磁共振彌散加權(quán)成像聯(lián)合灌注加權(quán)成像預測腫瘤樣腦梗死最終梗死體積的價值

徐海峰, 陳克敏, 張永利, 文 峰, 錢幫偉

(1.上海市浦東新區(qū)人民醫(yī)院 放射科, 上海, 201299;2.上海交通大學醫(yī)學院附屬瑞金醫(yī)院 放射科, 上海, 200025)

腦梗死的不可逆損傷范圍或最終梗死體積與臨床預后密切相關(guān)，因此預測最終梗死體積對預后判斷和治療方案擬定至關(guān)重要。研究[1-3]發(fā)現(xiàn)基于磁共振(MR)彌散加權(quán)成像(DWI)與灌注加權(quán)成像(PWI)的錯配現(xiàn)象可預測急性或亞急性腦梗死的體積，但結(jié)果存在較大差異，原因可能受諸多因素如腦梗死類型、出血轉(zhuǎn)化(HT)、水腫、再灌注以及發(fā)病與基線和追蹤MR成像間隔時間等影響。作者的初步分析發(fā)現(xiàn)，腫瘤樣腦梗死大都合并HT和病變周圍水腫，因此DWI結(jié)合PWI預測最終梗死體積和不可逆損傷最佳閾值可能與其他一些類型的急性和亞急性腦梗死不同。作者通過PubMed和SinoMed檢索發(fā)現(xiàn)許多有關(guān)腫瘤樣腦梗死診斷以及DWI結(jié)合PWI預測急性和亞急性最終腦梗死體積的研究報道[4-7], 但未發(fā)現(xiàn)針對DWI結(jié)合PWI預測腫瘤樣腦梗死最終梗死體積的相關(guān)研究。本研究分析DWI結(jié)合PWI預測腫瘤樣腦梗死最終梗死體積的價值，現(xiàn)報告如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料

選取2004年9月—2020年10月3 785例急性和亞急性腦梗死病例中符合腫瘤樣腦梗死診斷標準者34例(0.9%), 其中3例因無PWI資料而剔除。31例患者中，男24例，女7例，年齡為44～75歲，中位年齡為56歲[四分位距(IQR)=27]; 幕上病變27例，幕下4例; 發(fā)病至基線CT掃描時間為1～14 d, 中位時間為4 d(IQR=3), CT與磁共振成像(MRI)間隔時間<24 h, 追蹤MRI時間為3～28個月，中位時間為14個月(IQR=13)。

納入標準: ① 首次發(fā)病者; ② 既往無腦血管病史者; ③ CT和MRI符合腫瘤樣腦梗死診斷標準者，即平掃均顯示為結(jié)節(jié)狀或腫物樣病變，增強MRI顯示為斑點狀、結(jié)節(jié)狀或環(huán)形強化，病變周圍有水腫帶和占位效應; ④ 基線MRI獲得DWI和PWI者; ⑤ 追蹤MRI時間>90 d并證實為腦梗死者。排除標準: ① 通過回顧病史和實驗室檢查，排除腦感染性或脫髓鞘性疾病者; ② HT>梗死面積30%者; ③ 腦外科介入治療后者; ④ 大面積水腫導致對側(cè)腦組織變形或腦疝者; ⑤ 運動或其他偽影導致圖像畸變者。依據(jù)歐洲急性中風協(xié)作研究組織的標準[8], 將HT分為出血性腦梗死(HI)和腦實質(zhì)出血(HP); HI又分為HI1型(小點狀出血)和HI2型(點狀出血融合); HP又分為HP1型(血凝塊小于梗死面積30%)和HP2型(血凝塊超過梗死面積30%或出血位于梗死灶以外)。本研究對患者圖像和數(shù)據(jù)的回顧性分析獲得本院醫(yī)學倫理委員會準許。

1.2 MRI方法

所有病例均行常規(guī)MRI、DWI和PWI, 斷面選擇為橫軸位和矢狀位，成像設(shè)備為GE公司生產(chǎn)的Signa 1.5-T MR掃描儀。采用平面回波(EPI)序列獲得DWI[重復時間(TR)/回波時間(TE)=6 000 ms/61 ms,b值=0、1 000 s/mm2], 矩陣128×128, 視野24 cm×24 cm, 層厚6 mm, 間隔1 mm。采用磁敏感對比增強平面回波成像(EPI)獲得PWI(TR/TE=2 000 ms/80 ms), 肘靜脈注射釓噴酸葡氨(0.1 mmol/kg, 速率4 mL/s), 而后以相同速率注射0.9%生理鹽水20 mL, 空間分辨率、層厚和間隔與DWI相同。

