氨基質(zhì)子化學(xué)交換飽和磁共振成像預(yù)測(cè)腦梗死神經(jīng)功能預(yù)后的價(jià)值

申 洪，鄭啟元，徐 芳，呂 潔

1重慶市海吉亞腫瘤醫(yī)院放射科，重慶 401331；2重慶醫(yī)科大學(xué)附屬兒童醫(yī)院兩江門(mén)診部，重慶 401122

腦梗死發(fā)病率占全部腦血管病的60%～80%［1-2］。該病病情急且可反復(fù)發(fā)作，療效多不理想［3-4］。尋找有效方法預(yù)測(cè)患者預(yù)后對(duì)于及時(shí)采取措施干預(yù)、改善患者預(yù)后情況有著重要意義。磁共振成像能夠發(fā)現(xiàn)微小病灶，但不能很直觀地對(duì)患者預(yù)后進(jìn)行評(píng)估［5-6］?；瘜W(xué)交換飽和成像技術(shù)是一種以磁化傳遞和化學(xué)交換為理論基礎(chǔ)的磁共振成像新方法，能夠在分子水平上給予影像的支持，具有無(wú)創(chuàng)性、高敏感度、高空間分辨率、良好的選擇性等優(yōu)點(diǎn)，目前已得到多個(gè)研究中心的開(kāi)發(fā)與應(yīng)用［7-8］。在化學(xué)交換飽和成像技術(shù)的研究中，已檢測(cè)到的內(nèi)源性分子有氨基質(zhì)子、羥基等，其中氨基質(zhì)子是研究時(shí)間最久且技術(shù)最為成熟的一種［9-10］。研究顯示，氨基質(zhì)子化學(xué)交換飽和磁共振成像技術(shù)在顱腦疾病早期診斷、病情監(jiān)測(cè)及預(yù)后判斷具有一定價(jià)值［11］，但其在腦梗死預(yù)后評(píng)估方面的具體價(jià)值尚不清楚，且以往研究存在樣本量小、隨訪時(shí)間短及技術(shù)有限等不足。因此，本研究分析了氨基質(zhì)子化學(xué)交換飽和磁共振成像預(yù)測(cè)腦梗死神經(jīng)功能預(yù)后的價(jià)值，現(xiàn)報(bào)告如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料

選擇2017年7月～2019年7月我院收治的138例腦梗死患者。納入標(biāo)準(zhǔn)：急性腦梗死符合《中國(guó)急性缺血性腦卒中診治指南2018》中相關(guān)診斷標(biāo)準(zhǔn)：急性起病；局灶神經(jīng)功能缺損(一側(cè)面部或肢體麻木、語(yǔ)言障礙等)，少部分為全面神經(jīng)功能缺損；影像學(xué)檢查可見(jiàn)責(zé)任病灶或癥狀/體征持續(xù)時(shí)間超過(guò)24 h；排除非血管性病因；腦CT/MRI排除腦出血［12］；發(fā)病時(shí)間在24～48 h時(shí)間窗內(nèi)；無(wú)腦部外科手術(shù)史；依從性好，可配合完成與本研究相關(guān)的檢查；心、肝、腎、肺功能正常；簽訂知情同意書(shū)。排除標(biāo)準(zhǔn)：伴腦部腫瘤、腦外傷等影響神經(jīng)功能預(yù)后的疾?。徊v資料不完整；妊娠期或哺乳期婦女；有磁共振成像檢查的禁忌證；納入本研究前行血管再通或支架治療。

根據(jù)其入院3月后的改良Rankin量表評(píng)分（mRS）［13］分為預(yù)后良好組（mRS<2 分，n=84）與預(yù)后不良組（mRS≥2分，n=54）。預(yù)后良好組男性55例，女性83例，年齡26～85歲（64.12±6.39歲）；BMI 22.63±2.10 kg/m2；合并高血壓50例，合并糖尿病28例，合并心臟病16例，合并高血脂4例；吸煙史17例，飲酒史20例。預(yù)后不良組男性35 例，女性19 例，年齡24～84 歲（65.45±6.02歲）；BMI 22.86±2.42 kg/m2；合并高血壓35例，合并糖尿病19例，合并心臟病11例，合并高血脂3例；吸煙史11例，飲酒史13例。兩組性別、年齡、BMI、合并糖尿病比例、合并高血壓比例、吸煙史、合并心臟病比例等一般資料差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P>0.05）。本研究經(jīng)我院醫(yī)學(xué)倫理委員會(huì)批準(zhǔn)。

