PWI-ASPECTS/DWI-ASPECTS不匹配與PWI/DWI不匹配相關(guān)性研究

游小風，陳林麗，徐偉華

磁共振灌注成像(perfusion-weighted imaging，PWI)與彌散加權(quán)成像(diffusion-weighted imaging，DWI)不匹配作為一種測量缺血半暗帶實用且可靠的方法，已越來越多的用于急性腦卒中患者的診療中[1，2]。通過PWI/DWI不匹配界定缺血半暗帶被認為具有較高的價值，可指導患者的溶栓或取栓[3]。然而，由于體積測量耗時且需專業(yè)的軟件測量、PWI/DWI不匹配視覺評估可靠性較低等原因，PWI-DWI不匹配在臨床實踐中仍存在較多困難。半定量的DWI-Alberta卒中項目早期CT評分(ASPECTS)由于簡單、可靠、快速評估等優(yōu)點已越來越多的應用于DWI梗死體積評估[4]。本研究將評估PWI圖像的ASPECTS評分，探討大腦中動脈閉塞的急性腦卒中患者PWI-ASPECTS/DWI-ASPECTS不匹配與PWI/DWI不匹配的相關(guān)性，PWI-ASPECTS/DWI-ASPECTS不匹配是否可替代PWI-DWI不匹配評估卒中缺血半暗帶。

1 資料與方法

1.1 研究對象 回顧性分析2017年1月～2019年6月在重慶醫(yī)科大學附屬第二人民醫(yī)院就診且行血管再通治療的急性腦卒中患者(發(fā)病時間<6 h)。所有患者簽署知情同意書。納入標準：(1)首次急性前循環(huán)卒中，或以前發(fā)生過卒中但沒有遺留影響神經(jīng)評分的后遺癥；(2)發(fā)病時間為6 h以內(nèi)；(3)血管再通治療前行MRI和PWI檢查且影像可用于評估(無明顯運動偽影等)；(4)大腦中動脈閉塞或重度狹窄引起的卒中；(5)行血管內(nèi)再通治療(血栓切除術(shù))。排除標準：(1)顱內(nèi)出血、腫瘤或創(chuàng)傷；(2)有MRI禁忌證；(3)拒絕血管再通治療；(4)MRI或DSA有運動偽影圖像無法評估；(5)大腦前動脈或后循環(huán)閉塞/重度狹窄引起的卒中。共65例符合納入標準，男42例，女23例，平均年齡(68.90±9.35)歲。

1.2 檢查方法 采用3.0T MR掃描設(shè)備(Ingenia，Philips Medical Systems，Netherlands)進行治療前檢查，掃描序列包括FLAIR、DWI、MRA及PWI。部分掃描參數(shù)如下：DWI(自旋回波序列，TR 2501 ms，TE 98 ms，矩陣 152*122，3個方向，視野(FOV)230 mm×230 mm，翻轉(zhuǎn)角(FA)，90 °，層數(shù)18，層厚6 mm，層間距1.3 mm，b=0 and 1000 s/mm2)；DSC-PWI的成像參數(shù)為：重復時間ms/回波時間ms 2000/30，矩陣 96*93，視野(FOV)224 mm×224 mm，翻轉(zhuǎn)角(FA)，90 °，層厚4 mm，持續(xù)時間88 s。

1.3 影像分析 使用飛利浦3T自帶的先進后處理工作站對PWI數(shù)據(jù)進行分析。通過人工識別卒中對側(cè)大腦中動脈遠端支選擇動脈輸入功能。對濃度-時間曲線進行循環(huán)奇異值分解，可生成腦血流量(cerebral blood flow，CBF)、腦血容量(cerebral blood volume，CBV)、達峰時間(time to peak，TTP)，平均通過時間(mean transit time，MTT)圖。在后處理工作站上對TTP圖上灌注異常區(qū)、DWI圖上梗死高信號區(qū)進行感興趣區(qū)勾畫，自動計算PWI體積(VPWI)及DWI(VDWI)梗死體積。PWI/DWI不匹配[5]為VPWI/VDWI≥1.8，VPWI-VDWI≥15 ml且VDWI<70 ml。在DWI圖像上及TTP圖像上選取大腦中動脈供血區(qū)2個層面的10個區(qū)域進行ASPECTS評分，包括：(1)核團層面(即丘腦和紋狀體平面)，分為M1、M2、M3、島葉(I)、豆狀核(L)、尾狀核(C)和內(nèi)囊(IC)后肢7個區(qū)域；(2)核團以上層面(在核團水平上2 cm)，包括M4、M5和M6。這十個區(qū)域的權(quán)重相同，都為1分。評分時從10分中減去存在異常病變的區(qū)域數(shù)目[6]。PWI-ASPECTS評分時若TTP圖像解剖位置識別困難，可來回切換TTP圖、DWI圖，參照DWI圖進行TTP圖解剖位置識別。PWI-ASPECTS/DWI-ASPECTS不匹配為DWI-ASPECTS減去PWI-ASPECTS。所有影像資料均由2位有經(jīng)驗的神經(jīng)放射學診斷醫(yī)師采用雙盲法進行分析，結(jié)果不一致時經(jīng)協(xié)商后達成一致。