1.3 數(shù)據(jù)分析

感興趣區(qū)設(shè)計參考YU Y等[9]、BANDERA E等[10]研究方法: 預測梗死體積定義為DWI信號異常區(qū); 最終梗死體積定義為追蹤T2WI高信號和FLAIR高信號或低信號區(qū)，取徑線大者; 預測誤區(qū)體積定義為預測梗死與最終梗死錯配區(qū); 缺血半暗帶定義為PWI信號異常，而DWI和追蹤MRI正常區(qū)。PWI參數(shù)測量幕上病變27例, 31例獲得表觀擴散系數(shù)(ADC)以及預測和最終梗死體積。DWI與PWI圖像配準以及最終梗死體積定位在MRI設(shè)備的工作站上進行，手動設(shè)計感興趣區(qū)，采集所有病變層面參數(shù)，取平均值，腦梗死最終梗死、預測梗死和缺血半暗帶示意圖見圖1。標準化采用病變與對側(cè)正常大腦半球鏡像區(qū)的比值(病變/鏡區(qū))，標準化后為相對腦血容量(CBV)、腦血流(CBF)、平均通過時間(MTT)和ADC，分別用rCBV、rCBF、rMTT和rADC表示。病變體積測量采用Matlab 2017a 軟件的圖像分段法，手動設(shè)計感興趣區(qū)以獲得單層像素數(shù)，而后乘以層厚加間隔[像素數(shù)×(層厚+間隔)]，病變體積為所有病變層面像素數(shù)總和[11]。因最終梗死體積可能大于或小于預測梗死體積，因此取預測與最終梗死體積的差值或預測誤區(qū)體積絕對值生成中位數(shù)。

A: 模式圖，黑色為最終梗死區(qū)，深灰色為預測誤差區(qū)，淺灰色為缺血半暗帶;B: DWI與MTT配準圖，黑色為最終梗死區(qū)，白色為預測誤差區(qū)，紅色為缺血半暗帶。

1.4 統(tǒng)計學處理

采用SPSS 25.0統(tǒng)計學軟件，基于最終梗死、預測誤區(qū)和缺血半暗帶的DWI和PWI參數(shù)以及預測和最終梗死體積等計量資料均符合正態(tài)分布，最終梗死、預測誤區(qū)和缺血半暗帶的rADC、rCBV、rCVF和rMTT平均值比較采用單因素方差分析，事后功效檢驗為Tukey法。預測與最終梗死體積的平均值比較采用配對t檢驗，兩者相關(guān)性采用Pearson相關(guān)性檢驗。取預測誤區(qū)與最終梗死間的受試者工作特征(ROC)曲線下最大面積對應點作為最佳閾值，計算預測不可逆損傷的敏感度、特異度、陽性似然比和陰性似然比。檢驗水準α值設(shè)定雙側(cè)0.05。

2 結(jié) 果

所有31例的基線CT顯示HT 22例(70.97%), 其中HI1型16例, HI2型4例, HP1型2例。MRI增強掃描顯示環(huán)形強化7例，結(jié)節(jié)樣強化16例，斑點狀強化8例。27例幕上病變中發(fā)現(xiàn)DWI與PWI錯配25例(92.59%), 無錯配2例。

2.1 DWI和PWI參數(shù)及其預測不可逆性損傷的敏感度

Tukey法事后功效檢驗顯示, rCBF、rCBV在最終梗死、預測誤差區(qū)、缺血半暗帶間兩兩比較，差異均有統(tǒng)計學意義(P<0.01), rADC在最終梗死與缺血半暗帶間的差異有統(tǒng)計學意義(P<0.01), 見表1。PWI預測腫瘤樣腦梗死不可逆損傷的敏感度高于DWI, 其中rCBF的敏感度最高，見表2。

表1 最終梗死、預測誤差區(qū)、缺血半暗帶DWI、PWI參數(shù)方差分析

表2 DWI和PWI預測不可逆性損傷的最佳閾值和敏感度

2.2 追蹤MRI發(fā)現(xiàn)

