雙延遲3D-ASL評估單側(cè)大腦中動脈閉塞患者側(cè)支循環(huán)的預(yù)后價值

程艷華,金顥洋,常 瑩,耿長帥,雷 杰

(吉林省一汽總醫(yī)院 磁共振科,吉林 長春130011)

腦卒中、腫瘤及心臟疾病是影響我國居民健康的常見疾病,其中腦卒中發(fā)病率最高,80%以上為缺血性腦卒中,大腦中動脈(middle cerebral Artery,MCA)閉塞是缺血性腦卒中的常見病因[1]。MCA閉塞后側(cè)支循環(huán)的建立及其狀態(tài)是缺血性腦卒中的發(fā)生、發(fā)展及預(yù)后最關(guān)鍵的影響因素[2]。本文旨在探討3D-ASL在評估單側(cè)大腦中動脈閉塞患者側(cè)支循環(huán)狀態(tài)及臨床轉(zhuǎn)歸中的應(yīng)用。

1 材料與方法

1.1 一般資料本文收集2019年1月至2021年12月經(jīng)MRA證實(shí)的單側(cè)MCA閉塞的住院患者134例,男95例,女39例,年齡52～77歲,其中右側(cè)MCA閉塞63例,左側(cè)MCA閉塞71例。臨床癥狀表現(xiàn)為頭痛、言語笨拙、一側(cè)肢體無力、視物不清等。納入標(biāo)準(zhǔn):(1)MRA顯示僅單側(cè)MCA閉塞,對側(cè)腦組織無新發(fā)梗死灶;(2)入院后行T2-FLAIR、DWI、MRA及3D-ASL檢查;(3)MRI檢查前未行溶栓治療;(4)入院當(dāng)日和入院15日行美國國立衛(wèi)生研究院卒中量表(National Institutes of Health Stroke Scale,NIHSS)評分。采用入院15 d NIHSS 評分降度評估臨床預(yù)后,入院15 d NIHSS 評分降度=[(入院 NIHSS 評分-入院15 d NIHSS評分)/入院NIHSS評分]×100%[3];(5)本研究經(jīng)醫(yī)院倫理委員會批準(zhǔn)。排除標(biāo)準(zhǔn):(1)因患者躁動等原因?qū)е掠跋褓Y料無法分析;(2)伴有嚴(yán)重的心臟病的患者;(3)顱內(nèi)占位、炎癥或血管源性病變的患者。

1.2 MRI掃描序列及參數(shù)134例患者均行T2-FLAIR、DWI、MRA及3D-ASL 檢查。MRI檢查:采用GE 1.5T Creator MR掃描儀進(jìn)行成像,采用8 通道顱腦線圈,掃描序列包括橫軸位T2-FLAIR、DWI、MRA及3D-ASL。MRA采用3D-TOF 法,TR 25 ms,TE 2.7 ms,FOV 22 cm,翻轉(zhuǎn)20°,層厚1.6 mm,矩陣320 mm×224 mm,帶寬21 kHz。3D-ASL的標(biāo)記延遲時間(post labeling delay time,PLD)選擇1.5 s和2.5 s,采集參數(shù)如下:TR 4442 ms(PLD=1.5 s)和5137 ms (PLD=2.5 s),TE 9.7 ms,FOV 24 cm×24 cm,矩陣512×8(3D 螺旋采集),層厚6.0 mm,掃描層數(shù)32層,掃描時間4 min18 s(PLD=1.5 s)和4 min58 s(PLD=2.5 s)。

1.3 數(shù)據(jù)處理及分析將3D ASL原始數(shù)據(jù)導(dǎo)入GE AW4.6工作站,利用Function軟件后處理生成CBF(cerebral blood flow)偽彩圖,應(yīng)用Readyview軟件將CBF圖與DWI進(jìn)行圖像融合,選擇CBF-DWI不匹配區(qū)域即 缺血半暗帶(IP)范圍最大層面勾畫感興趣區(qū)(ROI)(范圍不超過3 cm2),測量患側(cè)及其鏡面?zhèn)饶X組織腦血流量(CBF)值,測量3次取平均值,計算相對腦血流量(rCBF)(rCBF=患側(cè)CBF/健側(cè)CBF)。將CBF偽彩圖上梗死核心周圍低灌注區(qū)皮層及皮層下迂曲走行的條狀高信號稱為動脈穿行偽影(arterial transit artifact,ATA)(見圖1),根據(jù)是否存在ATA,將患者分為ATA(+)組及ATA(-)組。依據(jù)T2-FLAIR上的高信號血管征(hyperintense vessel sign,HVS)(見圖1),對所有患者進(jìn)行側(cè)支循環(huán)等級分組,根據(jù)改良Alberta卒中項(xiàng)目早期CT評分(ASPECTS)法[4]將大腦中動脈供血區(qū)進(jìn)行分區(qū):Ⅰ區(qū)(島葉)、M1區(qū)(額前葉)、M2區(qū)(顳前葉)、M3區(qū)(顳后葉),M4區(qū)、M5區(qū)、M6區(qū)為M1區(qū)、M2區(qū)、M3區(qū)對應(yīng)的上一層的大腦中動脈皮質(zhì)區(qū);根據(jù)高信號血管征在各區(qū)域出現(xiàn)的次數(shù)進(jìn)行評分,每出現(xiàn)一次計為1分,共0～7分,0級0分,Ⅰ級1～2分,Ⅱ級3～4分,Ⅲ級5～7分。圖像由2名影像診斷醫(yī)師進(jìn)行分析,如果存在分歧,則由第3名醫(yī)師進(jìn)行復(fù)核,3名醫(yī)師均為具有5年以上工作經(jīng)驗(yàn)的主治醫(yī)師。