1.2 研究方法

所有患者入院后進(jìn)行磁共振掃描檢查，掃描前取下患者身上的磁性物質(zhì)和金屬物品，佩戴隔音耳塞，用海綿軟塞固定患者的頭部，掃描儀器為美國(guó)GE公司的3.0 T超導(dǎo)型磁共振儀，用8通道頭線圈掃描，采集三平面定位掃描后，在快速自旋回波序列下采集T2加權(quán)圖像（參數(shù)：TE 120 ms，TR 4480 ms，層厚5 mm，F(xiàn)OV 240 mm×240 mm，矩陣為512×512），再采集DWI圖像（參數(shù)：TE minimum，TR 6000 ms，b 值1000 s/mm2）。最后，通過(guò)DWI圖像對(duì)腦梗死區(qū)最大層面進(jìn)行氨基質(zhì)子化學(xué)交換飽和磁共振成像掃描，首先掃描未施加飽和脈沖圖片，接下來(lái)開(kāi)啟預(yù)飽和脈沖，整個(gè)序列掃描總共獲取42幅圖片。所用參數(shù)為試管掃描獲取的最優(yōu)參數(shù)，如下：層厚5 mm，矩陣為128×128，帶寬為15.63 kHz，TR為5000 ms，F(xiàn)OV為240 mm×240 mm，TE 3.1 ms；飽和脈沖為費(fèi)米脈沖，翻轉(zhuǎn)角為340°，飽和脈沖個(gè)數(shù)為50，寬度40 ms，dc為50%。掃描結(jié)束后，由熟悉Matlab 軟件的醫(yī)務(wù)人員對(duì)氨基質(zhì)子加權(quán)信號(hào)值（APTw）進(jìn)行定量分析，測(cè)量腦梗死區(qū)的APTw值及對(duì)側(cè)非腦梗死區(qū)的APTW 值，計(jì)算ΔAPTW（腦梗死區(qū)APTw值與對(duì)側(cè)非腦梗死區(qū)APTw值之差）；測(cè)量腦梗死區(qū)的最大APTw值（APTwmax）和最小APTW值（APTwmin），計(jì)算APTwmax-min（APTwmax與APTwmin之差）。

1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

采用SPSS22.0軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析，計(jì)量資料以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差表示，組間比較采用t檢驗(yàn)；計(jì)數(shù)資料以n(%)表示，組間比較采用χ2檢驗(yàn)，采用Spearman相關(guān)分析法分析ΔAPTw值、APTwmax-min值與腦梗死神經(jīng)功能預(yù)后的相關(guān)性，采用Logistic回歸分析腦梗死神經(jīng)功能預(yù)后的影響因素，采用受試者工作特征曲線（ROC）分析ΔAPTW、APTwmax-min值對(duì)腦梗死神經(jīng)功能預(yù)后的預(yù)測(cè)價(jià)值。以P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 兩組ΔAPTW值、APTwmax-min值比較

預(yù)后不良組ΔAPTW值低于預(yù)后良好組，差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P<0.05）；預(yù)后不良組APTWmax-min值高于預(yù)后良好組，差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P<0.05，表1）。

表1 兩組ΔAPTW值、APTwmax-min值比較Tab.1 Comparison of ΔAPTw and APTwmax-min between the two groups(%，Mean±SD)

2.2 ΔAPTW值、APTwmax-min值與腦梗死神經(jīng)功能預(yù)后相關(guān)性分析

ΔAPTW 值與腦梗死神經(jīng)功能預(yù)后呈正相關(guān)（r=0.611，P<0.001）；APTwmax-min值與腦梗死神經(jīng)功能預(yù)后呈負(fù)相關(guān)（r=-0.493，P<0.001，圖1）。

圖1 ΔAPTw值、APTwmax-min值與腦梗死神經(jīng)功能預(yù)后的相關(guān)性Fig.1 The correlation between the value of ΔAPTw and APTwmax-min and prognosis of cerebral infarction.