31例的追蹤MRI顯示HT和含鐵血黃素沉著27例(87.10%), 最終梗死體積大于預測梗死體積2例(6.45%), 小于預測體積29例(93.55%), 其中2例T2WI僅顯示含鐵血黃素沉著，接近完全恢復。最終梗死體積平均值為(20.8±11.9)cm3, 低于預測梗死體積平均值(25.9±10.6)cm3, 差異有統(tǒng)計學意義(t=7.682,P<0.001)。相關(guān)性檢驗顯示最終梗死體積與預測梗死體積呈正相關(guān)(r=0.953,P<0.001), 兩者差值絕對值中位數(shù)為4.19 cm3(IQR=5.28, 0.61～12.7 cm3)。

3 討 論

腫瘤樣腦梗死或酷似腦腫瘤的腦梗死大多為慢性腦梗死[3], 而本組病例均為急性或亞急性腦梗死，但CT、MRI平掃及增強掃描均表現(xiàn)為酷似腦腫瘤，而且臨床進展緩慢。隨著醫(yī)學影像技術(shù)的發(fā)展，尤其是DWI和PWI的臨床應用，對多數(shù)酷似腦腫瘤的腦梗死都能及時給出正確診斷。本研究主要分析腦腫瘤樣腦梗死的影像特點及其與預后的關(guān)系，本組病例基線CT顯示HT發(fā)生率為70.97%, 追蹤MRI發(fā)現(xiàn)HT為87.10%, 均高于研究[12]報道的56.00%。研究[13-14]發(fā)現(xiàn)缺血性中風的梗死體積與合并HT密切相關(guān)，且合并HT的缺血性中風患者預后較差，提示缺血性中風合并HT的最終腦梗死平均體積應大于或等于預測梗死體積。

本組病例的追蹤MRI顯示最終梗死體積小于預測梗死體積，其原因可能為: ① 與HT的類型有關(guān)，研究[8]發(fā)現(xiàn)HT的HP2型患者3個月后的預后更差，而HI1、HI2、HP1型與預后無相關(guān)性，本組病例HT均為HI型和HP1型。② 探測時間和方法不同，急性腦梗死HT均為發(fā)病≤7 d的CT發(fā)現(xiàn)，而本組病例為發(fā)病24 h～14 d和追蹤MRI≥90 d。此外, MRI顯示的含鐵血黃素沉著敏感度高于CT。③ HT可能是腦梗死酷似腫瘤的特點，因腦梗死合并HT的關(guān)鍵因素是微血管自身調(diào)節(jié)功能損害[15], 腫瘤樣腦梗死大多合并HT, 兩者是否相關(guān)還需要生物分子學的研究[16-17]證實。

基于急性和亞急性腦梗死DWI和PWI的配準情況，多數(shù)病變區(qū)可分為梗死核心和缺血半暗帶，后者代表組織缺血沒有核心區(qū)嚴重，只是神經(jīng)元功能受損，尚未發(fā)生不可逆轉(zhuǎn)的損傷。在缺乏治療干預或自發(fā)性再灌注情況下可能進展為不可逆性損傷，因此推測最終梗死體積可能大于預測體積。本組病例的最終梗死體積平均值小于預測梗死體積平均值，主要可能是血管源性水腫的影響。理論上而言，腦梗死發(fā)病后數(shù)小時即可發(fā)生血管源性水腫，并可持續(xù)30～90 d, 研究[2]發(fā)現(xiàn)缺血性中風發(fā)病后30 d是測量最終梗死體積的最短時間，因該時間點的水腫影響已基本消除，而且與臨床評估結(jié)果一致。本組病例追蹤MRI成像最短時間為90 d, 因此所獲最終梗死體積已消除了血管源性水腫的影響。

本研究的局限是感興趣區(qū)設(shè)計為手動法而非閾值法，雖然后者可減少人為因素的影響，但前者是目前臨床較為實用的方法; 缺血性中風的血流動力學復雜多變，DWI和PWI參數(shù)值在可逆與不可逆損傷組織間有很大重疊，因此手動法應不影響研究結(jié)果的可靠性。另一個局限是病例數(shù)較少，而且未進行腦卒中臨床量化評分比較，后續(xù)需擴大樣本量并納入臨床量化評分指標。