3D-ASL與MRA在急性缺血性腦卒中患者側(cè)支循環(huán)及預(yù)后評估中的應(yīng)用＊

董欣欣 呂曉波 賈永強 張 龍 呂志飛 董振芳

山西省臨汾市中心醫(yī)院醫(yī)學(xué)影像科 (山西 臨汾 041000)

急性缺血性腦卒中(AIS)是一種常見且多發(fā)的腦血管疾病，具有發(fā)病急、致殘率高、致死率高特點，目前臨床多采取溶栓治療、手術(shù)治療等治療方式，但患者的臨床預(yù)后程度存在差異[1-2]。機體AIS的發(fā)展是一個動態(tài)過程，從腦組織低血流灌注到腦組織梗死過程中，存在一個缺血半暗帶(IP)區(qū)域，該區(qū)域腦細(xì)胞結(jié)構(gòu)相對完整，即使腦細(xì)胞電活動信號消失，但及時展開治療仍可恢復(fù)其細(xì)胞功能[3-4]。有學(xué)者證實，腦側(cè)支循環(huán)能為IP提供血流灌注，減輕組織損傷，控制梗死范圍，避免再灌注損傷，降低疾病再復(fù)發(fā)幾率[5-6]。因此，運用影像學(xué)評估腦側(cè)支循環(huán)對AIS疾病治療意義重大。AIS患者病理基礎(chǔ)為腦血流灌注異常，腦組織血流量能及時反映腦內(nèi)血流動力學(xué)變化，觀察梗死區(qū)域腦血流灌注量(CBF)具有重要價值[7]。磁共振血管造影(MRA)能顯示顱內(nèi)外大血管與顱內(nèi)近端的血管，在臨床用于多種腦血管疾病的篩查；三維動脈自旋標(biāo)記(3D-ASL)通過動脈自旋標(biāo)記成像與彌散加權(quán)成像(ASL-DWI)不匹配原則確定IP區(qū)，進(jìn)而反映患者血流灌注狀況[8]。有學(xué)者指出，ASL序列上的動脈穿行偽影(ATA)能提示側(cè)支循環(huán)的出現(xiàn)[9]。本研究運用MRA評估AIS患者血管循環(huán)，進(jìn)一步使用3D-ASL評估IP血流灌注狀況，對兩者在AIS患者側(cè)支循環(huán)、預(yù)后評估中的應(yīng)用效果進(jìn)行評價。

1 資料與方法

1.1 一般資料回顧性分析2018年3月至2022年3月來院就診的120例AIS患者臨床資料。納入標(biāo)準(zhǔn)：均符合AIS診斷要求[10]；發(fā)病時間在7d之內(nèi)；均為單側(cè)幕上大腦中動脈(MCA)供血區(qū)梗死；首次發(fā)??；臨床資料完整。排除標(biāo)準(zhǔn)：合并其他對檢查結(jié)果造成影響的神經(jīng)系統(tǒng)疾病；圖像質(zhì)量差；接受溶栓或動脈取栓治療；置入心臟起搏器、人工金屬植入物等其他檢查禁忌癥；妊娠或哺乳期女性；存在精神系統(tǒng)疾病或溝通障礙等無法實現(xiàn)有效配合。符合上述條件的患者均行MRI+MRA+3DASL檢查。所有患者中男性67例，男性53例；年齡38～75歲，平均(62.19±3.46)歲；合并基礎(chǔ)疾病高血壓37例，糖尿病15例，高脂血癥14例；身體質(zhì)量指數(shù)22～25kg/m2，平均(23.58±1.06)kg/m2，本研究經(jīng)醫(yī)院倫理委員會審核批準(zhǔn)。