1.4 統(tǒng)計學分析 應用SPSS 19.0統(tǒng)計學軟件進行數(shù)據(jù)處理。采用Kappa分析進行觀察者間一致性分析，Kappa值大于0.75表示一致性好。應用Spearman等級相關(guān)分析DWI-ASPECTS、PWI-ASPECTS、PWI-ASPECTS/DWI-ASPECTS不匹配與體積及PWI/DWI不匹配間的相關(guān)性。應用受試者操作曲線(receiver operating characteristic，ROC)分析PWI-ASPECTS/DWI-ASPECTS不匹配預測PWI/DWI不匹配的價值。P<0.05為差異有統(tǒng)計學意義。

2 結(jié) 果

2.1 影像數(shù)據(jù)基本概況 PWI/DWI不匹配、DWI-ASPECTS、PWI-ASPECTS觀察者間一致性分別為k=0.99[95%可信區(qū)間(confidence interval，CI)：0.93～1]、k=0.94(95%CI：0.91～1)、k=0.96(95%CI：0.92～1)。PWI體積、DWI體積及PWI/DWI不匹配體積分別為(25.01±23.11)ml、(75.90±48.99)ml、(50.73±27.14)ml。DWI-ASPECTS、PWI-ASPECTS及PWI-ASPECTS/DWI-ASPECTS不匹配評分分別為5.95±2.32、3.52±2.57、2.43±0.75(見圖1)。

表1 各體積與ASPECTS間相關(guān)性

2.2 各體積與ASPECTS間相關(guān)性 Spearman等級相關(guān)分析顯示PWI體積與PWI-ASPECTS、DWI體積與DWI-ASPECTS、PWI/DWI不匹配體積與PWI-ASPECTS/DWI-ASPECTS不匹配間具有較強的相關(guān)性(r=-0.767；P=0.000、r=-0.817；P=0.000、r=-0.643；P=0.000)(見表1)。

2.3 PWI-ASPECTS/DWI-ASPECTS不匹配預測PWI/DWI不匹配能力分析 ROC分析顯示當PWI-ASPECTS/DWI-ASPECTS不匹配≥2時，PWI-ASPECTS/DWI-ASPECTS不匹配預測PWI/DWI不匹配的曲線下面積(area under the curve，AUC)為0.963，其敏感性和特異性分別為87.90%、100%。當PWI-ASPECTS/DWI-ASPECTS不匹配≥3時，PWI-ASPECTS/DWI-ASPECTS不匹配預測PWI/DWI不匹配的AUC為0.822，其敏感性和特異性分別為93.80%、63.64%(見圖2、圖3)。

圖1 DWI圖核團層面(A)及核團以上層面(B)示尾狀核(C)、島葉(I)、豆狀核(L)、M2及M5區(qū)域可見高信號梗死灶，DWI-ASPECTS評分為10-5=5分。PWI(TTP圖)相應的層面(C、D)示C、I、L、M1、M2、M3、M4、M5區(qū)域可見低灌注區(qū)，PWI-ASPECTS評分為10-8=2分。PWI-ASPECTS/DWI-ASPECTS不匹配評分為3分