a:MRA;b:T2 FLAIR;c:3D ASL(PLD=1.5 s);d:3D ASL(PLD=2.5 s);e:3D ASL 原始圖像(PLD=1.5 s);f:3D ASL 原始圖像(PLD=2.5 s)

1.4 統(tǒng)計學(xué)方法使用SPSS25.0軟件對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理,計量資料使用Shapiro-Wilk檢驗(yàn)正態(tài)性,滿足正態(tài)分布的計量資料以(均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差)表示,兩組比較采用t檢驗(yàn),兩組以上比較使用單因素方差分析,不滿足正態(tài)分布采用非參數(shù)秩和檢驗(yàn)。計數(shù)資料以例數(shù)和(或)百分率表示,采用非參數(shù)秩和檢驗(yàn)。相關(guān)性檢驗(yàn)采用直線回歸分析。P<0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 ATA(-)組與(+)組患者比較ATA(-)組28例,ATA(+)組106例,兩組患者在側(cè)支循環(huán)等級分組中存在統(tǒng)計學(xué)差異(P<0.001),兩組患者PLD=1.5 s rCBF值、入院15 d NIHSS評分及入院15 d NIHSS評分降度差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.001),其中ATA(+)組PLD=1.5 s rCBF值低于ATA(-)組、入院15 d NIHSS評分降度高于ATA(-)組(表1)。

表1 ATA(-)組與(+)組患者影像及臨床參數(shù)比較

2.2 不同側(cè)支循環(huán)等級患者間比較側(cè)支循環(huán)等級分組:0級28例,1級25例,2級33例,3級48例,各組間rCBF(PLD=1.5 s)、入院15 d NIHSS評分及入院15 d NIHSS評分降度差異均有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.001),側(cè)支循環(huán)等級越高,rCBF(PLD=1.5 s)越低、入院15 d NIHSS評分降度越大(表2)。

表2 不同側(cè)支循環(huán)等級患者影像及臨床參數(shù)比較

2.3 入院15 d NIHSS評分降度與側(cè)支循環(huán)評分相關(guān)性入院15 d NIHSS評分降度與側(cè)支循環(huán)評分存在統(tǒng)計學(xué)差異(P<0.001),側(cè)支循環(huán)評分越高,入院15 d NIHSS評分降度越大(表3)。

表3 入院15 d NISHSS評分降度與側(cè)支循環(huán)評分直線回歸分析

3 討論

3D ASL以動脈血中可以自由擴(kuò)散的水分子作為示蹤劑,可以直觀、定量分析腦組織灌注情況[5]。ASL包含多個參數(shù):PLD、動脈通過時間(artery transit time,ATT)及ATA。PLD是指標(biāo)記后到采集圖像的時間間隔。根據(jù)王莉蓉等[6-7]研究,本文采用雙延遲(PLD=1.5 s及PLD=2.5 s)3D ASL掃描方法。ATT是指血液從標(biāo)記位置到達(dá)成像組織的傳輸時間。ATA是指在血管發(fā)生狹窄時,血流速度減慢,被標(biāo)記的血流滯留于責(zé)任血管內(nèi)而形成的一種特殊現(xiàn)象,CBF偽彩圖上表現(xiàn)為低灌注區(qū)周圍迂曲走形的條狀高信號(見圖1)。在評估側(cè)支循環(huán)方面,ATA與DSA具有良好的一致性[8-9]。