1.2 方法

1.2.1 掃描方法：儀器選用美國GE公司 SIGNA MR1.5T磁共振成像儀，選擇8通道相控頭頸線圈，行常規(guī)MRI、MRA及3D-ASL掃描。掃描參數(shù)包括常規(guī)T1WI序列：TR 2000ms，TE 18m，層厚5mm，F(xiàn)OV 230mm×230mm，矩陣320×210，翻轉(zhuǎn)角150°；T2WI序列：TR 5000ms，TE 102m，層厚5mm，F(xiàn)OV230mm×230mm，矩陣380×310，翻轉(zhuǎn)角150°；MRA：梯度回波序列，TR 21ms，TE 3.13ms，層厚0.59mm，F(xiàn)OV 210mm×210mm，矩陣380×330，翻轉(zhuǎn)角18°；3D-ASL：TR 4545ms，TE 10.4ms，分辨率512，Arms8，NEX3.0，層厚0.4cm，標(biāo)記延遲時間(PLD)1525ms、2525ms。

1.2.2 圖像處理與影像評估：數(shù)據(jù)上傳至工作站，運用Functool工具對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。得到MRA圖像，計算MCA狹窄率=[(1-最小殘留管徑)/狹窄遠(yuǎn)端正常管徑]，血管狹窄程度參考KWON等[11]進(jìn)行分級，0級：血管閉塞，遠(yuǎn)端無顯影；1級：局部血管無信號，血管遠(yuǎn)端不完全顯影；2級：血管遠(yuǎn)端顯影完整，狹窄＞50%；3級：血管遠(yuǎn)端完整且清晰，狹窄率≤50%；4級：正常，其中0～1級為側(cè)支循環(huán)不豐富設(shè)為MCA陽性組，2～4級為側(cè)支循環(huán)豐富設(shè)為MCA陰性組。ATA為ASL CBF圖上梗死周圍低灌注區(qū)皮層與皮層下區(qū)域匍匐前行的條狀高灌注信號，將ATA陽性與ATA陰性組。依據(jù)腦血流灌注量(CBF)與DWI面積不匹配原則，將不匹配區(qū)域設(shè)為IP區(qū)，分別選取3個不同位置與鏡面?zhèn)菴BF值，取平均值，測量時盡量避開腦室、腦溝處。IP相對腦血流灌注量(rCBF)=患側(cè)CBF/健測CBF。所有患者圖像均由2名工作經(jīng)歷15年以上的影像科醫(yī)師進(jìn)行診斷，若發(fā)生分歧時由兩者討論取得一致。

1.2.3 神經(jīng)功能：采用美國國立衛(wèi)生研究院卒中量表(NIHSS)評分[12]。量表內(nèi)容包括11個項目，總分42分，得分與神經(jīng)功能損傷程度呈正相關(guān)。

1.3 觀察指標(biāo)(1)比較不同PLD下梗死核心區(qū)與健側(cè)鏡像區(qū)CBF值。(2)對比MCA陽性與陰性組rCBF、入院時NIHSS評分、出院時NIHSS評分。并采用Spearman相關(guān)性分析rCBF與NIHSS評分的相關(guān)性。(3)比較ATA陽性與ATA陰性rCBF、入院時NIHSS評分、出院時NIHSS評分，并采用Spearman相關(guān)性分析rCBF與NIHSS評分的相關(guān)性。

1.4 統(tǒng)計學(xué)方法采用SPSS 24.0軟件對數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計學(xué)分析，計數(shù)資料以[n(%)]表示，采用χ2檢驗；計量資料()表示，組間比較采用獨立樣本t檢驗，多組間比較使用多因素方差分析。以P＜0.05為結(jié)果表示有統(tǒng)計學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 不同PLD下梗死核心區(qū)、IP區(qū)與健側(cè)鏡像區(qū)CBF值比較PLD為1525ms、2525ms時，健側(cè)鏡像區(qū)、IP區(qū)CBF值均顯著高于梗死核心區(qū)(tPLD=1525ms=2.801、6.547，tPLD=2525ms=2.405、4.828，P均＜0.05)；PLD為2525ms時，梗死核心區(qū)、IP區(qū)與健側(cè)鏡像區(qū)CBF值均明顯高于PLD為1525ms時CBF值(P＜0.05)，見表1。

表1 不同PLD下梗死核心區(qū)、IP區(qū)與健側(cè)鏡像區(qū)CBF值比較(加缺血半暗帶與健側(cè)鏡像區(qū)對比的縱列統(tǒng)計)(mL/100g/min)

