。

1.2 APT磁共振成像檢查方法 采用頭部8通道線圈，用3.0 T Achieva 磁共振成像系統(tǒng)掃描。首先進行常規(guī)掃描，包括彌散加權(quán)成像(DWI)、 T1WI、 T2WI、 FLAIR 橫斷面及 T1WI 矢狀面掃描；之后進行APT磁共振成像掃描，采用單層面橫斷位掃描，掃描層面為DWI發(fā)現(xiàn)病灶橫截面最大層面，具體掃描參數(shù)為TR 3 000 ms、TE 7.9 ms、快速自旋回波因子54、飽和時間0.8 s、脈沖能量2 μT、FOV 230 mm ×221 mm、矩陣105×100、層厚 6 mm；用31個頻率進行采集[分別為0、 ±0.25、±0.5、±0.75、±1(2)、±1.5(2)、±2(2)、±2.5(2)、±3(2)、±3.25(2)、±3.5(8)、±3.75(2)、±4(2)、±4.5、±5、±6 ppm；括號內(nèi)為同一頻率采集次數(shù)，如未標(biāo)明則代表采集次數(shù)為1]；單層掃描時間約3 min。

1.3 數(shù)據(jù)處理 采用基于交互式數(shù)據(jù)語言的內(nèi)部開發(fā)軟件對APT磁共振成像的圖像進行處理分析。由經(jīng)驗豐富的放射科醫(yī)生參照DWI圖上顯示的病灶范圍在APT磁共振成像加權(quán)圖上勾劃感興趣區(qū)(見圖1)， 由計算機自動計算出MTRasym。為測量觀察者間的一致性，另一名經(jīng)驗豐富的放射科醫(yī)生采用同樣的方法在APT磁共振成像加權(quán)圖上勾劃感興趣區(qū)。MTRasym即MTRasym(3.5 ppm)的計算公式如下：MTRasym(3.5 ppm)= MTR(+3.5 ppm)-MTR(-3.5 ppm)。

注：勾劃感興趣區(qū)時以DWI圖上顯示的病灶范圍為參考，并避開腦脊液、腦室區(qū)域。

圖1 感興趣區(qū)勾劃示范

1.4 統(tǒng)計學(xué)方法 采用 SPSS 19.0 統(tǒng)計軟件。對腦梗死發(fā)病時間<24 h者，用Fisher確切概率法比較DWI和APT磁共振成像發(fā)現(xiàn)病灶的差異性；計量資料先進行正態(tài)性檢驗和方差齊性檢驗，比較用單因素方差分析及LSD法；APT磁共振成像測量值的可重復(fù)性用線性回歸分析法及Bland-Altman法進行分析。P<0.05 為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

2 結(jié)果

發(fā)病時間<24 h、24 ～72 h、>72 ～240 h、>240 h腦梗死患者的MTRasym分別為-0.9±0.6、-0.2±0.6、0.2±0.5、0.9±0.7；發(fā)病時間<24 h、24 ～72 h腦梗死患者的MTRasym相比，P<0.01；發(fā)病時間<24 h、>72 ～240 h腦梗死患者的MTRasym相比，P>0.05；發(fā)病時間<24 h、>240 h腦梗死患者的MTRasym相比，P<0.01；發(fā)病時間24 ～72 h 、>72 ～240 h腦梗死患者的MTRasym相比，P<0.01；發(fā)病時間24 ～72 h、>240 h腦梗死患者的MTRasym相比，P<0.01；發(fā)病時間>72 ～240 h、>240 h腦梗死患者的MTRasym相比，P<0.01。

APT磁共振成像能顯示DWI顯示的所有腦梗死病灶，包括發(fā)病時間<24 h的早期病灶， APT磁共振成像發(fā)現(xiàn)病灶的敏感性為100%。兩位觀察者對50例患者觀察結(jié)果的一致性良好，R2值為0.83；Bland-Altman分析也顯示出良好的一致性，只有5例病灶的測量超出95%可信區(qū)間。

3 討論

腦動脈閉塞后缺血性腦梗死的病理過程可以分為急性期(幾小時)、亞急性期(幾個小時到幾天)和慢性期(幾天到幾個月)，分期不同，干預(yù)和治療方法亦不同。對于缺血性腦梗死的診斷和隨訪，臨床采用的磁共振成像檢查方法主要有DWI[9]、磁共振灌注成像(PWI)[10]和磁共振波譜成像(MRS)[11]。PWI是用來反映組織的微血管分布及血流灌注情況的磁共振檢查技術(shù)，可以提供血液動力學(xué)方面的信息，但掃描時間長，臨床上不作為常規(guī)檢查。DWI常用于急性期腦梗死的診斷，但在腦梗死后6 h 內(nèi),DWI檢查可能無病灶發(fā)現(xiàn)，在這種情況下往往需要PWI作為補充[12]。本研究結(jié)果顯示，APT磁共振成像通過反映pH值的變化，發(fā)現(xiàn)急性期腦梗死病灶的敏感性高，與DWI相當(dāng)，而且能夠通過MTRasym區(qū)分缺血性腦梗死的不同發(fā)病時間。

腦梗死的發(fā)生主要為局部血液循環(huán)障礙造成大腦組織缺血缺氧，pH值發(fā)生改變，這成為APT磁共振成像檢出腦梗死灶的基礎(chǔ)。本研究結(jié)果顯示，APT磁共振成像能顯示DWI顯示的所有腦梗死病灶，包括發(fā)病時間<24 h的早期病灶。我們認為，APT可以作為DWI的補充，在腦梗死早期發(fā)現(xiàn)DWI不能發(fā)現(xiàn)的病灶。

本研究發(fā)現(xiàn)，發(fā)病時間<24 h腦梗死患者的MTRasym值明顯低于其他發(fā)病時間者。MTRasym值降低可以由急性期病灶腦組織酸中毒導(dǎo)致的pH值降低來解釋，在亞急性期和慢性期MTRasym值的增加可能是腦組織由酸中毒逐漸向堿中毒轉(zhuǎn)化的結(jié)果。有關(guān)MRS檢查的研究[13]同樣表明，在腦組織急性缺血狀態(tài)時細胞內(nèi)存在酸中毒；而在亞急性腦梗死組織中, 酸中毒逐漸向堿中毒轉(zhuǎn)化，pH值升高[14]。

APT磁共振成像作為一種新的成像方法，有必要對其可重復(fù)性進行評價。在本研究中兩位觀察者對50例患者觀察結(jié)果的一致性良好。本研究的局限性首先是所采用的序列是單層掃描序列，定位時需要參照其他序列以獲得病灶最大橫截面，能夠覆蓋全腦的3D APT序列正在開發(fā)中[15]；其次是APT磁共振成像的層面選擇DWI檢查發(fā)現(xiàn)病灶的層面，當(dāng)DWI檢查沒有發(fā)現(xiàn)病灶時APT磁共振成像能否發(fā)現(xiàn)病灶需進一步研究。

綜上所述，APT磁共振成像作為一種安全無創(chuàng)的磁共振分子成像新技術(shù)[16,17]，可通過腦組織pH的變化來對缺血性腦梗死進行分期，其對發(fā)現(xiàn)急性期腦梗死病灶也具有較高的敏感性，而且可重復(fù)性良好[18]。

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陳敏(E-mail: chenmin62@yahoo.com)

10.3969/j.issn.1002-266X.2016.43.016

R445.2

B

1002-266X(2016)43-0052-03

2016-07-06)