本研究通過觀察CBF偽彩圖是否存在ATA征象,將患者分為ATA(-)組28例、ATA(+)組106例,ATA(+)組rCBF(PLD=1.5 s)值低于ATA(-)組,側(cè)支循環(huán)越豐富,rCBF(PLD=1.5 s)越低。考慮原因可能為:MCA閉塞后,側(cè)支循環(huán)建立,血管管腔變細(xì)、血管路徑變長,血液流速變慢,ATT延長,短的PLD(1.5 s)被標(biāo)記的血流未在灌注圖像采集前到達(dá)組織,ASL信號減低,即為低灌注;由于側(cè)支循環(huán)的代償作用,1.5 s時的低灌注區(qū)(尤其是缺血半暗帶(ischemic penumbra,IP))會在2.5 s時得到明顯改善,甚至接近于鏡像側(cè)。所以兩組的rCBF(2.5 s)差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)。

腦側(cè)支循環(huán)是指供血動脈嚴(yán)重狹窄或閉塞時,從旁邊出現(xiàn)或生成小的毛細(xì)血管供給大血管所支配的區(qū)域,以保障大血管所供給的區(qū)域功能正常,從而避免了缺血的腦組織發(fā)生壞死[10]。腦側(cè)支循環(huán)分3級:1級為顱底Willis環(huán),2級是眼動脈、軟腦膜吻合支,3級為新生小血管。側(cè)支循環(huán)對機(jī)體維持IP的血流灌注具有重要作用[11-12]。目前,數(shù)字減影血管造影(digital subtraction angiography,DSA)是影像學(xué)評價側(cè)支循環(huán)的金標(biāo)準(zhǔn),但它是有創(chuàng)操作且價格較高,臨床應(yīng)用受限制。灌注成像評價側(cè)支循環(huán)應(yīng)用越來越廣泛,其中CT灌注,磁敏感動態(tài)增強(qiáng)MR灌注成像(dynamic susceptibility contrast,DSC-MRP)均需使用造影劑,而3D ASL無需對比劑,以人體動脈血中的自由水為示蹤劑,不受血腦屏障影響,明確腦組織灌注情況,指導(dǎo)臨床精準(zhǔn)治療,判斷預(yù)后、評估療效,患者依從性較好,可重復(fù)性高、操作簡單,臨床應(yīng)用較多[4]。

腦動脈狹窄或閉塞會使腦組織缺血、壞死,但腦卒中的發(fā)生、發(fā)展及預(yù)后與血管狹窄程度并無明顯相關(guān)性,它取決于側(cè)支循環(huán)代償儲備能力,在沒有干預(yù)的情況下,側(cè)支循環(huán)越好,IP惡化速度越慢、腦組織損傷程度越輕、梗死體積小。不僅如此,側(cè)支循環(huán)的存在還可以使治療藥物不依賴于已經(jīng)狹窄或閉塞血管抵達(dá)缺血區(qū),溶栓治療效果更好。本研究顯示ATA(+)組與ATA(-)組比較,雖然入院 NIHSS評分無統(tǒng)計學(xué)意義,但治療后ATA(+)組入院15d NIHSS評分明顯低于ATA(-)組,入院15 d NIHSS評分降度明顯大于ATA(-)組;側(cè)支循環(huán)等級分組:0級28例,1級25例,2級33例,3級48例,側(cè)支循環(huán)等級越高,入院后15 d NIHSS評分越低,入院15 d NIHSS評分降度越大,并且經(jīng)過相關(guān)性分析,本研究發(fā)現(xiàn)入院15 d NIHSS評分降度與側(cè)支循環(huán)評分呈明顯正相關(guān),提示有側(cè)支循環(huán)的單側(cè)大腦中動脈閉塞患者的神經(jīng)功能受損輕,預(yù)后優(yōu)于無側(cè)支循環(huán)組,并且側(cè)支循環(huán)越豐富,預(yù)后越好,這與張渺娜等[13-15]的研究一致。

總之,雙延遲3D-ASL結(jié)合T2-FLAIR不僅可以無創(chuàng)、直觀地評價單側(cè)大腦中動脈狹窄患者側(cè)支循環(huán)狀態(tài),而且可以貫穿缺血性腦卒中治療的全療程,動態(tài)監(jiān)測腦卒中的治療效果,使臨床醫(yī)生可以根據(jù)影像學(xué)變化及時調(diào)整治療方案,真正實(shí)現(xiàn)個性化和精準(zhǔn)化的治療,并且為臨床評估預(yù)后提供客觀可量化的依據(jù)。

本研究不足之處:首先,本研究屬于單中心研究,樣本量較小,尤其是ATA(-)組,后續(xù)需大樣本的深入研究;其次,ROI勾畫采用手動方式,CBF值的準(zhǔn)確性會受到一定程度影響;最后,未追蹤記錄改良Rankin 量表評分。