2.3 腦梗死神經(jīng)功能預(yù)后的影響因素分析

由相關(guān)性分析可知，ΔAPTW值減小、APTwmax-min值增加是腦梗死神經(jīng)功能預(yù)后不良的危險(xiǎn)因素（P<0.05，表2）。

表2 腦梗死神經(jīng)功能預(yù)后的影響因素分析Tab.2 Analysis of influencing factors of neurological function prognosis in cerebral infarction

2.4 ΔAPTw值聯(lián)合APTwmax-min值預(yù)測(cè)腦梗死神經(jīng)功能預(yù)后的價(jià)值分析

ΔAPTw值聯(lián)合APTwmax-min值預(yù)測(cè)腦梗死神經(jīng)功能預(yù)后的AUC 為0.832，敏感度為75.91%，特異性為83.32%，陽(yáng)性預(yù)測(cè)值為82.00%，陰性預(yù)測(cè)值為77.60%，準(zhǔn)確度為88.32%，ΔAPTw值的臨界值為-0.92，APTwmax-min值的臨界值為0.75（圖2）。

圖2 ΔAPTw值聯(lián)合APTwmax-min值預(yù)測(cè)腦梗死神經(jīng)功能預(yù)后的ROC曲線Fig.2 ROC curve for predicting neurological function prognosis of cerebral infarction with ΔAPTw value combined with APTwmax-minvalue.

2.5 典型病例

根據(jù)腦梗死患者氨基質(zhì)子化學(xué)交換飽和磁共振圖像可知，C在3位患者中的入院3月mRS評(píng)分是最高的，但患者C的腦梗塞區(qū)APTw信號(hào)值卻是最低的。對(duì)比患者A～C發(fā)現(xiàn)，APTw信號(hào)在腦梗塞區(qū)較非腦梗塞區(qū)域減弱，且APTw信號(hào)隨著患者入院3月mRS評(píng)分上升而減弱。另外，患者C的APTw信號(hào)不均勻性較患者A、B更為明顯（圖3）。

圖3 T1WI、T2WI、DWI、APTw圖像Fig.3 The images of T1WI,T2WI,DWI and APTw.

3 討論

氨基質(zhì)子化學(xué)交換飽和磁共振成像是化學(xué)交換飽和成像技術(shù)中最為成熟的一種，該技術(shù)通過(guò)檢測(cè)氨基質(zhì)子含量在特定條件下的變化，實(shí)現(xiàn)活體生化代謝變化、細(xì)胞成分變化以及酸堿度變化的圖像化與可視化，這些變化對(duì)腦梗死、腦腫瘤等顱腦疾病的診斷具有重大價(jià)值［14］。其優(yōu)點(diǎn)包括無(wú)創(chuàng)性、無(wú)需外源對(duì)比、高特異性、高空間分辨率等，能夠反映氨基質(zhì)子交換速率和組織中內(nèi)源性游離蛋白濃度。有學(xué)者通過(guò)分析膠質(zhì)瘤和腦轉(zhuǎn)移瘤病灶的氨基質(zhì)子化學(xué)交換飽和磁共振成像掃描圖像，得出兩者在瘤周區(qū)的APTw信號(hào)強(qiáng)度上不具備統(tǒng)計(jì)學(xué)差異，這可能是由于膠質(zhì)瘤的侵襲性較強(qiáng)，病灶周?chē)M織受到腫瘤細(xì)胞的侵犯，局部游離蛋白含量增加所致［15-16］。有學(xué)者利用腦中動(dòng)脈阻塞大鼠模型證實(shí)了腦梗死區(qū)APTw圖像信號(hào)下降，還實(shí)現(xiàn)了腦梗死區(qū)pH值的圖像化，分析得出氨基質(zhì)子化學(xué)交換飽和磁共振成像在顯示腦梗死組織方面比常規(guī)DWI磁共振成像更具優(yōu)勢(shì)［17-18］。有研究將氨基質(zhì)子化學(xué)交換飽和磁共振成像應(yīng)用于阿爾茲海默病的研究，結(jié)果顯示患者的雙側(cè)海馬區(qū)APTw信號(hào)強(qiáng)度大大增加，而且與智力狀態(tài)檢查量表具有很強(qiáng)的相關(guān)性［19-20］。