圖2 當PWI-ASPECTS/DWI-ASPECTS不匹配≥2時PWI-ASPECTS/DWI-ASPECTS不匹配預測PWI/DWI不匹配的ROC曲線圖

圖3 當PWI-ASPECTS/DWI-ASPECTS不匹配≥3時PWI-ASPECTS/DWI-ASPECTS不匹配預測PWI/DWI不匹配的ROC曲線圖

3 討 論

急性腦卒中具有高發(fā)病率、高病死率、高致殘率和高復發(fā)率等特點，快速識別缺血半暗帶對卒中患者的早期再灌注治療具有重要意義[7，8]。PWI/DWI不匹配被視為臨床判斷缺血半暗帶的金標準[9]，已廣泛用于指導溶栓、取栓治療。ASPECTS評分是一種對急性卒中進行快速、簡單、可靠且系統(tǒng)化評估的方法，它可在影像學檢查的基礎(chǔ)上更加客觀、簡單、系統(tǒng)及準確的傳遞急性卒中患者的生理信息，為臨床醫(yī)生制定恰當?shù)闹委煼桨柑峁椭鶾10]。盡管ASPECTS評分最初并不是用來代替體積的，但它是一種半定量評估，已有大量研究顯示基于DWI的ASPECTS評分與DWI梗死體積間具有很強的相關(guān)性[11～13]，這為ASPECTS評分替代梗死體積提供了可能性。盡管每個ASPECTS評分的點對應的體積范圍較廣，但本研究結(jié)果顯示DWI體積與DWI-ASPECTS間仍具有較強的相關(guān)性，這與大部分的研究結(jié)果一致。此外，本研究還發(fā)現(xiàn)PWI體積與PWI-ASPECTS同樣具有相關(guān)性。

本研究主要優(yōu)勢為發(fā)現(xiàn)PWI/DWI不匹配體積與PWI-ASPECTS/DWI-ASPECTS不匹配間具有較強的相關(guān)性。PWI低灌注但還未受損的區(qū)域通常位于ASPECT中的表面皮質(zhì)區(qū)域，這與近端大腦中動脈閉塞后核心梗死區(qū)及半暗帶的病理生理變化有關(guān)，即核心梗死區(qū)主要位于深部區(qū)域，半暗帶主要位于表面的皮質(zhì)區(qū)域[14]，這解釋了PWI/DWI不匹配體積與PWI-ASPECTS/DWI-ASPECTS不匹配間具有較強的相關(guān)性的原因。本研究顯示，當PWI-ASPECTS/DWI-ASPECTS不匹配≥2時，PWI-ASPECTS/DWI-ASPECTS不匹配預測PWI/DWI不匹配的的敏感性和特異性都較高，分別達87.90%、100%。而當PWI-ASPECTS/DWI-ASPECTS不匹配≥3時，PWI-ASPECTS/DWI-ASPECTS不匹配預測PWI/DWI不匹配的特異性雖然僅為63.64%，然而敏感性達到了93.80%。雖然PWI-ASPECTS/DWI-ASPECTS不匹配為2時分值較低，然而此類通常累及的區(qū)域多集中在較大的表面皮質(zhì)區(qū)域，因此PWI/DWI會存在較多的不匹配。此外，應用ASPECTS評估不匹配時還可得到PWI/DWI不匹配無法評估的組織受累位置。在臨床工作中，放射醫(yī)生可快速生成TTP圖，只需在電腦上查看TTP圖和DWI圖即可快速的進行ASPECTS不匹配評估，無需額外的軟件進一步處理。

本研究還存在不足之處，本研究只評估了PWI/DWI不匹配與ASPECTS評分間的相關(guān)性，未進一步評估PWI-ASPECTS/DWI-ASPECTS不匹配在預測卒中梗死體積增長及預后中的預測價值。其次，本研究所有患者均為大腦中動脈受累的卒中類型，未評估頸內(nèi)動脈閉塞/重度狹窄引起的卒中患者不匹配間的差異，在接下來的研究中，我們將增加卒中患者的類型，比較PWI/DWI不匹配與ASPECTS評分間的相關(guān)性，并比較其在預測梗死體積增長及預后中的價值。

綜上所述，PWI-ASPECTS/DWI-ASPECTS不匹配與PWI/DWI不匹配具有較強的相關(guān)性，當PWI-ASPECTS/DWI-ASPECTS不匹配≥2時，其預測PWI/DWI不匹配敏感性和特異性較高。臨床工作中PWI-ASPECTS/DWI-ASPECTS不匹配可替代PWI/DWI不匹配評估缺血半暗帶。