2.2 MCA陽性與陰性組臨床指標(biāo)比較120例AIS患者，MCA陽性患者70例(58.33%)，MCA陰性患者50例(41.67%)，且MCA陰性組IP區(qū)rCBF顯著高于MCA陽性組，入院時NIHSS評分、出院時NIHSS評分均明顯低于MCA陽性組(P＜0.05)。Spearman相關(guān)性分析，MCA與rCBF呈負(fù)相關(guān)(r=-0.815，P＜0.05)，與NIHSS評分呈正相關(guān)(r=0.724，P＜0.05)。見表2。

表2 MCA陽性與陰性組臨床指標(biāo)比較

2.3 ATA陽性與ATA陰性組臨床指標(biāo)比較MCA陽性患者中ATA陽性34例(48.57%)，ATA陰性36例(51.43%)，ATA陽性組IP區(qū)rCBF明顯高于ATA陰性組，出院時NIHSS評分顯著低于ATA陰性組(P＜0.05)；經(jīng)Spearman相關(guān)性分析顯示，ATA與rCBF呈正相關(guān)(r=0.716，P＜0.05)，與NIHSS評分呈負(fù)相關(guān)(r=-0.721、-0.649，P＜0.05)。見表3。

表3 ATA陽性與ATA陰性組臨床指標(biāo)比較

圖2、圖3 分別為同一患者，圖2、3左側(cè)MRA顯示分別為MCA陰性與陽性患者，圖2、3右側(cè)分別為ASL后處理圖像與DWI融合顯示缺血半暗帶區(qū)域，MCA陰性患者rCBF(圖2右側(cè)ROI1與ROI2比值0.62)高于MCA陽性患者rCBF(圖3右側(cè)ROI1與ROI2比值0.31)。圖4A-圖4C、圖5A-圖5C 分別為同一患者，圖4A、5A患者M(jìn)RA圖像顯示大腦中動脈閉塞，MCA均為陽性，圖4B、5B ASL原始圖顯示為ATA陽性和ATA陰性，圖4C、5C為ASL后處理圖像，ATA陽性患者IP區(qū)rCBF(圖4C ROI1與ROI2比值0.55)高于ATA陰性患者(圖5C ROI1與ROI2比值0.43)。

3 討論

AIS病因包括腦動脈阻塞、狹窄等，導(dǎo)致神經(jīng)細(xì)胞大量損傷，引起中樞神經(jīng)系統(tǒng)功能受損，具有較高致殘率、致死率。對于AIS患者而言，在其腦組織缺血缺氧至梗死這一病理過程可分成2個時期，即突觸傳遞衰竭期與膜泵衰竭期，突出傳遞衰竭期時腦自發(fā)活動與誘發(fā)電位消失，患者意識持續(xù)性丟失，腦組織血氧水平較低，但腦細(xì)胞并未完全壞死，只需增加腦血管流量仍可逆轉(zhuǎn)腦損害[13]。此時，學(xué)者將可挽救的缺血組織區(qū)域成為IP，但I(xiàn)P的存在為一動態(tài)過程，其范圍可隨著時間的延長而不斷縮小，且IP的存在時間因人而異，最長可達(dá)24-48h[14]。因此，運用影像學(xué)對IP進(jìn)行確定對指導(dǎo)個性化治療方案尤為重要。