mRS評(píng)分可用來(lái)衡量腦梗死后神經(jīng)功能恢復(fù)的狀況［21-22］，因此我們根據(jù)患者的入院后3月mRS評(píng)分分成了預(yù)后良好組與預(yù)后不良組，通過(guò)分析可知這兩組患者的ΔAPTw值、APTwmax-min值在統(tǒng)計(jì)學(xué)上存在顯著的差異，即預(yù)后不良組ΔAPTw值低于預(yù)后良好組，預(yù)后不良組APTwmax-min值高于預(yù)后良好組，這可提示ΔAPTW值、APTwmax-min值與腦梗死患者的神經(jīng)功能預(yù)后有一定關(guān)系，但其具體關(guān)系不清楚，因此進(jìn)一步進(jìn)行Spearman相關(guān)分析和Logistic回歸分析，發(fā)現(xiàn)ΔAPTw值與腦梗死神經(jīng)功能預(yù)后呈正相關(guān)，APTwmax-min值與腦梗死神經(jīng)功能預(yù)后呈負(fù)相關(guān)，ΔAPTw值減小、APTwmax-min值增加是腦梗死神經(jīng)功能預(yù)后不良的危險(xiǎn)因素，提示ΔAPTw值越低及APTwmax-min值越高腦梗死神經(jīng)功能預(yù)后越差。有研究證實(shí)，腦梗死體積是腦梗死預(yù)后的預(yù)測(cè)因素，但將腦梗死體積與患者的預(yù)后進(jìn)行相關(guān)性檢驗(yàn)卻發(fā)現(xiàn)不具有明顯的線性關(guān)系［23-24］。另有研究表明，腦梗死患者入院時(shí)的美國(guó)國(guó)立衛(wèi)生院神經(jīng)功能缺損評(píng)分也能在一定程度上評(píng)估患者的預(yù)后，但其ROC曲線的AUC大多在0.5～0.7之間，預(yù)測(cè)價(jià)值較低［25］。上述報(bào)道從另一個(gè)側(cè)面提示氨基質(zhì)子化學(xué)交換飽和磁共振成像在評(píng)估腦梗死預(yù)后方面有一定優(yōu)越性。ROC 曲線分析顯示，Δ APTw值聯(lián)合APTwmax-min值預(yù)測(cè)腦梗死神經(jīng)功能預(yù)后的AUC為0.806，敏感度為76.52%，特異性為70.01%，準(zhǔn)確度為88.32%，提示氨基質(zhì)子化學(xué)交換飽和磁共振成像中APTw的定量分析能夠較好的預(yù)測(cè)腦梗死神經(jīng)功能預(yù)后，即腦梗死患者入院時(shí)ΔAPTw 值<-0.92%、APTwmax-min值>0.75%，則可提示腦梗死神經(jīng)功能預(yù)后不良的風(fēng)險(xiǎn)較大。分析原因認(rèn)為預(yù)后良好的患者的腦梗死區(qū)中，所有干擾APTw信號(hào)值的因素的變化均不明顯，如蛋白質(zhì)濃度、pH等，這些變化在發(fā)病后的24～48 h內(nèi)可能已經(jīng)恢復(fù)至正常范圍內(nèi)，因此在此時(shí)間窗內(nèi)進(jìn)行氨基質(zhì)子化學(xué)交換飽和磁共振成像掃描時(shí)無(wú)法檢測(cè)出較為明顯的差異，然而，在預(yù)后不良的患者的腦梗死區(qū)中，上述變化相對(duì)明顯，因此即使時(shí)間超過(guò)48 h，上述變化依然能夠被氨基質(zhì)子化學(xué)交換飽和磁共振成像掃描檢測(cè)出來(lái)。所以，通過(guò)對(duì)比這兩組患者的相關(guān)數(shù)據(jù)，氨基質(zhì)子化學(xué)交換飽和磁共振成像中APTw的定量分析可以用來(lái)預(yù)測(cè)腦梗死患者的神經(jīng)功能預(yù)后。但本研究存在以下不足：病例總數(shù)相對(duì)較少，鑒于采集時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，本研究只采集了患者腦的一個(gè)層面的圖像，而其他層面的圖像未采集，信息較局限。

綜上所述，氨基質(zhì)子化學(xué)交換飽和磁共振成像中APTw的定量分析能夠較好的預(yù)測(cè)腦梗死神經(jīng)功能預(yù)后，在腦梗死患者氨基質(zhì)子化學(xué)交換飽和磁共振成像檢查過(guò)程中若發(fā)現(xiàn)ΔAPTw值減小、APTwmax-min值增加，臨床應(yīng)及時(shí)采取干預(yù)措施，改善其預(yù)后。