腦側(cè)支循環(huán)指對適當(dāng)腦部血流灌注減少時出現(xiàn)的向IP區(qū)傳輸血液的微小血管旁路吻合支，其出現(xiàn)機制為腦組織處于缺血缺氧條件下，腦血管的跨膜壓力急劇升高，血管內(nèi)血液復(fù)流至鄰近微小血管中，增加了血管管腔內(nèi)的剪應(yīng)力，在炎癥反應(yīng)的作用下，NO信號通路被激活，促進(jìn)了側(cè)支循環(huán)血管出現(xiàn)[15]。3D-ASL相較于傳統(tǒng)對比劑推注技術(shù)，其通過自身物理技術(shù)的優(yōu)勢對血液中磁性標(biāo)記的水質(zhì)子進(jìn)行標(biāo)記，將其視為內(nèi)源性造影劑并測量CBF值，從而判斷腦組織血流灌注[16]。PLD指標(biāo)記水質(zhì)子到采集的時間，通過多個PLD的灌注成像可對患者側(cè)支循環(huán)灌注狀態(tài)進(jìn)行有效評估[17]。本研究中，PLD為1525ms、2525ms時梗死核心區(qū)、IP區(qū)CBF均低于健側(cè)鏡像區(qū)，而PLD為1525ms時，梗死核心區(qū)、IP區(qū)與健側(cè)鏡像區(qū)CBF值均低于PLD為2525ms時CBF值，提示3D-ASL可有效判斷側(cè)支循環(huán)建立狀況。側(cè)支循環(huán)的建立能夠分成3級，其中1、3級對大腦中動脈病變引發(fā)的AIS代償作用較小，并具有滯后性，因此MCA供血區(qū)的血流灌注僅依靠2級側(cè)支循環(huán)[18]。有學(xué)者曾指出，IP區(qū)的側(cè)支循環(huán)建立狀況與其血流灌注狀況密切相關(guān)，較IP區(qū)血管灌注不良者，IP區(qū)血管灌注良好者側(cè)支循環(huán)建立狀況更優(yōu)[19]。Jiang等[20]學(xué)者指出側(cè)支循環(huán)的建立與腦內(nèi)主要供血動脈的狹窄密不可分，基于此，本研究通過MRA對MCA圖像血管狹窄程度進(jìn)行分級，并進(jìn)一步分成MCA陽性組與MCA陰性組，對兩組間臨床指標(biāo)進(jìn)行比較，結(jié)果顯示MCA陰性組rCBF高于MVA陽性組，且Spearman相關(guān)性分析，MCA與rCBF呈負(fù)相關(guān)，表明MCA狹窄程度越低，IP區(qū)獲得血流灌注越高，側(cè)支循環(huán)建立越良好；同時本文還顯示MCA陰性組入院時NIHSS評分、出院時NIHSS評分均低于MCA陽性組，Spearman相關(guān)性分析顯示MCA與NIHSS評分呈正相關(guān)，表明MRA可用于判斷患者預(yù)后。但MRA序列亦存在一定缺陷，崔勇等[21]學(xué)者指出當(dāng)其血流信號較低時，側(cè)支循環(huán)建立信息缺失，且對微小側(cè)支血管敏感程度不足，此外，當(dāng)遠(yuǎn)端分支動脈閉塞時，MRA序列對軟腦膜側(cè)枝的評估準(zhǔn)確性大幅降低。3D-ASL上的ATA是在血流速度降低時，標(biāo)記的血液滯留于病灶區(qū)域的一種特殊現(xiàn)象，呈高信號表現(xiàn)[22]。本研究中將MCA陽性組進(jìn)一步分為ATA陽性與ATA陰性組，結(jié)果顯示，ATA陽性組IP區(qū)rCBF高于ATA陰性組，同時Spearman相關(guān)性分析顯示，ATA與rCBF呈正相關(guān)；ATA陽性組出院時NIHSS評分低于ATA陰性組，Spearman相關(guān)性分析顯示，ATA與NIHSS評分呈負(fù)相關(guān)，證實3D-ASL與患者預(yù)后具有相關(guān)性?；颊逫P區(qū)血流灌注越高，表明側(cè)支循環(huán)建立狀況越優(yōu)，能避免乳酸等代謝產(chǎn)物積聚，促進(jìn)細(xì)胞離子恢復(fù)平衡，進(jìn)而挽救更多缺血腦組織，改善疾病預(yù)后[23]。

綜上所述，3D-ASL與MRA結(jié)合運用能夠更準(zhǔn)確評估AIS患者IP區(qū)血液供應(yīng)狀況，判斷側(cè)支循環(huán)建立狀態(tài)并預(yù)估患者疾病預(yù)后，對臨床制定治療方案具有重要意義。但本研究不足之處在于樣本量不足，日后需擴(kuò)大樣本量進(jìn)一步驗證研究結(jié)論。